轻型皮卡车转向系及前桥设计
EQ1040轻卡前桥与转向系统的设计
摘要在整个世界汽车市场的需求和发展中，亚太地区将成为全球最大的汽车销售市场，其中以中国的汽车市场发展最为迅猛。
2009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发展期，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，2010年1-5月中国卡车行业生产整车近125万辆，同比增幅超过30%，尽管我国经济遭受金融危机的巨大冲击，但随着国家4万亿元扩大内需政策的实施及海外发展中国家市场的开拓，伴随着我国公路、铁路及其他基础建设项目的陆续开工，尤其是2009-2010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益的行业。
从卡车行业的发展趋势来看，2009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步到位，2010年仍将呈现较好的发展态势。
随着公路和铁路建设、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设的卡车产业带来新的发展机遇关键词：转向桥；转向器；载荷；强度；ABSTRACTIn the whole world car market demand and developing, in the asia-pacific region will become the world's largest auto sales market, in which China's auto market develop the most rapidly. Since 2009, spend the winter in global financial tsunami crisis after the European and American market into recession, China's automotive market demand into rapid high-speed development scale and the 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 2010 1-5 months China truck industry production nearly 125 million vehicles, vehicle year-on-year rate of increase more than 30%, 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 exploration, along with our country roads, railways and other infrastructure projects in succession, especially the start of 2009-2010 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 industry first benefit. From the development trend of truck industries, 2009 national truck market demand, as countries overall speed up a series of macroeconomic regulation and control policy gradually in place, 2010 will still has a good momentum of development. Along with the highway and railway construction, 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 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1前桥的概述 (2)1.2循环球转向器的概述 (5)1.3 研究内容 (6)第2章循环球式转向器的设计 (5)2.1转向器结构形式选择 (7)2.2转向器结构设计 (7)2.3车型的选取与技术参数分析 (8)2.4转向系计算载荷的确定 (8)2.5各零件主要结构与参数确定 (9)2.5.1螺杆、钢球、螺母传动副 (9)2.5.2齿条、齿扇传动副 (11)2.5.3间隙调整装置的结构设计 (13)2.6本章小结 (13)第3章循环球式转向器零件强度计算 (14)3.1钢球与滚道间的接触应力 (14)3.2螺杆在弯扭联合作用下的强度计算 (17)3.3本章小结 (18)第4章转向桥设计 (19)4.1结构参数选择 (20)4.2转向桥结构形式 (20)4.3选择前桥结构型式及参数 (20)4.4前轮定位角 (20)4.5本章小结 (20)第5章转向桥设计 (21)5.1前轴强度计算 (21)5.1.1前轴受力简图 (21)5.1.2前轴载荷计算 (21)5.2弯矩及扭矩计算 (22)5.3本章小结 (30)第6章转向节强度计算 (31)6.1截面系数计算 (31)6.2弯矩计算 (31)6.3应力计算 (31)6.4转向节的材料、许用应力及强度校核 (32)6.5本章小结 (32)第7章主销强度计算 (33)7.1主销作用力计算 (33)7.2计算载荷 (33)7.3弯矩计算 (35)7.4应力计算 (35)7.5本章小结 (36)结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录 (34)第1章绪论在整个世界汽车市场的需求和发展中，亚太地区将成为全球最大的汽车销售市场，其中以中国的汽车市场发展最为迅猛。
大迪轻型客货车1021SC车桥设计
摘要车桥通过悬架与车架（或承载式车身）相联，两侧安装着车轮，用以在车架（或承载式车身）与车轮之间传递铅垂力、纵向力和横向力。
汽车行驶过程中，经常需要改变行驶方向，即所谓的转向，这就需要有一套能够按照司机意志使汽车转向的机构，它将司机转动方向盘的动作转变为车轮的偏转动作。
汽车转向系是保持或者改变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操纵要求，适时地改变行驶方向，并能在受到路面干扰偏离行驶方向时，与行驶系配合，共同保持汽车稳定地直线行驶。
转向系和前桥对汽车行驶的操纵性、稳定性和安全性都具有重要的意义。
绝大多数的发动机在上的纵向安置的，为使其转矩能传给左、右驱动车轮，必须由驱动桥的主减速器来改变转矩的传递方向，同时还得由驱动桥的差速器来解决左、右驱动车轮间的转矩分配问题和差速要求。
通过对汽车前桥转向系和后桥驱动机构的设计可以使学生掌握汽车前桥转向系和后桥驱动机构的结构设计的原则和方法。
培养理论联系实际的技能。
设计与专业关系紧密，可综合利用所学的专业课有汽车构造、汽车设计、机械设计、工程材料和CAD绘图等知识。
关键词:转向系;驱动车轮;前桥;行使方向;改变转矩ABSTRACTFront axle through suspension and frame (or integral body) on the installation associated with drive wheels, the frame (or to) and wheels and space body sends between vertical force, lead the longitudinal forces and transverse force.Automobile driving process, often need to change directions, the so-called steering, which requires a able to follow the driver will makes steering institutions, it will be the driver turned the steering wheel action into wheel deflection of action.Automotive steering system is to keep or change the car driving direction of the organization, in automotive steering driving, guarantee the steering wheel Angle relation between coordination. Guarantee in driving car drivers can manipulate requirements, according to timely change directions by road, can be in when driving direction interference deviation, and cooperate, together maintain driving is steadily run straight car. Steering system and of the car front axle for handling, stability and safety is of significance.Most off-road vehicle in the longitudinal engine placement, so that torque can be transmitted to the left and right drive wheels, drive axle must be the main steering gear to change the direction of torque transmission, while the shift had to drive axle differential to solve the left and right drive torque between the wheels and the differential distribution requirements.Through the automobile steering system and front axle design so that students can master automobile steering system and front axle structure design principle and method. Training theory with practice skills. Design and professional, comprehensive utilization of close relationship between the course can be learned a automobile structure, automobile design, mechanical design, engineering materials and CAD drawing knowledge.Keywords:Steering system;Driving wheel;Front axle;Exercise of direction; Change the torque目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1本课题的来源、基本前提条件和技术要求 (3)1.2本课题要解决的主要问题和设计总体思路 (3)1.3预期的成果 (4)1.4国内外发展状况及现状的介绍 (4)1.5设计内容 (5)第2章总体方案确定 (5)2.1驱动桥方案确定 (5)2.2转向系方案确定 (8)2.2.1 概述 (8)2.2.2转向器结构形式及选择 (9)2.2.3循环球式转向器结构及工作原理 (11)2.3本章小结 (12)第3章驱动桥的设计计算 (13)3.1主减速器的设计 (13)3.1.1 主减速器的结构型式 (13)3.1.2 主减速器主动锥齿轮的支承型式及安装方法 (15)3.1.3 主减速器从动锥齿轮的支承型式及安装方法 (16)3.1.4 主减速器的基本参数的选择及计算 (16)3.2差速器的设计 (22)3.2.1差速器的结构型式 (22)3.2.2差速器的基本参数的选择及计算 (24)3.3半轴的设计 (26)3.3.1半轴的结构型式 (26)3.3.2半轴的设计与计算 (26)3.3.3 半浮式半轴的结构设计 (30)3.4车桥壳结构选择 (30)3.4.1驱动桥壳结构方案分析 (31)3.5悬架结构分析 (31)3.6本章小结 (32)第4章转向桥的设计计算 (33)4.1转向桥主要零件工作应力的计算 (33)4.2在最大侧向力(侧滑)工况下的前梁应力计算 (35)4.3转向节在制动和侧滑工况下的应力 (36)4.4主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算 (37)4.5转向节推力轴承的计算 (39)4.6转向梯形的优化设计 (40)4.7转向传动机构强度计算 (43)4.8悬架的结构分析 (44)4.9本章小结 (46)结论 (47)参考文献 (48)致谢 (49)附录 (50)第1章绪论本课题是轻型载货汽车车桥的设计。
轻型货车驱动桥设计
轻型货车驱动桥设计任务书1.整车性能参数驱动形式6×2后轮轴距3800 mm轮距前/后1750/1586 mm整备质量4310 kg额定载重量5000kg空载时前轴分配负荷45% 满载时前轴分配负荷26%前悬/后悬1270/1915 mm最高车速110 km/h最大爬坡度35%长、宽、高6985、2330、2350 mm发动机型号YC4E140-20最大功率/转速99.36 /3000 kw/rpm最大转矩/转速380 /1200~1400 N.m/rpm变速器传动比7.7 4.1 2.34 1.51 0.81倒档8.72轮胎规格9.00－20离地间隙＞280mm2.具体设计任务1）查阅相关资料，根据其发动机和变速箱的参数、汽车动力性的要求，确定驱动桥主减速器的减速形式，对驱动桥总体进行方案设计和结构设计。
2）校核满载时的驱动力，对汽车的动力性进行验算。
3）根据设计参数对主要零部件进行设计与强度计算。
4）绘制装配图。
5）完成设计说明书。
目录1.结构方案分析 (2)2. 主减速器设计 (4)2.1主减速器结构方案分析 (4)2.1.1结构形式 (5)2.1.2主减速器主、从动锥齿轮的支承方案 (5)2.2主减速器锥齿轮设计 (6)2.2.1减速比的确定 (6)2.2.2主减速器计算载荷的确定 (7)2.2.3主减速器锥齿轮的主要参数选择 (9)2.2.4主减速器锥齿轮的材料 (12)2.2.5主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算用表 (12)2.3主减速器锥齿轮的强度计算 (14)2.3.1单位齿长圆周力 (14)2.3.2齿轮弯曲强度 (15)2.3.3轮齿接触强度 (15)2.4主减速器锥齿轮轴承的设计 (15)3差速器设计 (15)3.1差速器结构形式 (16)3.2差速器齿轮设计 (16)3.3差速器齿轮的材料 (20)3.4普通锥齿轮式差速器齿轮强度校核 (20)4 驱动车轮的传动装置设计 (21)4.1半轴的型式 (21)4.2半轴的设计与计算 (212)4.3半轴的强度计算 (22)4.4半轴的材料与热处理 (23)5驱动桥壳设计 (23)5.1桥壳的结构型式 (24)5.2桥壳的受力分析及强度计算 (24)6设计总结 (25)参考文献 (25)1、结构方案分析汽车驱动桥主要由主减速器、差速器、左右半轴、驱动桥壳等核心部件构成。
轻型载重汽车转向桥的设计
目录主要符号 (2)1 绪论 (3)1.1 轻型载重汽车转向桥的设计意义 (3)1.2 前桥和转向系组成和设计步骤 (3)2 概述 (5)2.1 前桥简介 (5)2.2 前桥各参数对汽车稳定性的作用与影响 (5)3 从动桥的结构形式 (8)3.1 总述 (8)3.2 轻型载重汽车的从动桥 (9)4 转向系的结构形式 (11)4.1 概述 (11)4.2转向器结构形式及选择 (11)4.3 循环球式转向器结构及工作原理 (12)5 转向桥的设计计算 (14)5.1 从动桥主要零件工作应力的计算 (14)5.2 在最大侧向力(侧滑)工况下的前梁应力计算 (16)5.3 转向节在制动和侧滑工况下的应力 (17)5.4 主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算 (18)5.5转向节推力轴承的计算 (21)5.6转向梯形的优化设计 (21)5.7转向传动机构强度计算 (24)6经济性分析 (27)7 结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)主要符号G——汽车满载静止于水平路面时前桥给地面的载荷，N 1m——汽车制动时对前桥的质量转移系数1φ——轮胎与路面的附着系数g—车轮(包括轮毅、制动器等)所受的重力，NwB—前轮轮距S—前梁上两钢板弹簧座中心间的距离d—转向节的轮轴根部轴径1d—主销直径h —转向节下衬套中点至前梁拳部下端面的距离x—设计变量θ—外转向轮最大转角，maxr—轮胎的滚动半径rW—前轴弯曲截面系数'G—满载时车厢分配给前桥的垂向总载荷11 绪论1.1 轻型载重汽车转向桥的设计意义汽车是现代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。
汽车转向系是汽车上的一个重要系统,它是汽车转向运动的装置。
汽车的转向性能直接影响汽车的行驶安全性。
随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大,人们对安全性、可靠性要求越来越高，为保证人身和车辆的安全,必须为汽车配备十分可靠的转向系统。
本次毕业设计题目为轻型载重汽车转向桥总成设计。
汽车转向桥设计
1.1.
为了保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，转向桥的主销在汽车的纵向和横向平而内都有一定倾角。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β角，称为主销内倾角。
图1-1主销内倾角
Figure 1-1 Kingpin Inclination
By design: (1)To ensure adequate strength: in order to ensure affordable and reliable force between wheel and frame. By design: (1)To ensure adequate strength: in order to ensure affordable and reliable force between wheel and frame. (2)Ensure adequate rigidity: in order to change the wheel alignment parameters. (3)To ensure the correct positioning of steering wheel angle: to make the steering wheel movement and stability, manipulating light and reduce tire wear. (4) The steering axle of quality should be as small as possible: to reduce the non-sprung mass, improve vehicle ride comfort.
汽车前桥设计结构设计
汽车前桥设计结构设计一、前言前轴通常位于汽车前部，也称为转向轴或从动轴。
前桥是汽车的重要总成，主要包括转向节、转向主销、前横梁等零件。
前桥通过悬架与车架连接，不仅承受地面与车架之间的垂直载荷，还承受制动力、侧向力以及这些力形成的扭矩，保证方向盘的正确运动。
车轴通过悬架与车架相连，悬架支撑着车辆的大部分重量，并通过悬架将车轮的牵引力或制动力以及侧向力传递给车架。
在汽车的使用中，转向轴的受力情况比较复杂，因此需要有足够的强度。
为了保证方向盘的正确定位角度，使操作更容易，减少轮胎的磨损，转向轴还应具有足够的刚度。
此外，转向轴的重量应尽可能减轻。
总之，由于车辆行驶过程中前桥工作环境恶劣，工况复杂，承受的载荷大多为交变载荷，因此其零部件容易出现疲劳裂纹甚至断裂。
这就要求其结构设计必须具有足够的强度、刚度和抗疲劳损伤的前桥：它是前桥的主要承重部件。
我公司有管式和锻造式两种结构形式，但以锻造式为主。
前桥承受汽车的前部重量，把汽车的前进推力从车架传给车轮，并与转向装置的有关机件作关节式联系，实施汽车的转向。
前桥是利用它的两端通过主销与转向节连接，用以转向节的摆转来实现汽车的方向。
1.服务表现要求为使汽车在行驶中具有较好的直线行驶能力，前桥应满足下列要求：（1）足够的强度，确保车轮和车架（或承载体）之间的力能可靠地承受。
（2）正确的车轮定位可以使方向盘运动平稳，操作方便，减少轮胎磨损。
前轮定位包括主销内倾角、主销后倾角、前轮外倾角和前轮前束。
(3)足够的刚度，使受力后变形要小，保证主销和转向轮有正确的定位角度保持不变。
(4)转向节与主销，转向节与前桥之间的摩擦力应尽可能小，以保证转向操作的轻便性，并有足够的耐磨性。
（5）方向盘摆振应尽可能小，以确保车辆正常稳定运行。
（6）前轴的质量应尽可能小，以减少非簧载质量并提高车辆的乘坐舒适性。
2、结构参数选择cj6590a车辆总布置及车辆参数见表1：表1车辆总质量GA（n）前桥载重质量G1（n）前桥车辆质量中心至土建线距离L1（mm）36422主销中心距离b'（mm）132913622前轮距离B1（mm）14801878车轮滚动半径RR（mm）3657.5°1122主销倾角β3000主销后倾角？1°1007前轮外倾角A1°车辆质心到后轴中心线的距离L2（毫米）轴距L（毫米）车辆质心高度Hg（毫米）前钢板弹簧座中心距离B（毫米）760前束英寸（毫米）1-32.1、从动桥结构形式前桥采用非断开的转向驱动桥。
轻型汽车驱动桥设计及计算
轻型汽车驱动桥设计驱动桥位于传动系末端，其基本功用是增矩、降速，承受作用于路面和车架或车身之间的作用力。
它的性能好坏直接影响整车性能，而对于载重汽车显得尤为重要。
当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前载重汽车的快速、重载的高效率、高效益的需要时，必须搭配一个高效、可靠的驱动桥，所以采用传动效率高的单级减速驱动桥已经成为未来载重汽车的发展方向。
驱动桥设计应主要保证汽车在给定的条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。
本设计根据给定的参数，按照传统设计方法并参考同类型车确定汽车总体参数，再确定主减速器、差速器、半轴和桥壳的结构类型，最后进行参数设计并对主减速器主、从动齿轮、半轴齿轮和行星齿轮进行强度以及寿命的校核。
驱动桥设计过程中基本保证结构合理，符合实际应用，总成及零部件的设计能尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化及汽车变型的要求，修理、保养方便，机件工艺性好，制造容易。
1、主要内容(1)根据给定的设计参数，参照传统设计方法和现有车型，确定汽车总体设计参数，具体包括主要结构尺寸参数、质量参数和性能参数，并选择发动机和轮胎的结构形式；(2) 汽车驱动桥方案的确定：根据总体参数选择主减速器、差速器、半轴和桥壳的选型；(3)设计主减速器、差速器和半轴的主要结构尺寸，并对其进行强度校核。
(4)根据设计结果绘制两张零号图纸。
2、设计参数汽车最高时速 115km/h装载质量 2.5t最小转弯半径12.5m最大爬坡度 0.3同步附着系数 0.42.2 汽车形式的确定2.2.1 汽车轴数和驱动形式的选择汽车可以有二轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。
影响轴数的因素主要有汽车的总质量、道路法规对于轴载的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等。
包括乘用车以及汽车总质量小于19t的公路运输车辆和轴荷不受道路、桥梁限制的不在公路上行驶的车辆，如矿用自卸车等，均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。
总质量在19~26t的公路运输车采用三轴形式，总质量更大的汽车宜采用四轴和四轴以上的形式。
货车转向桥设计
前言我国作为一个发展中国家，汽车使用越来越多，而当前由于设计方案所限，不能精确 地选择零部件的尺寸和结构，造成有的地方强度不够，而有的地方强度又过剩，严重地影 响了产品的开发和设计，造成直接经济损失。
特别对于诸如转向桥等部件,因不能准确确 定其失效原因和部位，造成不能从根本上解决其失效问题。
不同类型的货车在我国的市场 中占有相当大的比例，他们的性能的好、坏在一定程度上也影响着汽车在市场上的地位。
针对以上问题，本设计选用轻型货车的转向桥作为设计对象，通过合理的计算，结构设计， 而达到汽车转向桥具有较好的转向灵敏性。
希望取得一个较好的结果，使轻型货车转向桥 提到一个新水平。
1 转向桥本节重点介绍转向桥的定义和安装形式。
1.1 转向桥的定义转向桥是汽车的重要组成部分，转向桥是利用车桥中的转向节使车轮可以偏移一定角 度，并承受地面与车架之间的力及力矩，以实现汽车的转向。
1.2 转向桥的安装形式一般载货汽车采用前置发动机后桥驱动的布置形式，故其前桥为转向从动桥。
轿车多 采用前置发动机前桥驱动，越野车均为全轮驱动，故他们的前桥既是转向桥也是驱动桥， 称为转向驱动桥。
转向桥按与其匹配的悬架结构不用，又可分为非断开式与断开式两种。
与非独立悬架 匹配的非断开式的转向桥是一根支承于左、右从动车轮上的刚性整体横梁，当又是转向桥 时，其两端经转向主销与转向节相连。
断开式转向桥与独立悬架相匹配。
2 转向桥的结构2.1 转向桥的组成部分各种车型的非断开式转向桥的结构型式基本相同，它主要由前梁（由于汽车前桥为转 向桥，因此其横梁常称前梁）、转向节、转向主销、转向梯形臂、转向横拉杆等组成。
1)前梁前梁是非断开式转向从动桥最主要的零件，由中碳钢或中碳合金钢模锻而成。
其两端各有 一呈拳形的加粗部分作为安装主销前梁拳部。
为提高其抗弯强度，其较长的中间部分采用 工字行断面，并相对两端向下偏移一定距离，以便降低汽车发动机的安装位置，从而降低 汽车传动系的安装高度并减小传动轴万向节主、从动轴的夹角；为提高前梁的抗扭强度， 两端与拳部相接的部分采用方形断面，而靠近两端使拳部与中间部分相连接的向下弯曲部 分，则采用上述两种断面逐渐过度的形状。
汽车转向系统及前桥设计
目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................................ I I 0文献综述 . (1)0.1转向系统概况 (1)0.2前桥概况 (2)1引言 (4)2汽车主要参数的确定 (4)2.1轴距L (4)2.2前轮距和后轮距 (4)2.3整车整备质量 (5)2.4汽车的装载质量 (5)2.5质量系数 (5)2.6汽车满载总质量 (6)2.7轴荷分配 (6)2.8轮胎选择 (6)2.9最小转弯直径 (7)2.10数据的确定 (7)3转向系统设计 (8)3.1汽车转向基本特性 (8)3.2转向系统设计要求和主要性能参数 (8)3.2.1转向系统设计要求 (8)3.2.2转向系传动比 (9)3.2.3 转向器效率 (11)3.2.4转向系设计参数的确定 (12)3.3循环球式转向器设计 (12)3.3.1转向系计算载荷的确定 (12)3.3.2主要尺寸参数选择 (13)3.3.3螺杆、钢球、螺母传动副 (13)3.3.4齿条，齿扇传动副 (14)3.3.5循环球式转向器零件强度计算 (17)3.4整体式转向梯形机构设计 (18)3.4.1整体式转向梯形机构数学模型分析 (18)3.4.2 基于Matlab的整体式转向梯形机构优化设计 (21)4转向从动桥设计 (27)4.1转向从动桥主要零件参数确定 (27)4.2转向从动桥主要零件设计计算 (29)4.2.1制动工况下的前梁强度计算 (30)4.2.2在侧滑情况下的前梁强度计算 (31)4.2.3转向节在制动和侧滑工况下的强度计算 (33)4.2.4主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的强度计算 (34)4.2.5转向节推力轴承的计算 (36)5结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)汽车转向系统及前桥设计西南大学工程技术学院，重庆400716摘要：随着汽车的普及，对于汽车的各项性能指标和操纵感受也更加重视。
线性转向系统的设计开发
线性转向系统的设计开发——汽车转向机构UG建模摘要汽车在行驶的过程中，需要按照驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓的汽车转向。
汽车的转向系统是一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专用机构，本文的研究内容即是轻型货车的转向系统设计。
本文针对的是与非独立悬架相匹配的整体式两轮转向机构。
利用相关汽车设计和连杆机构运动学的知识，首先对转向器，转向传动机构进行选择，接着再对转向器和转向传动机构进行设计，最后，利用软件CATIA完成转向系统的三维实体设计。
转向器在设计中选用的是循环球式齿条齿扇转向器，在对转向器的设计中，包括了螺杆—钢球—螺母传动副的设计和齿条—齿扇传动副的设计，前者是基于参照同类汽车，确定出钢球中心距，设计出一系列的尺寸，而后者则是根据汽车前轴的载荷来确定出齿扇模数，再由此设计出所有参数的。
转向梯形的设计选用的是整体式转向梯形，本文在设计中借鉴同类汽车转向梯形设计的经验尺寸对转向梯形进行尺寸初选。
再通过对转向内轮实际达到的最大偏转角时与转向外轮理想最大偏转角度的差值的检验，和作为一个四杆机构对其最小传动角的检验，来判定转向梯形的设计是否符合基本要求。
本文在消化，吸收，总结，归纳前人的成果上，系统、全面地对机械转向系统进行理论分析，设计及优化。
为轻型汽车转向系统的设计开发提供了一种步骤简单的设计方法。
关键词：转向系；转向器；转向梯形；传动副；结构元件AbstractCar in the process of driving, need according to the will of the driver often change the direction of travel, the so-called car steering. Steering system is a set of a car to change or to recover the car direction of specialized agencies, the research content of this article is the steering system design of light trucks.In this paper is the independent suspension with a matching one-piece two wheel steering mechanism. Using the knowledge of the relevant vehicle design and connecting rod mechanism kinematic, first of all, steering, steering transmission mechanism to choose, then was carried out on the steering gear and transmission mechanism design, and finally, by using CATIA software to complete 3 d entity design of steering system.Steering gear in the design of the selected is circulating ball type steering rack tooth fan, in the design of steering gear, including the design of the screw - ball - and nut vice and rack - tooth transmission vice design, and the former is based on the reference to the similar cars, determine the ball center distance, designed a series of dimensions, while the latter is based on automobile front axle load to determine the tooth fan module, the design all the parameters again.The design of steering trapezoidal chosen is the integral steering trapezoidal, based on the design based on the experience of the similar steering trapezium design size to size primary steering trapezoid. Again through the steering wheel in real with to achieve the maximum deflection Angle of ocean shipping ideal maximum deflection Angle difference of inspection, and as a four-bar linkage to the minimum transmission Angle inspection, to determine whether the design of steering trapezoidal conform to the basic requirements.Based on the digestion and absorption, summarize, summarized predecessors' achievements, system and comprehensive theoretical analysis, the mechanical steering system to design and optimization. For light vehicle steering system design and development provides a design method of simple steps.Key words: steering system; The steering gear; Steering trapezoid; Transmission vice; Structural components目录摘要 (1)Abstract (2)第一章引言 (4)第二章系统设计主要内容 (4)2.1转向系概述 (4)2.2轻型货车转向系统设计主要内容 (5)2.3 参数化实体模型的建立 (6)2．4汽车转向系统的虚拟装配 (6)2.5 汽车转向系统的虚拟分析 (7)第三章转向系主要性能 (7)3.1转向系主要性能 (7)3.2 转向器传动副的传动间隙 (8)3.3 转向盘的总转动圈数 (8)3.4 转向系的选择 (8)第四章汽车转向传动机构 (9)4.1机械式转向器的选择 (9)4.2循环球式转向器 (9)4.3转向传动机构的选择 (10)4.4与非独立悬架配用的转向传动机构 (10)4.5 整体式转向梯形 (11)第五章转向系的设计计算 (11)5.1 转向器的结构型式选择及其设计计算 (11)5.2 转向系结构元件 (11)第六章结论 (12)参考文献 (14)第一章引言汽车转向系统在汽车中主要承担改变汽车行驶方向及保持汽车稳定直线行驶的任务。
前桥设计课程设计
前桥设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解前桥的基本结构及其在汽车中的作用。
2. 学生能够掌握前桥设计的基本原理和关键参数。
3. 学生能够了解不同类型前桥的特点及适用场景。
技能目标：1. 学生能够运用前桥设计原理，进行简单的汽车前桥设计。
2. 学生能够分析前桥设计中的问题，并提出改进措施。
3. 学生能够运用相关软件或工具，进行前桥设计的模拟和优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对汽车工程技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 增强学生的团队合作意识，使其在项目实践中学会沟通与协作。
3. 提高学生对汽车安全、环保等方面的责任感，培养其良好的职业道德。
课程性质：本课程为汽车工程及相关专业的高年级学生开设，旨在使学生掌握前桥设计的基本知识和技能，培养其实践能力和创新意识。
学生特点：学生已具备一定的汽车工程基础知识和实践能力，对汽车结构和工作原理有一定了解。
教学要求：结合课程性质和学生特点，将课程目标分解为具体的学习成果，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，培养其自主学习能力。
1. 前桥结构概述：介绍前桥的基本组成，包括转向节、转向机构、悬挂系统、制动系统等，使学生了解各部分的作用及相互关系。
相关教材章节：第一章 汽车概述及总体布置2. 前桥设计原理：讲解前桥设计的基本原则，如强度、刚度、重量、成本等，以及关键参数的选取方法。
相关教材章节：第三章 汽车结构设计基础3. 前桥设计方法：分析不同类型前桥的设计方法，如麦弗逊式、双叉臂式等，对比各自优缺点及适用场景。
相关教材章节：第五章 悬挂系统及转向系统4. 前桥设计实例分析：选取典型前桥设计实例，分析其设计过程、参数选择和优化方法。
相关教材章节：第七章 汽车设计实例分析5. 前桥设计软件应用：介绍前桥设计相关软件的使用方法，如CAD、CAE 等，指导学生进行模拟分析和优化。
双前桥转向系统原理
双前桥转向系统原理双前桥转向系统（also known as dual front axle steering system）是一种用于汽车的转向系统，它使用两个前桥来实现转向。
这种系统在许多大型货车、卡车和公共汽车等商用车辆上得到广泛应用。
下面将详细介绍双前桥转向系统的原理。
在双前桥转向系统中，转向盘是驾驶员控制车辆转向的主要部件。
当驾驶员旋转转向盘时，通过连接到转向拉杆的转向杆传递转向指令。
转向机构是连接到转向拉杆的关键组件。
它通过齿轮和齿条机构将转向指令转化为转向力。
当驾驶员转动转向盘时，转向机构会将力量传递到油缸。
油缸是双前桥转向系统的核心组件之一、它通过液压力将转向力传递到前桥。
油缸通常由两个油缸组成，每个油缸连接到一个前桥。
油缸内部包含活塞和密封圈，当油缸收缩或伸展时，活塞移动并推动前桥转向。
油缸与控制阀和传感器相连。
控制阀负责控制油缸内的液压压力，以实现前桥的转向。
传感器监测车辆转向角度和转向速度，并将信息传递给控制阀，以调整油缸的工作。
这样，系统就能够根据需求提供准确的转向动作。
双前桥转向系统的工作原理是通过协调两个前桥的转向来实现更好的操控性能。
当驾驶员转动转向盘时，转向机构将转向指令转化为转向力。
这些力量通过油缸传递到两个前桥，使它们同时转向。
这种设计可以显着改善车辆的操控灵活性，并提供更小的转向半径。
此外，双前桥转向系统还可以根据车辆的实际情况进行智能调整。
例如，在低速行驶时，系统可以减小转向角度，使车辆更容易转弯。
而在高速行驶时，系统可以增加转向角度，提供更稳定的操控性能。
总之，双前桥转向系统通过将转向力分配到两个前桥，以实现更好的操控性能和更小的转向半径。
该系统的工作原理是基于转向盘、转向拉杆、转向机构、油缸、控制阀和传感器等组件的协同工作。
通过智能调整转向角度，双前桥转向系统能够提供适应不同行驶情况的转向效果。
转向前桥-横拉杆臂设计-基础计算内容-20200307
转向前桥-横拉杆臂设计-基础计算内容-20200307零件的设计的前提的是要知道载荷和约束条件。
约束：横拉杆臂与转向节和横拉杆总成连接。
载荷：汽车转向、制动、侧滑时，轮胎对地面的作用力传递到横拉杆臂上。
关于载荷的确定：1，汽车原地转向阻力矩，可以由经验公式初步确定。
2，行车中的转向力矩，会大大小于原地转向力矩。
因此值和很多因素有关，对车桥厂来说确认较困难。
所以设计时只考虑原地转向阻力矩的情况。
3，紧急制动时，因为有主销偏置距，所以地面会传递过来一个力矩。
4，侧滑时，因为车桥在底盘布置中，前转向桥会有一个后倾角，一般在3°以内，此时会产生一个后倾拖距。
（后倾起到高速行驶时车轮自动回正的作用，车速越高，回正效果越好。
因第2条描述判断，其力矩值应该也是小于原地转向阻力矩的。
）又因后倾角一般都是小于主销内倾角的，所以侧滑产生的力矩应该是小于紧急制动产生的力矩值。
所以设计横拉杆臂时可以不计算此值。
5，若整车厂提供有方向机的最大扭矩和相关的臂比和布置信息，也可以则算出一个力矩。
横拉杆臂的承载能力要大于上述计算出的最大力矩值。
法规中没有专门对横拉杆臂台架实验要求。
但有横拉杆总成的试验（QCT 648-2015 汽车转向拉杆总成性能要求及台架试验方法），要求加载满载轴荷的1/3，横拉杆总成寿命超过100万次。
我们在设计横拉杆臂时，需要结合以前的成熟产品的载荷系数（扭矩值）。
按经验载荷系数设计的产品都是可以直接满足设计需求的。
但做一些基础的计算也是有必要的，可以起到设计参考的价值。
基础计算包括汽车原地转向阻力矩和紧急制动时产生的弯矩值。
还应该考虑转向梯形机构运转时产生的作用力臂的变化（力臂越小，作用的力值越大）。
因本人手上没有整车方面的信息（方向机相关），所以没有计算上述第5条值。
但是一般满足上述1和3条的载荷要求，就可以满足方向机的作用。
因为假设方向机载荷再大的话轮胎就打滑了。
汽车原地转向阻力矩。
目前的计算方法有：原苏联的半经验公式（见《汽车工程手册》）、雷索夫推荐公式和塔布莱克推荐公式（见《工程机械底盘构造与设计》）。
前桥转向结构及原理
主销
后倾角.
1.2 主销后倾角的作用
主销后倾角能形成回正的稳定力矩,当主销具有后倾角γ 时,主销轴线与路面交点A将位于车轮与路面接触点B的前 面,如上图.当汽车直线行驶时,若转向轮受到外力作用而 稍有偏转,将使汽车行驶方向偏离.由于汽车本身离心力的 作用,在B处,路面对车轮作用着一个侧向反作用力Y.反力Y 对车论形成绕主销轴线作用的力矩Yl,其方向正好与车轮 偏转方向相反,从而使车轮回复到原来中间的位置,保证了 汽车稳定的直线行驶.此力矩也被称为稳定力矩.但此力矩 也不宜过大,否则在转向时为了克服此稳定力矩,必须在转 向盘上施加较大的力.因稳定力矩的大小取决于力臂l的数 值,力臂l又取决于后倾角γ的大小.为使转向不至于沉重, 一般取γ为2°-3°.
转向系统常见故障以及排除
一般来讲引起方向重的原因有如下几种： 1)助力泵故障 通过试验判断助力泵的泵压达不到标准值时，显然方向 沉重与此有关。首先应检查流量控制阀与阀座的啮合面、安 全阀钢球是否封闭不严。如果是流量阀或安全阀泄漏，可通 过研磨的方法修复。其次再检查安全阀的弹簧是否失效。这 点可通过在弹簧后面加垫片的方法检查，如果在弹簧后面增 加一垫片后，最大泵压有明显增加，说明弹簧失效。如果这 两个部位都无问题，则应拆卸解体助力泵，观察叶片泵的腔 壁是否磨损和拉伤。因腔壁拉伤会使高、低压腔相通，从而 造成压力建立不起来。一般拉伤的原因都是油脏所至。如果 方向突然沉重，则应检查是否是泵轴断
前轮外倾角
前轮外倾角具有定位作用,如果空车时车轮的安装正好 垂直于地面,则满载时,车桥将因承载变形,而可能出现车 轮内倾.这样将加速轮胎的偏磨损.另外,路面对车轮的垂 直反作用力沿轮毂的轴向分力将使轮毂压向轮毂外端的小 轴承,加重了外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷,降低了他 们的使用寿命.因此,为了使轮胎磨损均匀和减轻轮毂外轴 承的负荷,安装车轮时预先使车轮有一定的外倾角,以防止 车轮内倾.同时,车轮的外倾角也可以与拱形路面相适应. 但外倾角不宜过大,否则也会使轮胎产生偏磨损. 前轮外倾角是在转向节设计中确定的.设计时使转向节 轴颈的轴线与水平面成一角度,即前轮外倾角α (α一般 为1°左右).
摘要文档文档
轻型载重货车设计(转向系及前桥设计)摘要在本次毕业设计中，是关于轻型载货汽车的前桥及转向系统的设计。
本着力争性能可靠，价优，易造的设计构想，同时也主要参照拖厂的同类车型，努力去改造，去创新。
转向从动桥是通过悬架和车相连，两侧安装着从动车轮，用以传递车架与车轮之间的各种力和力矩。
汽车的转向系是利用转向节使车轮可以偏转一定角度以实现汽车的转向。
汽车的转向系是用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，在行驶中起到重要作用。
主要可分为机械转向系，动力转向系和电动转向系。
其中电动转向系是未来汽车转向系的发展方向。
综合各种因素，本次设计采用采用转向梯形机构布置在前轴之后的整体式车桥和采用了正效率很高，操纵方便且使用寿命长的机械式循环球式转向器。
本次设计包括对转向从动桥结构形式的选择，主要是计算前轴、转向节、主销、主销上下轴承、转向节推力轴承或止推垫片等在制动和侧滑两种工况下的应力校核。
还包括转向器的结构选择及其设计计算并对转向梯形进行优化设计。
设计中水平有限，但希望能设计出一辆经济实用的轻型载货汽车。
关键词：运输车，前桥，主销，转向轴THE DESIGNS OF THE STEERING SYSTEM ANDFRONT AXLE IN OWN UNLOAD AGRICULTURETRUCK TO TRANSPORT OF KD1080ABSTRACTIn this graduated designs, my assignment is the light truck’s front axle and steering system. I shall try my best to design my assignment,I want the light truck’s cap acity is secure and the price is low. It is also easy to make,at the same time,I refer to the light truck which made in YT factory.I want to improve and innovate it.Steering front axle connects the frame by suspension.Driven wheel are installed at the sides of the fore axle,which transmits kinds of forces and torques into the wheels. The steering knuckle link to the front axle causes the front wheels to turn to the right or left .The steering system enables the driver to guide the automobile or wheeled tractor down the road and turn ringht or left.It is very important for the truck.there are mannnual steering,power steering and electric power steering.The electric power steering system will be the direction in the future.In view of all the factors,I adopt the ladder-shaped organization assigns after the front axle and very efficient that can be handled easily and had long performance life steering box of the circulation ball type. The design includes selection of the structure of the fore axle but most calculate the streys inspection under the break and the second slide of front axle ,steering knuckle inserts, king pin and ball bearing, thrust bearing and stop last spacer. Still include choosing and designing aslo calculating and carrying on optimization design ladder-shapedly of steering. The level is limited in the design, but I hope to design a economical and practical agricultural light truck.KEY WORDS: transporter, the front axle, king pin, steering shaft主要符号表量的名称量的符号单位汽车前轴静载荷G1N 汽车质心高度h g mm 转向阻力矩M r N.mm 接触应力σMPa 前轮承受的制动力pτN 前轮承受的垂直力Z1N 垂向弯矩MνN.mm 水平弯矩M h N.mm 车轮所受的重力g w N 前轮轮距B mm 两钢板弹簧座中心距S mm 转矩T N.mm 轮胎的滚动半径r r mm 地面垂向反力Z N 地面侧向反力Y N 力偶矩Q N.mm 轴承的轴向载荷F a N 轴承静承载容量C r0KN 轴承当量静载荷P0KN 转向轴输入功率p1Kw 转向器中的摩擦功率p2Kw 效率η导程角α0rad 附着系数φ。
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轻型皮卡车转向系及前桥设计摘要随着经济的发展，汽车作为一种交通工具，对于人们的生活越来越重要。
由于皮卡车的客货两用性，经济、实用，使得它很受人们欢迎。
因此，对轻型皮卡车的设计有一定的现实意义。
在这次毕业设计中，我的任务是完成轻型皮卡车的转向系及前桥的设计。
以下是本次设计的主要依据与内容。
转向系是汽车的一大组成部分，其主要作用是在驾驶员的操纵下控制汽车行驶方向。
转向系主要可分为机械式转向系和动力转向系。
转向系的设计主要包括转向系形式的选择，转向器的选择，转向梯形的选择以及布置等。
本次设计由于作用在方向盘上的手力不大，且考虑到经济性，采用机械式转向系。
转向器采用正效率很高，操纵方便且使用寿命较长的循环球式转向器。
虽然，其逆效率也很高，但对于前轴载质量不大的轻型皮卡车而言影响不大。
转向梯形采用与双横臂式独立悬架相匹配的断开式转向梯形，且考虑到发动机的位置，将转向梯形前置。
前桥为断开式前桥，利用转向节使车轮偏转一定角度以实现汽车转向。
在这次设计中经验不足，水平有限。
希望能正确合理的完成设计，并能使其组成一辆经济实用的轻型皮卡车。
关键词：机械式，转向系，循环球式，转向器，断开式，转向梯形THE STEERING SYSTEM AND FRONT AXLE DESIGN OFPICK-UP TRUCKABSTRACTWith the development of economic, the automobile as one kind of the transportation is more and more important in people's life. As a result of Pick-up truck not only can carry passengers but also can carry cargos, economical and practical, causes it received welcome of the people very much. Therefore, The design of Pick-up truck has the certain practical significance.In this graduation design, my duty is the design of Pick-up truck steering system and the front axles. I will introduce this design’s main basis and the content.The steering system is an important portion of the automobile.The primary purpose of the steering system is to give the driver directional control of the automobile .The steering system may be divided into two types：the manual steering system and the power steering system. The steering system design mainly includes the choice of the steering system form、the steering gear and the steering trapezium as well as the arrangement of them and so on. Because of affecting on the steering wheel’s hand power is not big, also considering the efficiency, this design uses the mechanical type steering system. The steering gear adopts the recirculating ball type , the high efficiency 、the convenient operation also the long life service. Although its reverse efficiency is also high, the influence regarding the front axle load quality is not big. The steering trapezium uses the separation type steering trapezium whichmatches with the double cross arm type independent suspension , Considering the engine position, the steering trapezium is in the front of the front axle .The front axle is the separation type 。
It causes the wheel deflection certain angle using the knuckle to realize the vehicle turning.I am insufficiently experienced in this design and the level is limited. I hope I can correctly and reasonably complete the design, and can composes an economical practical Pick-up truck.KEY WORDS：the manual type，steering system，the recirculating ball type ， steering gear, the separation type ，steering trapezium目录前言 (1)第一章转向系 (3)§1.1转向系概述 (3)§1.2转向系的类型和组成 (3)第二章转向器、转向操纵机构、转向传动机构 (7)§2.1转向器与转向器形式 (7)§2.2转向操纵机构 (8)§2.3转向传动机构 (8)第三章转向系设计与计算 (10)§3.1转向系主要性能参数 (10)§3.2转向系计算载荷的确定 (13)§3.3循环球式转向器主要尺寸参数的确定 (14)§3.4循环球式转向器零件强度的计算 (17)§3.5转向梯形结构方案分析 (18)§3.6.转向梯形机构优化设计 (19)第四章前桥的设计 (25)§4.1前桥方案 (25)§4.2转向节强度计算 (25)结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)外文资料译文 (30)前言汽车是重要的运输工具，是科学技术发展水平的标志，也是社会物质生活发展水平的标志。
汽车问世百余年来，特别是从汽车产品的大批量生产及汽车工业的大发展以来，汽车已为经济的发展和人类生活，产生了巨大的影响，为人类社会的进步做出了不可磨灭的巨大贡献。
汽车扩大了人的活动范围，增加了人与人之间的交流，使社会生活变的丰富多彩：汽车还促进了公路建设和运输繁荣，改变了城市的面貌和布局，有助于各地区经济文化的交流和偏远地区的开发。
社会对汽车不断增长的要求，促使汽车工业日益繁荣。
我国最早的皮卡车，出现在上个世纪80年代初．这样既能载人、又能拉货的皮卡车近年来增幅较大的主要原因在于:首先，由于皮卡车的“兼能”，客户群正在壮大。
其次，柴油机皮卡车大批量进入市场。
第三，一些新品牌和新品种层出不穷。
第四，皮卡车出口成为中国汽车出口的一个最大亮点。
转向系统是皮卡车必不可少的最基本的系统之一，它是通过方向盘来操纵和控制汽车的行驶方向，从而实现行驶意图，它也是决定汽车主动安全性的关键总成，如何设计汽车的转向特性，使汽车具有良好的操纵性能，始终是各汽车厂家和科研机构的重要课题。
特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同的驾驶人群，汽车的操纵性设计显得尤为重要。
汽车发展了一百多年，到今天，转向系统也历经了长时间的演进，很大程度上也促进了汽车的发展。
传统的汽车转向系统是机械系统，汽车的转向运动是由驾驶员操纵方向盘，通过转向器和一系列的杆件传递到转向车轮而实现的。
普通的转向系统建立在机械转向的基础上，通常根据机械式转向器形式可以分为：齿轮齿条式转向器、循环球式转向器、蜗杆滚轮式转向器、蜗杆指销式转向器。
常用的有两种是齿轮齿条式和循环球式(用于需要较大的转向力时)。
这种转向系统是我们最常见的，工作稳定可靠。
随着技术的发展，为减轻驾驶员体力负担，在机械转向系统基础上增加了液压助力系统HPS(hydraulic power steering)，它是建立在机械系统的基础之上的，额外增加了一个液压系统，一般有油泵、V形带轮、油管、供油装置、助力装置和控制阀。
近年来，随着电子技术的不断发展，转向系统中愈来愈多的采用电子器件。
相应的就出现了电液助力转向系统。
电液助力转向系统的助力特性可根据转向速率、车速等参数设计为可变助力特性，使驾驶员能够更轻松便捷的操纵汽车。
电液助力转向可以分为两大类．动液压助力转向系统EHPS(electro-hydraulic power steering)，电控液压助力转向ECHPS(electronically controlled hydraulic power steering)。
电动助力转向系统：EHPS是在液压助力系统基础上发展起来的，其特点是原来有发动机带动的液压助力泵改由电机驱动，取代了由发动机驱动的方式，节省了燃油消耗。
ECHPS是在传统的液压助力转向系统的基础上增加了电控装置构成的。
电动转向系统EPS(Electric Power Steering)把一个机械的系统和一个电控的电动马达结合在一起形成的一个动力转向系统。
与液压系统不同的是，助力改由电机提供，因此，要有一个力矩传感器来测量作用在方向盘上的力矩，由电子控制单元来计算所需要的力矩。
作用在方向盘上的力矩曲线由一个电动马达来分配。
通过电动马达提供转向所必须要的力，它通过一个减速器作用在转向柱上，在循环球式的传动装置中，直接作用在齿扇上的力太大，因此大多选用齿轮齿条转向器。