前桥总成、零部件造型报告

1、CAD课程实习报告-前桥总成、零部件造型报告姓名专业学号班级指导老师摘要：前桥通过悬架与车架相连，两端安装车轮，其功用是传递车架和车轮之间各个方向的作用力及其力矩。本次研究对象是北京林业大学车辆实验室中的东风货车的前桥，依据测绘的得到的尺寸，通过CATIA对前桥的各个零件的造型，从而完成装配，更好的理解前桥每个部件的形状和意义。关键词：Catia；前桥； 目录1、综述41.1引言41.2意义42、CAD造型52.1前桥的构成52.2前桥的测量52.3CATIA-前桥主要零件造型62.3.1前梁造型62.3.2转向拉杆102.3.3梯形臂122.3.4转向节152.3.5轮毂152.3.6法兰盘

2、172.3.7横拉杆182.3.8前桥球头及球头销192.4前桥的装配192.4.1轮毂子装配装配如图所示202.4.2前桥总装配装配如图所示203、心得体会21参考文献211、综述1.1引言前桥是汽车行驶系统中的重要部件，其性能的优劣直接影响整车性能的优劣。前桥受力主要有以下几点：前轮受到垂直力和垂直反力及由其形成的弯矩；水平方向的道路阻力和侧向制动力及其形成的水平方向的弯矩；由制动力引起的转矩等各种力均需通过前桥前梁传递给悬架，然后传递给车架。所以需要前梁有如下几点：必须有足够的强度和刚度，保证可靠的承受和传递车轮与车架间的最大作用力。应使转向节与主销和前梁间的摩擦力尽可能小。应保证车轮正

3、确的定位角和合适的转向角；从而保证汽车的行驶稳定性和操纵轻便性，减轻轮胎磨耗，以延长前桥的使用寿命。1.2意义在当今汽车工业中，轻量化设计开始占据了汽车开发的主要地位。它既可以提高车辆的动力性、降低成本，又能减少能源消耗、减少污染，尤其对于重型车来说，重量每减少一吨，其百公里油耗就减少一升。但是，简单的汽车轻量化设计却是一把双刃剑，它在减轻重量的同时牺牲了强度和刚度，甚至对产品的结构寿命也会产生影响。在此情况下，有限元分析及轻量化在汽车产品研发中得到广泛的应用。特别是对于结构复杂的汽车零件，有限元分析和轻量化使得材料的潜能及铸造的优势得到了充分发挥。每一种设计都需要进行实际的实践分析，但是往往

4、实践的成本是很高的，通过类似CATIA等软件的三维造型，更快捷的变更尺寸，然后导入ABAQUS等相关有限元软件中进行分析，进而可以有目的的改进和优化，将最后得到的最优设计投入实践测试，这既节省了时间，又大大降低了研发成本。2、CAD造型2.1前桥的构成本次造型的前桥为转向桥，通过转向节与转向系相连，能够使转向器输出的转向力传递到车轮以实现车辆的转向。前桥主要由前轴、主销、转向节、制动器总成、轮毂梯形臂、转向横拉杆总成等组成，如下图所示。2.2前桥的测量本次测量为分组进行，各个小组根据测绘实物的不同，选取不同尺寸的测量工具进行测量。我们主要用到的是卷尺和游标卡尺。小组成员都有分工，测量和记录同时

5、进行。以下是测量时的部分照片 图2.2-1测量转向推杆1 图2.2-2测量转向推杆2 图2.2-测量轮毂手绘测量草图：1）前梁草图2）转向节草图2.3CATIA-前桥主要零件造型2.3.1前梁造型前梁通过铸造制成，将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固后获得所需形状和性能的零件，之后通过多种热处理，从而得到符合要求的力学性能。主要造型步骤：1）绘制扫掠曲线。即为前梁的弯曲曲线。2）绘制4条样条线，即为前梁工字梁截面的轮廓面。3）根据轮廓面线和扫略线，扫掠出前梁截面。4）绘制出前梁的半部上截面，并在零件设计模式下，使用定义凸台-第一限制-直到曲面-第二限制-直到曲面，做出前梁的实体。5）绘

6、制承载板簧截面，方法如同上一步。6）完成主销孔制作，完善细节，板簧孔，倒角等，最后镜像得到整个工字梁。前梁最终造型：2.3.2转向拉杆转向拉杆为铸造件，在驾驶员转动方向盘后，通过转向执行机构和助力机构，推动转向拉杆，转向拉杆带动转向节，实现车轮转向。主要造型步骤：1）绘制拉杆内外表面轮廓线，通过拉伸命令，拉伸出内外轮廓面。2）利用定义凸台-第一限制-直到曲面-第二限制-直到曲面，做出拉杆实体。3）旋转、凸台、凹槽、螺纹、倒角等命令，完成最后的造型。转向拉杆最终造型：2.3.3梯形臂梯形臂的存在，保证左右两个车轮按照一定的关系转过角度。主要造型步骤：1）建立3个点，使用样条线工具依次连接，作为之

7、后扫掠的轮廓线。2）画出第一个截面，使用肋命令拉伸出第一段实体。连接两个截面的端点，凹槽命令删掉多余的实体。3）做出旋转体，并挖空槽。构建第二段实体。连接两个截面的端点，凹槽命令删掉多余的实体。4）凸台做出后半部分圆柱体，打螺纹，倒角，得到最终造型。梯形臂最终造型：2.3.4转向节最终造型：2.3.5轮毂主要造型步骤：1）绘制出轮毂侧面旋转轮廓线。2）使用旋转命令，做出轮毂大致实体。然后使用凹槽命令做出螺栓孔、定位孔、沉头螺钉孔。3）使用凸台、倒角、凹槽等命令，完善细节。轮毂最终造型：2.3.6法兰盘最终造型：2.3.7横拉杆横拉杆最终造型：2.3.8前桥球头及球头销前桥球头最终造型：球头销最

8、终造型：2.4前桥的装配前桥的左右轮毂总成的存在，所以前桥的装配最优的装配方式是分为两个左、右轮毂子装配，然后将两个子装配与前梁、横拉杆、转向拉杆等其余零件进行总装配。轮毂子装配零件主要包括：轮毂、法兰盘、装向节、轮毂螺母、梯形臂、球头和球头销。装配的过程中，用到的主要命令有：轴对齐，面接触，移动，固定，旋转、偏移约束等。2.4.1轮毂子装配装配如图所示 2.4.2前桥总装配装配如图所示正视图侧视图俯视图轴测图3、心得体会此次课设，给我最大的感受是CAE与CAD密切联系的，CAD用来完成零件的造型，CAE做出各种有限元受力分析，根据结果再回去更新CAD的造型，从而得到最优的设计。CAD造型的过

9、程中，首先要感谢陈老师不厌其烦的指导和讲解。因为Solid Edge用多了，所以感觉CATIA中最顺手的零件造型方式还是零件设计而不是创成式外形设计。CAD造型首先需要的零件的数据，我们在测绘时选的是前桥，它是上届学长学姐没有一个人选的课设对象，所以我们今年选前桥的这些同学没有任何的参考资料，这使得前桥的造型和有限元分析困难重重。塞翁失马，焉知非福。困难越大，我们的能力越能被调动起来。CATIA一开始困难的是无从下手，面对测绘的数据，不知道从哪里起第一笔。不过万事开头难，只要有了第一笔，其他的就好说了。再说，我们不怕错误，错误越多，越频繁，我对他的影响也就越深刻。造型困难点在于前桥的零件多是一些不规则零件，不能简单的通过凸台、凹槽这些命令做出来。装配又是一个大问题。装配一开始是一个部件一个部件装的，而不是采用子装配的形式，又因为零件的配合问题，前前后后多次重新装配，这个过程浪费了我大量的时间。整个课程设计，从面对实体零件测绘的无从下手，到装配图的出稿，这个过程苦恼过，无望过，但是还是告诉自己要善始善终。要感谢陈老师和身边同学的帮助，才能让我在规定时间内完成课设。想放弃的时候，想想自己之后会不会因此而后悔。参考文献1孙运柱.轻型卡车前桥前梁的设计