汽车前桥设计结构设计 17页

'汽车前桥设计结构设计一、前言前桥一般位于汽车的前部，也称转向桥或从动桥。前桥是汽车上一个重要的总成件，主要包括转向节、转向主销、前梁等零部件。前桥是通过悬架与车架相连，用以承受地面与车架之间的垂直载荷外，还承受制动力和侧向力以及这些力所构成的力矩，并保证转向轮作正确的运动。车桥通过悬架与车架连接，支撑着汽车大部分重量，并将车轮的牵引力或者制动力，以及侧向力经过悬架传给车架。在汽车使用中，转向桥的受力状况比较复杂，因此应具有足够的强度。为保证转向车轮的正确定位角度，使操纵轻便并减轻轮胎的磨耗，转向桥也应有足够的刚度。此外，还应尽量减轻转向桥的重量。总之，由于在汽车的行驶过程中，前桥所处的工作环境恶劣，工况复杂，其承受的载荷也多为交变载荷，从而其零部件易出现疲劳裂纹甚至断裂现象。这就要求其在结构设计上必须有足够的强度、刚度和抗疲劳破坏的能前轴：是前桥的主要承重零部件，我公司有管式和锻打式两种结构形式，但主要以锻打式为主。 前桥承受汽车的前部重量，把汽车的前进推力从车架传给车轮，并与转向装置的有关机件作关节式联系，实施汽车的转向。前桥是利用它的两端通过主销与转向节连接，用以转向节的摆转来实现汽车的方向。1、使用性能要求为使汽车在行驶中具有较好的直线行驶能力，前桥应满足下列要求：(1)足够的强度，以保证可靠的承受车轮与车架（或承载式车身）之间的作用力。(2)正确的车轮定位，使转向轮运动稳定，操纵轻便并减轻轮胎的磨损。前轮定位包括主销内倾，主销后倾，前轮外倾和前轮前束。(3)足够的刚度，使受力后变形要小，保证主销和转向轮有正确的定位角度保持不变。(4)转向节与主销，转向节与前桥之间的摩擦力应尽可能小，以保证转向操作的轻便性，并有足够的耐磨性。(5)转向轮的摆振应尽可能小，以保证汽车的正常，稳定行使。16 (6)前桥的质量应尽可能小，以减少非簧载质量，提高汽车行驶平顺性。2、结构参数选择CJ6590A型汽车总布置整车参数见表1：表1汽车总质量Ga（N）前轴轴载质量G1（N）汽车质心至前轴中民线距离L1（mm）汽车质心至后轴中心线距离L2(mm)轴距L（mm）汽车质心高度hg(mm)前钢板弹簧座中心距B〞(mm)36422136221878112230001007760主销中心距B′(mm)前轮距B1(mm)车轮滚动半径rr(mm)主销内倾角β主销后倾角ﻻ前轮外倾角a前轮前束（mm）132914803657.5°1°1°1-32.1、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：圆管形断面中部下沉前梁，两端为拳式。（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（1）前轮定位角的作用：前轮16 定位的作用是减小前轮偏转时的阻力矩，使转向操纵轻便、灵活，且使前轮具有自动回正的作用，保证拖拉机直线行驶的稳定性，减少轮胎磨损。（2）本型前轮定位角选择见表116 二、前桥强度计算1、前轴强度计算1.1、前轴受力简图1.2、前轴载荷计算1）紧急制动二、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：图1汽车向左侧滑时前轴受力图1.2、前轴载荷计算1）紧急制动汽车紧急制动时，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Ф=0.7制动时前轴轴载质量重新分配分配糸数m1===1.628垂直反作用力：Z1l=Z1r==11090N横向反作用力：X1l=X1r=Ф=7763N16 2）侧滑3）越过不平路面2）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=,Ymax=G1Ф′,为保证不横向翻车，须使V滑