货车转向桥设计
前言
我国作为一个发展中国家，汽车使用越来越多，而当前由于设计方案所限，不能精确 地选择零部件的尺寸和结构，造成有的地方强度不够，而有的地方强度又过剩，严重地影 响了产品的开发和设计，造成直接经济损失。特别对于诸如转向桥等部件,因不能准确确 定其失效原因和部位，造成不能从根本上解决其失效问题。不同类型的货车在我国的市场 中占有相当大的比例，他们的性能的好、坏在一定程度上也影响着汽车在市场上的地位。 针对以上问题，本设计选用轻型货车的转向桥作为设计对象，通过合理的计算，结构设计， 而达到汽车转向桥具有较好的转向灵敏性。希望取得一个较好的结果，使轻型货车转向桥 提到一个新水平。
1 转向桥
本节重点介绍转向桥的定义和安装形式。
1.1 转向桥的定义
转向桥是汽车的重要组成部分，转向桥是利用车桥中的转向节使车轮可以偏移一定角 度，并承受地面与车架之间的力及力矩，以实现汽车的转向。
1.2 转向桥的安装形式
一般载货汽车采用前置发动机后桥驱动的布置形式，故其前桥为转向从动桥。轿车多 采用前置发动机前桥驱动，越野车均为全轮驱动，故他们的前桥既是转向桥也是驱动桥， 称为转向驱动桥。
转向桥按与其匹配的悬架结构不用，又可分为非断开式与断开式两种。与非独立悬架 匹配的非断开式的转向桥是一根支承于左、右从动车轮上的刚性整体横梁，当又是转向桥 时，其两端经转向主销与转向节相连。断开式转向桥与独立悬架相匹配。
2 转向桥的结构
2.1 转向桥的组成部分
各种车型的非断开式转向桥的结构型式基本相同，它主要由前梁（由于汽车前桥为转 向桥，因此其横梁常称前梁）、转向节、转向主销、转向梯形臂、转向横拉杆等组成。
1)前梁
前梁是非断开式转向从动桥最主要的零件，由中碳钢或中碳合金钢模锻而成。其两端各有 一呈拳形的加粗部分作为安装主销前梁拳部。为提高其抗弯强度，其较长的中间部分采用 工字行断面，并相对两端向下偏移一定距离，以便降低汽车发动机的安装位置，从而降低 汽车传动系的安装高度并减小传动轴万向节主、从动轴的夹角；为提高前梁的抗扭强度， 两端与拳部相接的部分采用方形断面，而靠近两端使拳部与中间部分相连接的向下弯曲部 分，则采用上述两种断面逐渐过度的形状。中间部分的两侧还要锻造出钢板弹簧支座的加 宽支承面。
非断开式转向从动桥的前梁亦可采用组合式结构，即由无缝钢管的中间部分和模锻成 型的两端拳形部分组焊而成。这种组合式前梁适用于批量不大的生产，并可省去大型锻造 设备。
2)主销
其结构型式有几种，如图2-1所示，其中（a）、（b）两种型式是最常见的结构。
3)转向节
多用中碳合金钢断模锻成整体式结构，有些大型汽车的转向节，由于其尺寸过大，也 有采用组焊式结构的，即其轮轴部分是经压配并焊上去的。
4)转向节臂、转向梯形臂
由中碳钢或中碳合金钢如 40、35Cr、40CrNi 钢等用模锻加工制成。多采用沿其长度 变化尺寸的椭圆形截面以合理地利用材料和提高其强度和刚度。
5)转向横拉杆
应选用刚性好、质量小的20钢，30钢或35钢的无缝钢管制造，其两端的球形铰接作为单 独组件，组装好后以组件客体上的螺纹旋到杆的两端端部，使横拉杆的杆长可调，以便用 于调节前束。球形铰接的球销与衬垫均采用低碳合金钢如12CrNi3A,20CrNi,20CrMnTi,工 作表面经渗碳淬火，渗碳层深 1.5～3.0mm，表面硬度 56～63HRC。允许采用 40 或
图 2-1 主销的结构型式
Fig.2-1 The structural shape of king pin
(a)圆柱实心型；(b)圆柱空心型；(c)上、下端为直径不等的圆柱、中间为锥体的主销；(d)下部圆柱比
上部细的主销
45中碳钢制造并经高频淬火处理，球销的过渡圆角处用滚压工艺增强，球形铰接的壳体用 35 钢或 40 钢制造。为了提高球头和衬垫工作表面的耐磨性，可采用等离子或气体等离子 金属喷镀工艺；亦可采用耐磨性好的工程塑料制造衬垫。后者在制造过程中可渗入专门的 成分（例如尼龙-二硫化钼），对这类衬垫可免去润滑。
6)转向节推理轴承
承受作用于汽车前梁上的重力。为减小摩擦使转向轻便，可采用滚动轴承，如推力球 轴承、推力圆锥滚子轴承等。也有采用青铜止推垫片的。
7)主销上、下轴承
承受较大的径向力，多采用滚动轴承（即压入转向节上、下中的衬套），也有采用滚 针轴承的结构。后者的效率较高，转向阻力小，且可延长使用寿命。
8)轮毅轴承
多由两个圆锥滚子轴承组对，这种轴承的支承刚度较大，可承受较大负荷。轿车因负 荷较轻， 前轮毅轴承也有采用也有采用一对单列或一个双列向心轴承的， 球轴承的效率高， 能延长汽车的滑行距离，有的轿车采用一个双列圆锥滚子轴承。
9)左、右轮胎螺栓
多数为右旋螺纹，但有些汽车为了防松，左侧用左旋，右侧用右旋。
2.2 转向桥的结构及其影响因素
非断开式转向桥主要由前梁、转向节及转向主销组成。转向节利用主销与前梁铰接并 经一对轮毅轴承支承着车轮的轮毅，以达到车轮转向的目的。在左转向节的上耳处安装着 转向梯形臂，后者与转向直拉杆相连；而在左、右转向节的下耳处则装有与转向横拉杆联 接的转向梯形臂。有的将转向节臂与转向梯形臂联成一体并安装在转向节的下耳处以简化 结构。制动底版紧固在转向节的凸缘面上。转向节的销孔内压入带有润滑槽的青铜衬套以 减小磨损。为使转向轻便，在转向节下耳与前梁拳部之间可装滚子推力轴承，在转向节上 耳与前梁拳部之间装有调整垫片以调整其间隙。带有罗纹的楔形锁销将主销在前梁拳部的 孔内，使之不能转动。
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面内部有一定倾角。在纵向平面内，主销上部向 后倾斜一个g 角，称为主销后倾角。在横向平面内主销上部相内倾斜一个β角，称为主销 内倾角。
主销后倾使主销轴与路面的交点位于轮胎接地中心之前，该距离称为后倾拖距。当直 线行驶的汽车的转向轮偶然受到外力作用而稍有偏移时，汽车就偏离直线行使而有转向， 这时引起的离心力使路面、对车轮作用着一阻碍其侧滑的侧向反力，使车轮产生主销旋转 的回正力矩，从而保证了汽车具有较好的直线行使稳定性。此力矩称为稳定力矩。稳定力 矩也不宜过大，否则在汽车转向时为了克服此稳定力矩需在转向盘施加更大的力，导致转 向沉重。主销后倾角通常在3 0 以内。现在轿车采用低压宽断面斜交轮胎，具有较大的弹性 回转力矩，故主销后倾角就可以减小到接近于零，甚至为负值。但在采用子午线轮胎时， 由于轮胎的拖距较小，则需选用较大的主销后倾角。
主销内倾也是为了保证汽车直线行驶的稳定性并使转向轻便。主销内倾使主销轴线与 路面的交点至车轮中心平面的距离即主销偏移距减小，从而可减小转向时需加在转向盘上 的力，使转向轻便，同时也可减小转向轮传到转向盘上的冲击力。主销内倾使前轮转向是 不仅有绕主销的转动，而且伴随有车轮轴及前横梁向上的移动，而当松开转向盘是，所储 存的上升位能使转向轮自动回正，保证汽车作直线行使。主销内倾角一般为 5 0 ～8 0 ；注销 偏移距一般为 30～40mm。轻型客车、轻型货车及装有动力转向的汽车可选择较大的主销 内倾角及后倾角，以提高其转向车轮的自动回正性能。但主销内倾角也大，即主销偏移距
图 2-2 转向桥
Fig.2-2 The steering axle
1.转向推力轴承；2 转向节；调整垫片；4.主销；5 前梁
不宜过小，否则在转向过程中车轮绕主销偏移时，随着滚动将伴随着沿路面的滚动，从而 增加轮胎与路面的摩擦阻力，使转向变得很沉重。为了克服因左、右前轮制动力不等而导 致汽车制动时跑偏，近年来出现了主销偏移距为负值的汽车。
前轮定位除上述主销后倾角，主销内倾角外，还有车轮外倾角及前束，共四项参数。
车前外倾指转向轮安装时，其轮胎中心平面不是垂直与地面，而是向外倾斜一个角度 α，称为车轮外倾角。此α角约为0.5 0 ～1.5 0 ,一般α为1 0 左右。它可以避免汽车重载时车 轮产生负外倾即内倾，同时车轮外倾也与拱行路面相适应。由于车轮外倾角使轮胎接地点 内缩。缩小了主销偏义距，从而使转向轻便并改善了制动力的方向稳定性。
前束的作用是为了消除汽车在行驶中因车轮外倾导致的车轮前端向外张开的不利影
响（具有外倾角的车轮在滚动时犹如滚锥，因此当汽车向前行驶时，左、右两前轮的前端 会向外张开），为此在车轮安装时，可使汽车两轮的中心平面不平行，且左、右轮前面轮 缘间的距离 A小于后面轮缘间的距离 B，以使前轮在每一瞬间的滚动方向向着正前方。前 束值即（B-A），一般汽车约为3～5mm，可通过改变转向横拉杆的长度来调整。设定前束 的名义值时，应考虑转向梯形中的弹性和间隙等因素。
在汽车设计、制造、装配调整和使用中必须注意防止可能引起的转向车轮的摆振，它 是指汽车行驶时转向车轮绕主销不断受迫振动的现象，它将破坏汽车的正常行驶。
转向车轮的摆振有自激振动与受迫振动两种类型。前者是由于轮胎侧向变形中的迟滞 特性的影响，使系统在一个振动周期中路面作用与轮胎的力对系统做正功，即外面对系统 输入能量。如果后者的值大于系统内阻尼消耗的能量，则系统将作增幅振动直至能量达到 平衡状态。这时系统将在某一振幅下持续震动，形成摆振。其振动频率大致接近系统的固 有频率而与车轮转速并不一致。当车轮向车轮及转向系统受到周期性扰动的激励，例如车 轮失衡。端面跳动，轮胎的几何和机械特性不均匀及运动学上的干涉等，在车轮转动下都 会构成周期性的扰动。在扰动力周期性的持续作用下，便会发生受迫振动。当扰动的激励 频率与系统的固有频率一致时便发生共振。其特点是转向车轮摆振频率与车轮转速一致， 而且一般豆油明显的共振车速，共振范围（3-5km/h）。通常在告诉行驶时发生的摆振往往 都属于受迫振动型。
转向车轮摆振的发生原因及影响因素复杂，既有设计结构的原因和制造方面的因素， 如车轮失衡、轮胎的机械特性、胸的刚度与阻尼、转向车轮的定位角以及陀螺效应的强弱 等；又有装配调整方面的影响，如前桥转向系统各环节间的间隙（影响系统的刚度）和摩 擦（影响阻尼）等。合理地选择有关参数。优化他们之间的匹配，精心地制造和调整装配， 就能有效的控制前轮摆振的发生。在设计中提高转向器总成与转向拉杆系统的刚度及悬架 的纵向刚度，提高轮胎的侧向刚度，在转向拉杆系中设置横向减振器以增加阻尼等，都是 控制前轮摆振的一些有效措施。
3 转向桥的设计计算
3.1 转向桥主要零件尺寸的确定
转向桥采用工子形断面的前梁， 可保证其质量最小而在垂向平面内的刚度大、 强度高。 工字形断面尺寸值见图 3-1，图中虚线绘出的是其当量断面。该断面的垂向弯曲截面系数 W v 和水平弯曲截面系数W h 可近似取为
W v =20a 3 =20×11.5 3 =3.04×10
4 mm 3 (3-1) W h =5.5a 3 =5.5×11.5=8.36×10 3 mm 3 (3-2)
式中：a ——工字形断面的中部尺寸，见图3-1
在设计中为了预选前梁在板簧座处的弯曲截面系数 W v ,可采用经统计取得的经验公式：
W v =ml/2200=820×345/2200=128.60 cm 3 (3-3)
式中：m ——作用于该前梁上的簧上质量，kg ;
l ——车轮中线至板簧座中线间的距离，cm ;
2200——系数，kg ·cm -2 。
转向桥前梁拳部之高度约等于前梁工字形断面的高度，而主销直径可取为拳部高度的 0.35～0.45 倍。主销上、下滚动轴承（即压入转向节上、下孔中的衬套）的长度则取为主 销直径的1.25～1.50倍。
图 3-1 前梁工字形断面尺寸关系的推荐值
Fig.3-1 n. recommendation D1 of dimension
转向桥主要零件工作应力的计算
本设计以DD1021汽车为研究对象，其有关参数为：
前轴轴荷：820kg；
整车质心高度：540mm；
滚动半径：314mm。
主要是计算前梁、转向节、主销、主销上下轴承（即转向节衬套）、转向节推力轴承 或止推垫片等在制动和侧滑两种工况下的工作应力。绘制计算用简图时可忽略车轮的定位 角，即认为主销内倾角、主销后倾角及车轮外倾角均为零，而左、右转向节轴线重合且与 主销轴线位于同一侧向垂直平面内，如图（3-2）所示 [3] 。
图 3-2 转向桥在制动和侧滑工况下的受力分析简图
Fig.3-2The force analysis of steering axle
（a）制动工况下的弯矩图和转矩图；（b）侧滑工况下的弯矩图
3.2 非断开式转向从动桥前梁应力计算
3.2.1 在制动情况下的前梁应力计算
制动时前轮承受的制动力 P r 和垂向力 Z 1 传给前梁，使前梁承受转矩和弯矩。考虑到 制动时汽车质量向前转向桥的转移，则前轮所承受的地面垂向反力为
Z 1=G 1 '
1 m /2=8200×1.5/2=6150N (3-4)
式中：G 1——汽车满载静止于水平路面时前桥给地面的载荷；
' 1
m ——汽车制动时对前桥的质量转移系数，对前桥和载货汽车的前桥可取1.4~1.7。 前轮所承受的制动力为
P r =Z 1j =6150×1.0=6150N (3-5)
式中：j ——轮胎与路面的附着系数。
由 Z 1 和 P r 对前梁引起的垂向弯矩 M v 和水平方向弯矩 M h 在两钢板弹簧座之间达最大 值，分别为
M v =（Z 1-g w ）l 2= 2 ) 2 ' ( 1 1 S B g m G w - - = 2
720 1380 ) 908 2 5 . 1 8200 ( - - ′ =1.73×10 6 N ·mm (3-6)
M h =P r l 2= Z 1 2
S B - j =6150×1.0× 2 720 1380- =2.03×10 6 N ·mm (3-7)
式中：l 2——为轮胎中线至板簧座中线间的距离，mm? g w ——车轮（包括轮毅、制动器等）的重力，N ；
B ——前轮轮距，mm ；
S ——前轮上两板簧座中线间的距离，mm 。
制动力P r 还使前梁在主销孔至钢板弹簧座之间承受转矩T:
T=P r r r =6150×314=1.93×10 6 N ·mm (3-8)
式中：r r ——轮胎的滚动半径。
图3-2给出了前梁在汽车制动工况下的弯矩图及转矩图。
前梁在钢板弹簧座附近危险断面处的弯曲应力s w 和扭转应力t （单位均为MPa ）分别为
s w = h h v v W M W M + = 8360
2030000 30400 1730000 + =300MPa (3-9)
t = max /d k T J T W T = = 12866
1930000 =150MPa (3-10) 式中：W T ——前梁在危险断面处的扭转截面系数，mm?
max d ——前梁横断面的最大厚度，mm?
J k ——前梁横截面的极惯性矩，对工字形断面：
J k =0.4 ? h d 3 mm
4 h ——工字形断面矩形元素的长边长，mm?
d ——工字形断面矩形元素的短边长，mm
前梁应力的许用值为[s w ]=340MPa ；[t ]=150MPa 。
前梁可采用45,30Cr,40Cr 等中碳钢或中碳合金钢制造，硬度为241～285HB 。
3.2.2 在最大侧向力（侧滑）工况下的前梁应力计算
当汽车承受大侧向力时无纵向力作用，左、右前轮承受的地面垂向反力 Z 1L ,Z 1R 和侧向 反力Y 1L 、Y 1R 各不相等，则可推出前轮的地面反力（单位均为N ）分别为
) 2 1 2 G Z 1 1 1 1L B h g j + = （ = ） （ 1380
0 . 1 540 2 1 2 8200 ′ ′ + =7308.70N (3-11) ) 2 1 2 G Z 1 1 1 1R B h g j - = （ = ） （ 1380
0 . 1 540 2 1 2 8200 ′ ′ - =902 N (3-12) = 1L Y ) 2 1 2 G 1 1 1 B h g j + （ = ） （ 1380
0 . 1 540 2 1 2 8200 ′ ′ + =7308.70N (3-13) 1R Y ) 2 1 2 G 1 1 1 B h g j - = （ = ） （ 1380
0 . 1 540 2 1 2 8200 ′ ′ - =902 N (3-14) 式中：G 1——汽车停于水平路面时的前桥轴荷，N；
B 1——汽车前轮轮距，mm?
h g ——汽车质心高度，mm?
j 1——轮胎与路面的侧面附着系数。取j 1=1.0。
侧滑时左、右钢板弹簧对前梁的垂向作用力（N）为
T 1l =0.5G 1’+G 1j 1(h g -r r ’)/s=0.5×8200+8200×1.0（540-260）/720=7288.9N (3-15) T 1R =0.5G 1’-G 1j 1(h g -r r ’)/s=0.5×8200-8200×1.0（540-260）/720=911.1N
(3-16)
式中：G 1’——汽车满载时车厢分配给前桥的垂向总载荷，N；
r r ’——板簧座上表面的离地高度，mm ；
S ——两板簧座中心间的距离，mm 。
汽车侧滑时左、右前轮轮毂内、外轴承的径向力（单位为N ）分别为
S 1L = L L r Z b a b Y b a r 1 1 + - + = 70 . 7308 20
23 20 70 . 7308 20 23 314 ′ + - ′ + =49991.5N (3-17) S 2L = L L r Z b a a Y b a r 1 1 + + + = 70 . 7308 20
23 20 70 . 7308 20 23 314 ′ + + ′ + =56752.9N (3-18) S 1R = R R r Z b a b Y b a r 1 1 + + + = 902 20
23 20 902 20 23 314 ′ + + ′ + =7004.1N (3-19) S 2R = R R r Z b a a Y b a r 1 1 + - + = 902 20
23 20 902 20 23 314 ′ + - ′ + =6165.2N (3-20) 式中：r r ——轮胎的滚动半径，mm?
a ——S 1L 、S 1R 至车轮中线的距离，mm?
b ——S 2L 、S 2R 至车轮中线的距离，mm 。
求得 Z 1L ，Z 1R ，Y 1L ，Y 1R 即可求得左、右前轮轮毂内轴承对轮毅的径向支承 S 1L 、S 1R 和外轴承对轮毅的径向支承力S 2L 、S 2R ，这样就求出了轮毅轴承对轴轮的径向支承反力。根 据这些力及前梁在钢板弹簧座处的垂向力 T 1L ,T 1R ,可绘出前梁与轮轴在汽车侧滑时的垂向受 力弯矩图 （见图3-3）。 由弯矩图可见， 前梁的最大弯发生在汽车侧滑方向一侧的主销孔处 （Ⅰ —Ⅰ剖面处）；而另一侧则在钢板弹簧座处（Ⅱ—Ⅱ剖面处），可由下式直接求出：
M Ⅰ—Ⅰ= Y 1L r r -Z 1L l 1=7308.7×314-7308.7×99=1.57×10 6 N ·mm (3-21)
M Ⅱ—Ⅱ=Z 1R l 2+Y 1R r r =902×340+902×314=5.90×10 5 N ·mm (3-22)
式中：M ——弯矩，N ·mm?
Z 1L , Z 1R ——左、右前轮承受地面的垂向反力，N ；
Y 1L ，Y 1R ——左、右前轮承受地面的侧向反力，N 。
3.3 转向节在制动和侧滑工况下的应力计算
如下图所示，转向节的危险断面处于轴径为d 1 的轮轴根部，即Ⅲ—Ⅲ剖面处。
图 3-3 转向节、主销及转向衬套的计算用图
Fig.3-3 The knuckle 、king pin 、bush’s computation graph
3.3.1 工况下的转向节应力计算
转向节在Ⅲ—Ⅲ剖面处的轴径仅受垂向弯矩M v 和水平方向的弯矩 M h 而不受转矩， 因 制动力矩不经转向节的轮轴传递，而直接由制动底板传给在转向节上的安装平面。这时可 按计算其M v 及 M h ，但需以I 3 代替两式中的I 2，即g w
M v =(Z 1- w g )l 3 =（6150-908）×48.5=2.54×10 5 N ·mm (3-23)
M h = Z 1j l 3= 2
1 G m 1’j l 3=6150×1.0×48.5=2.98×10 5 N ·mm (3-24) 式中：Z 1——前轮所承受的地面垂向反力，N；
j ——轮胎与路面的附着系数；
l 3——轮胎中心线至Ⅲ—Ⅲ剖面间的距离。
Ⅲ—Ⅲ剖面处的合成弯曲应力 w s 为
w s = 3
1 2 2 2 2 1 . 0 d M M w M M h
v h
v + = + = 3 2 2 35
1 . 0 2030000 1730000 ′ + =620 MPa (3-25) 式中：d 1——转向节轮轴根部轴径 mm 。
转向节采用30Cr,40Cr 等中碳合金钢制造，心部硬度241～285HB ，高频淬火后表面硬 度57～65HRC ，硬化层深1.5～2.0mm 。轮轴根部的圆角滚压处理。
3.3.2 在汽车侧滑工况下的转向节应力计算
在汽车侧滑时，左、右转向节在危险断面Ⅲ—Ⅲ处的弯矩是不等的，可按下公式求得：
M L Ⅲ—Ⅲ= Y 1l r r - Z 1L l 3 =7308.7×314-7308.7×48.5=1.94×10 6 N ·mm (3-26)
M R Ⅲ—Ⅲ=Z 1R l 3+Y 1R r r =902×48.5+902×314=3.26×10 5 N ·mm (3-27)
左、右转向节在危险断面处的弯曲应力为
3 1
r 1l 3 1L 0.1d r Y - l Z = = = w M l wl Ⅲ — Ⅲ s = 3 35 1 . 0 5 . 48 7 . 7308 314 7 . 7308 ′ ′ - ′ =452 MPa (3-28) 3 1
r 1R 3 1R 0.1d r Y l Z + = = = w M R wl Ⅲ — Ⅲ s = 3 35 1 . 0 5 . 48 902 314 902 ′ ′ + ′ =76MPa (3-29) 3.4 主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算
在制动和侧滑工况下，在转向节上、下衬套的中点，即与轮轴中心线相距分别为c,d 的两点处，在侧向平面和纵向平面内，对主销作用有垂直其轴线方向的力。
3.4.1 在汽车制动工况下的计算
地面对前轮的垂向支承反力 Z 1 所引起的力矩 Z 1l 1,由位于通过主轴线的侧平面内并在 转向节上、下衬套中点处垂直地作用于主销的力 Q MZ 所形成的力偶 Q MZ （c+d ）所平衡， 故有
Q MZ= ) ( 1 1 d c l Z + = 5 . 48 5 . 48 99 6150 + ′ =6277 N (3-30)
制动力矩P r r r 由位于纵向平面内并作用于主销的力Q mr 所形成的力偶Q mr （c+d ）所平 衡，故有
Q mr =P r r r /（c+d ）=Z 1j r r r / (c+d) =6150×1.0×314/（48.5+48.5）=2.00×10 4 N (3-31)
而作用于主销的制动力P r 则由在转向节上、 下衬套中点出作用的主销的力Q ru 、 Q rl 所平衡， 且有
Q ru= ) ( P r d c d + = 5 . 48 5 . 48
5 . 48 6150 + ′ =3075 N (3-32)
Q rl= ) ( P r d c c + = 5 . 48 5 . 48
5 . 48 6150 + ′ =3075 N (3-33) 由转向桥的俯视图可知，制动时转向横拉杆的作用力N 为 N= 5 1 r P l l = 115
99 6150′ =5294 N (3-34) 力N 位于侧向平面内且与轮轴中心线的垂直距离为 l 4， 如将 N 的着力点移至主销中心线与 轮轴中心线交点处，则需对主销作用一侧向力矩 N l 。力矩 Nl 4，由位于侧向平面内并作用 于主销的力偶Q MN （c+d ）所平衡，故有
Q MN = ) ( 4 d c Nl + = 5 . 48 5 . 48
99 5294 + ′ =5403 N (3-35) 而力N 则在转向节上、下衬套中点处作用于主销的力Q Nu ,Q Nl 所平衡，且有
Q Nu = ) ( d c Nd + = 5 . 48 5 . 48
5 . 48 5294 + ′ =2647 N (3-36) Q Nl = ) ( d c Nc + = 5 . 48 5 . 48
5 . 48 5294 + ′ =2647 N (3-37) 由图3-3可知， 在转向节上衬套的中点作用于主销的合力Q u 和在下衬套的中点作用于主 销的合力Q l 分别为
Q u = 2 2 ) ( ) ( ru Mr Nu MN MZ Q Q Q Q Q - + - + = 2
2 ) 3075 20000 ( ) 2647 540
3 6277 ( - + - + =1.92×10
4 N (3-38)
Q l = 2 2 ) ( ) ( rl Mr Nl MN MZ Q Q Q Q Q + + + + = 2 2 )
3075 20000 ( ) 2647 5403 6277 ( + + + + =2.72×10 4 N (3-39)
由上两式可见，在汽车制动工况下，主销的最大载荷发生在转向节下衬套的中点处， 其值计算所得到的Q l 。
3.4.2 在汽车侧滑工况下的计算
仅有在侧向平面内起作用的力和力矩，且作用于左、右转向节主销的力Q MZ 是不相等 的，他们分别按下式求得：
Q MZL = = + - ) /( ) ( 1 1 1 d c r Y l Z r L L )
5 . 48 5 . 48 /( ) 99 7 . 7308 314 7 . 7308 ( + ′ - ′ =1.62×10 4 N (3-40)
Q MZR = = + - ) /( ) ( 1 1 1 d c r Y l Z r R R )
5 . 48 5 . 48 /( ) 99 902 314 902 ( + ′ - ′ =2.00×10 3 N (3-41)
式中：Z 1L ，Z 1R ——汽车左、右前轮承受的地面垂向反作用力，N ；
l 1——轮胎中心线至主销轴线的距离 mm?
r r ——轮胎的滚动半径 mm?
Y 1L ，Y 1R ——左、右前轮承受地面的侧向反力，N ；
G 1——汽车静止于水平路面时的前桥的轴荷，N ；
h g ——汽车质心高度，mm?
B 1——汽车前轮轮距，mm?
1 j ——轮胎与路面的侧向附着系数，计算时可取j =1.0.
取Q l , Q MZL , Q MZR 中最大的作为主销的计算载荷Q j ,计算主销在前梁拳部下端处的弯曲 力s w 和剪应切力t s
s w = 3 0 1 . 0 d h Q j = 3
24 1 . 0 21 27200 ′ ′ =413 MPa (3-42) s t s = 2 0 4 d Q j p = 2 24
14 . 3 27200 4 ′ ′ =66 MPa (3-43) 式中:d 0——主销直径 mm?
h ——转向节下衬套中点至前梁拳部下端面的距离,mm 。
主销的许用应力弯曲力[s w ]=413MPa?许用剪切应力[t s ]=66MPa 。
主销采用 20Cr,20CrNi,20CrMnTi 等低碳合金钢制造，渗碳淬火，渗碳层深 1.0～
1.5mm,56～62HRC 。
转向衬套的挤压应力s c 为
s c =
0 ld Q j = 24
136 27200 ′ =8.3 MPa (3-44) 式中: l ——衬套长,mm? Q j ——j 计算载荷,取Q l ,Q MZL ,Q MZR ,中最大值,N?
0 d ——主销直径,mm 。
转向节衬套的许用挤压应力为[s c ]=50MPa 。
在静载荷下，上式的计算载荷取
Q j =Q MZ =Z 1l 1/(c+d)= ) /( 2
1 1 d c l G + =6277N (3-45) 3.5 推力轴承和止推垫片的计算
计算时首先要确定推力轴承和止推垫片的当量静载荷
3.5.1 推力轴承计算
对转向节推力轴承， 文献推荐取汽车以等速v a =40km/h 、 沿半径R=50m 或以v a =20km/h, 沿半径 R=12m 的圆周行使的工况作为计算工况。如果汽车向右转弯则其前外轮即前左轮 的地面垂向反力Z 1L 增大。
汽车前桥的侧滑条件为
P 1=m 1 R
v a 2 ≥Y 1L +Y 1R =G 1j 1=m 1g j 1=820×10×1.0=8200N (3-46) 式中：P 1——前桥所受的侧向力，N；
m 1——汽车满载时的整车质量分配给前桥的部分；
R——汽车转弯半径，mm?
v a ——汽车行使速度，mm/s?
g ——重力加速度，mm/s 2 ；
Y 1L 、Y 1R ——地面给左、右前轮的侧向反作用力，N；
j 1——轮胎与地面的侧向附着系数；
G 1——汽车满载静止于水平路面时前桥给地面的载荷，N 。
由上式可得
j 1= g
a R v 2 (3-47) Z 1L = )] )( 2( 1 [ 2 2 1 1 g a g R v B h G + (3-48)
将上述计算工况的v a 、R 等的有关数据代入(3-44), (3-45)式，并h g /B=0.5, 则有
Z 1L =1.25G 1/2=0.625G 1
可近似地认为推力轴承的轴向载荷F ，等于上述前轮的地面垂向反力，即有
F a =0.6256
G 1=0.625×6150=3844 N (3-49)
鉴于转向节推力轴承在工作中的相对转角不大的及轴承滚道圈破坏带来的危险性，轴 承的选择按其静承载容量C 0 进行，且取当量静载荷P 0 为：
P 0=（0.5～0.33）C 0
3.5.2 转向节止推垫片的计算
当采用青铜止推垫片代替转向节推力轴承时，在汽车满载情况下，止推垫片的静载荷 可取为
F a = 2 1
G = 2 6150 =3075 N (3-50)
这时止推垫片的挤压力为
s c = )
( 4 2 2 d D F a - p =1 MPa (3-51) 式中：d ；D ——止推垫片的内、外径。因原文档太大，此文 档%￥有部分删除， 需完整的含 CAD 图的 设计可问原著要。
汽车转向桥设计
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 I
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 II
农用车转向系统设计说明书
第一章前言 §1.1 四轮农用车的发展前景 中国改革开放以来，在农村实行家庭联产承包责任制的改革，使农村的经济空前的活跃。农村的货运量和人口的流动量急剧增加，加快运输机械化成为农村经济发展的迫切需要，正是这一市场的需要使具有中国特色的运输机械-农用运输车应运而生。它解决了农村运输的急需，填补了村际，乡际，城镇及城乡结合部运输网络的空白，活跃了农村经济，为农村富裕劳动力找了一条出路，从而使数以万计的农民走上了小康之路！ 四轮农用运输车的竞争对手是轻型汽车。与汽车相比，四轮农用运输车有许多优点。入世后农用运输车没有受到多大冲击，因为它是中国特色的产业，符合国情，在国外几乎没人搞过。但是我们不能回避汽车与四轮农用运输车在市场的竞争，四轮农用运输车利用比较底的生产成本和微利经营的生产方式并引进先进的汽车技术，坚持“三低一高”的特色，注重产品质量，使之与在汽车行业的竞争中得以提高。 随着党和国家提出的的开发西部的政策落实，也给农用运输车厂商带来了无限商机使农用运输车的开发有广阔的前景，另一方面，我国有近13亿人口，特别是9亿以上的农村人口收入水平相对较低，需求量最大的是低档次的汽车。由于它比较适合中国国情，预计在未来的5～15年里，农用车在我国农村仍然具有广阔的发展前景。近年来农用车保有量增加很快，因此对柴油的需求很大。 农用车制造工艺简单，价格便宜，其中三轮车价格在4000～7000元/辆，四轮车价格在1～1.5万元/辆，购车农户一般半年左右即可收回10000元投资。另外，农用车的养路费为每月每吨70元，是汽车的30%，使用成本为同吨位汽车的1/3到1/2。公路快速建设也促进了农用车的发展。旧中国，全国公路仅13×104 km，而到1997年底，已达1.226×106 km，目前全国98%的乡和80%的村都通了公路，使得农用车有用武之地。公安车管部门1993年制定了《关于农用运输车道路交通管理的规定》，在不损害管理大局的前提下，
SUV乘用车驱动桥设计
SUV乘用车驱动桥设计 The Design of Drive Axle for SUV Passenger Car 摘要 驱动桥的基本功用是将传动轴或变速器传来的转矩增大并适当降低转速后分配给左、右驱动车轮，其次驱动桥要承受路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力和反作用力矩等。转向驱动桥在驱动桥的基础上增添了转向的功能，使汽车按照驾驶员的要求行驶。转向驱动桥的组成包括主减速器、差速器、半轴、等速万向节和驱动桥壳。驱动桥是汽车传动系中主要总成之一。驱动桥的设计是否合理直接关系到汽车使用性能的好坏，驱动桥是汽车中的重要部件，它承受着来自路面和悬架之间的一切力和力矩，是汽车中工作条件最恶劣的总成之一，如果设计不当会造成严重的后果。 本设计主要内容包括转向驱动桥各部件的设计、计算和校核，并且绘制了转向驱动桥的装配图，主减速器的从动齿轮、半轴齿轮和万向节等主要部件的零件图。 关键词：驱动桥，主减速器，差速器，车轮传动装置，驱动桥壳
Abstract The basic function of the Drive Axle is increasing torque which is from drive shaft or transmission and reducing the speed ,then drive it to the left and right driving wheel; secondly Drive Axle still withstand the vertical force ,longitudinal force and transverse force between the road and bridge or the body frame ,and braking force , reaction torque ,etc. Steering Drive Axle adds the function of shift under the basic of the Drive Axle, so that the car can run according to the driver. Steering Drive Axle include the main drive component, Differential, Half Axel, universal, Drive Axle Housing, etc. Drive Axle is one of the main assemble of the automotive power train. Whether the design of the Drive Axle is reasonable or not, affect the use of the cars. Drive Axle is the important part of the cars, it withstands the all force and torque between the road and the suspension and its working condition is the worst in cars. If the design is not right it will cause serious consequences. This article mainly includes the various parts of the Steering Drive Axle’s design, computation and examination, While the use of CAD software to map out the Steering Drive Axle assembly drawing, the driven gear of the main gear box, gear half shaft, outer axle’s parts diagram, and make their drawings. CAD as a computer-aided design of high-end software, with its powerful assembly management, functional simulation, manufacturing, data management, and is widely used to make parts of the assembly to meet the requirements. Key words: Drive Axle ,Main gear box ,Differential ,Half Axel ,Drive Axle Shell
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。然后用锁紧垫圈锁紧。 在锁紧垫圈外端还装有止推垫圈和锁紧螺母，拧紧后应把止推垫圈弯曲包住锁紧螺母或用开 口销锁住，以防自行松动。 轮毂外端装有冲压的金属端盖，防止泥水或尘土浸入。轮毂内侧装有油封(有的油封装在转向节轴颈的根部)，有的还装有挡油盘。一旦油封失效，则外面的挡油盘仍可防止润 滑脂进入制动器内。 本文设计的是JY1061A 型采用前置后轮驱动的载货汽车转向桥，因此该转向桥为从动桥。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）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：
奥迪驱动桥毕业设计
奥迪A4L汽车驱动桥的结构设计学院机械与车辆学院 专业：姓名：指导老师： 车辆工程 吴伟铭学号： 职称： 090403011005 郭新民教授 中国·珠海 二○一三年五月
诚信承诺书 本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《奥迪A4L汽车驱动桥的结构设计》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。 本人签名： 日期：年月日
奥迪A4L汽车驱动桥的结构设计 摘要 汽车驱动桥的功用就是将万向传动装置输入的发动机动力进行传递，从而实现降低速度，增大转矩的目的。在改变动力传递方向后，将动力分配到左,右两个驱动轮。使汽车能够正常速度行驶，同时允许左右车轮以不同的转速旋转。驱动桥由主减速器，差速器，半轴，万向传动装置等组成。目前，发动机前横置前轮驱动形式的传动系统已经广泛应用于很多轿车当中，由于在这样的系统当中的变速器，主减速器和差速器组成一个整体，省去了传动轴，同时也缩短了传动路线，提高了传动系统中的机械效率。在这样的一体式传动中，它可以同时完成变速，差速和驱动车轮的功能。这种结构被称为变速驱动桥。并且由于驱动的是转向轮，所以也被称为转向驱动桥。此种驱动桥不仅结构紧凑，也减轻了传动系统的质量。 关键词：主减速器；差速器；万向节；半轴；结构设计。
Structure design of the Audi A4L automotive drive axle Abstract Function of automotive driving axle is the universal gear entered the engine power delivery, to achieve lower speed, increase the torque of purpose. After changing the direction of power transmission, assigned to the left and right two drive wheels.Normal speed of the vehicle, while allowing for left and right wheels to rotate different rotational speeds.Drive axle final drive, differential, axle shaft, universal joints and other components.At present, the engine front transverse front wheel drive transmission system has been widely applied to many cars, due to such systems of transmission, final drive and differential form a whole, eliminating the drive shaft, but also shorten the transmission route, increases mechanical efficiency of the transmission system.In one drive, it can be completed at variable speed, differential and drive the wheels feature.This structure is referred to as variable-speed transaxle.And because the driver is steering wheel, also known as steering axle.This axle is not only compact and greatly reduced the quality of the transmission system. Keywords: final drive;Differ ential;Universal joints;Half shaft;Structural design.
转向驱动桥主减速器设计_需要修改
8 转向驱动桥主减速器设计 8.1 主减速器的结构形式 8.1.1 确定主减速器传动比0i 在汽车总体设计时，就可以确定主减速比0i 、载荷和最小离地间隙。主减速比对主减速器的结构型式、轮廓尺寸、质量大小以及当变速器处于最高档位时汽车的动力性和燃料经济性都有直接影响。本设计中，主传动比是已知确定的，其值111.40 i 。 8.1.2 确定主减速器型式 主减速器的结构形式较多，有单级、双级、双速、轮边减速器等。单级主减速器具有简单简单，质量小，容易制造，结构紧凑，成本低和效率高等优点，广泛应用于传动比小于7的中、小型汽车上。由已知，0i =4.44＜7，故而采用单级主减速器。如图8.1所示。 图8.1 中央单级主减速器 8.1.3 主减速器的齿轮类型 主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮，准双曲面齿轮，圆柱齿轮等形式。准双曲面齿轮的小轮轴线相对于大轮轴线不相交也不平行，有下偏移和上偏移两种。这种结构可以使整车质心降低，提高了行车的稳定性。在工作中，准双曲面齿轮运转更加平稳，噪声较低，承裁能力高，其广泛应用于乘用车、轻型货车上。 所以，本设计选用准双曲面齿轮传动。
1—螺母; 2—后桥凸缘; 3—油封; 4—前轴承; 5—主动锥齿轮调整垫片; 6—隔套; 7—垫片; 8—位置调整垫片; 9—后轴承;10—主动锥齿轮 图8..2 主动锥齿轮及调整装置零件图 8.1.4 主减速器主，从动锥齿轮的支承形式 图8.3 主动锥齿轮悬臂式支承图8.4 主动锥齿轮跨置式 图8.5 从动锥齿轮支撑形式 主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和跨置式支承两种。乘用车常采用结构简单、质量较小、成本较低的悬臂式，跨置式支承较悬臂式承载能力可提高10%左右（如图示），但结构较复杂，所以本设计采用悬臂式支承结构（如图2-3
汽车前驱动桥的结构设计
本科学生毕业设计 汽车前驱动桥的结构设计 系部名称：汽车与交通工程学院 专业班级：车辆工程 XX班 学生姓名：XXX 指导教师：XXX 职称：实验师 黑龙江工程学院 二○一三年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree The Structural Design of The Car Front Drive Axle Candidate：XXX Specialty：Vehicle Engineering Class：XX Supervisor：Experimentalist XX Heilongjiang Institute of Technology 2013-06·Harbin
摘要 随着现代车型的发展，普通汽车已经逐渐走进每个人的生活中。车桥设计是汽车设计中重要的环节之一，国产驱动桥在国内市场占据了绝大部分份额，但仍有一定数量的车桥依赖进口，国产车桥与国际先进水平仍有一定差距。 本次设计首先通过查阅近几年来有关国内外前驱动桥设计的文献资料，综合所学专业知识，了解并掌握了汽车前驱动桥结构及工作原理，根据所给的汽车参数制定了相应的设计方案。 然后通过查阅相关标准、手册资料，确定了驱动桥的主要零部件的主要设计参数，完成转向器、万向节、主减速器、差速器、半轴及桥壳的结构和尺寸设计计算，并进行相应校核，再根据所计算选取的参数画出了转向驱动桥的整体装配图、差速器装配图以及部分零件图。 关键词：前驱动；转向驱动桥；主减速器；差速器；半轴；桥壳
ABSTRACT As the development of the auto industry, car has gradually become part of everyone's life. Axle design is one of the important parts of automotive design, domestic drive axle in the domestic market accounted for the lion's share, but there is still a certain number of axles dependent on imports, there is still a certain gap between domestic axle and the international advanced level. Firstly, this design is lookup of the domestic and international front drive axle design documents in recent years, integrated the knowledge of our expertise we had knew and mastered the car’s front drive axle structure and working principle, formulated according to the vehicle parameters to the corresponding design programs. Then refered to the relevant standard, manual data to determine the main design parameters of the main components of the drive axle, completed the structure and size of the steering, universal joints, main gear box, differential, axle and axle housing, and check, according to the calculated parameters selected to draw the overall steering drive axle assembly drawings, the differential assembly drawings as well as some parts diagram. Key words: Front drive；Steering drive axle；Main reducer；Differential；Axle；Axle housing
汽车转向桥桥设计说明书样本
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。转向桥一般位于汽车的前部, 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, 使转向节连同前轮能够绕主销偏转, 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, 转向节即经过矩形键及带有键形套的双头螺栓与转向节上下臂连接。
货车转向桥设计
摘要 我国汽车的转向桥一直是该行业见研究人员不停探索和研究的重要方向之一。本设计主要针对轻型货车转向桥的进行设计，通过合理的计算，结构设计，而使汽车转向桥具有较好的转向灵敏性。 本设计介绍了转向桥的概念和原理，总体布局，主要通过对机械设计的学习、了解和掌握，来设计转向桥的各个组成零件，使其具有精确的尺寸和结构，最后通过合理的结构安排，组装成货车转向桥。 设计后的转向桥具有结构紧凑、重量轻、转向灵敏的特点，制造容易。广泛用于微、轻型载货汽车。其结构简单，价格低廉，充分体现的轻型货车转向桥的特点。其转向桥的计算和结构布局，也为其他货车转向桥提供了设计方法和思路。 关键词：转向桥；计算；结构
Abstract In our country design of automobile's steering axle has always been one of the most important areas in which a lot of researches have been made. Our design mainly focus on the design of van's steering axle, with reasonable computation and structure design, we achieved good agility of automobile's steering axle. This design introduced steering axle's concept and principles, general planning, from the study and grasp of mechanism design, we design steering axle's components with accolade size and structure, through reasonable structure deployment, we can compose the van's steering axle. The steering axle we designed has many characteristics such as good compaction in structure, light weight, good agility and also it is easy to produce. it can be widely used in minimize、light truck. Its simple structure and low price fully embodies the features of van's steering axle. Van steering axle's computation and structure deployment also provide a good design method for other van's steering axle. Key words:steering axle ;account ;structure
驱动桥设计_毕业设计论文
驱动桥设计 摘要 现代工程车辆技术追求高效节能、高舒适性和高安全性等目标。前一项目标与环境保护密切相关,是当代全球性热门话题,后两项目标是车辆朝着高性能化方向发展必须研究和解决的重要课题。转向系统的高性能化是指其能够根据车辆的运行状况和驾驶员的要求实行多目标控制,以获得良好的转向轻便性、较好的路感和较快的响应性。 汽车转向系统是影响汽车操纵稳定性、行驶安全性和驾驶舒适性的关键部分。在追求高效节能\高舒适性和高安全性的今天,电控液压助力转向系统作为一种新的汽车动力转向系统,以其节能、环保、更佳的操纵特性和转向路感,成为动力转向技术研究的焦点。 本文通过查阅相关的文献，介绍了EHPS系统的结构组成和工作原理，在参考现有车型的结构数据的基础上，设计计算转向系的主要参数，确定转向器的结构参数和动力转向部分结构参数，在分析其助力特性的基础上，设计合理的助力特性曲线，并通过MATLAB作出助力特性图，同时提出一种基于车速和转向盘转动角速度的控制策略，根据EHPS系统的特点，通过AMESim和Simulink建立整个系统的模型。通过联合仿真可以得出EHPS系统比HPS系统能提供更好的助力特性和转向路感。 关键词：EHPS；助力特性；结构设计；AMESim与Simulink建模 ABSTRACT
High effective energy saving,high comfort performance and high security are thegoals of contemporary.The first goal closely concerns with environment protecting,is also the popular topic around the world.The last two goals are the important subjects must be researched and solved in making automobile high performance.To make the steering system high performance is that the system can carry out mufti-goals control according to the vehicle states and drive requirements to acquire the steering handiness,better road feeling,better anti-interfering performance and faster response. The motor turing system is the essential part which affects the automobile operation stability,the travel security and the driving comfortablet.Nowadays we pursue highly effective energy conservation,the high comforrtableness and high secure.The electrically hydraulic power steering (EHPS) taking as one kind of new automobile power steering system,it takes the power steering engineering research the focal point by its energy conservation,the environmental protection,the better handling characteristic and changes the road feeling. According to consult relevant literature, this paper introduces the structure and the principle of EHPS, bases the further study of EHPS on the structural parameter date of a certain type of the light lorry, calculates the main parameters of steering system and power steering and devises the hydraulic circuit of EHPS. On the basis of the analysis of EHPS, this paper designs a reasonable EHPS power curve, including plotting the curve with the technique of MATLAB. Taking into account the steady steering and emergency steering, it advances the control strategy plan based on speed, steering wheel angle velocity, the steering wheel torque. Based on the structural characteristics of EHPS, this paper proposed AMESIM and SIMULINK joint simulation of the entire EHPS system. Accord to the result we can know that EHPS can offer more secure handle, more saving energy and way feeling. Key words:EHPS;Characteristics of power; Structure design; AMESim and Simulink Modeling
13.7米客车几种随动桥转向结构初探
13.7米客车几种随动桥转向结构初探 钱晓东，孙荣军，沈国华 2006/12/18 随着中国汽车新标准的制定，客车总长限制进一步放宽，最长可达到13.7 m，因此，载荷也相应增加，在这种情况下，双轴客车已很难满足要求，需要采用三轴客车(6× 2)。作为客车第三轴的随动桥，不同于驱动桥，在客车作非直线行驶时，由于三个桥的运动不协调而产生随动桥轮胎的非正常磨损，不仅大大降低了轮胎的使用寿命，还对汽车行驶性能产生很大的影响。 随动桥轮胎的非正常磨损从动力学分析主要原因是：由于路面的侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时离心力等，产生地面对车轮中心沿Y方向的侧向反作用力，当轮胎所受侧向反作用力达到车轮与地面之间的附着极限时，车轮发生侧向滑动，造成了轮胎的非正常磨损。 为了得到较好的结构参数，克服随动桥的非正常磨损，可参考二轴客车的理想转角形式，以此讨论三轴客车理想的转角关系，如图1所示。 从图1中可以得到随动桥的转角公式： 这里β是前轮转角。为了得到理想随动桥转角，使其轮胎运动形式由滑动变为滚动，须采用随动转向桥。 目前，国内只有少数客车厂家能开发13.7 m客车，而且大多还处于研制、完善及性能测试等验证阶段，选型的随动桥一般不能转向。而欧洲13.7 m三轴客车早就采用随动转向桥，较好地解决了由于随动桥不转向而产生的问题。笔者根据欧洲某知名设计公司设计经验，对随动桥转向的几种结构作初步探讨。 1 随动桥主动转向(Active steering) 这种结构国外已有成熟产品，如德国ZF、Neoplan，瑞典Volvo随动桥的转向系统。这种结构主要有液控和电控两种控制方式。虽然电控传输准确性、敏捷性好，但由于可靠性不好，目前欧洲豪华客车、货车大多采用可靠性好的液压控制方式。 下面就随动桥液控主动转向系统的组成、工作过程及特点作简要介绍。 随动桥主动转向系统由前主转向液压缸、后副转向液压缸、储油器、油管及压力开关等组成，见图2。
迈腾1.8T轿车转向驱动桥设计
摘要 驱动桥的基本功用是将传动轴或变速器传来的转矩增大并适当降低转速后分配给左、右驱动车轮，其次驱动桥还要承受路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力和反作用力矩等。转向驱动桥在驱动桥的基础上增添了转向的功能，使汽车按照驾驶员的要求行驶。转向驱动桥组成包括主减速器、差速器、半轴、万向节、驱动桥桥壳等。驱动桥是汽车传动系中主要总成之一。驱动桥的设计是否合理直接关系到汽车使用性能的好坏，驱动桥是汽车中的重要部件，它承受着来自路面和悬架之间的一切力和力矩，是汽车中工作条件最恶劣的总成之一，如果设计不当会造成严重的后果。 本文以驱动桥的传统设计方法为基础，详细研究了迈腾1.8T轿车的转向驱动桥的设计方法，提出了比较可行的设计思路。根据这一思路设计计算出数据并画出转向驱动桥的各零件图。同时我也查找了现有的迈腾1.8T轿车的驱动桥的结构原理，从样车对驱动桥的整体构造加深了解，结合最新有关驱动桥的信息和汽车设计书本上的知识来设计计算、绘制草图，然后运用AUTOCAD软件绘制总装配图，从而提了设计工作效率。 关键词：汽车驱动桥主减速器差速器半轴
Abstract The basic function of the Drive Axle is increasing torque which is from drive shaft or transmission and reducing the speed ,then drive it to the left and right driving wheel; secondly drive axle still withstand the vertical force ,longitudinal force and transverse force between the road and bridge or the body frame ,and braking force , reaction torque ,etc. Steering Drive Axle adds the function of shift under the basic of the Drive Axle, so that the car can run according to the driver. Steering Drive Axle include the main drive component, Differential, half axel, universal, Drive Axle Housing, etc. Driving Axle is one of the main assemble of the automotive power train. Whether the design of the Driving Axle is reasonable or not, affect the use of the cars. Driving Axle is the important part of the cars, it withstands the all force and torque between the road and the suspension and its working condition is the worst in cars. If the design is not right it will cause serious consequences. On the base of the Driving Axle traditional design methods, study the Steering Drive Axle design methods of the Magotan 1.8T carefully and give the practical design methods in this paper. According to this idea and the design data I draw out the parts diagram of the Steering Drive Axle. At the same time I also find the existing Magotan 1.8T sedan Driving Axle structure principle, and better understand the overall structure from the sample car. Combined with the latest information of the Driving Axle and the book of Vehicle Design to design and calculation, draw sketches, and them draw the general assembly drawing with auto CAD software, which raised the rate of the design. Keywords: Automotive Driving Axle The Main Drive Component Differential Half Axel