汽车转向桥设计

学科门类：单位代码：

毕业设计说明书（论文）

中文题目：载重汽车转向桥设计

外文题目：THE DESEGH OF THE TRUCK STEERING AXLE

学生姓名

所学专业

班级

学号

指导教师

XXXXXXXXX系

二○**年X X月

开题报告

一、选题的目的、意义和研究现状

1.研究目的

从动桥也称非驱动桥，又称从动车轴。它通过悬架与车架（或承载方式车身）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。

根据从动桥能否转向分为转向桥与非转向桥，本次设计的转向桥是从动桥的一种。一般载货汽车多以前桥为转向桥。本次设计是针对载重汽车的转向桥设计，转向桥作为汽车地盘主要组成之一，它的性能的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，必须要搭配一个稳定、可靠的转向桥。所以应该采用非断开式转向桥在现代重载汽车上。本文参照传统转向桥的设计方法进行了载重汽车转向桥的设计。

2.研究意义：

采用传统方法对载重汽车转向桥进行结构尺寸设计，使转向桥满足如下的设计要求：（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。

合理优化前梁、转向节、等零部件的结构，使各个部分零件能够合理的配合，以适应复杂路况。尽可能降低整个桥身的质量，从而减轻车的重量。并且对车轮轮毂进行配合设计，使其与转向桥合理配合达到灵活转向的目的。

3.研究现状

目前国内载重汽车前桥一般可以承受10吨左右的载重量，并且大部分都是采用非断开式转向桥。像早期东风汽车公司生产的EQ1090E型载舟货车，它采用的是钢材锻造的并且断面为工字型的前梁，采用非断开式结构。前梁的拳形部分通过主销相连转向节，转向节通过轴承与轮毂相连。这种方式连接稳定、可靠，可以完成车轮的灵活转向。

二、研究方案及预期结果

（设计方案或论文主要研究内容、主要解决的问题、理论、方法、技术路线及论文框架等）1.研究内容

本文首先确定主要部件的结构型式和主要设计参数，然后参考类似转向桥的结构，确定出总体设计方案，最后对前梁、主销、主销上下轴承、转向桥、调整垫片，转向节推力轴承等及轮毂等零件的尺寸进行设计，对强度进行校核以及对主要轴承进行了寿命校核。对前桥进行力学模型的建立，将物理力学模型转化成数学模型（数学公式）。

2.主要解决的问题：

对以往同类的转向桥的资料进行总结分析，得到一些新的观点及思路，针对载重车转向桥的主要功用即对车身的支持作用、灵活转向的作用。通过设计使前桥更可靠、更灵活。

3. 运用的理论、方法：

对主要承受压力的前梁进行了力学模型建立，分析具体受力特点。对其他的各个部分零件通过设计手册，运用经过统计取得的经验公式确定设计。在对各个部分零件的应力计算时需要考虑两种不同的工况下的工作应力。绘制受力简图，运用物理模型对转矩和弯矩进行计算，从而确定各个零件的的尺寸及承载应力。

3.技术路线

运用材料力学的理论进行转矩、弯矩计算，通过机械设计手册查找对应零件标准。根据经验公式进行强度校核。运用caxa等绘图软件进行零件图、装配图的绘制。

3.预期结果

通过对载重汽车转向桥的设计，使其能够达到预期的设计目的，能够很好的承载车身的重量，并且实现灵活稳定的转向。

4.论文框架

第一章：绪论

第一章：载重汽车参数选择

第二章：确定前桥结构形式及设计参数

第三章：前梁强度计算

第四章：转向器、主销强度计算

第五章：总结

三、研究进度

第1—2周:毕业实习、收集资料、撰写开题报告

第3—4周:完成总体方案设计；

第5—6周:完成桥壳、前梁、转向器、主销零件尺寸的设计计算；

第7—8周:完成主销上下轴承、转向节推力轴承等的尺寸与转向梯形设计计算；

第9—10周:绘制转向桥的各个部分的零件图；

第11—12周:绘制转向桥的总装配图；

第13—14周:整理文档，图纸，完成毕业设计说明书；

第15—16周:校对所有设计内容，准备参加毕业设计论文答辩

四、主要参考文献

[1].刘惟信.汽车设计 [M]. 清华大学出版社,2001.7

[2].邱宜怀.机械设计手册 [M]. 机械工业出版社,1997.

[3].刘惟信.汽车车桥设计 [M]. 清华大学出版社,2004.4

[4].王望予.汽车设计 [M]. 机械工业出版社,2004.8

[5].陈家瑞.汽车构造 [M]. 机械工业出版社,2006.1

[6].单辉祖.材料力学教程 [M].高等教育出版社，2004.1

[7].汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册[M].北京理工大学出版社，2001.12

[8].郑泉等.汽车前桥力学分析与软件开发 [J].拖拉机与农用运输车,2008，35（4）:46

[9].韩正铜等.机械精度设计与检测 [M]. 中国矿业大学出版社,2007.8

[10].余志生.汽车理论 [M].高等教育出版社，2004.1

五、指导教师意见

指导教师签字：

载重汽车转向桥设计

摘要

本设计为载重汽车的转向桥，此转向桥需要适应不同路况，不同速度下的稳定行驶，因此对前桥的要求也越来越高。在汽车设计、制造、因此应该本着既能有足够的承载能力，又能实现耐用经济的思想进行方案的选择，为了降低生产成本，又在结构上满足要求的情况下应尽量简单。

通过设计：（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）转向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。

通过分析工作原理设计转向节、前轴、主销等零件的尺寸，使各个零部件的强度满足校核，并运用caxa等绘图软件绘制装配图和零件图。

关键词: 转向桥；定位参数；转向节；前轴；主销

The design of the truck steering axle

Abstract

This design is Steering Axle for heavy trucks. The design is need to adapt to different road and under different speeds, so the stability of front axle higher requirements. In car design, manufacture, and should be based on both have enough carrying capacity, and can achieve durable economic thoughts options, in order to reduce the production cost, and meets the requirements in the structure of situations should as far as possible simple.

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.

Works by analyzing the design of steering knuckle, front axle, kingpin and other parts of the size, so that the strength of the various components to meet the check, and use other mapping software caxa assembly drawing and parts are drawing.

Key words: steering axle; positional parameters; knuckle; front axle；kingpin

目录

前言 (1)

1.汽车转向桥的概况 (2)

1.1汽车转向桥目前状况 (2)

1.1.1汽车前桥的分类 (2)

1.1.2前桥各参数对汽车稳定性的作用与影响 (2)

1.2从动桥的结构形式 (5)

1.2.1 从动桥总体结构 (5)

1.2.2 载重汽车从动桥 (6)

1.2.3 载重汽车从动桥 (7)

1.2.4设计意义 (7)

2.转向桥的设计结构参数 (8)

2.1结构参数选择 (8)

2.2从动桥总体结构选择 (8)

2.3确定前桥具体结构型式 (8)

3.前轴设计 (9)

3.1前轴强度计算 (9)

3.1.1前轴受力分析简图 (9)

3.1.2前轴载荷的计算（分三种工况分析） (10)

3.2前轴弯矩及扭矩计算 (11)

3.2.1前轴断面分析图 (11)

3.2.2各个断面弯扭矩计算（分三种工况分析） (12)

3.3断面系数计算 (13)

3.4应力计算 (19)

3.5前轴材料的许用应力 (20)

4.转向节设计 (21)

4.1截面系数计算 (21)

4.2弯矩计算 (21)

4.3应力计算 (22)

4.4转向节的材料、许用应力及强度校核 (22)

5.主销设计 (23)

5.1主销受力计算参数 (23)

5.2计算载荷 (23)

5.3弯矩计算 (25)

5.4抗弯断面系数、剪切面积和主销衬套挤压面积的计算 (25)

5.5应力计算 (26)

5.6主销材料及许用应力 (27)

6.转向传动机构设计 (28)

6.1转向传动机构强度计算 (28)

6.1.1球头销 (29)

6.1.2转向拉杆 (29)