商用货车转向桥的设计(附件)【字数：10222】
摘 要汽车的重要组成系统包括转向系统，而转向系统的重要组成部件包括转向桥。非断开式（整体式）转向从动桥是经常被皮卡等载货汽车所采用的一种转向桥。皮卡的行驶稳定性和转向功能都和转向桥有着重要的关系。在本文设计过程中首先通过分析各类型转向桥的结构和性能特点，提出适用于本文所设计皮卡的转向桥结构型式，然后介绍转向桥各零部件，并对某些零部件的尺寸进行确定计算，然后对各个零部件进行应力的计算，首先对前梁在侧滑工况和制动工况下进行应力计算，然后计算转向节和其附加的零件在侧滑工况和制动工况下的工作应力，包括主销、主销上下轴承(即转向节衬套)、转向节推力轴承和止推垫片等。本次设计的具体要求包括，既要有直线行驶稳定性能和良好转向性能，又要有自动回正功能的且满足强度要求的转向桥总成。
目 录
绪论 1
1.1转向桥的概述及研究意义 1
1.2国内外发展现状 1
1.3主要设计参数 1
1.4设计要求 2
1.5主要工作内容 3
第二章 转向桥的结构及参数分析 4
2.1转向桥结构方案的确定 4
2.2整体式转向桥主要零部件的介绍及选择 4
2.2.1前梁 5
2.2.2主销 5
2.2.3转向节 5
2.2.4转向节臂、转向梯形臂 6
2.2.5转向横拉杆 6
2.2.6转向节推力轴承 6
2.2.7主销上下轴承 6
2.2.8轮毂 6
2.3前轮定位参数 7
2.3.1主销后倾角 7
2.3.2主销内倾角 7
2.3.3车轮外倾角 7
2.3.4前轮前束 7
2.4本章小结 8
第三章 前梁的设计计算 9
3.1前梁主要参数的确定 9
3.2在制动工况下的应力计算 10
3.3在最大侧向力(侧滑)工况下的应力计算 12
3.4本章小结 14
第四章 转向节及相关零件工作应力的计算 15
4.1转向节的应力计算 15
4.1.1在制动 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
工况下的应力计算 15
4.1.2在侧滑工况下的应力计算 16
4.2主销的应力计算 16
4.2.1在制动工况下的应力计算 16
4.2.2在侧滑工况下的受力分析 18
4.3转向节衬套的应力计算 19
4.4止推轴承的校核 19
4.5转向止推垫片的校核 20
4.6本章小结 21
第五章 车轮连接螺栓的设计 22
5.1受拉松螺栓连接强度计算 22
5.2受拉紧螺栓连接强度计算 22
5.2.1只受预紧力的紧螺栓连接 23
5.2.2受预紧力和工作载荷的紧螺栓连接 23
5.3本章小结 26
结束语 27
致谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
1.1转向桥的概述及研究意义
转向桥是承担转向任务的车桥，一般汽车的前桥是转向桥[1]。转向桥一般位于汽车的前部。转向系统是汽车重要的一个系统，而转向桥则是转向系统的重要部件[2]。转向节衬套、转向主销、轮毂、转向节推力轴承、转向节、主销上下轴承、前梁等零部件是组成转向桥的重要零部件[3]。转向桥的连接形式是通过车架与悬架连接，汽车大部分重量都要依靠转向桥来承担，并可以借助悬架将汽车的侧向力或制动力和牵引力传给车架。汽车的转向功能是依靠车轮偏转一定角度以实现，而实现这一功能要依靠转向桥中的转向节来实现。转向桥往往要承受很多的载荷，其中包括侧向力、纵向力和这些力所引起的力矩以及垂直载荷[4]。
近年来，汽车成为我们生活中的必需品，家家户户都会考虑买一辆小汽车，这也给汽车行业带来了巨大的市场。随着市场的增大，汽车的质量也成了重中之重，其中汽车的整体质量包含了方方面面，其中转向桥的质量也是非常重要的，只有保证了转向桥质量的可靠，才可以保证汽车行驶的安全性能得到保障。所以设计良好的转向桥十分有必要。
1.2国内外发展现状
钟寿洋,胡冰乐,张翔在汽车转向桥参数化设计技术现状及展望中提出转向桥是汽车传动系统中的重要组成部分,它在垂直载荷、制动力、侧偏力等的作用下还需完成汽车的转向控制。随着汽车工业的发展,传统的转向桥设计开发周期长、开发及制造成本高,不利于企业成本的控制,采用虚拟设计方法即参数化设计有利于降低产品的研发成本。文中针对汽车转向桥参数化设计技术现状以及未来需重点研究的方向进行了分析[9]。?
国外某些车桥企业进行机械应力和变形的分析时往往采用三维有限元的方法，结合有限元分析方法并采用国际上著名的软件或采用自行编制的前后处理软件，使分析自动进行。S V Dusane等人在采用有限元分析方法对全地形车辆转向节进行分析中介绍了转向节的有限元分析。转向节是所有地面车辆(ATV)中最重要的支撑和关键部件。转向节是转向和悬挂系统的枢轴点，它允许前轮转动，也允许悬挂臂运动的运动。本文利用CATIA V5和ANSYS 12进行的模型分析，建立了三维CAD模型，以了解其在操作条件下的行为。所有的框架测试都是在铝合金6061?T6和主轴EN8上进行的[10]。
1.3主要是设计参数
表11 设计参数
驱动形式
4×2后轮
轴距
3050mm
轮距前/后
1535/1515mm
整备质量
1495kg
额定载质量
490kg
空载时前轴分配负荷
55%
满载时前轴分配负荷
35%
最高车速
160km/h
最大爬坡度
35%
长. 宽. 高
目 录
绪论 1
1.1转向桥的概述及研究意义 1
1.2国内外发展现状 1
1.3主要设计参数 1
1.4设计要求 2
1.5主要工作内容 3
第二章 转向桥的结构及参数分析 4
2.1转向桥结构方案的确定 4
2.2整体式转向桥主要零部件的介绍及选择 4
2.2.1前梁 5
2.2.2主销 5
2.2.3转向节 5
2.2.4转向节臂、转向梯形臂 6
2.2.5转向横拉杆 6
2.2.6转向节推力轴承 6
2.2.7主销上下轴承 6
2.2.8轮毂 6
2.3前轮定位参数 7
2.3.1主销后倾角 7
2.3.2主销内倾角 7
2.3.3车轮外倾角 7
2.3.4前轮前束 7
2.4本章小结 8
第三章 前梁的设计计算 9
3.1前梁主要参数的确定 9
3.2在制动工况下的应力计算 10
3.3在最大侧向力(侧滑)工况下的应力计算 12
3.4本章小结 14
第四章 转向节及相关零件工作应力的计算 15
4.1转向节的应力计算 15
4.1.1在制动 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
工况下的应力计算 15
4.1.2在侧滑工况下的应力计算 16
4.2主销的应力计算 16
4.2.1在制动工况下的应力计算 16
4.2.2在侧滑工况下的受力分析 18
4.3转向节衬套的应力计算 19
4.4止推轴承的校核 19
4.5转向止推垫片的校核 20
4.6本章小结 21
第五章 车轮连接螺栓的设计 22
5.1受拉松螺栓连接强度计算 22
5.2受拉紧螺栓连接强度计算 22
5.2.1只受预紧力的紧螺栓连接 23
5.2.2受预紧力和工作载荷的紧螺栓连接 23
5.3本章小结 26
结束语 27
致谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
1.1转向桥的概述及研究意义
转向桥是承担转向任务的车桥，一般汽车的前桥是转向桥[1]。转向桥一般位于汽车的前部。转向系统是汽车重要的一个系统，而转向桥则是转向系统的重要部件[2]。转向节衬套、转向主销、轮毂、转向节推力轴承、转向节、主销上下轴承、前梁等零部件是组成转向桥的重要零部件[3]。转向桥的连接形式是通过车架与悬架连接，汽车大部分重量都要依靠转向桥来承担，并可以借助悬架将汽车的侧向力或制动力和牵引力传给车架。汽车的转向功能是依靠车轮偏转一定角度以实现，而实现这一功能要依靠转向桥中的转向节来实现。转向桥往往要承受很多的载荷，其中包括侧向力、纵向力和这些力所引起的力矩以及垂直载荷[4]。
近年来，汽车成为我们生活中的必需品，家家户户都会考虑买一辆小汽车，这也给汽车行业带来了巨大的市场。随着市场的增大，汽车的质量也成了重中之重，其中汽车的整体质量包含了方方面面，其中转向桥的质量也是非常重要的，只有保证了转向桥质量的可靠，才可以保证汽车行驶的安全性能得到保障。所以设计良好的转向桥十分有必要。
1.2国内外发展现状
钟寿洋,胡冰乐,张翔在汽车转向桥参数化设计技术现状及展望中提出转向桥是汽车传动系统中的重要组成部分,它在垂直载荷、制动力、侧偏力等的作用下还需完成汽车的转向控制。随着汽车工业的发展,传统的转向桥设计开发周期长、开发及制造成本高,不利于企业成本的控制,采用虚拟设计方法即参数化设计有利于降低产品的研发成本。文中针对汽车转向桥参数化设计技术现状以及未来需重点研究的方向进行了分析[9]。?
国外某些车桥企业进行机械应力和变形的分析时往往采用三维有限元的方法，结合有限元分析方法并采用国际上著名的软件或采用自行编制的前后处理软件，使分析自动进行。S V Dusane等人在采用有限元分析方法对全地形车辆转向节进行分析中介绍了转向节的有限元分析。转向节是所有地面车辆(ATV)中最重要的支撑和关键部件。转向节是转向和悬挂系统的枢轴点，它允许前轮转动，也允许悬挂臂运动的运动。本文利用CATIA V5和ANSYS 12进行的模型分析，建立了三维CAD模型，以了解其在操作条件下的行为。所有的框架测试都是在铝合金6061?T6和主轴EN8上进行的[10]。
1.3主要是设计参数
表11 设计参数
驱动形式
4×2后轮
轴距
3050mm
轮距前/后
1535/1515mm
整备质量
1495kg
额定载质量
490kg
空载时前轴分配负荷
55%
满载时前轴分配负荷
35%
最高车速
160km/h
最大爬坡度
35%
长. 宽. 高
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