載重汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋總成設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　主要符號(hào)1</b></p><p><b>　　1 緒論3</b></p><p>　　1.1 輕型載重汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì)意義3</p><p>　　1.2 前橋和轉(zhuǎn)向系組成和設(shè)計(jì)步驟3</p

2、><p><b>　　2 概述5</b></p><p>　　2.1 前橋簡(jiǎn)介5</p><p>　　2.2 前橋各參數(shù)對(duì)汽車(chē)穩(wěn)定性的作用與影響5</p><p>　　3 從動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式8</p><p><b>　　3.1 總述8</b></p>&

3、lt;p>　　3.2 輕型載重汽車(chē)的從動(dòng)橋9</p><p>　　4 轉(zhuǎn)向系的結(jié)構(gòu)形式11</p><p><b>　　4.1 概述11</b></p><p>　　4.2轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式及選擇11</p><p>　　4.3 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)及工作原理12</p><p>　　5

4、 轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì)計(jì)算14</p><p>　　5.1 從動(dòng)橋主要零件工作應(yīng)力的計(jì)算14</p><p>　　5.2 在最大側(cè)向力(側(cè)滑)工況下的前梁應(yīng)力計(jì)算16</p><p>　　5.3 轉(zhuǎn)向節(jié)在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的應(yīng)力17</p><p>　　5.4 主銷(xiāo)與轉(zhuǎn)向節(jié)襯套在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的應(yīng)力計(jì)算18</p><

5、p>　　5.5轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承的計(jì)算21</p><p>　　5.6轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計(jì)21</p><p>　　5.7轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算24</p><p><b>　　6經(jīng)濟(jì)性分析27</b></p><p><b>　　7 結(jié) 論28</b></p><p&

6、gt;<b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　致 謝30</b></p><p><b>　　主要符號(hào)</b></p><p>　　——汽車(chē)滿載靜止于水平路面時(shí)前橋給地面的載荷，N</p><p>　　——汽車(chē)制動(dòng)時(shí)對(duì)前橋的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)</p&g

7、t;<p>　　——輪胎與路面的附著系數(shù)</p><p>　　—車(chē)輪(包括輪毅、制動(dòng)器等)所受的重力，N</p><p><b>　　B—前輪輪距</b></p><p>　　S—前梁上兩鋼板彈簧座中心間的距離</p><p>　　—轉(zhuǎn)向節(jié)的輪軸根部軸徑</p><p><b&

8、gt;　　—主銷(xiāo)直徑</b></p><p>　　h —轉(zhuǎn)向節(jié)下襯套中點(diǎn)至前梁拳部下端面的距離</p><p><b>　　x—設(shè)計(jì)變量 </b></p><p>　　—外轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角，</p><p><b>　　—輪胎的滾動(dòng)半徑</b></p><p>

9、　　W —前軸彎曲截面系數(shù)</p><p>　　—滿載時(shí)車(chē)廂分配給前橋的垂向總載荷</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 輕型載重汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì)意義</p><p>　　汽車(chē)是現(xiàn)代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通運(yùn)輸工具。汽車(chē)轉(zhuǎn)向系是汽車(chē)上的一個(gè)重要系統(tǒng),它是汽車(chē)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)

10、的裝置。汽車(chē)的轉(zhuǎn)向性能直接影響汽車(chē)的行駛安全性。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車(chē)流密度的日益增大,人們對(duì)安全性、可靠性要求越來(lái)越高，為保證人身和車(chē)輛的安全,必須為汽車(chē)配備十分可靠的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為輕型載重汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋總成設(shè)計(jì)。</p><p>　　通過(guò)查閱相關(guān)的資料，運(yùn)用專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，確定載重量為三頓的轉(zhuǎn)向橋總成設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。使其達(dá)到以下要求：</p><

11、p>　　具有足夠的強(qiáng)度，以保證可靠地承受車(chē)輪與車(chē)架之間的作用力。</p><p>　　保證真確的車(chē)輪定位，使轉(zhuǎn)向輪運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，操作輕便并減輕輪胎的磨損。從動(dòng)橋要有足夠的剛度，以使車(chē)輪定位參數(shù)保持不變。</p><p>　　轉(zhuǎn)向節(jié)與主銷(xiāo)、轉(zhuǎn)向節(jié)與前粱之間的摩擦力應(yīng)盡可能的小，以保證轉(zhuǎn)向操作的輕便性，并有足夠的耐磨性。</p><p>　　轉(zhuǎn)向輪的擺振應(yīng)盡可能的小，

12、以保證汽車(chē)的正常、穩(wěn)定行駛。</p><p>　　從動(dòng)橋的質(zhì)量應(yīng)盡可能的小，以減輕非懸掛質(zhì)量，提高汽車(chē)行駛平順性。</p><p>　　1.2 前橋和轉(zhuǎn)向系組成和設(shè)計(jì)步驟</p><p>　　前橋通過(guò)懸架與車(chē)架(或承載式車(chē)身)相聯(lián)，兩側(cè)安裝著從動(dòng)午輪，用以在車(chē)架(或承載式車(chē)身)與車(chē)輪之間傳遞鉛垂力、縱向力和橫向力。從動(dòng)橋還要承受和傳遞制動(dòng)力矩。從動(dòng)橋按與其匹配的懸架

13、結(jié)構(gòu)的不同，也可分為非斷開(kāi)式與斷開(kāi)式兩種。從動(dòng)橋按與之匹配的懸架結(jié)構(gòu)不同可分為非斷開(kāi)式與斷開(kāi)式兩種。由于要求價(jià)廉，所以多采用非斷開(kāi)式前橋。非斷開(kāi)式的前橋主要有前梁，轉(zhuǎn)向節(jié)和轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)組成。</p><p>　　1.2.1從動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　1、非斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋</p><p>　　2、合縱臂式后支持橋</p><p>　　一般

14、多采用非斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋。</p><p>　　1.2.2 從動(dòng)橋設(shè)計(jì)</p><p>　　1、轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋主要零件尺寸的確定，前梁，工字型斷面，可采用常規(guī)設(shè)計(jì)，也可采用計(jì)算機(jī)程序可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)。</p><p>　　2、零件工作應(yīng)力的計(jì)算</p><p>　?。?）在制動(dòng)工況下的前梁應(yīng)力計(jì)算</p><p>　?。?）

15、在最大側(cè)壓力工況下的應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　（3）轉(zhuǎn)向節(jié)在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的應(yīng)力計(jì)算</p><p>　?。?）主銷(xiāo)和轉(zhuǎn)向襯套在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　（5）轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承和止推墊片的計(jì)算</p><p>　　1.2.3 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1、轉(zhuǎn)向器方案分析

16、</b></p><p>　　2、轉(zhuǎn)向器主要性能參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p>　　3、轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2 概述</b></p><p><b>　　2.1 前橋簡(jiǎn)介</b></p><p>　　從動(dòng)橋即非驅(qū)動(dòng)橋，又稱(chēng)從動(dòng)車(chē)橋。它通過(guò)懸

17、架與車(chē)架(或承載式車(chē)身)相聯(lián)，兩側(cè)安裝著從動(dòng)車(chē)輪，用以在車(chē)架(或承載式車(chē)身)與車(chē)輪之間傳遞鉛垂力、縱向力和橫向力。從動(dòng)橋還要承受和傳遞制動(dòng)力矩。</p><p>　　根據(jù)從動(dòng)車(chē)輪能否轉(zhuǎn)向，從動(dòng)橋分為轉(zhuǎn)向橋與非轉(zhuǎn)向橋。一般汽車(chē)多以前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向橋。為提高操縱穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性，有些轎車(chē)采用全四輪轉(zhuǎn)向。多軸汽車(chē)除前輪轉(zhuǎn)向外，根據(jù)對(duì)機(jī)動(dòng)性的要求，有時(shí)采用兩根以上的轉(zhuǎn)向橋直至全輪轉(zhuǎn)向。</p><p>　

18、　一般載貨汽車(chē)采用前置發(fā)動(dòng)機(jī)后橋驅(qū)動(dòng)的布置形式，故其前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向從動(dòng)橋。轎車(chē)多采用前置發(fā)動(dòng)機(jī)前橋驅(qū)動(dòng)，越野汽車(chē)均為全輪驅(qū)動(dòng)，故它們的前橋既是轉(zhuǎn)向橋又是驅(qū)動(dòng)橋，稱(chēng)為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　從動(dòng)橋按與其匹配的懸架結(jié)構(gòu)的不同，也可分為非斷開(kāi)式與斷開(kāi)式兩種。與非獨(dú)立懸架相匹配的非斷開(kāi)式從動(dòng)橋是一根支承于左、右從動(dòng)車(chē)輪上的剛性整體橫梁，當(dāng)又是轉(zhuǎn)向橋時(shí)，則其兩端經(jīng)轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)與轉(zhuǎn)向節(jié)相聯(lián)。斷開(kāi)式從動(dòng)橋與獨(dú)立懸架相匹配。&

19、lt;/p><p>　　非斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋主要由前梁、轉(zhuǎn)向節(jié)及轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)組成。轉(zhuǎn)向節(jié)利用主銷(xiāo)與前梁鉸接并經(jīng)一對(duì)輪轂軸承支承著車(chē)輪的輪轂，以達(dá)到車(chē)輪轉(zhuǎn)向的目的。在左轉(zhuǎn)向節(jié)的上耳處安裝著轉(zhuǎn)向節(jié)臂，后者與轉(zhuǎn)向直拉桿相連；而在轉(zhuǎn)向節(jié)的下耳處則裝著與轉(zhuǎn)向橫拉桿相連接的轉(zhuǎn)向梯形臂。有的將轉(zhuǎn)向節(jié)臂與梯形臂連成一體并安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)的下耳處以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向節(jié)的銷(xiāo)孔內(nèi)壓入帶有潤(rùn)滑油槽的青銅襯套以減小磨損。為使轉(zhuǎn)向輕便，在轉(zhuǎn)向節(jié)上耳與前梁拳部

20、之間裝有調(diào)整墊片以調(diào)整其間隙。帶有螺紋的楔形鎖銷(xiāo)將主銷(xiāo)固定在前梁拳部的孔內(nèi)，使之不能轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　2.2 前橋各參數(shù)對(duì)汽車(chē)穩(wěn)定性的作用與影響</p><p>　　為了保持汽車(chē)直線行駛的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向輕便性及汽車(chē)轉(zhuǎn)向后使前輪具有自動(dòng)回正的性能，轉(zhuǎn)向橋的主銷(xiāo)在汽車(chē)的縱向和橫向平而內(nèi)都有一定傾角。在縱向平面內(nèi)，主銷(xiāo)上部向后傾斜一個(gè)角，稱(chēng)為主銷(xiāo)后傾角。在橫向平面內(nèi)，主銷(xiāo)上部向內(nèi)傾斜一個(gè)

21、β角，稱(chēng)為主銷(xiāo)內(nèi)傾角。</p><p>　　主銷(xiāo)后傾使主銷(xiāo)軸線與路面的交點(diǎn)位于輪胎接地中心之前，該距離稱(chēng)為后傾拖距。當(dāng)直線行駛的汽車(chē)的轉(zhuǎn)向輪偶然受到外力作用而稍有偏轉(zhuǎn)時(shí)，汽車(chē)就偏離直線行駛而有所轉(zhuǎn)向，這時(shí)引起的離心力使路面對(duì)車(chē)輪作用著一阻礙其側(cè)滑的側(cè)向反力，使車(chē)輪產(chǎn)生繞主銷(xiāo)旋轉(zhuǎn)的回正力矩，從而保證了汽車(chē)具有較好的直線行駛穩(wěn)定性。此力矩稱(chēng)穩(wěn)定力矩。穩(wěn)定力矩也不宜過(guò)大，否則在汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)為了克服此穩(wěn)定力矩需在方向盤(pán)上施

22、加更大的力，導(dǎo)致方向盤(pán)沉重。后傾角通常在以?xún)?nèi)?，F(xiàn)代轎車(chē)采用低壓寬斷面斜交輪胎，具有較大的彈性回正力矩，故主銷(xiāo)后傾角就可以減小到接近于零，甚至為負(fù)值。但在采用子午線輪胎時(shí)，由于輪胎的拖距較小，則需選用較大的后傾角。</p><p>　　主銷(xiāo)內(nèi)傾也是為了保證汽車(chē)直線行駛的穩(wěn)定性并使轉(zhuǎn)向輕便。主銷(xiāo)內(nèi)傾使主銷(xiāo)軸線與路面的交點(diǎn)至車(chē)輪中心平面的距離即主銷(xiāo)偏移距減小，從而可減小轉(zhuǎn)向時(shí)需加在方向盤(pán)上的力，使轉(zhuǎn)向輕便，同時(shí)也可減小

23、轉(zhuǎn)向輪傳到方向盤(pán)上的沖擊力。主銷(xiāo)內(nèi)傾使前輪轉(zhuǎn)向時(shí)不僅有繞主銷(xiāo)的轉(zhuǎn)動(dòng)，而且伴隨有車(chē)輪軸及前橫梁向上的移動(dòng)，而當(dāng)松開(kāi)方向盤(pán)時(shí)，所儲(chǔ)存的上升位能使轉(zhuǎn)向輪自動(dòng)回正，保證汽車(chē)作直線行駛。內(nèi)傾角一般為；主銷(xiāo)偏移距一股為30～40mm。輕型客車(chē)、輕型貨車(chē)及裝有動(dòng)力轉(zhuǎn)向的汽車(chē)可選擇較大的主銷(xiāo)內(nèi)傾角及后傾角，以提高其轉(zhuǎn)向車(chē)輪的自動(dòng)回正性能。但內(nèi)傾角也不宜過(guò)大，即主銷(xiāo)偏移距不宜過(guò)小，否則在轉(zhuǎn)向過(guò)程中車(chē)輪繞主銷(xiāo)偏轉(zhuǎn)時(shí)，隨著滾動(dòng)將伴隨著沿路面的滑動(dòng)，從而增加輪

24、胎與路面間的摩擦阻力，使轉(zhuǎn)向變得很沉重。為了克服因左、右前輪制動(dòng)力不等而導(dǎo)致汽車(chē)制動(dòng)時(shí)跑偏，近年來(lái)出現(xiàn)主銷(xiāo)偏移距為負(fù)值的汽車(chē)。</p><p>　　前輪定位除上述主銷(xiāo)后傾角、主銷(xiāo)內(nèi)傾角外，還有車(chē)輪外傾角及前束，共4項(xiàng)參數(shù)。車(chē)輪外傾指轉(zhuǎn)向輪在安裝時(shí)，其輪胎中心平面不是垂直于地面，而是向外傾斜一個(gè)角度 ，稱(chēng)為車(chē)輪外傾角。此角約為，一般為左右。它可以避免汽車(chē)重載時(shí)車(chē)輪產(chǎn)生負(fù)外傾即內(nèi)傾，同時(shí)也與拱形路而相適應(yīng)。由于車(chē)輪外

25、傾使輪胎接地點(diǎn)向內(nèi)縮，縮小了主銷(xiāo)偏移距，從而使轉(zhuǎn)向輕便并改善了制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。</p><p>　　前束的作用是為了消除汽車(chē)在行駛中因車(chē)輪外傾導(dǎo)致的車(chē)輪前端向外張開(kāi)的不利影響(具有外傾角的車(chē)輪在滾動(dòng)時(shí)猶如滾錐，因此當(dāng)汽車(chē)向前行駛時(shí)，左右兩前輪的前端會(huì)向外張開(kāi))，為此在車(chē)輪安裝時(shí)，可使汽車(chē)兩前輪的中心平面不平行，且左右輪前面輪緣間的距離A小于后面輪緣間的距離B，以使車(chē)輪在每一瞬時(shí)的滾動(dòng)方向是向著正前方。前束即(

26、B-A)，一般汽車(chē)約為3～5mm，可通過(guò)改變轉(zhuǎn)向橫拉桿的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整。設(shè)定前束的名義值時(shí)，應(yīng)考慮轉(zhuǎn)向梯形中的彈性和間隙等因素。</p><p>　　在汽車(chē)的設(shè)計(jì)、制造、裝配調(diào)整和使用中必須注意防止可能引起的轉(zhuǎn)向車(chē)輪的擺振，它是指汽車(chē)行駛時(shí)轉(zhuǎn)向輪繞主銷(xiāo)不斷擺動(dòng)的現(xiàn)象，它將破壞汽車(chē)的正常行駛。轉(zhuǎn)向車(chē)輪的擺振有自激振動(dòng)與受迫振動(dòng)兩種類(lèi)型。前者是由于輪胎側(cè)向變形中的遲滯特性的影響，使系統(tǒng)在一個(gè)振動(dòng)周期中路面作用于輪胎的力對(duì)

27、系統(tǒng)作正功，即外界對(duì)系統(tǒng)輸入能量。如果后者的值大于系統(tǒng)內(nèi)阻尼消耗的能量，則系統(tǒng)將作增幅振動(dòng)直至能量達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)。這時(shí)系統(tǒng)將在某一振幅下持續(xù)振動(dòng)，形成擺振。其振動(dòng)頻率大致接近系統(tǒng)的固有頻率而與車(chē)輪轉(zhuǎn)速并不一致，且會(huì)在較寬的車(chē)速范圍內(nèi)發(fā)生。通常在低速行駛時(shí)發(fā)生的擺振往往屬于自攝振動(dòng)型。當(dāng)轉(zhuǎn)向車(chē)輪及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)受到周期性擾動(dòng)的激勵(lì)，例如車(chē)輪失衡、端面跳動(dòng)、輪胎的幾何和機(jī)械特性不均勻以及運(yùn)動(dòng)學(xué)上的干涉等，在車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)下都會(huì)構(gòu)成周期性的擾動(dòng)。在擾動(dòng)力

28、周期性的持續(xù)作用下，便會(huì)發(fā)生受迫振動(dòng)。當(dāng)擾動(dòng)的激勵(lì)頻率與系統(tǒng)的固有頻率一致時(shí)便發(fā)生共振。其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)向輪擺振頻率與車(chē)輪轉(zhuǎn)速一致，而且一般都有明顯的共振車(chē)速，共振范圍較窄(3～5km/h)。通常在高速行駛時(shí)發(fā)生的擺振往往屬于受迫振動(dòng)型。</p><p>　　轉(zhuǎn)向輪擺振的發(fā)生原因及影響因素復(fù)雜，既有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原因和制造方面的因素．如車(chē)輪失衡、輪胎的機(jī)械特性、系統(tǒng)的剛度與阻尼、轉(zhuǎn)向輪的定位角以及陀螺效應(yīng)的強(qiáng)弱等；又有裝配

29、調(diào)整方面的影響，如前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)間的間隙(影響系統(tǒng)的剛度)和摩擦系數(shù)(影響阻尼)等。合理地選擇這些有關(guān)參數(shù)、優(yōu)化它們之間的匹配，精心地制造和裝配調(diào)整，就能有效地控制前輪擺振的發(fā)生。在設(shè)計(jì)中提高轉(zhuǎn)向器總成與轉(zhuǎn)向拉桿系統(tǒng)的剛度及懸架的縱向剛度，提高輪胎的側(cè)向剛度，在轉(zhuǎn)向拉桿系中設(shè)置橫向減震器以增加阻尼等，都是控制前輪擺振發(fā)生的一些有效措施。</p><p>　　3 從動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式</p><

30、;p><b>　　3.1 總述</b></p><p>　　各種車(chē)型的非斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式基本相同，如圖1—1所示。</p><p>　　圖16-1 汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋 </p><p>　　1-制動(dòng)鼓；2-輪轂；3、4-輪轂軸承；5-轉(zhuǎn)向節(jié)；6-油封；7-襯套；8-調(diào)整墊片；9-轉(zhuǎn)向節(jié)臂；10-主銷(xiāo)；11-滾子推力軸承；12-前軸 &

31、lt;/p><p>　　作為主要零件的前梁是用中碳鋼或中碳合金鋼的，其兩端各有一呈拳形的加粗部分為安裝主銷(xiāo)的前梁拳部；為提高其抗彎強(qiáng)度，其較長(zhǎng)的中間部分采用工字形斷面并相對(duì)兩端向下偏移一定距離，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)從而降低傳動(dòng)系的安裝位置以及傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)的夾角。為提高其抗扭強(qiáng)度，兩端與拳部相接的部分采用方形斷面，而靠近兩端使拳部與中間部分相聯(lián)接的向下彎曲部分則采用兩種斷面逐漸過(guò)渡的形狀。中間部分的兩側(cè)還要鍛造出鋼板彈簧支座的

32、加寬文承面。</p><p>　　有的汽車(chē)的轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的前梁采用組合式結(jié)構(gòu)，即由其采用無(wú)縫鋼管的中間部分與采用模鍛成形的兩端拳形部分組焊而成。這種組合式前梁適于批量不太大的生產(chǎn)并可省去大型緞造設(shè)備。</p><p>　　轉(zhuǎn)向節(jié)多用中碳合金鋼模級(jí)成整體式結(jié)構(gòu)。有些大型汽車(chē)的轉(zhuǎn)向節(jié)，由于其尺寸過(guò)大，也有采用組焊式結(jié)構(gòu)的，即其輪軸部分是經(jīng)壓配并焊接上去的。</p><p>

33、;　　主銷(xiāo)的幾種結(jié)構(gòu)型式如下圖所示，其中比較常用的是(a)，(b)兩種。</p><p>　?。╝） (b) (c) (d)</p><p>　　圖3-1主銷(xiāo)結(jié)構(gòu)形式</p><p>　?。╝）圓柱實(shí)心型 (b) 圓柱空心型 (c) 上，下端為直徑不等的圓柱，中間為錐體的主銷(xiāo) (d)下部圓柱比

34、上部細(xì)的主銷(xiāo) </p><p>　　轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承承受作用于汽車(chē)前梁上的重力，為減小摩擦使轉(zhuǎn)向輕便可采用滾動(dòng)軸承，例如推力球軸承、推力圓錐滾子軸承或圓錐波子軸承等。也有采用青銅止推墊片的。</p><p>　　主銷(xiāo)上、下軸承承受較大的徑向力，多采用滑動(dòng)軸承，也有采用滾針軸承的結(jié)構(gòu)。后者的效率高，轉(zhuǎn)向阻力小，且可延長(zhǎng)使用壽命。</p><p>　　3.2 輕型載重汽車(chē)

35、的從動(dòng)橋</p><p>　　本設(shè)計(jì)為輕型載重汽車(chē)轉(zhuǎn)向前橋，因此應(yīng)該本著耐用經(jīng)濟(jì)的思想進(jìn)行方案的選擇，為了降低生產(chǎn)成本，又在結(jié)構(gòu)上滿足要求的情況下應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。</p><p>　　轉(zhuǎn)向前橋有斷開(kāi)式和非斷開(kāi)式兩種。斷開(kāi)式前橋與獨(dú)立懸架相配合，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜但性能比較好，多用于轎車(chē)等以載人為主的高級(jí)車(chē)輛。非斷開(kāi)式又稱(chēng)整體式，它與非獨(dú)立懸架配合。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承載能力大，這種形式再現(xiàn)在汽車(chē)上得到廣

36、泛應(yīng)用。因此本次設(shè)計(jì)就采用了非斷開(kāi)式從動(dòng)橋。</p><p>　　轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的主要零件有前梁，轉(zhuǎn)向節(jié)，主銷(xiāo)，注銷(xiāo)上下軸承及轉(zhuǎn)向節(jié)襯套，轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承。主銷(xiāo)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的實(shí)心的圓柱形如上圖a所示。</p><p>　　另外為了保證汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)所有車(chē)輪能繞一個(gè)轉(zhuǎn)向瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心，在不同的圓周上作無(wú)滑動(dòng)的純滾動(dòng)，本次設(shè)計(jì)有進(jìn)行了轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本方案轉(zhuǎn)向梯形布置在前軸之后，進(jìn)行梯形的最佳參數(shù)

37、和強(qiáng)度計(jì)算。</p><p>　　4 轉(zhuǎn)向系的結(jié)構(gòu)形式</p><p><b>　　4.1 概述</b></p><p>　　汽車(chē)在行駛過(guò)程中，經(jīng)常需要改變方向。就輪式汽車(chē)而言，改變行駛方向的方法是，駕駛員通過(guò)一套專(zhuān)設(shè)的機(jī)構(gòu)，使汽車(chē)的轉(zhuǎn)向橋上的車(chē)輪相對(duì)于汽車(chē)縱軸線偏轉(zhuǎn)一定角度。此時(shí)路面作用于轉(zhuǎn)向輪上的向后的反力就有了垂直與車(chē)輪的分量并成為汽車(chē)作

38、曲線運(yùn)動(dòng)的向心力。在汽車(chē)直線行駛時(shí)，往往轉(zhuǎn)向輪也會(huì)受到路面?zhèn)认蚋蓴_力的作用，自動(dòng)偏轉(zhuǎn)而干擾行駛方向。此時(shí)，駕駛員也可以利用這一套機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪向相反的方向偏轉(zhuǎn)，從而使汽車(chē)恢復(fù)原來(lái)的行駛方向。這一套用來(lái)改變或恢復(fù)汽車(chē)行駛方向的專(zhuān)設(shè)機(jī)構(gòu)即稱(chēng)作汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系。</p><p>　　轉(zhuǎn)向系可按轉(zhuǎn)向能源的不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系兩大類(lèi)。在現(xiàn)代汽車(chē)結(jié)構(gòu)中，常用機(jī)械式轉(zhuǎn)向系。機(jī)械式轉(zhuǎn)向系依靠駕駛員的手力轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向器

39、和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。有些汽車(chē)裝有防傷機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向減振裝置。還有一些汽車(chē)的專(zhuān)門(mén)裝有動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，并借助此機(jī)構(gòu)來(lái)減輕駕駛員的手力，以降低駕駛員的勞累程度。</p><p>　　對(duì)轉(zhuǎn)向系的主要要求有：</p><p>　　1、操縱輕便。轉(zhuǎn)向時(shí)加在方向盤(pán)上的力對(duì)轎車(chē)不超過(guò)200N，對(duì)中型貨車(chē)不超過(guò)360N,對(duì)中型貨車(chē)不超過(guò)450N,方向盤(pán)的回轉(zhuǎn)圈數(shù)要少。</p><p&g

40、t;<b>　　2、工作安全可靠。</b></p><p>　　3、在轉(zhuǎn)向后，方向盤(pán)有自動(dòng)回正能力，能保持汽車(chē)有穩(wěn)定的直線行駛能力。</p><p>　　4、在前輪受到?jīng)_擊時(shí)，轉(zhuǎn)向系傳遞反向沖擊到方向盤(pán)上要小。</p><p>　　5、應(yīng)盡量減小轉(zhuǎn)向系統(tǒng)連接處的間隙，間隙應(yīng)能自動(dòng)補(bǔ)償即調(diào)整，除了設(shè)計(jì)應(yīng)正確的選擇導(dǎo)向輪的定位角外，轉(zhuǎn)向盤(pán)在中間式的

41、自由行程應(yīng)當(dāng)保證直線行駛的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向盤(pán)相對(duì)導(dǎo)向輪偏轉(zhuǎn)角的靈敏度。</p><p>　　4.2轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式及選擇</p><p><b>　　1、類(lèi)型</b></p><p>　　根據(jù)轉(zhuǎn)向器所用傳動(dòng)副的不同，轉(zhuǎn)向器有多種。常見(jiàn)的有循環(huán)球式球面蝸桿蝸輪式、蝸桿曲柄銷(xiāo)式和齒輪齒條式等。</p><p>　　轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)形式

42、，決定了其效率特性以及對(duì)角傳動(dòng)比變化特性的要求。選用那種效率特性的轉(zhuǎn)向器應(yīng)有汽車(chē)用途來(lái)決定，并和轉(zhuǎn)向系方案有關(guān)。經(jīng)常行駛在好路面上的轎車(chē)和市內(nèi)用客車(chē)，可以采用正效率較高的、可逆程度大的轉(zhuǎn)向器。</p><p><b>　　2、特點(diǎn)</b></p><p>　　效率高、工作可靠、平穩(wěn)，蝸桿和螺母上的螺旋槽在淬火后經(jīng)過(guò)磨削加工，所以耐磨且壽命較長(zhǎng)。齒扇和齒條嚙合間隙的調(diào)整

43、工作容易進(jìn)行。和其它形式轉(zhuǎn)向器比較，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)主要零件加工精度要求較高。</p><p>　　蝸桿曲柄銷(xiāo)式轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比的變化特性和嚙合間隙特性變化受限制，不能完全滿足設(shè)計(jì)者的意圖。</p><p>　　齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此制造容易，成本低，正、逆效率都高。為了防止和緩和反向沖擊傳給方向盤(pán)，必須選擇較大的傳動(dòng)比，或裝有吸振裝置的減振器。</p><p&g

44、t;　　4.3 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器中一般有兩級(jí)傳動(dòng)副。第一級(jí)是螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)副，第二級(jí)是齒條齒扇傳動(dòng)副。</p><p>　　轉(zhuǎn)向螺桿的軸頸支撐在兩個(gè)圓錐滾子軸承上。軸承緊度可用調(diào)整墊片調(diào)整。轉(zhuǎn)向螺母的下平面上加工成齒條，與齒扇軸內(nèi)的齒扇部分相嚙合。通過(guò)轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向螺桿時(shí)，轉(zhuǎn)向螺母不轉(zhuǎn)動(dòng)，只能軸向移動(dòng)，并驅(qū)使齒扇軸轉(zhuǎn)動(dòng)。為了減小轉(zhuǎn)向螺桿和轉(zhuǎn)向螺

45、母之間的摩擦，其間裝有小鋼球以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦。二者的螺旋槽能配合形成近似圓形斷面輪廓的螺旋管狀通道。轉(zhuǎn)向螺母外有兩根導(dǎo)管，兩端分別插入螺母的一對(duì)通孔。導(dǎo)管內(nèi)裝滿了鋼球。兩根導(dǎo)管和螺母內(nèi)的螺旋管狀通道組合成兩條各自獨(dú)立的封閉的鋼球流道。轉(zhuǎn)向器工作是兩列鋼球只是在各自封閉的流道內(nèi)循環(huán)，而不脫出。</p><p>　　轉(zhuǎn)向螺母上的齒條式傾斜的，因此與之嚙合的齒應(yīng)當(dāng)是分度圓上的齒厚沿齒扇軸線按線性關(guān)系變化的變厚齒扇。因?yàn)檠?/p>

46、環(huán)球轉(zhuǎn)向器的正傳動(dòng)效率很高，操作輕便，使用壽命長(zhǎng)。經(jīng)常用于各種汽車(chē)。</p><p>　　綜上最后本次設(shè)計(jì)選定循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。</p><p>　　5 轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　5.1 從動(dòng)橋主要零件工作應(yīng)力的計(jì)算</p><p>　　主要是計(jì)算前梁、轉(zhuǎn)向節(jié)、主銷(xiāo)、主銷(xiāo)上下軸承(即轉(zhuǎn)向節(jié)襯套)、轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承或止推墊片等在制動(dòng)和側(cè)

47、滑兩種工況下的工作應(yīng)力。繪制計(jì)算用簡(jiǎn)圖時(shí)可忽略車(chē)輪的定位角，即認(rèn)為主銷(xiāo)內(nèi)傾角、主銷(xiāo)后傾角，車(chē)輪外傾角均為零，而左右轉(zhuǎn)向節(jié)軸線重合且與主銷(xiāo)軸線位于同一側(cè)向垂直平面內(nèi)。如下所示：</p><p>　　圖 5-1-1轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的受力分析簡(jiǎn)圖</p><p>　　1-制動(dòng)工況下的彎矩圖 2-側(cè)滑工況下的彎矩圖</p><p>　　制動(dòng)工況下的前梁應(yīng)力計(jì)算

48、：制動(dòng)時(shí)前輪承受的制動(dòng)力和垂直力傳給前梁，使前梁承受彎矩和轉(zhuǎn)矩?？紤]到制動(dòng)時(shí)汽車(chē)質(zhì)量向前，轉(zhuǎn)向橋轉(zhuǎn)移，則前輪所承受的地面垂直反力為：</p><p>　　(5-1) </p><p>　　式中：——汽車(chē)滿載靜止于水平路面時(shí)前橋給地面的載荷，N；</p><p>　　——汽車(chē)制動(dòng)時(shí)對(duì)前橋的質(zhì)

49、量轉(zhuǎn)移系數(shù)，對(duì)轎車(chē)和載貨汽車(chē)的前橋可取1.5；質(zhì)量分配給前橋35%；</p><p>　　==0.35×8855×1.5=6641.25</p><p>　　前輪所承受的制動(dòng)力 </p><p>　　式中：——輪胎與路面的附著系數(shù)取為0.6；</p><p>　　=6641.250.6=3984.75 N</p>

50、;<p>　　由于和對(duì)前梁引起的垂向彎矩和水平方向的彎矩在兩鋼板彈簧座之間達(dá)最大值，分別為：</p><p>　　N·mm (5-2)</p><p>　　N·mm (5-3)</p><p>　　式中：取=285 mm</p><p>　　—車(chē)輪(包括

51、輪毅、制動(dòng)器等)所受的重力，N；取=980N；</p><p>　　B—前輪輪距取B=1650 mm；</p><p>　　S—前梁上兩鋼板彈簧座中心間的距離取為550 mm</p><p>　　則 =2179581.25 N·mm</p><p>　　=1534128.75 N·mm</p><p&

52、gt;　　制動(dòng)力還使前梁在主銷(xiāo)孔至鋼板彈簧座之間承受轉(zhuǎn)矩T：</p><p><b>　　T= N·mm</b></p><p>　　式中：—輪胎的滾動(dòng)半徑取為373.425 mm</p><p>　　則有 T=3984.75×373.425=1488005.269 N·mm</p><p&

53、gt;　　前梁在鋼板彈簧座附近危險(xiǎn)斷面處的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)（單位均為MPa）分別為：</p><p><b>　　(5-4)</b></p><p><b>　　(5-5)</b></p><p>　　式中: W —前軸彎曲截面系數(shù)，W=。</p><p>　　前梁應(yīng)力的許用值為[]=300～500

54、 MPa,當(dāng)取D=68 mm ，d=58 mm時(shí)，W==11714.2</p><p>　　=2643533.9 N·mm =225.67〈[]=300MPa</p><p>　　故D=68 mm ，d=58 mm滿足使用條件。</p><p>　　5.2 在最大側(cè)向力(側(cè)滑)工況下的前梁應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　當(dāng)汽車(chē)

55、承受最大側(cè)向力時(shí)無(wú)縱向力作用，左、右前輪承受的地面垂向反力和 與側(cè)向反力，各不相等，前輪的地面反力(單位都為N)分別為：</p><p>　　式中：—汽車(chē)質(zhì)心高度取為840 mm；—車(chē)輪與地面附著系數(shù)取為0.3；</p><p>　　此時(shí)，向右作用。則有：</p><p>　　側(cè)滑時(shí)左、右鋼板彈簧對(duì)前梁的垂直作用力為：</p><p>　　式

56、中: —滿載時(shí)車(chē)廂分配給前橋的垂向總載荷</p><p>　　—板簧座上表面離地高度 取400mm</p><p>　　=12399.8=12142.2N； </p><p><b>　　則有 </b></p><p>　　5.3 轉(zhuǎn)向節(jié)在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的應(yīng)力</p><p>

57、　　如圖5-3-1所示，轉(zhuǎn)向節(jié)的危險(xiǎn)斷面在軸徑為的輪軸根部即III-III剖面處。</p><p>　　圖5-3-1 轉(zhuǎn)向節(jié)，主銷(xiāo)及轉(zhuǎn)向節(jié)襯套的計(jì)算用圖</p><p><b>　　一、在制動(dòng)工況下</b></p><p>　　III—III剖面處的軸徑僅受垂向彎矩和水平方向的彎矩而不受轉(zhuǎn)矩，因制動(dòng)力矩不經(jīng)轉(zhuǎn)向節(jié)的輪軸傳遞而直接由制動(dòng)底板傳給

58、在轉(zhuǎn)向節(jié)上的安裝平面。這時(shí)的，及III—III剖面處的合成彎矩應(yīng)力（MPa）為：</p><p><b>　　(5-6)</b></p><p>　　(5-7) = (5-8)式中：—轉(zhuǎn)向節(jié)的輪軸根部軸徑取為50mm，=30 mm，[]=550 MPa，</p><p>　　則 ==22.7Mp

59、a<550Mpa</p><p>　　轉(zhuǎn)向節(jié)采用30Cr，40Cr等中碳合金鋼制造，心部硬度HRC241～285，高頻淬火后表面硬度HRC57～65，硬化層深1.5～2.0mm。輪軸根部的圓角液壓處理。</p><p><b>　　二、在側(cè)滑工況下</b></p><p>　　在側(cè)滑時(shí)左、右轉(zhuǎn)向節(jié)在危險(xiǎn)斷面III—III處的彎矩是不等的，

60、可分別按下式求得：</p><p>　　因此左右轉(zhuǎn)向節(jié)都符合要求。</p><p>　　5.4 主銷(xiāo)與轉(zhuǎn)向節(jié)襯套在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　在制動(dòng)和側(cè)滑工況下，在轉(zhuǎn)向節(jié)上、下襯套的中心，即與輪軸中心線相距分別為c，d的兩點(diǎn)處，在側(cè)向平面(圖5-3-1(c))和縱向平面(圖5-3-1(d))內(nèi)，對(duì)主銷(xiāo)作用有垂直其軸線方向的力。</p>

61、<p><b>　　一、在制動(dòng)工況下</b></p><p>　　地面對(duì)前輪的垂向支承反力所引起的力矩，由位于通過(guò)主銷(xiāo)軸線的側(cè)向平面內(nèi)并在轉(zhuǎn)向節(jié)上下襯套中點(diǎn)處垂直地作用于主銷(xiāo)的力所形成的力偶矩（c+d）所平衡(見(jiàn)圖5-3-1(b))，故有</p><p>　　N 式中取95，c取57，d取62 mm；</p><p>　　制動(dòng)

62、力矩由位于縱向平面內(nèi)并作用于主銷(xiāo)的力所形成的力偶（c+d）</p><p>　　所平衡(見(jiàn)圖5-3-1(c))。故有</p><p>　　而作用于主銷(xiāo)的制動(dòng)力，則由在轉(zhuǎn)向節(jié)上下襯套中點(diǎn)處作用于主銷(xiāo)的力，平衡(見(jiàn)圖5-3-1(c))，且有：</p><p><b>　　N</b></p><p>　　由轉(zhuǎn)向橋的俯視圖(圖5

63、-3-1(d)的下圖)可知，制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向橫拉桿的作用力N為：</p><p><b>　　N=</b></p><p>　　力N位于側(cè)向平面內(nèi)且與輪軸中心線的垂直距離為（取為80 mm）如將N的著力點(diǎn)移至主銷(xiāo)中心線與輪鈾中心線的交點(diǎn)處．則需對(duì)主銷(xiāo)作用一側(cè)向力矩N (見(jiàn)圖4—2(b))。力矩N由位于側(cè)向平面內(nèi)并作用于主銷(xiāo)的力偶矩所平（c+d）衡，故有</p>

64、<p>　　而力N則內(nèi)存整向節(jié)上下襯套中點(diǎn)處作用于主銷(xiāo)的力，所平衡，且有：=</p><p><b>　　=</b></p><p>　　由圖5-3-2(b)可知，在轉(zhuǎn)向節(jié)上襯套的中點(diǎn)作用于主銷(xiāo)的合力和下襯套的中心作用于主銷(xiāo)的合力分別為：</p><p>　　(5-9) </p&g

65、t;<p><b>　　=</b></p><p>　　=11912.88N</p><p><b>　　(5-10)</b></p><p>　　=16878.59N</p><p>　　由上兩式可見(jiàn)，在汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，主銷(xiāo)的最大載荷發(fā)生在轉(zhuǎn)向節(jié)下襯套的中點(diǎn)處，其值為=16878.59N

66、</p><p><b>　　二、在側(cè)滑工況下</b></p><p>　　僅有在側(cè)向平面內(nèi)起作用的力和力矩，且作用于左右轉(zhuǎn)向節(jié)主銷(xiāo)的力是不相等的，它們可分別按下式求得：</p><p>　　取中最大的作為主銷(xiāo)的計(jì)算載荷N，計(jì)算主銷(xiāo)在前梁拳部下端面應(yīng)力和剪切應(yīng)力：</p><p>　　MPa ；

67、 (5-11)</p><p>　　MPa； (5-12)</p><p>　　式中：—主銷(xiāo)直徑取為32 mm；</p><p>　　h —轉(zhuǎn)向節(jié)下襯套中點(diǎn)至前梁拳部下端面的距離，見(jiàn)圖5—2(a),取h=28mm；</p><p

68、><b>　　<[ ]; </b></p><p><b>　　<[];</b></p><p>　　其中[]=500MPa；[]=100MPa。</p><p>　　主銷(xiāo)采用20cr，20CrNi，20crMnTi等低碳合金鋼制造，滲碳淬火，滲碳層深1.0～1.5mm，HRC56～62。</p&g

69、t;<p>　　轉(zhuǎn)向節(jié)襯套的擠壓應(yīng)力為：</p><p>　　式中：—襯套長(zhǎng)為30mm。</p><p>　　在靜載荷下，上式的計(jì)算載荷取</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　5.5轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承的

70、計(jì)算</p><p>　　對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承，取汽車(chē)以等速＝40km／h，沿半徑R＝50m的圓周行駛的工況作為計(jì)算工況。如果汽車(chē)向右轉(zhuǎn)彎，外輪即左前左輪的地面垂向反力增大。</p><p>　　，將上述計(jì)算工況的有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式，并沒(méi)＝0.5，則有：，</p><p>　　可近似地認(rèn)為推力軸承的軸向載荷等于上述前外輪的地面垂向外力，即:</p><

71、p><b>　　N。</b></p><p>　　鑒于轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承在工作中的相對(duì)轉(zhuǎn)角不大及軸承滾輪使圓周破壞帶來(lái)的危險(xiǎn)性，軸承的選擇按其靜承載容量進(jìn)行，且取當(dāng)量靜載荷 》，故此推力軸承滿足要求。</p><p>　　5.6轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計(jì)</p><p>　　轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)用來(lái)保證汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)所有車(chē)輪能繞一個(gè)瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心，在不同的圓周

72、上做無(wú)滑動(dòng)的純滾動(dòng)。設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向梯形的主要任務(wù)之一是確定轉(zhuǎn)向梯型的最佳參數(shù)和進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。轉(zhuǎn)向梯形有整體式和斷開(kāi)式兩種。一般轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)布置在前軸之后，但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)位置很低或前軸驅(qū)動(dòng)時(shí)，也有位于前軸之前的。</p><p>　　兩軸汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，若忽略輪胎側(cè)偏影響，兩轉(zhuǎn)向前軸的延長(zhǎng)線應(yīng)交于后軸延長(zhǎng)線。設(shè)，分別是外內(nèi)轉(zhuǎn)向車(chē)輪轉(zhuǎn)角，k為兩主銷(xiāo)中心線延長(zhǎng)線到地面交點(diǎn)之間的距離，則梯形機(jī)構(gòu)應(yīng)保證內(nèi)外轉(zhuǎn)向車(chē)輪的轉(zhuǎn)角有如下關(guān)系：&l

73、t;/p><p>　　ctg，若自變角為則因變角的期望值為：</p><p>　　，現(xiàn)有轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)僅能滿足上式要求。如下圖所示，在圖上作輔助虛線，利用余弦定理可推得轉(zhuǎn)向梯形所繪出的實(shí)際因變角為：</p><p>　　其中 m—梯形臂長(zhǎng) —梯形底角</p><p>　　圖5-6-1汽車(chē)瞬時(shí)轉(zhuǎn)向圖</p>

74、<p>　　應(yīng)使設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向梯形所繪出的實(shí)際因變角盡可能接近理論上的期望值。其偏差最常使用的中間位置附近小轉(zhuǎn)角范圍應(yīng)盡可能小，以減小高速行駛時(shí)輪胎的磨損。而在不經(jīng)常使用且車(chē)速較慢的最大轉(zhuǎn)角時(shí)可適當(dāng)放寬要求，因此在加入加權(quán)因子構(gòu)成評(píng)價(jià)優(yōu)略的目標(biāo)函數(shù)f(x)為: </p><p>　　詳細(xì)D=W=G圖=紙：三 二 ③ 1爸 爸 五 四 0 六</p><p>　　全 套 資 料 低

75、 拾10快起</p><p><b>　　f（x）=﹪</b></p><p>　　將上式代得：　f(x)=</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　其中 　x—設(shè)計(jì)變量 　x==</p><p>　　—外轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角，又上圖可得：=</p

76、><p>　　其中 —汽車(chē)最小轉(zhuǎn)彎半徑為6.5m， 　a—主銷(xiāo)偏移距為55mm，</p><p>　　K=1650mm L=3600mm = </p><p>　　考慮到此時(shí)使用工況下轉(zhuǎn)角小于，且100以?xún)?nèi)的小轉(zhuǎn)角使用的更加頻繁，因此?。?lt;/p><p><b>　　當(dāng) </b></p>

77、<p>　　建立約束條件時(shí)應(yīng)考慮到：設(shè)計(jì)變量m及過(guò)小時(shí)，會(huì)使橫拉桿上的轉(zhuǎn)向力過(guò)大；當(dāng)m過(guò)大時(shí)，將使梯形布置困難，故對(duì)m的上、下限及對(duì)的下限應(yīng)設(shè)置約束條件。因越大，梯形越接近矩形．f(x)值就越大，而優(yōu)化過(guò)程是求f(x)的極小值，故可不必對(duì)的上限加以限制。綜上所述，各設(shè)計(jì)變量的取值范圍構(gòu)成的約束條件為：m- </p><p>　　梯形臂長(zhǎng)度m設(shè)計(jì)時(shí)常取在＝0.11K，＝0.15K</p>

78、;<p><b>　　梯形底角＝</b></p><p>　　此外，由機(jī)械原理得知，四連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角不宜過(guò)小，通常取。如上圖所示，轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)在汽車(chē)向右轉(zhuǎn)彎至極限位置時(shí)達(dá)到最小值，故只考慮右轉(zhuǎn)彎時(shí)即可。利用該圖所作的輔助虛線及余弦定理，可推出最小傳動(dòng)角約束條件為</p><p>　　，式中，為最小傳動(dòng)角。</p><p>　　由

79、上述數(shù)學(xué)模型可知，轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題是一個(gè)小型的約束非線性規(guī)劃問(wèn)題，可用復(fù)合形法來(lái)求解。</p><p>　　5.7轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　1、球頭銷(xiāo) </b></p><p>　　球頭銷(xiāo)常由于球面部分磨損而損壞，為此用下式驗(yàn)算接觸應(yīng)力</p><p>　　式中，F(xiàn)為作用在球頭上的力

80、；A為在通過(guò)球心垂直于F力方向的平面內(nèi)，球面承載部分的投影面積。</p><p>　　許用接觸應(yīng)力為[]≤25～30。</p><p>　　設(shè)計(jì)初期，球頭直徑d可根據(jù)表7-4中推薦的數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇。</p><p>　　表5-7-1 球頭直徑</p><p>　　球頭銷(xiāo)用合金結(jié)構(gòu)鋼12CrNiB、15CrMo、20CrNi或液體碳氮共滲鋼35

81、Cr、35CrNi制造。</p><p><b>　　2、轉(zhuǎn)向拉桿</b></p><p>　　拉桿應(yīng)有較小的質(zhì)量和足夠的剛度。拉桿的形狀應(yīng)符合布置要求，有時(shí)不得不做成彎的，這就減小了縱向剛度。拉桿應(yīng)用《材料力學(xué)》中有關(guān)壓桿穩(wěn)定性計(jì)算公式進(jìn)行驗(yàn)算。穩(wěn)定性安全系數(shù)不小于1.5～2.5。拉桿用20、30或40鋼無(wú)縫鋼管制成。</p><p><

82、;b>　　3、轉(zhuǎn)向搖臂</b></p><p>　　在球頭銷(xiāo)上作用的力F，對(duì)轉(zhuǎn)向搖臂構(gòu)成彎曲和扭轉(zhuǎn)力矩的聯(lián)合作用。危險(xiǎn)斷面在搖臂根部，應(yīng)按第三強(qiáng)度理論驗(yàn)算其強(qiáng)度</p><p>　　式中，、為危險(xiǎn)斷面的抗彎截面系數(shù)和抗扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)；尺寸d、e見(jiàn)圖5-7-1。</p><p>　　圖5-7-1 轉(zhuǎn)向搖臂受力圖</p><p>

83、;<b>　　要求 </b></p><p>　　式中，為材料的屈服點(diǎn)；n為安全系數(shù)，取n=1.7～2.4。</p><p>　　轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向搖臂軸經(jīng)花鍵連接，因此要求驗(yàn)算花鍵的擠壓應(yīng)力和切應(yīng)力。</p><p><b>　　6經(jīng)濟(jì)性分析</b></p><p>　　隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷

84、加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性。</p><p>　　本課題是以EQ1060輕型載重汽車(chē)的轉(zhuǎn)向橋?yàn)樵O(shè)計(jì)對(duì)象，通過(guò)對(duì)其前橋，轉(zhuǎn)向節(jié)，主銷(xiāo)等進(jìn)行設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核。</p><p>　　汽車(chē)的轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的前梁可采用組合式結(jié)構(gòu)，即由其采用無(wú)縫鋼管的中間部分與采用模鍛成形的兩端拳形部分組焊而成。這種組合式前梁適于批量不太大的生產(chǎn)并可省去大型緞造設(shè)

85、備。但不能滿足強(qiáng)度要求，故不用。而采用整體式工字鋼形式，這種形式結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，強(qiáng)度也能滿足要求。價(jià)格也不會(huì)太高。</p><p>　　轉(zhuǎn)向節(jié)多用中碳合金鋼模級(jí)成整體式結(jié)構(gòu)。有些大型汽車(chē)的轉(zhuǎn)向節(jié)，由于其尺寸過(guò)大，也有采用組焊式結(jié)構(gòu)的，即其輪軸部分是經(jīng)壓配并焊接上去的。而本車(chē)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向節(jié)尺寸不大而不采用焊接形式，而是整體式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)采用鍛造的加工方式，造價(jià)也不高還可滿足設(shè)計(jì)要求。</p><

86、;p>　　由于轉(zhuǎn)向橋總成較復(fù)雜，主要選擇上述兩個(gè)主要零件進(jìn)行了分析。</p><p><b>　　7 結(jié) 論</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)參考汽車(chē)的轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向器多種結(jié)構(gòu)形式而確定輕型載重轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋及轉(zhuǎn)向器的方案:主銷(xiāo)采用實(shí)心圓柱形,前軸為整體式的結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)向器采用循環(huán)球式。 </p><p>　　車(chē)輛在制動(dòng)和側(cè)滑情況下,

87、出現(xiàn)重量前移的現(xiàn)象,此時(shí)轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋受力最大。因此本次設(shè)計(jì)在制動(dòng)和側(cè)滑兩中工況下對(duì)前軸,轉(zhuǎn)向節(jié)主銷(xiāo),轉(zhuǎn)向節(jié)襯套,轉(zhuǎn)向推力軸承進(jìn)行應(yīng)力校核。</p><p>　　前軸校核:前兩鋼板彈簧座附近斷面處的應(yīng)力最大,在此處校核其彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的大小。主銷(xiāo):在汽車(chē)制動(dòng)時(shí)它的最大載荷發(fā)生在下轉(zhuǎn)向節(jié)襯套的中點(diǎn),對(duì)其進(jìn)行校核。轉(zhuǎn)向節(jié)襯套進(jìn)行擠壓應(yīng)力校核。推力軸承進(jìn)行最大當(dāng)量載荷校核。</p><p>　　

88、轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計(jì)保證了汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)所有車(chē)輪能繞一個(gè)瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心,車(chē)輪在圓周上作無(wú)滑動(dòng)的純滾動(dòng).也可以編程對(duì)其優(yōu)化設(shè)計(jì)。</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說(shuō)在某種程度上是一種嘗試，通過(guò)查閱大量的有關(guān)汽車(chē)前橋及汽車(chē)構(gòu)造等資料后，使我學(xué)到了很多有關(guān)汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋的相關(guān)知識(shí)，這對(duì)我設(shè)計(jì)的課題起到了十分重要的作用，當(dāng)然，此次設(shè)計(jì)并不能稱(chēng)得上是最完美的作品，但至少能在某種程度上緩解或克服汽車(chē)在轉(zhuǎn)向時(shí)出現(xiàn)的一些問(wèn)題。同時(shí)，

89、畢業(yè)設(shè)計(jì)也是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)情況的一次檢驗(yàn)，使我受益匪淺。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 劉惟信.汽車(chē)設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社,2000</p><p>　　[2] 王望予.汽車(chē)設(shè)計(jì)(第三版). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000 </p><p>　　[3] 陳家瑞.汽車(chē)構(gòu)造(

90、下冊(cè)). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005</p><p>　　[4] 余志生.汽車(chē)?yán)碚?第三版) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000 </p><p>　　[5] 張洪欣.汽車(chē)設(shè)計(jì)(第二版). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1996 </p><p>　　[6] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1999 </p><p>　　[7] 自

91、動(dòng)車(chē)技術(shù)協(xié)會(huì)[日].小林明.汽車(chē)工程手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1996 </p><p>　　[8] 劉鴻文.材料力學(xué). 北京：高等教育出版社,1991</p><p>　　[9] 祖業(yè)發(fā).工程制圖.重慶：重慶大學(xué)出版社,2001 </p><p>　　[10] 浙江交通學(xué)校.汽車(chē)構(gòu)造教學(xué)圖冊(cè).人民交通出版社,1986</p><p>　

92、　[11] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（3、4卷）北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1991 </p><p>　　[12] 陳軍.汽車(chē)拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向梯形優(yōu)化設(shè)計(jì).西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),</p><p>　　2000年,第7期,N0.18</p><p>　　[13] 陳思忠.拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車(chē), 2000年,第8期,N0.32</p><p>　　[14] 安徽飛彩有

93、限公司.農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)的發(fā)展趨勢(shì),2001年第3期,N0.12</p><p>　　[15] 張武農(nóng).我國(guó)汽車(chē)工業(yè)創(chuàng)新的策略研究,2001年,第6期,N0.9</p><p>　　[16] 錢(qián)振為.汽車(chē)工業(yè)研究,2001年,第4期,N0.17</p><p>　　[17] 閻蔭棠.幾何量精度設(shè)計(jì)與檢測(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1996 </p><p&