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 1

m——汽车制动时对前桥的质量转移系数

1

φ——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，N

w

B—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

1

d—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，

max

r—轮胎的滚动半径

r

W—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

1

1 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。

通过查阅相关的资料，运用专业基础理论和专业知识，确定载重量为三顿的转向桥总成设计方案，进行部件的设计计算和结构设计。使其达到以下要求：

●具有足够的强度，以保证可靠地承受车轮与车架之间的作用力。

●保证真确的车轮定位，使转向轮运动稳定，操作轻便并减轻轮胎的磨损。

从动桥要有足够的刚度，以使车轮定位参数保持不变。

●转向节与主销、转向节与前粱之间的摩擦力应尽可能的小，以保证转向

操作的轻便性，并有足够的耐磨性。

●转向轮的摆振应尽可能的小，以保证汽车的正常、稳定行驶。

●从动桥的质量应尽可能的小，以减轻非悬挂质量，提高汽车行驶平顺性。

1.2 前桥和转向系组成和设计步骤

前桥通过悬架与车架(或承载式车身)相联，两侧安装着从动午轮，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。从动桥还要承受和传递制动力矩。从动桥按与其匹配的悬架结构的不同，也可分为非断开式与断开式两种。从动桥按与之匹配的悬架结构不同可分为非断开式与断开式两种。由于要求价廉，所以多采用非断开式前桥。非断开式的前桥主要有前梁，转向节和转向主销组成。

1.2.1从动桥结构形式

1、非断开式转向从动桥

2、合纵臂式后支持桥

一般多采用非断开式转向从动桥。

1.2.2 从动桥设计

1、转向从动桥主要零件尺寸的确定，前梁，工字型断面，可采用常规设计，也

可采用计算机程序可靠性优化设计。

2、零件工作应力的计算

（1）在制动工况下的前梁应力计算

（2）在最大侧压力工况下的应力计算

（3）转向节在制动和侧滑工况下的应力计算

（4）主销和转向衬套在制动和侧滑工况下的应力计算

（5）转向节推力轴承和止推垫片的计算

1.2.3 转向系设计

1、转向器方案分析

2、转向器主要性能参数设计

3、转向梯形的优化设计

2 概述

2.1 前桥简介

从动桥即非驱动桥，又称从动车桥。它通过悬架与车架(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)与车轮之间传递铅垂力、纵向力和横向力。从动桥还要承受和传递制动力矩。

根据从动车轮能否转向，从动桥分为转向桥与非转向桥。一般汽车多以前桥为转向桥。为提高操纵稳定性和机动性，有些轿车采用全四轮转向。多轴汽车除前轮转向外，根据对机动性的要求，有时采用两根以上的转向桥直至全轮转向。

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，越野汽车均为全轮驱动，故它们的前桥既是转向桥又是驱动桥，称为转向驱动桥。

从动桥按与其匹配的悬架结构的不同，也可分为非断开式与断开式两种。与非独立悬架相匹配的非断开式从动桥是一根支承于左、右从动车轮上的刚性整体横梁，当又是转向桥时，则其两端经转向主销与转向节相联。断开式从动桥与独立悬架相匹配。

非断开式转向从动桥主要由前梁、转向节及转向主销组成。转向节利用主销与前梁铰接并经一对轮毂轴承支承着车轮的轮毂，以达到车轮转向的目的。在左转向节的上耳处安装着转向节臂，后者与转向直拉杆相连；而在转向节的下耳处则装着与转向横拉杆相连接的转向梯形臂。有的将转向节臂与梯形臂连成一体并安装在转向节的下耳处以简化结构。转向节的销孔内压入带有润滑油槽的青铜衬套以减小磨损。为使转向轻便，在转向节上耳与前梁拳部之间装有调整垫片以调整其间隙。带有螺纹的楔形锁销将主销固定在前梁拳部的孔内，使之不能转动。

2.2 前桥各参数对汽车稳定性的作用与影响

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