汽车转向桥桥设计说明书

汽车转向桥设计说明书

任务书要求：

（1）了解汽车转向桥的结构，功能

（2）进行汽车转向桥的受力分析

（3）总体方案设计

（4）画出转向节的零件图

（5）画出转向桥的总装图

一、概述

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，同时还承受和传递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形成的力矩。转向桥通常位

于汽车的前部，因此也常称为前桥。

各类汽车的转向桥结构基本相同，主要有前轴（梁）、转向节、主销和轮毂

(1)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。

(2)主销：即插入前轴的主销孔内。为防止主销在孔内转动，用带有螺纹的楔形销将其

固定。

(3)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活。为了

减少磨损，在销孔内压入青铜或尼龙衬套。衬套上开有润滑油槽，由安装在转向节上的油嘴

注入润滑脂润滑。为使转向灵活轻便，还在转向节下耳的上方与前轴之间装有推力轴承11；在转向节上耳与前轴之间，装有调整垫片8，用以调整轴向间隙。

左转向节的上耳装有与转向节臂9 制成一体的凸缘，在下耳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，转向节即通过矩形键及带有键形套的双头螺栓与转向节上下臂连接。

(4)轮毂：轮毂通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、反方向自由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，则外面的挡油盘仍可防止润

滑脂进入制动器内。

本文设计的是JY1061A 型采用前置后轮驱动的载货汽车转向桥，因此该转向桥为从动桥。从动桥的功用：从动桥也称非驱动桥，又称从动车轴。它通过悬架与车架（或承载式车

身）相联，两端安装从动车轮，用以承受和传递车轮与车架之间的力（垂直力、纵向力、横

向力）和力矩。并保证转向轮作正确的转向运动

1、设计要求：

（1）保证有足够的强度：以保证可靠的承受车轮与车架之间的作用力。

（2）保证有足够的刚度：以使车轮定位参数不变。

（3）保证转向轮有正确的定位角度：以使转向轮运动稳定，操纵轻便并减轻轮胎的磨

损。

（4）转向桥的质量应尽可能小：以减少非簧上质量，提高汽车行驶平顺性。

通过对CJ1061A 型前桥的设计，可以加深我们的设计思想，即：

（1 ）处理好设计的先进性和生产的可能性之间的关系；

（2 ）协调好产品的继承性和产品的“三化”之间的关系。

2、结构参数选择

JY1061A 型汽车总布置整车参数见表1：

表1

汽车总质量前轴轴汽车质心至汽车质心至汽车质心前钢板

轴距L

（mm）

Ga（N）高度弹簧座载质量前轴中民线后轴中心线

距离L1 距离L2(mm)

G1（N）hg(mm) 中心距

（mm）

B〞(mm)

58359 20727 2133 1175 3308 1060 780

车轮滚动半

主销中心距前轮距主销内倾角β主销后倾前轮外倾前轮前

径r r(mm)

B′(mm) 角a 束（mm）

?

角

B1(mm)

1415 1584 480 8° 2.5 °1° 2

2.1、转向桥结构形式

本前桥采用非断开式转向桥

2.2、选择前桥结构型式及参数

（1）前轴结构形式：工字形断面加叉形转向节主销固定在前轴两端的拳部里。

（2）转向节结构型式：整体锻造式。

（3）主销结构型式:圆柱实心主销。

（4）转向节止推轴承结构形式：止推滚柱轴承。

（5）主销轴承结构形式：滚针轴承

（6）轮毂轴承结构形式：单列向心球轴承

2.3、前轮定位角

本型前轮定位角选择见‘表1’

二、转向桥强度计算

1、前轴强度计算

1.1、前轴受力简图

如图 1 所示：

3

图1 汽车向左侧滑时前轴受力图

2.4、前轴载荷计算

ⅰ）紧急制动

工汽车紧急制动时，纵向力制动力达到最大值，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Ф=0.7

hg

制动时前轴轴载千质量重新分配分配糸数m1= 1

=

L

2 1.21060

1175

1

=1.63

垂直反作用力：Z1l= Z1r= m1G 1.63 20727

2 2

=16891.6N

横向反作用力：X1l=X 1r= m1G

2

Ф=11824.1N

ⅱ）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。（1）确定侧向滑移附着糸数：

在侧滑的临界状态，横向反作用力等于离心力 F 离，并达到最大值 F 离=

2

G V

1 ,Y max=G 1Ф′gR