汽车前桥设计说明书.docx

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汽车前桥设计说明书

一、概述

车桥通过悬架与车架连接，支承着汽车大部分重量，并将车轮的牵引力或制动力，以及侧向力经悬架传给车架。

为了便于与不同悬架相配合，汽车的车桥分为整体式和断开式两种。

按使用功能划分，车桥又可分为转向桥、转向驱动桥、驱动桥和支持桥。

本文设计的是JY1061A型采用前置

后轮驱动的载货汽车前桥，因此该前桥作为从动桥。

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）从动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

轴距L

汽车质心

前钢板

Ga（N）

载质量

前轴中民线

后轴中心线

（mm）

高度

弹簧座

G1（N）

距离L1

距离L2（mm）

hg（mm）

中心距

（mm）

B"（mm）

58359

20727

2133

1175

3308

1060

780

主销中心距

前轮距

车轮滚动半

主销内倾角3

主销后倾

前轮外倾

刖轮刖

B'（mm）

B1（mm）

径rr（mm）

角？

角a

束（mm）

1415

1584

480

8°

2.5°

1°

2.1、从动桥结构形式

本前桥采用非断开式转向从动桥

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、前桥强度计算

1、前轴强度计算

1.1、前轴受力简图

如图1所示：

1.2、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①=0.7

横向反作用力：

X1i=X1r=m1G①-11824.1N

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=£工，Ymax=G1①’

为保证不横向翻车，须使V滑＜V翻，则有：

斗gRQV；gRB|，所以①"v-B—，得到

2hg2hg

：

」＜1584=0.747，取=0.65

21060

（2）对车轮接地点取矩

垂直反作用力：

Z1^G1（12hg）=20727（1.210600.65）=19360.5N

2B121584

Z1^G1（^2hg）=1346.5N

2B1

横向反作用力

Yu=乞（1-2hg）：

.：

」=12584.3N

2B1

iii）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，至使垂直反作用力达到最大值取动载荷糸数=2.5

Z1l二Z仃二、•色=2.520727=25883.75N

载荷计算结果列表，如下表2：

表2单位N

紧急制动

16891.6

11824.1

侧滑

Z1l

19360.5

Z1r

1346.5

Y1l

12584.3

Y1r

875.2

越过不平路面

Z1'

25883.75

1.3、弯矩及扭矩计算

1选择下述四个部位计版式其断面的弯矩、扭矩

I-I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考虑受扭）

n-n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

川-川断面处的弯矩，扭矩均较大

w-w断面位于梁端，此断面内扭矩最大，而弯矩最小

各断面示意图如图1

各断面的计算参数如下表3

表3

\参数车型\

JY1061

402

316

167

138

129

125

2各断面弯扭矩计算如下

i）紧急制动

垂直面内弯矩M'=Zili水平面内弯矩M”=X1li

上式中Li对应与i-i、n-n、川-m>w-w断面分别带入li、L2、L3、L4钢板弹簧外侧扭矩Mn=X1（rr-h）

上式中hi对应与i-i、n-n、川-W断面分别带入hl、h2、h3、0。

ii）侧滑

左侧各断面垂直面内弯矩M1=Zii-Yii（rr-hi）

上式中Li,hi带入值与紧急制动时一致

iii）越过不平路面

垂直面内弯矩M/=Z1xLi

式中Li带入与上面计算中一致

弯扭矩计算结果如下表4

表4单位N

'、、结果

工况

I-1

n-n

川-川

W-W

紧急制动

6790423

5337746

2820897

2331041

M''

4753288

3736416

1974625

1631726

4150259

4197556

5273549

5675568

侧滑

3365832

1650492

-2379394

-3368715

越不平路

10405268

8179265

4322586

3571958

（4）断面糸数计算

””BH^b1h372疋613_60疋363

n--n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心轴坐标。

形心轴Xc-Xc的坐标：

'Fiyiy2FT

Bti*1/2tibt2（H-1/2t2）（B-BJ*h（tih/2）

h2=y2-t2=37.204-12.5=24.704=h-h2=43-24.704=18.296

G=2B-1.26（）=275-1.26（）=136.14

H-h

C2二H-1.67（）-1.76（B-b）

136.14（68一43）3103.445（75-33）3

W3=b/6H（H3-h3）d（523-153）=18913.52mm3

b3=0.216433=17173.512

iv）IV-W断面

1）垂直面内，水平面内抗弯断面系数:

2）抗扭断面系数：

Wn=冷3=0.26343^20910.34mm3

工字形断面中所产生的最大应力和最大扭转应力是作用在梁断面上的不同点处。