汽车前桥设计说明书.docx

1、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

2、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

3、L2(mm)hg(mm)中心距(mm)B (mm)58359207272133117533081060780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)141515844808 2.5 1 22.1、 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

4、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=0.7横向反作用力：X1i=X1r= m1G -11824.1N2ii)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=G1gR,为保证不横向翻车，须使 V滑V翻，则有：斗gRQ V ；gRB|

5、，所以v-B，得到2hg 2hg： 1584 =0.747，取=0.652 1060(2)对车轮接地点取矩垂直反作用力：Z1G1(1 2hg )= 20727(1 . 2 1060 0.65)=19360.5N2 B1 2 1584Z1G1(2hg )=1346.5N2 B1横向反作用力Yu =乞(1 - 2hg )：.：=12584.3N2 B1iii)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=2.5Z1l 二 Z仃二、色=2.5 20727 = 25883.75 N2 2载荷计算结果列表，如下表 2：表2 单位N紧急制动Z11689

6、1.6X111824.1侧滑Z1l19360.5Z1r1346.5Y1l12584.3Y1r875.2越过不平路面Z1 25883.751.3、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L1L2L3L4h1h2h3h4JY10614023161

7、671381291253402各断面弯扭矩计算如下i）紧急制动垂直面内弯矩 M =Zil i 水平面内弯矩 M ” =X1l i上式中Li对应与i -i、n -n、川-mw -w断面分别带入 li、L2、L3、L4 钢板弹簧外侧扭矩 Mn=X 1 （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 M 1 =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 / =Z1 x Li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

8、n - n川-川W-W紧急制动M6790423533774628208972331041M 4753288373641619746251631726Mn4150259419755652735495675568侧滑m133658321650492-2379394-3368715越不平路m10405268817926543225863571958（4）断面糸数计算A工字形断面前轴a）断面简图本汽车前轴简化为换算断面形状后如图 3所示图3前轴简化图b)计算断面糸数i)I - I断面如图3所示1垂直面内抗弯断面糸数” ” BH b1h3 72 疋 613 _60疋 363W| 1 =37003.48N

9、.mm6H 6 612水平面内抗弯断面糸数ii)n -n 断面换算断面简图如图 4图4 II II断面计算简图垂直面内抗弯断面系数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： Fiyi y2 FTBti*1/2ti bt2(H -1/2t2)(B -BJ* h(ti h/2)Bti bt2 (B - BJh=30.796y2 =H -=68-30.796= 37.204h2 = y2 -t2 =37.204 -12.5 =24.704 = h - h2 = 43 - 24.704 = 18.296该断面对形心轴的惯

10、性矩：3 3 3 3Jxc (By1 BZ by2 -b1h2 )4=1708769mm上翼面的抗弯断面系数：jW上 -坠%1708769-30.796=55486.72mm3F翼面的抗弯断面系数:y2170876937.2043=45929.72mm3水平面内抗弯断面系数:1 3 3 3W (B t, b t2 th) 6B=27822.98mm33抗扭断面系数由经验公式得” H h 68 43G=2B-1.26( )=2 75 -1.26 ( )=136.142 2H -hC2 二 H -1.67( ) - 1.76(B -b)26843= 68 -1.67 1.76 (75 -43)=1

11、03.445B 4=7=752 2b = B -t =75 -42 =33十注 h)3 C2(B -b)3Wn 3 B136.14(68 一43)3 103.445(75 -33)33 75 -333= 62935.97 mmiii）川-川断面HI-HI断面计算简图如图 5in cu43如图5 Ill-Ill断面计算简图1）垂直面内，水平面内的抗弯断面系数：W3 =b/6H(H3 -h3) d(523 -153) = 18913.52mm36x52432 (52 -15) =11402.2mm652 =1.29432）抗扭断面系数:取、-0.171飞-0.216Wn ：b3 = 0.21 6

12、433 =171 73.51 2iv） 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= 0.263 43 20910.34 mm3v）各断面尺寸参数见表 5：表5 单位：mmJY1061I - In -n川-川V - VB7292B16050t112.512.5b72584343bi6016t212.512.5t1242h364315H61685252vi）断面系数计算结果列表见表 6表6单位：N.mmI - In - n川-川IV - IVW37003.4834347.21418913.5219378.7W2174427822.9711402.21602

13、4.7Wn62935.5717173.51220910.34（5 ）应力计算a）计算公式i）汽车紧急制动时合2 32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。ii）汽车侧滑时垂直面弯曲应力 c =Wiii)汽车越过不平路面时M 垂直面弯曲应力 ；：Wb)应力值计算结果列表：表 7 单位： 108N/mm2I - In - n川-川IV - IV紧急制动183.508155.406149.147120.289CT218.602134.293173.179101.826巧max66.696307.075271.424ad402.110300.300357.270496.140侧滑L90.96040.053-125.804-173.836越不平路a281.197238.135228.5