EQ1040轻卡前桥与转向系统的设计

1、.：.；本科学生毕业设计EQ前桥与转向系统的设计 系部称号： 汽车与交通工程学院 专业班级： 车辆工程 B-班 学生姓名： 董 迪 指点教师： 纪峻岭 职 称： 副教授 黑 龙 江 工 程 学 院二一一年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeEQ Light Trucks Front Axle And Steering System Design Candidate：Dong DiSpecialty：Vehicle EngingeeringClass：B-Supervisor：Associate Prof. Ji JunlingHeilongj

2、iang Institute of Technology-Harbin黑龙江工程学院本科生毕业设计 II摘要在整个世界汽车市场的需求和开展中，亚太地域将成为全球最大的汽车销售市场，其中以中国的汽车市场开展最为迅猛。年自度过全球金融海啸危机的寒冬后，欧美市场进入需求衰退期，中国汽车市场规模进入了迅猛高速开展期，产销量跃居世界第一。与此同时，中国卡车行业的年产销数量可谓世界前列，市场容量较大；中国卡车市场的高端需求正在崛起。据最新数据显示，年-月中国卡车行业消费整车近万辆，同比增幅超越%，虽然我国经济蒙受金融危机的宏大冲击，但随着国家万亿元扩展内需政策的实施及海外开展中国家市场的开辟，伴随着我国公

3、路、铁路及其他根底建立工程的陆续开工，尤其是-年我国陆续出台的一系列促进汽车消费如汽车下乡、以旧换新补贴政策和汽车出口的相关政策，卡车行业已成为率先受害的行业。从卡车行业的开展趋势来看，年全国卡车市场需求总体加快，随着国家一系列宏观调控政策的逐渐到位，年仍将呈现较好的开展态势。随着公路和铁路建立、现代物流业和节能减排工程以及民生工程的实施到位，必将为紧系国民经济建立的卡车产业带来新的开展机遇关键词：转向桥；转向器；载荷；强度；ABSTRACTIn the whole world car market demand and developing, in the asia-pacific regi

4、on will become the worlds largest auto sales market, in which Chinas auto market develop the most rapidly. Since , spend the winter in global financial tsunami crisis after the European and American market into recession, Chinas automotive market demand into rapid high-speed development scale and th

5、e destinations in the world in terms of first. Meanwhile, Chinese trucks in manufacturing industry, is the world number is bigger; the forefront of market capacity China truck market demand is rising in the high-end. According to the latest figures show that - months China truck industry production

6、nearly million vehicles, vehicle year-on-year rate of increase more than %, although our country economy suffers financial crisis, but along with the huge impact national four trillion yuan to expand domestic demand and the implementation of the policy of developing countries overseas market explora

7、tion, along with our country roads, railways and other infrastructure projects in succession, especially the start of - China has promulgated a series of promoting auto (such as car went to the country, to old change new subsidies) and automotive export policies that truck industry has become the in

8、dustry first benefit. From the development trend of truck industries, national truck market demand, as countries overall speed up a series of macroeconomic regulation and control policy gradually in place, will still has a good momentum of development. Along with the highway and railway construction

9、, modern logistics industry and energy conservation and emission reduction projects and minsheng project implementation in place, will the national economic construction for a tight trucks of industry with a new development opportunity 目 录 摘要Abstract第章 绪 论.前桥的概述.循环球转向器的概述. 研讨内容第章 循环球式转向器的设计.转向器构造方式选

10、择.转向器构造设计.车型的选取与技术参数分析HYPERLINK l _Toc.转向系计算载荷确实定HYPERLINK l _Toc.各零件主要构造与参数确定HYPERLINK l _Toc.螺杆、钢球、螺母传动副HYPERLINK l _Toc.齿条、齿扇传动副HYPERLINK l _Toc.间隙调整安装的构造设计HYPERLINK l _Toc.本章小结第章 循环球式转向器零件强度计算.钢球与滚道间的接触应力HYPERLINK l _Toc.螺杆在弯扭结协作用下的强度计算.本章小结第章 转向桥设计HYPERLINK l _Toc.构造参数选择HYPERLINK l _Toc.转向桥构造方式

11、HYPERLINK l _Toc.选择前桥构外型式及参数HYPERLINK l _Toc.前轮定位角HYPERLINK l _Toc.本章小结第章 转向桥设计.前轴强度计算HYPERLINK l _Toc.前轴受力简图HYPERLINK l _Toc.前轴载荷计算HYPERLINK l _Toc.弯矩及扭矩计算HYPERLINK l _Toc.本章小结第章 转向节强度计算HYPERLINK l _Toc.截面系数计算.弯矩计算.应力计算.转向节的资料、许用应力及强度校核.本章小结第章 主销强度计算.主销作用力计算HYPERLINK l _Toc.计算载荷HYPERLINK l _Toc.弯矩计

12、算HYPERLINK l _Toc.应力计算HYPERLINK l _Toc.本章小结结 论参考文献致 谢附 录 第章 绪 论在整个世界汽车市场的需求和开展中，亚太地域将成为全球最大的汽车销售市场，其中以中国的汽车市场开展最为迅猛。年自度过全球金融海啸危机的寒冬后，欧美市场进入需求衰退期，中国汽车市场规模进入了迅猛高速开展期，产销量跃居世界第一。与此同时，中国卡车行业的年产销数量可谓世界前列，市场容量较大；中国卡车市场的高端需求正在崛起。据最新数据显示，年-月中国卡车行业消费整车近万辆，同比增幅超越%。 虽然我国经济蒙受金融危机的宏大冲击，但随着国家万亿元扩展内需政策的实施及海外开展中国家市场

13、的开辟，伴随着我国公路、铁路及其他根底建立工程的陆续开工，尤其是-年我国陆续出台的一系列促进汽车消费如汽车下乡、以旧换新补贴政策和汽车出口的相关政策，卡车行业已成为率先受害的行业。从卡车行业的开展趋势来看，年全国卡车市场需求总体加快，随着国家一系列宏观调控政策的逐渐到位，年仍将呈现较好的开展态势。随着公路和铁路建立、现代物流业和节能减排工程以及民生工程的实施到位，必将为紧系国民经济建立的卡车产业带来新的开展机遇。随着中国卡车行业开展加快，卡车市场市场竞争日益猛烈，众多国外汽车消费巨头都瞄准中国卡车市场“这块肥肉，同时国内民营企业也纷纷参与卡车行业中来。从众多著名企业的开展历程中他们不难看出：谁

14、能博得市场先机，谁就能在卡车市场的猛烈竞争中翘楚！市场环境一片大好情势下，商家不仅在价钱上具有剧烈的竞争，同时在卡车的制造工艺、技术要求和平安性也同样存在这比拼。正所谓：“指点时代，驾驭未来。因此，质量与创新是卡车喊个的立足之本。中国改革开放以来，在乡村实行家庭联产承包责任制的改革，使乡村的经济空前的活泼。乡村的货运量和人口的流动量急剧添加，加快运输机械化成为乡村经济开展的迫切需求，正是这一市场的需求使具有中国特征的运输机械-小型载货汽车应运而生。它处理了乡村运输的急需，填补了村际，乡际，城镇及城乡结合部运输网络的空白，活泼了乡村经济，为乡村富有劳动力找了一条出路，从而使数以万计的农民走上了小

15、康之路！ 小型载货汽车的竞争对手是轻型汽车。与轻型汽车相比，小型载货汽车有许多优点。入世后小型载货汽车没有遭到多大冲击，由于它是中国特征的产业，符合国情，在国外几乎没人搞过。但是他们不能逃避轻型汽车与小型载货汽车在市场的竞争，小型载货汽车利用比较底的消费本钱和微利运营的消费方式并引进先进的汽车技术，坚持“三低一高的特征，注重产质量量，使之与在汽车行业的竞争中得以提高。小型载货汽车制造工艺简单，价钱廉价，四轮车价钱在.万元/辆，购车农户普通半年左右即可收回元投资。另外，小型载货汽车的养路费为每月每吨元，是汽车的%，运用本钱为同吨位汽车的/到/。公路快速建立也促进了小型载货汽车的开展。旧中国，全国

16、公路仅 km，而到年底，已达. km，目前全国%的乡和%的村都通了公路，使得小型载货汽车有用武之地。因此，在近十几年里我国小型载货汽车得到快速开展。年全国小型载货汽车产销量缺乏万辆，年产销量到达万辆，初次超越当年汽车产销量.万辆。年小型载货汽车产销量到达万辆，而同期汽车产销量为万辆。他们要开发的小型载货汽车要采用设计理念，多进展优化设计，使产品新颖化，种类多样化以顺应多种需求。而在小型载货汽车的设计中，如何顺应复杂的路况下保证汽车能快速平稳的行驶，就是一个很重的问题。前桥是汽车上一个重要的总成件，主要包括转向节、转向主销、前轴等零部件，由于在汽车的行驶过程中，前桥所处的任务环境恶劣，工况复杂，

17、其接受的载荷也多为交变载荷，从而其零部件易出现疲劳裂纹甚至断裂景象。这就要求其在构造设计上必需有足够的强度、刚度和抗疲劳破坏的才干。因此就有了本课题的研讨和设计。.前桥的概述前桥经过悬架与车架或承载式车身相联，两侧安装着从动车轮，用以在车架或承载式车身与车轮之间传送铅垂力、纵向力和横向力。从动桥要接受和传送制动力矩。前桥按与其匹配的悬架构造的不同，也可分为非断开式与断开式两种。前桥按与之匹配的悬架构造不同可分为非断开式与断开式两种。 图-非断开式前桥图-断开式前桥汽车在行驶过程中，经常需求改动行驶方向，即所谓转向，这就需有一套可以按照司机意志行使汽车转向的机构，它将司机转动方向盘的动作转变为车

18、轮的偏转动作。为了坚持汽车直线行驶的稳定性、转向轻便性及汽车转向后使前轮具有自动回正的性能，前桥的主销在汽车的纵向和横向平面内具有一定的倾角。在纵向平面内，主销上部向后倾斜一个角，称为主销后倾角。在横向平面内，主销上部向内倾斜一个角，称为主销内倾角。 主销后倾使主销轴线与路面的交点位于轮胎接地中心之前，该间隔 称为后倾拖距。当直线行驶的汽车的转向轮偶尔遭到外力作用而稍有偏转时，汽车就偏离直线行驶而有所转向，这时引起的离心力使路面对车轮作用着一妨碍其侧滑的侧向反力，使车轮产生绕主销旋转的回正力矩，从而保证了汽车具有较好的直线行驶稳定性。此力矩称稳定力矩。稳定力矩也不宜过大，否那么在汽车转向时为了

19、抑制此稳定力矩需在方向盘上施加更大的力，导致方向盘繁重。后倾角通常在以内。现代轿车采用低压宽断面斜交轮胎，具有较大的弹性回正力矩，故主销后倾角就可以减小到接近于零，甚至为负值。但在采用子午线轮胎时，由于轮胎的拖距较小，那么需选用较大的后倾角。主销内倾也是为了保证汽车直线行驶的稳定性并使转向轻便。主销内倾使主销轴线与路面的交点至车轮中心平面的间隔 即主销偏移距减小，从而可减小转向时需加在方向盘上的力，使转向轻便，同时也可减小转向轮传到方向盘上的冲击力。主销内倾使前轮转向时不仅有绕主销的转动，而且伴随有车轮轴及前横梁向上的挪动，而当松开方向盘时，所储存的上升位能使转向轮自动回正，保证汽车作直线行驶

20、。内倾角普通为；主销偏移距普通为mm。轻型客车、轻型货车及装有动力转向的汽车可选择较大的主销内倾角及后倾角，以提高其转向车轮的自动回正性能。但内倾角也不宜过大，即主销偏移距不宜过小，否那么在转向过程中车轮绕主销偏转时，随着滚动将伴随着沿路面的滑动，从而添加轮胎与路面间的摩擦阻力，使转向变得很繁重。为了抑制因左、右前轮制动力不等而导致汽车制动时跑偏，近年来出现主销偏移距为负值的汽车。前轮定位除上述主销后倾角、主销内倾角外，还有车轮外倾角及前束，共项参数。车轮外倾指转向轮在安装时，其轮胎中心平面不是垂直于地面，而是向外倾斜一个角度 ，称为车轮外倾角。此角约为，普通为左右。它可以防止汽车重载时车轮产

21、生负外倾即内倾，同时也与拱形路而相顺应。由于车轮外倾使轮胎接地点向内缩，减少了主销偏移距，从而使转向轻便并改善了制动时的方向稳定性。前束的作用是为了消除汽车在行驶中因车轮外倾导致的车轮前端向外张开的不利影响(具有外倾角的车轮在滚动时犹如滚锥，因此当汽车向前行驶时，左右两前轮的前端会向外张开)，为此在车轮安装时，可使汽车两前轮的中心平面不平行，且左右轮前面轮缘间的间隔 A小于后面轮缘间的间隔 B，以使车轮在每一瞬时的滚动方向是向着正前方。前束即(B-A)，普通汽车约为mm，可经过改动转向横拉杆的长度来调整。设定前束的名义值时，应思索转向梯形中的弹性和间隙等要素。在汽车的设计、制造、装配调整和运用

22、中必需留意防止能够引起的转向车轮的摆振，它是指汽车行驶时转向轮绕主销不断摆动的景象，它将破坏汽车的正常行驶。转向车轮的摆振有自激振动与受迫振动两种类型。前者是由于轮胎侧向变形中的迟滞特性的影响，使系统在一个振动周期中路面作用于轮胎的力对系统作正功，即外界对系统输入能量。假设后者的值大于系统内阻尼耗费的能量，那么系统将作增幅振动直至能量到达动平衡形状。这时系统将在某一振幅下继续振动，构成摆振。其振动频率大致接近系统的固有频率而与车轮转速并不一致，且会在较宽的车速范围内发生。通常在低速行驶时发生的摆振往往属于自摄振动型。当转向车轮及转向系统遭到周期性扰动的鼓励，例如车轮失衡、端面跳动、轮胎的几何和

23、机械特性不均匀以及运动学上的干涉等，在车轮转动下都会构成周期性的扰动。在扰动力周期性的继续作用下，便会发生受迫振动。当扰动的鼓励频率与系统的固有频率一致时便发生共振。其特点是转向轮摆振频率与车轮转速一致，而且普通都有明显的共振车速，共振范围较窄(km/h)。通常在高速行驶时发生的摆振往往属于受迫振动型。转向轮摆振的发生缘由及影响要素复杂，既有构造设计的缘由和制造方面的要素如车轮失衡、轮胎的机械特性、系统的刚度与阻尼、转向轮的定位角以及陀螺效应的强弱等；又有装配调整方面的影响，如前桥转向系统各个环节间的间隙(影响系统的刚度)和摩擦系数(影响阻尼)等。合理地选择这些有关参数、优化它们之间的匹配，精

24、心地制造和装配调整，就能有效地控制前轮摆振的发生。在设计中提高转向器总成与转向拉杆系统的刚度及悬架的纵向刚度，提高轮胎的侧向刚度，在转向拉杆系中设置横向减震器以添加阻尼等，都是控制前轮摆振发生的一些有效措施。汽车转向系是坚持或者改动汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶中，保证各转向轮之间有协调的转角关系。保证汽车在行驶中能按驾驶员的支配要求，适时地改动行驶方向，并能在遭到路面干扰偏离行驶方向时，与行驶系配合，共同坚持汽车稳定地直线行驶。转向系和前桥对汽车行驶的支配性、稳定性和平安性都具有重要的意义。.汽车转向系统的分类与组成机械转向系统: 以驾驶员膂力为转向能源，一切传力件是机械零件。主要由转向

25、支配机构、转向器、转向传动机构组成。 .动力转向系统:驾驶员膂力小部分和发动机动力大部分)为转向能源。组成：在机械转向系统的根底上添加转向加力安装。.循环球式转向器概述转向器是转向系的减速传动安装，普通有级减速传动副。它可按传动副的方式分类。目前在汽车上广泛采用的有齿轮齿条式、循环球齿条齿扇式、循环球曲柄销式和蜗杆指销式等几种构造方式。其中，循环球齿条齿扇式转向器是目前国内外汽车上较为流行的一种构造方式，其有两级传动副：第一级为螺杆、钢球和螺母传动副，第二级是螺母上的齿条与摇臂轴上的齿扇传动副。其中，转向螺杆的轴颈支承在两个角接触球轴承上。轴承紧度可用间隙调整安装调整。转向螺母外侧的下平面上加

26、工成齿条，与齿扇轴即摇臂轴上的齿扇啮合。可见转向螺母既是第一级传动副的从动件，也是第二级传动副齿条齿扇传动副的自动件齿条。经过转向盘和转向轴转动转向螺杆时，转向螺母不能转动，只能轴向挪动，并驱使齿扇轴转动。为了减少转向螺杆和转向螺母之间的摩擦，二者之间的螺纹以沿螺旋槽滚动的许多钢球代之， 以实现滑动摩擦变为滚动摩擦。转向螺杆和螺母上都加工出断面轮廓为两段不同心圆弧组成的近似半圆的螺旋槽。两者的螺旋槽能配合构成近似圆形断面的螺旋管状通道。螺母侧面有两对通孔，可将钢球从此孔塞入螺旋形通道内。两根U形钢球导管的两端插入螺母侧面的两对通孔中。导管内也装满了钢球。这样，两根导管和螺母内的螺旋管状通道组合

27、成两条各自独立的封锁的钢球“流道。转向螺杆转动时，经过钢球将力传给转向螺母，螺母沿轴向挪动。同时，在螺杆与螺母两者和钢球间的摩擦力偶作用下，一切钢球便在螺旋管状通道内滚动，构成“球流。钢球在管状通道内绕行一定圈数后，流出螺母而进入导管的一端，再由导管另一端流回螺旋管状通道。故在转向器任务时，两列钢球只是在各自的封锁流道内循环，而不致脱出。与齿条相啮合的齿扇，其齿厚是在分度圆上沿齿扇轴线按线性关系变化的，故为变厚齿扇。只需使齿扇轴相对于齿条作轴向挪动，即能调整两者的啮合间隙。调整螺栓旋装在侧盖上。齿扇轴内有切槽，调整螺栓的圆柱形端头即嵌入此切槽中。将调整螺栓旋入，那么啮合间隙减小，反之那么啮合间

28、隙增大。循环球式转向器的正传动效率高可达%，故支配轻便；螺杆及螺母上的螺旋槽经渗碳、淬火及磨削加工，故耐磨性好、寿命长。但其逆效率也很高，容易将路面冲击力传到转向盘。不过对于前轴载荷质量不大而又经常在平坦路面上行驶的各类汽车而言，这一缺陷影响不大。因此，循环球式转向器已广泛运用于高级轿车和轻型及以上的客车、货车汽车上。.研讨内容设计的主要内容包括：前桥的构造方式选择转向器构造方式及选择前桥主要零件任务应力的计算转向系的设计及参数确定循环球式转向器的设计与计算利用CAD画装配图、零件图。第章 循环球式转向器设计.转向器构造方式选择循环球式转向器由螺杆和螺母共同构成的螺旋槽内装钢球构成的传动副，以

29、及螺母上齿条与摇臂轴上齿扇构成的传动副组成。循环球式转向器的优点是：在螺杆和螺母之间由于有可以循环流动的钢球，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，因此传动效率可到达%；在构造和工艺上采取措施后，包括提高制造精度，改善任务外表的外表粗糙度和螺杆、螺母上的螺旋槽经淬火和磨削加工，使之有足够的硬度和耐磨损性能，可保证有足够的运用寿命；转向器的传动比可以变化；任务平稳可靠；齿条和齿扇之间的间隙调整任务容易进展。循环球式转向器的主要缺陷是：逆效率高，构造复杂，制造困难，制造精度要求高。循环球式转向器主要用于商用车上。.转向器构造设计循环球式转向器的构造如图-所示。-间隙调整安装;-下端盖;-角接触球轴承;-转向螺

30、杆; -转向螺母;-钢球; -齿扇; -转向器壳体; -转向柱管总成; -转向轴图- 循环球式转向器表示图.车型的选取与技术参数分析设计该转向器时以EQ型轻型载货汽车为例，其影响转向器设计的技术参数有：轴荷分配：前轴空载时轴荷为，满载时为，最大总质量包括全部乘员为。转向器角传动比为.，方向盘直径为。如图-所示， =.，=.，=.，=.。-转向摇臂;,-转向纵拉杆及横拉杆;-转向节臂;-转向梯形臂图- 转向系简图.转向系计算载荷确实定为了保证行驶平安，组成转向系的各零件应有足够的强度。欲验算转向系零件的强度，需首先确定作用在各零件上的力。影响这些力的要素的主要要素有转向轴的负荷，路面阻力和轮胎气

31、压等。为转动转向轮要抑制的阻力，包括转向轮绕主销转动的阻力、车轮稳定阻力、轮胎变形阻力和转向系中的内摩擦阻力等。准确地计算这些力是困难的，为此引荐用足够准确度的半径阅历公式来计算汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩 MR=(f/)*(G)*(G)*(G)/p) N，即 .式中，轮胎和路面间的滑动摩擦因数，普通取.；转向轴负荷，N；轮胎气压，MPa，查=.MPa。即 N作用在转向盘上的手力为 (.)式中，转向摇臂长，；转向节臂长，；转向盘直径，；转向器角传动比；B，D-钢球与滚道接触点；-转向纵拉杆及横拉杆-滚道截面的圆弧半径图- 螺杆与螺母的螺旋滚道截面转向器正效率。即.各零件主要构造与

32、参数确定.螺杆、钢球、螺母传动副根据该车型前桥负荷及汽车的装载质量的不同参考 选取，得齿扇。根据齿扇的模数，参照，得钢球中心距为或，螺杆与螺母的螺距为或.，螺杆外径。由滚动螺旋传动的公称直径，螺距=；根据常用外循环滚动螺旋副的尺寸系列及其承载才干，得螺纹升角。螺杆螺旋滚道的内径,外径,以及螺母的尺寸见图-,在确定钢球中心距后可由下式确定: (.)式中,钢球中心距，；转向摇臂轴上的力矩如下：在实践中常取转向传动机构的力传动比计算转向摇臂轴上的力矩 (.)式中,转向传动机构的效率，普通取.；转向传动机构的力传动比为 (.)齿扇的啮合半径计算如下：由循环球式转向系的构造关系可知：当转向盘转动角时，转

33、向螺母及其齿条的挪动量应为 (.) 式中，螺杆或螺母的螺距,。这时，齿扇转过角。设齿扇的啮合半径为，那么角所对应的啮合圆弧长应等于，即 (.)且循环球转向器角传动比为 (.)由式(-)、(-)、(-)可求得循环球式转向器齿扇的啮合半径为齿扇的啮合半径.(.)综上 取 .螺杆在弯扭结协作用下的强度计算螺杆处于复杂的应力形状在其危险断面上作用着弯矩和扭矩，其弯矩和转矩分别为 (.) (.)式中，齿条、齿扇啮合节点至螺杆中心的间隔 ，；螺杆两支承轴承间的间隔 ，；啮合角，；钢球中心距，；螺线导程角，；滚动摩擦系数，=.；钢球与滚道的接触角,。那么这时，螺杆的当量应力为 (.)式中，螺杆按其内径计算的

34、横断面积、弯曲截面系数和改动截面系数。许用应力，N； (.) 螺资料的屈服极限，MPa。由于(.)(.)(.)得 根据螺杆的任务条件，其选用的资料为。具有很高的渗氮性能和力学性能，良好的耐热性、高的疲劳强度及良好的抗过热性等特性，因此常运用于制造高疲劳强度、高耐磨性，热处置后尺寸精度、强度较高的各种尺寸的渗氮零件，如：气缸套、底盖、活塞螺栓、精细磨床主轴、搪杆、精细丝杆和齿轮、蜗杆、高压阀门、阀杆等。查零件资料的牌号及力学性能得的屈服极限MPa，因此取得所以，螺杆在弯扭结协作用下满足强度条件。.本章小结这一章重点在于对钢球与滚道间的接触应力的计算，经过对螺杆在弯扭结协作用下的强度计算，从而确定

35、螺杆任务条件。 第章 转向桥设计转向桥是利用转向节使车轮偏转一定的角度以实现汽车的转向，同时还接受和传送汽车与车架及车架之间的垂直载荷、 纵向力和侧向力以及这些力构成的力矩。转向桥通常位于汽车的前部，因此也常称为前桥。各类汽车的转向桥构造根本一样，主要有前轴梁、转向节、主销和轮毂()前轴：由中碳钢锻造，采用抗弯性较好的工字形断面。为了提高抗扭强度，接近两端略呈方形。前轴中部下凹使发动机的位置得以降低，进而降低汽车质心，扩展驾驶员视野，减小传动轴与变速器输出轴之间的夹角。下凹部分的两端制有带通孔的加宽平面，用以安装钢板弹簧。前轴两端向上翘起，各有一个呈拳形的加粗部分，并制有通孔。 ()主销：即插

36、入前轴的主销孔内。为防止主销在孔内转动，用带有螺纹的楔形销将其固定。 ()转向节：转向节上的两耳制有销孔，销孔套装在主销伸出的两端头，使转向节连同前轮可以绕主销偏转，实现汽车转向。为了限制前轮最大偏转角，在前轴两端还制有最大转向角限位凸块(或安装限位螺钉)。 转向节的两个销孔，要求有较高的同心度，以保证主销的安装精度和转向灵敏。为了减少磨损，在销孔内压入青铜或尼龙衬套。衬套上开有光滑油槽，由安装在转向节上的油嘴注入光滑脂光滑。为使转向灵敏轻便，还在转向节下耳的上方与前轴之间装有推力轴承；在转向节上耳与前轴之间，装有调整垫片，用以调整轴向间隙。 左转向节的上耳装有与转向节臂制成一体的凸缘，在下耳

37、上装有与转向节下臂制成一体的凸缘。两凸缘上均制有一矩形键与左转向节上、下耳处的键槽相配合，转向节即经过矩形键及带有键形套的双头螺栓与转向节上下臂衔接。 ()轮毂：轮毂经过内外两个滚锥轴承套装在转向节轴颈上。轴承的松紧度可以由调整螺母调整，调好后的轮毂应能正、反方向自在转动而无明显的摆动。然后用锁紧垫圈锁紧。在锁紧垫圈外端还装有止推垫圈和锁紧螺母，拧紧后应把止推垫圈弯曲包住锁紧螺母或用开口销锁住，以防自行松动。 轮毂外端装有冲压的金属端盖，防止泥水或尘土浸入。轮毂内侧装有油封 (有的油封装在转向节轴颈的根部)，有的还装有挡油盘。一旦油封失效，那么外面的挡油盘仍可防止光滑脂进入制动器内。.构造参数

38、选择EQ型汽车总布置整车参数如表-表- EQ型汽车总布置整车参数.转向桥构造方式 本前桥采用非断开式转向桥.选择前桥构外型式及参数前轴构造方式：工字形断面加叉形转向节主销固定在前轴两端的拳部里。转向节构外型式：整体锻造式。主销构外型式:圆柱实心主销。转向节止推轴承构造方式：止推滚柱轴承。主销轴承构造方式：滚针轴承轮毂轴承构造方式：单列向心球轴承.本章小结本章表达了转向桥的构造方式，对其构造参数进展分析，构造参数的选择。确定了前桥梁的构造方式为“工字方式的梁。从而确定了前轮的定位角。第章 转向桥强度计算.前轴强度计算.前轴受力简图如下图：图- 汽车向左侧滑时前轴受力图.前轴载荷计算紧急制动工 汽

39、车紧急制动时，纵向力制动力到达最大值，因质量重新分配，而使前轴上的垂直载荷增大，对后轮接地点取矩得取路面附着糸数=.制动时前轴轴载千质量重新分配分配糸数m=.垂直反作用力：Zl= Zr=.N横向反作用力：Xl=Xr= =.N侧滑 汽车侧滑时，因横向力的作用，汽车前桥左右车轮上的垂直载荷发生转移。确定侧向滑移附着糸数： 在侧滑的临界形状，横向反作用力等于离心力F离，并到达最大值F离=,Ymax=G,为保证不横向翻车，须使V滑V翻，那么有：，所以，得到=.，取=.对车轮接地点取矩垂直反作用力：Z=.NZ=.N横向反作用力：Yl=.NYr=.N越过不平路面汽国越过不平路面时，因路面不平引起垂直动载荷

40、，至使垂直反作用力到达最大值取动载荷糸数=.N载荷计算结果列表，如下表-：.弯矩及扭矩计算选择下述四个部位计版式其断面的弯矩、扭矩-断面位于钢板弹簧座内侧，属于前轴中部最弱部位。此断面内弯矩最大钢板弹簧座可视为梁的固定端，故两钢板弹簧之间这段梁可不思索受扭-断面位于钢板弹簧座外侧附近，此断面内就弯矩最大，而扭矩最小-断面处的弯矩，扭矩均较大-断面位于梁端，此断面内扭矩最大，而弯矩最小各断面的计算参数见表-表- 断面的计算参数表- 各断面弯扭矩计算各断面弯扭矩计算见图-紧急制动垂直面内弯矩 M=Zli程度面内弯矩 M=Xli上式中Li对应与-、-、-、-断面分别带入L、L、L、L钢板弹簧外侧扭矩

41、 Mn=X上式中hi对应与-、-、-、-断面分别带入h、h、h、。侧滑 左侧各断面垂直面内弯矩 =Zl-Yl(rr-hi) 上式中Li,hi带入值与紧急制动时一致越过不平路面垂直面内弯矩 M=ZLi式中Li带入与上面计算中一致弯扭矩计算结果如下表表- 弯扭矩计算结果()断面糸数计算A工字形断面前轴断面简图本汽车前轴简化为换算断面外形后如图-所示图-前轴简化图b)计算断面糸数i)-断面如图-所示垂直面内抗弯断面糸数=.N.mm程度面内抗弯断面糸数- 断面换算断面简图如图-图-IIII断面计算简图垂直面内抗弯断面系数 -断面为上，下翼缘不等长的工字形断面。计算其垂直面内抗弯断面系数的关系是确定出形

42、心轴坐标。形心轴Xc-Xc的坐标：=. 该断面对形心轴的惯性矩： 上翼面的抗弯断面系数：下翼面的抗弯断面系数：程度面内抗弯断面系数：iii) -断面 III-III断面计算简图如图-图- III-III断面计算简图垂直面内，程度面内的抗弯断面系数：抗扭断面系数：iv) -断面垂直面内，程度面内抗弯断面系数：抗扭断面系数：v) 各断面尺寸参数见表-： 表- 各断面尺寸参数 vi)断面系数计算结果如下表 表- 断面系数计算结果 应力计算a)计算公式i)汽车紧急制动时垂直面内弯曲应力 程度面内弯曲应力 合成应力 改动应力：在矩形长边中点上的改动应力 在矩形短边中点上的改动应力 工字形断面中所产生的最

43、大应力和最大改动应力是作用在梁断面上的不同点处。对于上翼面长边中点，其相当应力： ii)汽车侧滑时垂直面弯曲应力 iii)汽车越过不平路面时垂直面弯曲应力 应力值计算结果列表：- EQ 前轴资料的许用应力 资料：Cr 调质硬度 ： HB ： 许用应力： 表- 应力值计算结果 .本章小结本章主要是对转向桥强度计算，对紧急制动，侧滑，越过不平路面进展分析，从而进展前周载荷计算。以及在上述三种情况下，对弯矩及扭矩的计算。分析前梁的内部构造，对断面在各种情况下进展计算分析。第章 转向节强度计算.截面系数计算 取轮毂内轴承根部处指轴为计算断面 作用力、按表-取值。 .弯矩计算 弯矩在三种条件下进展计算：

44、 A紧急制动时 B侧滑时 C超越不平路面时 计算用参数EQ ， ， .应力计算 A紧急制动时B侧滑时C超越不平路面时弯矩、应力计算结果见列表-表- 弯矩、应力计算结果.转向节的资料、许用应力及强度校核 资料 EQ Gr 许用应力 查YB-： .本章小结本章对截面系数计算，弯矩计算，应力计算，确定了转向节强度，资料及许用应力。 第章 主销强度计算 .主销作用力计算简图 图- 主销作用力计算简图主销受力见计算参数表-表- 主销受力参数.计算载荷 计算时，忽略主销倾角的影响，并假定力的作用点位于主销衬套中点。 A、按表取值 B汽车紧急制动时 力在主销的支承反力和。 主销遭到和u的作用，力u由下式求得

45、： 力在主销的两个支承上反作用力和 力u在主销的两个支承上反作用力和 由制动力矩的作用，在主销的两个支撑上产生反作用力和 C)汽车侧滑时左主销上支承的 反作用力左主销下支承的 反作用力右主销上支承的 反作用力 右主销下支承的 反作用力 D汽车越过不平路面时 动载荷在主销上、下支承上产生的作用反力和。.弯矩计算 在紧急制动和侧滑时，主销下支承的反作用力为最大，在越过不平路面时，因主销下端的作用力臂大于上端，所以只需求计算主销下支承处的弯矩图汽车紧急制动时=.N.mm汽车侧滑时=.N.mm汽车越过不平路面时=.N.mm抗弯断面系数、剪切面积和主销衬套挤压面积的计算A)主销抗弯断面系数：=.mmB)主销剪切面积：=.mmC)主销衬套挤压面积：=mmD:主销外径，d：主销内径.应力计算分别计算各工况下的弯曲应力、剪切应力、挤压应力如下表表- 弯曲应力、剪切应力、挤压应力计算结果表-主销受力 . 主销资料及许用应力EQ:许用应力 按力作静载荷计算时，.本章小结本章经过对主销作用力简图分析，计算其载荷弯矩计算，应力计算。确定了主销的强度。对强度分析，最终确定了制造其资料。可以接受最大许用应力。结 论经过了一段时间的设计任务，在对于EQ轻卡为例进展研讨分析计算可以得出以下结论：以EQ轻型载货汽车为