某重卡转向桥用工字梁设计及强度校核
货车转向桥设计终
货车转向桥设计摘要随着汽车行业的开展随着汽车行业的开展，作为汽车的关键零部件的转向桥也得到了相应的开展，根本以形成了专业化、系列化生产的局面。
而且随着生产水平的开展，汽车的行驶速度不断提高，人们对汽车的性能要求也越来越高，如何保证既要具有较高的行驶速度又要具有良好的转向性能，就成了必须要解决的问题。
本次设计为载重汽车的转向桥，此桥需要适应在不同的路况，不同的速度下使汽车保持稳定的行驶，并且使货车转向桥具有良好的稳定性和灵敏性。
文中介绍了转向桥的概念，用途，总体布局，通过对前轴、转向节、转向梯形、主销等零件的尺寸和结构的设计，选择适宜的材料，并对其进展强度的校核，以保证所本次设计的转向桥符合汽车道路行驶要求。
关键词：转向桥；前梁；主销；定位参数The Design of Steering Axle TruckAbstractWith the development of the automotive industry, as a key component of the steering axle car has also been a corresponding development, basic to the formation of a specialized, series production of the situation. And with the development of the production level, the travel speed car continues to improve, people on the car's performance requirements are also increasing, how to ensure that it is necessary to have a higher travel speed and also has good steering performance, it becomes necessary to solve the problem.The design for the truck's steering axle, this bridge needs to adapt to different road conditions, different speeds making the car stable under travel, and the steering axle truck has good stability and sensitivity. This paper introduces the concept of steering axle, use, overall layout, through the front axle, steering knuckles, steering the size and structure of the trapezoid, kingpin and other parts of the design, selection of suitable materials, and its strength and the order ensure that the design of the steering axle in line with the requirements of automobile roads. Key words:initial velocity method; gas emission rate; mine panel目录摘要1Abstract1第一章绪论11.1汽车转向桥的概述11.2转向桥的研究意义11.3转向桥的开展背景2221.4转向桥的分类与根本结构31.5典型车型前桥总成结构3第二章转向桥的零件分析52.1前梁52.2转向节62.3转向梯形6672.4主销92.5转向节臂92.6轮毂组合92.7轴承101010102.8转向拉杆总成101111112.9前轮摆振的机理111112第三章转向桥的设计计算123.1转向从东桥的主要零件尺寸确实定1212133.2转向从动桥主要零件的校核1313171921第四章转向梯形的设计234.1转向梯形的理论特性234.2转向梯形的布置244.3转向梯形机构尺寸的初步确定244.4转向梯形设计中应说明的几个问题254.5阿克曼式转向角254.6球头销25第五章转向车轮的定位265.1主销后倾角265.2主销倾角275.3前轮外倾角275.4前轮前束275.5拆卸、安装与调整28282828第六章转向桥实验296.1整车道路试验与使用实验296.2台架实验306.3静扭转强度试验30总结31参考文献32致 33第一章绪论随着高速公路的迅速开展和车速的提高以与车流密度的日益增大，人们对行车平安也更加的重视，因此对车桥的设计也提出了更高的要求。
重型自卸汽车设计(转向系及前桥设计)
重型自卸汽车设计（转向系及前桥设计）摘要汽车在行驶的过程中，需要按照驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓的汽车转向。
汽车的转向系统是一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专用机构，本文的研究内容即是重型自卸汽车的转向系设计。
本文针对的是与非独立悬架相匹配的整体式两轮转向机构。
利用相关汽车设计和连杆机构运动学的知识，首先对汽车总体参数进行设计，在此基础上，对转向器，转向传动机构进行选择，接着再对转向器和转向传动机构（主要是转向梯形）进行设计，最后，利用软件AUTOCAD完成转向梯形和转向器的设计图纸。
转向器在设计中选用的是循环球式齿条齿扇转向器，在对转向器的设计中，包括了螺杆—钢球—螺母传动副的设计和齿条—齿扇传动副的设计，前者是基于参照同类汽车，确定出钢球中心距，设计出一系列的尺寸，而后者则是根据汽车前轴的载荷来确定出齿扇模数，再由此设计出所有参数的。
转向梯形的设计选用的是整体式转向梯形，本文在设计中借鉴同类汽车转向梯形设计的经验尺寸对转向梯形进行尺寸初选。
再通过对转向内轮实际达到的最大偏转角时与转向外轮理想最大偏转角度的差值的检验，和作为一个四杆机构对I其最小传动角的检验，来判定转向梯形的设计是否符合基本要求。
本文在消化，吸收，总结，归纳前人的成果上，系统、全面地对机械动力转向系进行理论分析，设计及优化。
为重型自卸汽车转向系的设计开发提供了一种步骤简单的设计方法。
关键词：转向系，转向器，转向梯形IITHE DESIGN OF HEAVY DUMP (THE DESIGN OF STEERING SYSTEM AND RRONT AXLE)ABSTRACTIn a moving vehicle, the driver will need to frequently change its traveling direction, the so-called steering. Vehicle steering system is used to change or restore a car in the direction of a dedicated agency, the contents of this paper is the study of light vehicle steering system design.This article is aimed at non-independent suspension and would like to match the overall style of the two steering. The use of the relevant vehicle design and kinematic linkage of knowledge, first of all, the overall parameters of the vehicle design, in this basis, the steering gear, steering transmission choice, and then to the steering gear and steering transmission (mainly trapezoidal steering ) design, and finally, the use of AUTOCAD software and the steering gear steering linkage to complete the design drawings.Steering the ball of choice is the cycle of fan-type steering gear rack teeth, in the design of steering gear, including a screw - Ball - Vice-nutIIIdrive the design and rack - fan drive gear pair design, the former is based on the reference to similar vehicles, to determine the center distance of the ball, the design of a series of size, while the latter is based on the vehicle front axle load to determine the fan module out of gear, and then all of the resulting design parameters.Steering linkage design is a whole selection of steering trapezoid, the paper design is used in car steering linkage from a similar experience in the design of the size of the steering linkage to the primary size. Through to the actual steering wheel in the maximum deflection angle with the steering wheel in the most ideal test of the difference of deflection angle, and four institutions, as a minimum transmission angle of its examination, to determine whether the design of steering trapezoid in line with the basic requirements.In this paper, digestion, absorption, and summing up, summing up the results of their predecessors, the systematic, comprehensive mechanical steering system to carry out theoretical analysis, design and optimization. For the light vehicle steering system design and development provides a simple design method steps.Key word: steering system，steering gear，steering trapezoidIV目录前言 (1)第一章从动桥结构方案的确定 (3)§1.1从动桥总体方案确定 (3)第二章转向系结构方案的确定 (5)§2.1转向系整体方案的分析 (5)§2.1.1转向器方案的分析 (5)§2.1.2 循环球式转向器结构及工作原理 (6)§2.1.2动力转向系统分类 (7)§2.2转向系整体方案的分析 (8)第三章从动桥的设计计算 (10)V§3.1从动桥主要零件尺寸的确定 (10)§3.2 从动桥主要零件工作应力的计算 (11)§3.2.1 制动工况下的前梁应力计算 (12)§3.2.2 在最大侧向力(侧滑)工况下的前梁应力计算 (16)§3.3 转向节在制动和侧滑工况下的应力计算 (17)§3.3.1 在制动工况下 (17)§3.3.2 在侧滑况下 (19)§3.4 主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算 (20)§3.4.1 在制动工况下 (20)§3.4.2 在侧滑工况下 (22)第四章转向系统的设计计算 (24)§4.1 转向系主要性能参数 (24)VI§4.1.1 转向器的效率 (24)§4.1.2 传动比的变化特性 (26)§4.1.3 给定的主要计算参数 (27)§4.1.4 转向盘回转总圈数n (28)§4.2 转向系计算载荷的确定 (29)§4.3 循环球式转向器的计算 (30)§4.3.1 循环球式转向器主要参数 (30)§4.3.2 螺杆、钢球和螺母传动副 (31)§4.3.3 齿条、齿扇传动副设计 (32)§4.4 循环球式转向器零件强度的校核 (35)§4.4.1 钢球与滚道间的接触应力σ (35)§4.4.2 齿的弯曲应力σ (37)VII§4.5 液压动力转向机构的计算 (38)§4.5.1 动力转向系统的工作原理 (38)§4.5.2 转向动力缸的工作分析 (39)§4.6 转向梯形机构确定、计算及优化 (45)§4.6.1 转向梯形结构方案分析 (45)§4.6.2 整体式转向梯形机构优化设计 (47)第六章结论 (57)参考文献 (58)致谢 (60)VIIIIX前言自卸车是利用发动机动力驱动液压举升机构，将车厢倾斜一定角度从而达到自动卸货，并依靠箱货自重使其复位的专用汽车。
汽车转向桥桥设计说明书
汽车转向桥设计说明书任务书要求：（1）了解汽车转向桥的结构，功能（2）进行汽车转向桥的受力分析（3）总体方案设计（4）画出转向节的零件图（5）画出转向桥的总装图一、概述转向桥是利用转向节使车轮偏转一定的角度以实现汽车的转向，同时还承受和传递汽车与车架及车架之间的垂直载荷、纵向力和侧向力以及这些力形成的力矩。
转向桥通常位于汽车的前部，因此也常称为前桥。
各类汽车的转向桥结构基本相同，主要有前轴（梁）、转向节、主销和轮毂(1)前轴：由中碳钢锻造，采用抗弯性较好的工字形断面。
为了提高抗扭强度，接近两端略呈方形。
前轴中部下凹使发动机的位置得以降低，进而降低汽车质心，扩展驾驶员视野，减小传动轴与变速器输出轴之间的夹角。
下凹部分的两端制有带通孔的加宽平面，用以安装钢板弹簧。
前轴两端向上翘起，各有一个呈拳形的加粗部分，并制有通孔。
(2)主销：即插入前轴的主销孔内。
为防止主销在孔内转动，用带有螺纹的楔形销将其固定。
(3)转向节：转向节上的两耳制有销孔，销孔套装在主销伸出的两端头，使转向节连同前轮可以绕主销偏转，实现汽车转向。
为了限制前轮最大偏转角，在前轴两端还制有最大转向角限位凸块(或安装限位螺钉)。
转向节的两个销孔，要求有较高的同心度，以保证主销的安装精度和转向灵活。
为了减少磨损，在销孔内压入青铜或尼龙衬套。
衬套上开有润滑油槽，由安装在转向节上的油嘴注入润滑脂润滑。
为使转向灵活轻便，还在转向节下耳的上方与前轴之间装有推力轴承11；在转向节上耳与前轴之间，装有调整垫片8，用以调整轴向间隙。
左转向节的上耳装有与转向节臂9制成一体的凸缘，在下耳上装有与转向节下臂制成一体的凸缘。
两凸缘上均制有一矩形键与左转向节上、下耳处的键槽相配合，转向节即通过矩形键及带有键形套的双头螺栓与转向节上下臂连接。
(4)轮毂：轮毂通过内外两个滚锥轴承套装在转向节轴颈上。
轴承的松紧度可以由调整螺母调整，调好后的轮毂应能正、反方向自由转动而无明显的摆动。
起重梁强度校核
巷道起重梁强度校核现有一起重梁，现拟起重最大量Q=60kN ，其总长为zl=12m ，跨度为l=7.064m ，材料为Q235A 钢，许用应力［σ］=140MPa ，梁的自重暂不考虑，校核该梁的强度。
（1）作弯矩图，求最大弯矩 将起重梁及受力情况画简图（如下），显然，当起重物在中点时所引起的弯矩最大，如图所示，此时中点处横截面积上的弯矩为M max =4Ql=0.25*60*7.064=106kN ·m（2）校核强度 由型钢表查得40a 号工字钢的抗弯截面系数W z =1090*10-6m 3故梁的最大工作应力为σmax =zmax W M =610*10901000*106 =97.25*106Pa=82.57MPa ＜140MPa故起重梁能够承受60kN 的重物。
（3）计算承载能力 梁允许的最大弯矩为M max =[σ]W z =140*106*1090*10-6=152.6kN ·m则由M max =4Ql 得Q=lM 4max=064.7152.6*4=86.41kN故按梁的强度，允许吊运约8.6t 的重物。
（4）校核32a 号工字钢强度 由型钢表查得32a 工字钢的抗弯截面系数w z =692*10-6m 3故梁的最大工作应力为σmax =zmax W M =610*6921000*106 =153.18*106Pa=153.18MPa ＞140MPa 故32a 号工字钢起重梁不能承受6t 的重物。
（5）校核36a 号工字钢强度 由型钢表查得36a 工字钢的抗弯截面系数w z =875*10-6m 3故梁允许的最大弯矩为M max =[σ]W z =140*106*875*10-6=122.5kN ·m则由M max =4Ql得Q=lM 4max=064.7122.5*4=69.366kN 故36a 号工字钢能承受6t 的重物；但余量较小，综合性价比与具体使用环境，选用40a 号工字钢。
梁的强度校核
Wz
M max
62.4103 N m 170106 Pa
367106
m3
2019/7/29
5
而每根槽钢所需的弯曲截面系数Wz≥367×10-6 m3/2=183.5× 10-6m3。由型钢表查得20a号槽钢其Wz=178 cm3，虽略小于所需 的Wz=183.5×10-6 m3而最大弯曲正应力将略高于许用弯曲正应
力[]，但如超过不到5%，则工程上还是允许的。
现加以检验：
max
62.4103 N m 2 178106 m3
175106 Pa 175 MPa
超过许用弯曲正应力的百分数为(175-170)/170≈3%，未超过 5%，故允许。事实上即使把梁的自重 (2×22.63 kg/m=0.4435 kg/m)考虑进去，超过许用弯曲正应力的百分数仍不到5%。
要求限制在安装齿轮处和轴承处的转角，q 0.005 ~ 0.001 rad 。
2019/7/29
2
例题1 图a所示简支梁由两根槽钢组成(图b)，试选择既
满足强度条件又满足刚度条件的槽钢型号。已知[]=170
MPa，[]=100
MPa，E=210
GPa，
w l
1 400
2019/7/29
15
(1) 增大梁的弯曲刚度EI 由于不同牌号的钢材它们的弹性模量E大致相同 (E≈210 GPa)，故从增大梁的弯曲刚度来说采用高强度钢 并无明显好处。为增大钢梁的弯曲刚度，钢梁的横截面均 采用使截面面积尽可能分布在距中性轴较远的形状，以增 大截面对于中性轴的惯性矩Iz，例如工字形截面和箱形截 面。
车辆工程毕业设计48挂车前桥与悬架设计正文
第1章绪论1.1 本设计的目的和意义汽车是现代交通工具中应用的最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。
汽车的车桥和悬架是汽车上的重要组成部分。
汽车的从动桥的转向性能直接影响汽车的行驶安全性。
随着公路业得迅速发展和车流密度日益增大，人们对安全性、可靠性的要求越来越高。
汽车已经成为现代社会发展不可缺少的交通工具，在人门的日常生活中扮演着重要的角色。
汽车工业以其强有力的产业拉动作用，已经成为我国国民经济发展的支柱性行业。
随着我汽车工业的迅猛发展，汽车零部件的自行开发和研究工作也随之广泛地展开。
汽车在公路上高速行驶，汽车的零部件承受着静载荷和动载荷作用，这些作用直接影响着汽车的使用寿命和汽车运行的可靠性。
车桥（也称为车轴）通过悬架和车架（或承载式车身）相连，它的两端安装着车轮，其功用是传递车架（或承载式车身），与车轮之间的各方向的作用力及其力矩。
车桥是汽车的主要零件之一，它是汽车主要承载件和传力件，支撑着汽车的载荷，并将载荷传给车轮，在实际行驶中，作用在车轮上的牵引力、制动力、横向力，也是经过桥壳传到悬架及车架上的。
同时汽车在路面上高速行驶，由于路面不平度的影响，汽车的车桥会受到交变载荷的作用，在这种复杂的交变载荷的反复作用下，会发生裂纹萌生和扩转并导致突然断裂。
因此，在技术上了解车桥的静态特性，有着及其重要的实际意义。
在汽车车桥及悬架的制造过程中，涵盖了铸（灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、铸钢）、锻（模锻、精锻、平锻和热压）、焊（电焊、点焊、二氧化碳保护焊）、热处理（表面淬火热处理、表面高频淬火处理）粉末冶金等各种热加工工艺。
通过查阅相关的资料，运用专业基础理论和专业知识，确定挂车车桥和悬架的总体设计方案，进行部件的设计计算和结构设计。
进一步巩固和加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的认识掌握，使之系统化、综合化。
培养文献查阅、使用、文件编辑、文字表达等基本实践能力以及外文资料的阅读和翻译的基本技能，使初步掌握科学研究的基本方法。
汽车转向桥设计
1.1.
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。在纵向平面内，主销上部向后倾斜一个 角，称为主销后倾角。在横向平面内，主销上部向内倾斜一个β角，称为主销内倾角。
图1-1主销内倾角
Figure 1-1 Kingpin Inclination
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.
材料力学上机大作业—梁的强度校核
材料力学上机作业题目五：梁的强度校核［摘要］本程序使用Microsoft Visual Basic 编写，由输入梁的支撑条件，输入梁的受力状态，实现了梁危险截面的最大正应力计算与梁的强度校核。
在校核结果为否定的情况下还可由许用应力值进行部分截面设计和许用载荷计算等功能。
［数学原理及数学模型］材料力学公式有： 1.梁弯曲正应力公式zz xW M =maxσ2.抗弯截面系数矩形截面 62bh W z =圆形截面 323d W z π=空心圆截面 )1(3243απ-=D W z ， 式中 Dd =α 3.采用一定数量级上的穷举法计算出最大弯矩Mz 。
［VB 所做软件］1. 软件部分窗体截图2.程序结构图3.［应用实例］1.验证《新编材料力学》书中P247例12-9该题由正应力强度条件求得题中矩形截面悬臂梁许用载荷为q≤9.1kN/m,现加载q=8kN/m，看是否符合正应力强度要求。
已知左悬臂梁l=3m,[σ]=120Mpa,b=80mm,h=160mm,整个梁承受向下的均布载荷q解：1.运行程序进入主页面2.点击开始并选择支撑条件为左固定端悬臂梁，点击确定。
如图3.选择梁的截面形状并输入尺寸参数，点击确定。
如图4.输入受力条件，点击确定进行计算。
如图5.程序运行结果如图计算结果与实际运算结果相同2.求解《新编材料力学》P246例12-8。
解： 1.运行程序计入主界面，点击开始。
2.选择支撑条件为右外伸梁，点击确定。
3.选择梁的截面形状并输入尺寸，点击确定。
如图，（不妨先设b=10，h=30。
注意，应避免b或h为零以防止出现除数为零的情况使程序出错）4.输入受力情况及右支架位置并点击确定，如图（如果未能输入右支架位置，可能使程序出错）5.得到计算结果计算结果与答案b=30mm，h=60mm一致，不过以截面抗弯系数代替截面具体尺寸。
其中小数点后的微量误差受穷举法所采用数量级的影响。
值得注意的是，由于本程序涉及的截面形状及载荷种类较多，而且载荷位置不固定，因此截面设计和许用载荷计算难以得到最终的具体结果。
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１９６８０×１０
上—
—
工字 梁 ，使 工字 梁承 受 弯矩 和扭 矩 。
１ ５２０５４．３
５１９８０
制 动 时汽 车质 量 向前 转 向桥 转 移 ， 因此 ，前 轮
： ６４９．４Ｍ Ｐａ
所承 受 的地 面垂 直 反力 为
３＿３．２制 动 工 况 下 的 扭 转 强 度 校 核
Ｚ１ ：
算 结 果 ；
该 截 面 的水平 抗弯 截面 系 数 为
（Ｈ －ｈ）Ｂ３＋ｈ（Ｂ－ｂ）３
：—
—
６Ｂ
３．３制 动工 况下 的 强度校 核 由 图 ５ 受力 图可 看 出 ，制 动工况 下 工字 梁 受力
ｎ１６—８２）×９５ ＋８２Ｘ（９５—７７）
６Ｘ９５
： ５１９８０ｍｍ
情 况 主 要为弯 曲和扭 转 。
： —９５０—００ １．５ ： ７１２５０Ｎ
扭转 主 要 发生在 主销 孔至 钢 板 弹簧座 之 间 ，这
＝ ０ ｍ ．： 一
ｘ １． ＝
２
２
段 扭 矩相 同，截 面 由 Ａ．Ａ 过渡 到 Ｂ—Ｂ，不 难 看 出最
式 中： Ｇ — — 满载 静止 于 水平 路 面时整 个 前桥 薄弱 的是 Ａ—Ａ截 面 ，因此 ，还 需对 Ａ．Ａ截 面 进行 扭
ＱＣ／Ｔ５１３—１９９９《汽车 前轴 台架疲 劳寿 命试 验 方法 》
需要 对 不平路 面 冲 击载 荷 即垂直 弯 曲工况进 行 强度
校 核 ，考 虑 到侧 滑工 况 下前桥 主 要是转 向节 、轴头 、
轮 毂 及轴 承等 零 件受 力 较 大 ，而 工 字梁 本 身受 力情
况 不 算最 恶劣 ，因此 本 文主 要选 择 工字 梁 的垂 直弯
载荷 外 ，还 承 受纵 向力 和 侧 向力及 这些 力造 成 的 力 并 且 要兼 顾 零件 的轻 量 化 要求 。经 过 理 论计 算 ，并
矩 。各种 车 型 的转 向桥 结 构基 本相 同 ，主要 由工字 对 我 公 司现 有工 字梁 结 构进 行研 究和 对 照 ，最 终设
梁 （又称 为 前梁 ）、转 向＝ 等 组成 。作 为主 体 零件 的 计 的 ９．５吨］＿＝字梁 如 图 １模 型所示 ，其主 要 技术 参
前 梁 是用 钢材 锻 造而 成 的 ，其 断面 为 “ ’字形 ， 数 见 图 ２。
故通 常称 之 为 “工字 梁 ”。工字 梁 中段 部分 设 计为 ：Ｉ
字 形 ，可 以提 高其抗 弯 强 度 ，而接 近 两 端部 分 略成
方 形 ，可 以提 高抗 扭 强度 。
依据 某重 卡 对前 轴 的 开发 需 求 ，需 设计 额 定轴
桥 多位 于汽 车 前部 ， 囚此 也常 称 为 前桥 。转 向桥 是
针 对 主 要 设计输 入 参数 ，该 工字 梁 设计 的重 点
利用 车桥 轮 边 与工字 梁 之 间 的主销 联接 ，使 车轮 绕 和 难 点主 要在 于 其 各部 分横 截 面 的形 状 及尺 寸 的确
主销 进 行旋 转 以实现 汽 车 的转 向。 它 除 了承 受 垂直 定 ，要在 满 足 主要参 数 的情 况 下 ，确保 足够 的强度 ，
２
弯矩 Ｍｈ在 两 钢板 弹簧 座之 间达最 大值 ，分别 为 ＝ Ｚｌ『’＝７１２５０Ｘ ０．５７８＝４１ １８２．５Ｎｍ
，
式 中 ： ，１一 一 轮 胎 中心 线 与 板 簧 中 心 间 的 距
＝ 『’；３４０４８．５ Ｘ ０．５７８＝ｌ９６８０Ｎｍ
离 ，ｍ；
ｆ＾：
： —２．０３６－０．８８０
该工 字粱 在板 簧 面 附近危 险截 面 Ｄ—Ｄ处 的弯 曲
３．３．１制 动 工况 下的 弯 曲强度 校核
应 力 …为
该 工 况 的弯 矩 图与 垂 直 弯 曲 工 况 基 本 趋 势 相
同 ， 因此 ，只 需要对 Ｄ．Ｄ 截 面进 行弯 曲强度 校核 。
制 动 时前 轮 承 受 的 垂 向力 ｚ，和 制 动 力 传 给
Ｄ—Ｄ 截面 的弯矩 为
故 实际制 动 时前 轮 的制动 力矩 取 ＝１８２５０Ｎｍ，前轮
实 际承 受 的制动 力 为 ：
Ｔ １８２５０
：一
：—
—
： ３４０４８．５Ｎ
０．５３６
．
：２．９． ．，＾ ２ ‘
由Ｚ 和 对工字梁引起 的垂向弯矩 Ｍ 和水平
２．９×— ９５０００
：
— ×０．５７８： ７９６１９．５Ｎ ｍ
该 前 桥 的 制 动 器 所 能提 供 的 最 大 制 动 力 矩 为
根据 ＳＱＢ１ １６３０—２００１《斯达．斯太尔载货前轴总 ３６５００Ｎｍ，单 个车 轮 为 ＝ｌ８２５０Ｎｍ， 由于 ＜ ’，
成 技 术条 件 》 的规 定 ，工字 梁在 垂 直 弯 曲工 况 时的 上 限载 荷 为 ２．９倍 静 满载 轴 荷 ，故 ：
１、 引 言
２０３６ｍｍ，钢 板 弹簧 中心距 为 ８８０ｍｍ，主销 中心距 为 １７７０ｍｍ，主销 内倾 角 为 ５。，落 差 为 １ＯＯｍｍ。
根 据车 桥 上车轮 的作 用 ，车 桥 可分 为转 向桥 、 驱 动 桥 、转 向驱动桥 和 支 持桥 四种 类 型 。一 般 转 向 ２、工 字 梁 的 结构 设 计
（ｃ）水平 方 向弯矩 图 ，
（ｄ）扭 矩圈
向： （１）０ｃ段 ：Ｍ （ｘ）： Ｑ
３＿２垂 直弯 曲工况下 的 强度校 核 对 照 该 ｊ 字 梁 在 该 工 况 下 的 弯 矩 图和 典 型 截
２
面 ，不 难看 出该 工况 最危 险 处为 Ｄ．Ｄ截 面 ， 冈此 ，
（２）ｃＤ段：Ｍ （ｘ）：Ｑ
， 一 － —·———＿———一 一 ——— —＇－—－—————— ——————————一： ＝ ０．５７８ｍ…
２
２
因 此 ，工字 梁在 Ｄ．Ｄ 截 面 的弯 曲应 力 。为
Ｍ
７９６ｌ９．５
Ｏ ＝ 一 １５２０５４．３ｘｌＯ ＝ ５２３．６Ｍ Ｐａ
该 截面 的垂 向抗弯 截面 系 数 ．见 ３．２（１）的计
７Ｏ
ｍ：——汽车制动时对前桥的质量转移系数，计 算 时取 １．５。
地 面 所 能提供 的 制动 力为
＝ Ｚ ＝ ７１路面 的 附着 系数 ，计 算 时
取 ０．８。
ＢＨ ３－ ｂｈ３
：—
—
６Ｈ
因此 ，地面所 能 提供 的制 动 力矩 为 ：
曲工 况和 制动 工 况进行 校 核 。
３．１前轴 在垂 直 弯 曲工况 和 制动工 况 下的 受力 分析
３．１．１垂 直 弯曲－Ｔ－￣Ｙｕ 前轴 在 垂直 弯 曲工 况 下受 力情 况 可简 化 为如 图 ４ （ａ）所示 。其 中：Ｏ 为前轴 的轴 荷 、ｚ 为地 面对 前轮 的垂直支 撑 力 ，ｓ为轮距 、Ｌ１为板 簧 中心距 ， ０、Ｅ为 车轮 受力 点 ，Ａ、Ｂ为主 销 中心线 与轮胎 中
Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｃ ｈｅｃｋ ｏｆ ａ Ｉ－ｂｅａｍ ｆｏｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ ａｘｌｅ ｏｆ ａ Ｈ ｅａｖｙ Ｔｒｕｃｋ Ｔｏｎｇ Ｎｉｎｇｊｕａｎ
（Ｓｈａａｎｘｉ Ｈａｎｄｅａｘｌｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ， Ｘｉ ａｎ Ｓｈａａｎｘｉ ７１０２０１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｔｅｘｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ Ｉ－ｂｅａｍ ｆｏｒ ９．５ ｔｏｎ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ａｘｌｅ ｏｆ ａ ｈｅａｖｙ ｔｒｕｃｋ， ａｎｄ ｄｏｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｃｈｅｃｋ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｉ－ｂｅａｍ ｉｎ ｓｅｖｅｒａｌ ｔｙｐｉｃａｌ ｗ ｏｒｋｉｎ ｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｉ－ｂｅａｍ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｏ ｂｅ ｓａｆｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｍ ｐａｒｉｎ ｇ ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｂｅｎｃｈ ｔｅｓｔ．Ｔｈ ｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｉ－ｂｅａｍ ｉｓ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ａｎｄ ｈａｓ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ． Ｋ ｅｙ Ｗ ｏｒｄｓ： Ｉ－ｂｅａｍ ； Ｓｔｒｅｎｇｔｈ； Ｗ ｏｒｋｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ； Ｆａｔｉｇｕｅ ｌｉｆｅ； Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ
的值 会发 生变 化 。同样 ，可 采用 ３．１．１中求 取 弯矩 图
依据 车 桥设 计理 论 需 要对 工字 梁进 行 制动 工况 的 方法得 出制动 工况 时前轴 的弯 矩 图及 扭矩 图 ，如
和 侧 滑 工 况 的 强 度 校 核 ； 依 据 汽 车 行 业 标 准 图 ５所 示 。
：艺 设 备 材 料
汽 车 实 用 技 术
ＡＵＴＯＭＯＢＩＬＥ ＡＰＰＬＩＥＤ ＴＥＣＩｔＮ０ＬＯＧＹ
２０ ｌ２年 第 ５期
２０ ｌ ２ Ｎ０．５
某重 卡转 向桥用 工字梁设计及 强度校核
童 宁娟 （陕西 汉德 车桥 有 限公 司 ， 陕西 西 安 ７１０２０１）
摘 要 ：本 文介 绍 了某 重卡 ９．５吨转 向桥 用工 字梁 的主要技 术 参 数及 结构 设计 ，并对 该工 字 梁在 几 种 典型 工 况下进 行 了受 力分 析及 强度 校 核 。通 过与 材料 的 力学 性 能对 比及 台架 试验验 证 得 出该 ＿丁 字 梁 的设 计是 安全 、可 靠 的 ；与现 有成 熟产 品 ７．５吨转 向桥 用 工字 梁相 比，该 工字 梁 的结 构是 合 理 的 ，并 具有轻 量 化 的特 点 。 关 键词 ：工字梁 ；强度 ；工 况 ；疲劳 寿 命 ；轻量 化