《輕型載重汽車轉(zhuǎn)向橋總成設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《輕型載重汽車轉(zhuǎn)向橋總成設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】（43頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 班 級(jí)： 姓 名 ： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 題 目： 輕型載重汽車轉(zhuǎn)向橋總成設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 職稱 : 職稱 : 20**年 **月 **日 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 開(kāi)題報(bào)告 1．本課題所涉及的內(nèi)容國(guó)內(nèi) (外 )研究現(xiàn)狀綜述 外 )研究現(xiàn)狀綜述 汽車自上個(gè)世紀(jì)末誕生以來(lái)，已經(jīng)走過(guò)了風(fēng)風(fēng)雨雨的一百多年。從卡爾 8 公里的速度，跑到現(xiàn)在，竟然誕生了從速度為零到加速到 100 公里 /小時(shí)只需要三秒鐘多一點(diǎn)的超級(jí)跑車。這一百年，汽車發(fā)展的速度是如此驚人！同時(shí)，汽車工業(yè)也造就了多位巨人，他們一手創(chuàng)建了通用、福特、豐田、本田這樣一些在各國(guó)經(jīng)濟(jì)中舉足輕重的著名公司。 一． 汽車的市場(chǎng)現(xiàn)狀 在國(guó)家產(chǎn)業(yè) 政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下， 我國(guó) 汽車無(wú)論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大 。 直到近年來(lái)，中國(guó)整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，居民收入的持續(xù)增長(zhǎng)以及擴(kuò)大內(nèi)需、拉動(dòng)消費(fèi)的財(cái)政政策，特別是在中國(guó)加入 后，汽車關(guān)稅不斷下調(diào)，國(guó)外知名的汽車巨頭也瞄準(zhǔn)了中國(guó)這個(gè)巨大的市場(chǎng)，陸續(xù)在華投資設(shè)廠，越來(lái)越多款式新穎、乘坐舒適安全的汽車隨之進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，加速了轎車進(jìn)入家庭的步伐。中國(guó)人被壓抑以久的購(gòu)買熱情得以釋放， 汽車市場(chǎng) 出現(xiàn)井噴行情，業(yè)界普遍認(rèn)為 2003年是中國(guó)汽車正式進(jìn)入家庭的元年。這兩年來(lái)我國(guó)汽車的銷量，特別是轎車的銷量取得了大幅增長(zhǎng)，有些產(chǎn)品如 雅閣 、波羅等還供不應(yīng)求，甚至有的還出現(xiàn)需要“加價(jià)”才能購(gòu)買的情況。中國(guó)汽車市場(chǎng)火爆的局面也似 乎預(yù)示著中國(guó)汽車工業(yè)迎來(lái)了真正發(fā)展的春天。 轉(zhuǎn)向系是 用來(lái)改變或保持汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng) (汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)汽車的行駛安全至關(guān)重要，因此汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的零件都稱為保安件。 1)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，全部車輪應(yīng)繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)。 2)轉(zhuǎn)向輪具有自動(dòng)回正能力。 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 3)在行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪不得產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤沒(méi)有擺動(dòng)。 4)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)，應(yīng)使車 輪產(chǎn)生的擺動(dòng)最小。 5)轉(zhuǎn)向靈敏，最小轉(zhuǎn)彎直徑小。 6)操縱輕便。 7)轉(zhuǎn)向輪傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖力要盡可能小。 8)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中應(yīng)有間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。 9)轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置。 10)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向與汽車行駛方向的改變相一致。 正確設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，可以保證汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，全部車輪應(yīng)繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)向輪的自動(dòng)回正能力決定于轉(zhuǎn)向輪的定位參數(shù)和轉(zhuǎn)向器逆效率的大小 確選擇轉(zhuǎn)向器的形式，可以保證汽車具有良好的自動(dòng)回正能 力。 轉(zhuǎn)向系中設(shè)置有轉(zhuǎn)向減振器時(shí)，能夠防止轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生自振，同時(shí)又能使傳到轉(zhuǎn)向盤上的反沖力明顯降低。 為了使汽車具有良好的機(jī)動(dòng)性能，必須使轉(zhuǎn)向輪有盡可能大的轉(zhuǎn)角，其最小轉(zhuǎn)彎半徑能達(dá)到汽車軸距的 2~。 轉(zhuǎn)向操縱的輕便性通常用轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的切向力大小和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)多少兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)。 轎車轉(zhuǎn)向盤從中間位置轉(zhuǎn)到第一端的圈數(shù)不得超過(guò) ，貨車則要求不超過(guò) 。 改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展迅猛。作為汽車關(guān)鍵部件之一的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也得到了相應(yīng)的發(fā)展，基本 已形成了專業(yè)化、系列化生產(chǎn)的局面。有資料顯示，國(guó)外有很多國(guó)家的轉(zhuǎn)向器廠，都已發(fā)展成大規(guī)模生產(chǎn)的專業(yè)廠，年產(chǎn)超過(guò)百萬(wàn)臺(tái)，壟斷了轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)，并且銷售點(diǎn)遍布了全世界。 1、現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計(jì)趨勢(shì) 應(yīng)汽車高速行駛的需要 從操縱輕便性、穩(wěn)定性及安全行駛的角度，汽車制造廣泛使用更先進(jìn)的工藝方法，使用變速比轉(zhuǎn)向器、高剛性轉(zhuǎn)向器。 “變速比和高剛性 ”是目前世界上生產(chǎn)的轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)的方向。 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 分考慮安全性、輕便性 隨著汽車車速的提高，駕駛員和乘客的安全非常重要，目前國(guó)內(nèi)外在許多汽車上已普遍 增設(shè)能量吸收裝置，如防碰撞安全轉(zhuǎn)向柱、安全帶、安全氣囊等，并逐步推廣。從人類工程學(xué)的角度考慮操縱的輕便性，已逐步采用可調(diào)整的轉(zhuǎn)向管柱和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 成本、低油耗、大批量專業(yè)化生產(chǎn) 隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的惡化，石油危機(jī)造成經(jīng)濟(jì)衰退，汽車生產(chǎn)愈來(lái)愈重視經(jīng)濟(jì)性，因此，要設(shè)計(jì)低成本、低油耗的汽車和低成本、合理化生產(chǎn)線，盡量實(shí)現(xiàn)大批量專業(yè)化生產(chǎn)。對(duì)零部件生產(chǎn)，特別是轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)，更表現(xiàn)突出。 車轉(zhuǎn)向器裝置的電腦化 汽車的轉(zhuǎn)向器裝置，必定是以電腦化為唯一的發(fā)展途徑。 2、現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向裝 置的發(fā)展趨勢(shì) 代汽車轉(zhuǎn)向裝置的使用動(dòng)態(tài) 隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)也有很大變化。汽車轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)很多，從目前使用的普遍程度來(lái)看，主要的轉(zhuǎn)向器類型有 4 種：有蝸桿肖式（ ）、蝸桿滾輪式（ ）、循環(huán)球式（ ）、齒條齒輪式（ ）。這四種轉(zhuǎn)向器型式，已經(jīng)被廣泛使用在汽車上。 據(jù)了解，在世界范圍內(nèi)，汽車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占 45％左右，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器占 40％左右，蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器占 10％左右，其它型式的轉(zhuǎn)向器占 5％。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器一直在穩(wěn)步發(fā)展。在西歐小客車中，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向 器有很大的發(fā)展。日本汽車轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn)是循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占的比重越來(lái)越大，日本裝備不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)的各類型汽車，采用不同類型轉(zhuǎn)向器，在公共汽車中使用的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，已由 60 年代的 62． 5％，發(fā)展到現(xiàn)今的 100％了 (蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器在公共汽車上已經(jīng)被淘汰 )。大、小型貨車大都采用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，但齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器也有所發(fā)展。微型貨車用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占 65％，齒條齒輪式占 35％。 綜合上述對(duì)有關(guān)轉(zhuǎn)向器品種的使用分析，得出以下結(jié)論： ·循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器和齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，已成為當(dāng)今世界汽車上主要的兩種轉(zhuǎn)向器；而蝸 輪 #0；蝸桿式轉(zhuǎn)向器和蝸桿肖式轉(zhuǎn)向器，正在逐步被淘汰或保留較小的地位。 ·在小客車上發(fā)展轉(zhuǎn)向器的觀點(diǎn)各異，美國(guó)和日本重點(diǎn)發(fā)展循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，比率都已達(dá)到或超過(guò) 90％；西歐則重點(diǎn)發(fā)展齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，比率超過(guò)50％，法國(guó)已高達(dá) 95％。 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 ·由于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的種種優(yōu)點(diǎn)，在小型車上的應(yīng)用 (包括小客車、小型貨車或客貨兩用車 )得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展；而大型車輛則以循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器為主要結(jié)構(gòu)。 參考文獻(xiàn)： [1]汽車設(shè)計(jì) 北京大學(xué)出版社 2007 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 2． 本課題有待解決的主要 關(guān)鍵問(wèn)題 轉(zhuǎn)向橋的一個(gè)三維立體圖 汽車的轉(zhuǎn)向橋結(jié)構(gòu)基本相同，主要由前軸、主銷、轉(zhuǎn)向節(jié)和輪轂等四部分組成，如圖所示。通常，轎車中不設(shè)獨(dú)立的主銷，而以轉(zhuǎn)向節(jié)上、下球頭中心的連線為主銷的軸線。 前軸用中碳鋼鑄造，斷面呈工字形，以提高抗彎強(qiáng)度。兩端由工字形斷面過(guò)渡到方形斷面，以提高抗扭強(qiáng)度。中部?jī)商幱靡灾С袖摪鍙椈傻牡鬃渖香@有四個(gè)安裝騎馬螺栓的通孔和一個(gè)位于中心的鋼板彈簧定位凹坑。前軸中部向下彎曲，使發(fā) 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 動(dòng)機(jī)位置降低，降低汽 車質(zhì)心，減小傳動(dòng)軸與變速器輸出軸之間夾角。前軸兩端各有一個(gè)拳形，主銷插入孔內(nèi)。主銷中部切有槽，用楔形鎖銷將主銷固定在拳部孔內(nèi)。 轉(zhuǎn)向節(jié)是一個(gè)叉形部件，上、下兩叉制有同軸銷孔，通過(guò)主銷與前軸拳部相連，使前輪可以繞主銷偏轉(zhuǎn)一定角度而使汽車轉(zhuǎn)向。為了減小磨損，轉(zhuǎn)向節(jié)銷孔內(nèi)壓入青銅或尼龍襯套，襯套上開(kāi)有油槽，用油嘴注入潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。為使轉(zhuǎn)向靈活輕便，在轉(zhuǎn)向節(jié)下銷孔與前軸拳部下端面之間裝有推力軸承。上銷孔與拳部上端面之間有調(diào)整墊片。 車輪輪轂通過(guò)兩個(gè)圓錐滾子軸承和支承在轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸上，軸承的松緊度可用 調(diào)整螺母加以調(diào)整。輪轂內(nèi)側(cè)裝有油封，以防止?jié)櫥M(jìn)入制動(dòng)器內(nèi)。輪轂外端裝有金屬罩，以防止泥水和塵土侵入。 此次設(shè)計(jì)主要是圍繞輕型載重汽車轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)展開(kāi)的，通過(guò)從汽車中選出一個(gè)典型的部件，并對(duì)其設(shè)計(jì)和分析。通過(guò)近斷時(shí)間查閱資料和畢業(yè)調(diào)研， 我對(duì)本課題的主要設(shè)計(jì)意圖有了一定的了解，認(rèn)真分析了要完成的設(shè)計(jì)任務(wù)。本課題要解決的關(guān)鍵問(wèn)題主要包括以下四點(diǎn)： 部車輪應(yīng)該繞一個(gè)瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，任何車輪不應(yīng)有側(cè)移。 使運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)產(chǎn)生的車輪擺動(dòng)最小。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的球頭處，有消除因摩擦而產(chǎn)生間隙的機(jī)構(gòu)。 制裝配圖和零件圖。 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 3．對(duì)課題要求及預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 (包括解決關(guān)鍵問(wèn)題技術(shù)和所需條件兩方面 ) 一 從動(dòng)橋即非驅(qū)動(dòng)橋，又稱從動(dòng)車橋。它通過(guò)懸架與車架 (或承載式車身 )相聯(lián)，兩側(cè)安裝著從動(dòng)車輪，用以在車架 (或承載式車身 )與車輪之間傳遞鉛垂力、縱向力和橫向力。從動(dòng)橋還要承受和傳遞制動(dòng)力矩。 根據(jù)從動(dòng)車輪能否轉(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，有些轎車采用全四輪轉(zhuǎn)向。多軸汽車除前輪轉(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。 一般載貨汽車采用前置發(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。轎車多采用前置發(fā)動(dòng)機(jī)前橋驅(qū)動(dòng)，越野汽車均為全輪驅(qū)動(dòng)，故它們的前橋既是轉(zhuǎn)向橋又是驅(qū)動(dòng)橋，稱為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。 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。 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)向主銷組成。轉(zhuǎn)向節(jié)利用主銷與前梁鉸接并經(jīng)一對(duì)輪轂軸承支承著車輪的輪轂，以達(dá)到車輪轉(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將主銷固定在前梁拳部的孔內(nèi)，使之不能轉(zhuǎn)動(dòng)。 轉(zhuǎn)向橋是汽車前 橋的一部分，作為汽車的轉(zhuǎn)向部分汽車轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì)非常重要。轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下的基本要求： 1. 具有足夠的強(qiáng)度，以保證可靠地承受車輪與車架之間的作用力。 2. 保證真確的車輪定位，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，以使車輪定位參數(shù)保持不變。 3. 轉(zhuǎn)向節(jié)與主銷 、 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。 4. 轉(zhuǎn)向輪的擺振應(yīng)盡可能的小，以保證汽車的正常 、 穩(wěn)定行駛。 5. 從動(dòng)橋的質(zhì)量應(yīng)盡可能的小，以減輕非懸掛質(zhì)量，提高汽車行駛平順性。 一、轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)方案分析 1、 整體式轉(zhuǎn)向梯形 整體式轉(zhuǎn)向梯形是由轉(zhuǎn)向橫拉桿 l，轉(zhuǎn)向梯形臂 2和汽車前軸 3 組成，如圖 1 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 所示。 其中梯形臂呈收縮狀向后延伸。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整前束容易，制造成本低；主要缺點(diǎn)是一側(cè)轉(zhuǎn)向輪上、下跳動(dòng)時(shí)，會(huì)影響另一側(cè)轉(zhuǎn)向輪。 圖 11— 轉(zhuǎn)向橫拉桿 2— 轉(zhuǎn)向梯形臂 3— 前軸。 當(dāng)汽車前懸架采用非獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用整體式轉(zhuǎn)向梯形。整體式轉(zhuǎn)向梯形的橫拉桿可位于前軸后或前軸前 (稱為前置梯形 )。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)位置低或前輪驅(qū)動(dòng)汽車，常采用前置梯形。前置梯形的梯形臂必須向前外側(cè)方向延 伸，因而會(huì)與車輪或制動(dòng)底板發(fā)生干涉，所以在布置上有困難。為了保護(hù)橫拉桿免遭路面不平物的損傷，橫拉桿的位置應(yīng)盡可能布置得高些，至少不低于前軸高度。 2、斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向梯形 轉(zhuǎn)向梯形的橫拉桿做成斷開(kāi)的，稱之為斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向梯形。斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向梯形方案之一如圖 1開(kāi)式轉(zhuǎn)向梯形的主要優(yōu)點(diǎn)是它與前輪采用獨(dú)立懸架相配合，能夠保證一側(cè)車輪上、下跳動(dòng)時(shí)，不會(huì)影響另一側(cè)車輪；與整體式轉(zhuǎn)向梯形比較，由于桿系、球頭增多，所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，并且調(diào)整前束比較困難。 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 圖 1二 主銷 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。 （ a） (b) (c) (d) 圖 2銷結(jié)構(gòu)形式 （ a）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 (d)下部圓柱比上部細(xì)的主銷 轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承承受作用于汽車前梁上的重力，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。 主銷上、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。 三 1、類型 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、蝸桿曲柄銷式和齒輪齒條式等。 轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)形式，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)有汽車用途來(lái)決定，并和轉(zhuǎn)向系方案有關(guān)。經(jīng)常行駛 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 在好路面上的轎車和市內(nèi)用客車，可以采用正效率較高的、可逆程度大的轉(zhuǎn)向器。 2、特點(diǎn) 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。 蝸桿曲柄銷式轉(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。 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，必須選擇較大的傳動(dòng)比，或裝有吸振裝置的減振器。 四 本設(shè)計(jì)為輕型載重汽車轉(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。 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，多用于轎車等以載人為主的高級(jí)車輛。非斷開(kāi)式又稱整體式，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)在汽車上得到廣泛應(yīng)用。因此本次設(shè)計(jì)就采用了非斷開(kāi)式從動(dòng)橋。 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的主要零件有前梁，轉(zhuǎn)向節(jié)，主銷，注銷上下軸承及轉(zhuǎn)向節(jié)襯套，轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承。各種車型的非斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式基本相同，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加寬文承面。主銷采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的實(shí)心的圓柱形如上圖 對(duì)于上述關(guān)鍵問(wèn)題，雖然處理起來(lái)比較困難，但自己也要一步步解決。本課題需要運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械原理、計(jì) 算機(jī)二、三維設(shè)計(jì)等多學(xué)科的知識(shí)， 需要相當(dāng)廣闊的知識(shí)面和較高的專業(yè)水平。具體解決方法包括以下幾個(gè)方面： 借閱了大量有關(guān)汽車方面的書(shū)籍，同時(shí)在互聯(lián)網(wǎng)上搜索了大量關(guān)于汽車轉(zhuǎn)向橋的資料與論文。 解轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì)實(shí)際工作中需要考慮的問(wèn)題。虛心向工人師傅們請(qǐng)教本課題中遇到的不解之處，為以后的設(shè)計(jì)提供資料和積累寶貴經(jīng)驗(yàn)，避免走不必要的彎路。同時(shí)，虛心向?qū)I(yè)老師請(qǐng)教設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。 據(jù)零部件的實(shí)際生產(chǎn)情況。 同時(shí)運(yùn)用 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 4．完成本課題的工作計(jì)劃及進(jìn)度安排 畢業(yè)實(shí)習(xí)； 方案論證，確定方案，完成調(diào)研報(bào)告、開(kāi)題報(bào)告和外文翻譯； 進(jìn)行沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)（第九周中期檢查）； 沖壓加工工藝草案，復(fù)合沖壓模具草圖，主要零部件設(shè)計(jì)，按學(xué)院規(guī)定的統(tǒng)一規(guī)范化要求撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（完成初稿）； 審查設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備答辯； 答辯資格評(píng)審 ； 畢業(yè)答辯； 修改畢業(yè)設(shè)計(jì)。 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 5．指導(dǎo)教師審閱意見(jiàn) 指導(dǎo)教師 (簽字 )： 年 月 日 6．指導(dǎo)小組意見(jiàn) 指導(dǎo)小組組長(zhǎng) (簽字 )： 年 月 日 說(shuō)明： 1. 本報(bào)告前 4項(xiàng)內(nèi)容由承擔(dān)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )課題任務(wù)的學(xué)生獨(dú)立撰寫(xiě)； 2. 本報(bào)告必須在第八學(xué)期開(kāi)學(xué)兩周內(nèi)交指導(dǎo)教師審閱并提出修 改意見(jiàn)； 3. 學(xué)生須在小組內(nèi)進(jìn)行報(bào)告，并進(jìn)行討論； 4. 本報(bào)告作為指導(dǎo)教師、畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )指導(dǎo)小組審查學(xué)生能否承擔(dān)該畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )課題和是否按時(shí)完成進(jìn)度的檢查依據(jù)，并接受學(xué)校的抽查。 目 錄 主要符號(hào) ..................................................................................................................... 1 1 緒論 ........................................................................................................................ 2 型載重汽車轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì)意義 ................................................ 2 橋和轉(zhuǎn)向系組成和設(shè)計(jì)步驟 .................................................... 2 2 概述 ...................................................................................................................... 4 橋簡(jiǎn)介 ........................................................................................ 4 橋各參數(shù)對(duì)汽車穩(wěn)定性的作用與影響 .................................... 4 3 從動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式 ............................................................................................. 6 述 ................................................................................................ 6 型載重汽車的從動(dòng)橋 ................................................................ 8 4 轉(zhuǎn)向系的結(jié)構(gòu)形式 ............................................................................................. 9 述 ................................................................................................ 9 向器結(jié)構(gòu)形式及選擇 ................................................................. 9 環(huán)球式轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)及工作原理 .............................................. 10 5 轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì)計(jì)算 ........................................................................................... 11 動(dòng)橋主要零件工作應(yīng)力的計(jì)算 ............................................... 11 在最大側(cè)向力 (側(cè)滑 )工況下的前梁應(yīng)力計(jì)算 ......................... 13 向節(jié)在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的應(yīng)力 .......................................... 14 銷與轉(zhuǎn)向節(jié)襯套在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的應(yīng)力計(jì)算 .............. 15 向節(jié)推力軸承的計(jì)算 ............................................................... 18 向梯形的優(yōu)化設(shè)計(jì) ................................................................... 18 向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算 ............................................................... 21 6 經(jīng)濟(jì)性分析 .......................................................................................................... 23 7 結(jié) 論 .................................................................................................................. 24 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................. 25 致 謝 ......................................................................................................................... 26 1 主要符號(hào) 1G —— 汽車滿載靜止于水平路面時(shí)前橋給地面的載荷， N 1m —— 汽車制動(dòng)時(shí)對(duì)前橋的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù) ? —— 輪胎與路面的附著系數(shù) 車輪 (包括輪毅、制動(dòng)器等 )所受的重力， N B— 前輪輪距 S— 前梁上兩鋼板彈簧座中心間的距離 1d — 轉(zhuǎn)向節(jié)的輪軸根部軸徑 0d— 主銷直徑 h — 轉(zhuǎn)向節(jié)下襯套中點(diǎn)至前梁拳部下端面的距離 x— 設(shè)計(jì)變量 外轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角， r — 輪胎的滾動(dòng)半徑 W — 前軸彎曲截面系數(shù) '1G — 滿載時(shí)車廂分配給前橋的垂向總載荷 充值后 就可以下載此設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。全套資料包含有相應(yīng)的明書(shū)（附帶：開(kāi)題報(bào)告）和 紙（共計(jì) 2 張圖紙）。需要全套資料的朋友請(qǐng) 加 1： 1459919609 或 2：1969043202， 需要其他設(shè)計(jì)題目直接聯(lián)系！??！ 2 1 緒論 型載重汽車轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì)意義 汽車是現(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。汽車轉(zhuǎn)向系是汽車上的一個(gè)重要系統(tǒng) ,它是汽車轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的裝置。汽車的轉(zhuǎn)向性能直接影響汽車的行駛安全性。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大 ,人們對(duì)安全性、可靠性要求越來(lái)越高，為 保證人身和車輛的安全 ,必須為汽車配備十分可靠的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為輕型載重汽車轉(zhuǎn)向橋總成設(shè)計(jì)。 通過(guò)查閱相關(guān)的資料，運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(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： ? 具有足夠的強(qiáng)度，以保證可靠地承受車輪與車架之間的作用力。 ? 保證真確的車輪定位，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，以使車輪定位參數(shù)保持不變。 ? 轉(zhuǎn)向節(jié)與主銷 、 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。 ? 轉(zhuǎn)向 輪的擺振應(yīng)盡可能的小，以保證汽車的正常 、 穩(wěn)定行駛。 ? 從動(dòng)橋的質(zhì)量應(yīng)盡可能的小，以減輕非懸掛質(zhì)量，提高汽車行駛平順性。 橋和轉(zhuǎn)向系組成和設(shè)計(jì)步驟 前橋通過(guò)懸架與車架 (或承載式車身 )相聯(lián)，兩側(cè)安裝著從動(dòng)午輪，用以在車架 (或承載式車身 )與車輪之間傳遞鉛垂力、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)向主銷組 成。 動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式 1、非斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋 3 2、合縱臂式后支持橋 一般多采用非斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋。 動(dòng)橋設(shè)計(jì) 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)程序可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)。 2、零件工作應(yīng)力的計(jì)算 （ 1）在制動(dòng)工況下的前梁應(yīng)力計(jì)算 （ 2）在最大側(cè)壓力工況下的應(yīng)力計(jì)算 （ 3）轉(zhuǎn)向節(jié)在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的應(yīng)力計(jì)算 （ 4）主銷和轉(zhuǎn)向襯套在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的應(yīng)力計(jì)算 （ 5）轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承和止推墊片的計(jì)算 向系設(shè)計(jì) 1、轉(zhuǎn)向器方案分析 2、轉(zhuǎn) 向器主要性能參數(shù)設(shè)計(jì) 3、轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計(jì) 4 2 概述 橋簡(jiǎn)介 從動(dòng)橋即非驅(qū)動(dòng)橋，又稱從動(dòng)車橋。它通過(guò)懸架與車架 (或承載式車身 )相聯(lián)，兩側(cè)安裝著從動(dòng)車輪，用以在車架 (或承載式車身 )與車輪之間傳遞鉛垂力、縱向力和橫向力。從動(dòng)橋還要承受和傳遞制動(dòng)力矩。 根據(jù)從動(dòng)車輪能否轉(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，有些轎車采用全四輪轉(zhuǎn)向。多軸汽車除前輪轉(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。 一般載貨汽車采用 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。轎車多采用前置發(fā)動(dòng)機(jī)前橋驅(qū)動(dòng)，越野汽車均為全輪驅(qū)動(dòng)，故它們的前橋既是轉(zhuǎn)向橋又是驅(qū)動(dòng)橋，稱為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。 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。 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)向主銷組成。轉(zhuǎn)向節(jié)利用主銷與前梁鉸接并經(jīng)一對(duì)輪轂軸承支承著車輪的輪轂，以達(dá)到車輪轉(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將主銷固定在前梁拳部的孔內(nèi)，使之不能轉(zhuǎn)動(dòng)。 橋各參數(shù)對(duì)汽車穩(wěn)定性的作用與影響 為了保持汽車直線行駛的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向輕便性及汽車轉(zhuǎn)向后使前輪具有自動(dòng)回正的性能，轉(zhuǎn)向橋的主銷在汽車的縱向和橫 向平而內(nèi)都有一定傾角。在縱向平面內(nèi)，主銷上部向后傾斜一個(gè) ? 角，稱為主銷后傾角。在橫向平面內(nèi)，主銷上部向內(nèi)傾斜一個(gè)β角，稱為主 5 銷內(nèi)傾角。 主銷后傾使主銷軸線與路面的交點(diǎn)位于輪胎接地中心之前，該距離稱為后傾拖距。當(dāng)直線行駛的汽車的轉(zhuǎn)向輪偶然受到外力作用而稍有偏轉(zhuǎn)時(shí)，汽車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)車輪作用著一阻礙其側(cè)滑的側(cè)向反力，使車輪產(chǎn)生繞主銷旋轉(zhuǎn)的回正力矩，從而保證了汽車具有較好的直線行駛穩(wěn)定性。此力矩稱穩(wěn)定力矩。穩(wěn)定力矩也不宜過(guò)大，否則在汽 車轉(zhuǎn)向時(shí)為了克服此穩(wěn)定力矩需在方向盤上施加更大的力，導(dǎo)致方向盤沉重。后傾角通常在 ?3 以內(nèi)?，F(xiàn)代轎車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。 主銷內(nèi)傾也是為了保證汽車直線行駛的穩(wěn)定性并使轉(zhuǎn)向輕便。主銷內(nèi)傾使主銷軸線與路面的交點(diǎn)至車輪中心平面的距離即主銷偏移距減小，從而可減小轉(zhuǎn)向時(shí)需加在方向盤上的力，使轉(zhuǎn)向輕便，同時(shí)也可減小轉(zhuǎn)向輪傳到方向盤上的沖擊力。主 銷內(nèi)傾使前輪轉(zhuǎn)向時(shí)不僅有繞主銷的轉(zhuǎn)動(dòng)，而且伴隨有車輪軸及前橫梁向上的移動(dòng)，而當(dāng)松開(kāi)方向盤時(shí)，所儲(chǔ)存的上升位能使轉(zhuǎn)向輪自動(dòng)回正，保證汽車作直線行駛。內(nèi)傾角一般為 ?? 8~5 ；主銷偏移距一股為 30～ 40型客車、輕型貨車及裝有動(dòng)力轉(zhuǎn)向的汽車可選擇較大的主銷內(nèi)傾角及后傾角，以提高其轉(zhuǎn)向車輪的自動(dòng)回正性能。但內(nèi)傾角也不宜過(guò)大，即主銷偏移距不宜過(guò)小，否則在轉(zhuǎn)向過(guò)程中車輪繞主銷偏轉(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)致汽車制動(dòng)時(shí)跑偏，近年來(lái)出現(xiàn)主銷偏移距為負(fù)值的汽車。 前輪定位除上述主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角外，還有車輪外傾角及前束，共 4 項(xiàng)參數(shù)。車輪外傾指轉(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 ? ，稱為車輪外傾角。此角約為 ?? 一般為 ?1 左右。它可以避免汽車重載時(shí)車輪產(chǎn)生負(fù)外傾即內(nèi)傾，同時(shí)也與拱形路而相適應(yīng)。由于車輪外傾使輪胎接地點(diǎn)向內(nèi)縮，縮小了主銷偏 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。 前束的作用是為了消除汽車在行駛中因車輪外傾導(dǎo)致的車輪前端向外張開(kāi)的不利影響(具有外傾角的車輪在滾動(dòng)時(shí)猶如滾錐，因此當(dāng)汽車向前行駛時(shí)，左右兩前輪的前端會(huì)向外張開(kāi) )，為此在車輪安裝時(shí)，可使汽車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，以使車輪在每一瞬時(shí)的滾動(dòng)方向是向著正前方。前束即(一般汽車約為 3～ 5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。 6 在汽車的設(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)向車輪的擺振，它是指汽車行駛時(shí)轉(zhuǎn)向輪繞主銷不斷擺動(dòng)的現(xiàn)象，它將破壞汽車的正常行駛。轉(zhuǎn)向車輪的擺振有自激振動(dòng)與受迫振動(dòng)兩種類型。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)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)的固有頻率而與車輪轉(zhuǎn)速并不一致，且會(huì)在較寬的車速范圍內(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)向車輪及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)受到周期性擾動(dòng)的激勵(lì)，例如車輪失衡、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，在車輪轉(zhuǎn)動(dòng)下都會(huì)構(gòu)成周期性的擾動(dòng)。在擾動(dòng)力周期性的持續(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)向輪擺振頻率與車輪轉(zhuǎn)速一致，而且一般都有明顯的共振車速，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。 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。 3 從動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式 述 各種車型的非斷開(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。 7 圖 16汽車轉(zhuǎn)向橋 123、 456789101112 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加寬文承面。 有的汽車的轉(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。 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。 主銷的幾種結(jié)構(gòu)型式如下圖所示，其中比較常用的是 (a)， (b)兩種。 8 （ a） (b) (c) (d) 圖 3銷結(jié)構(gòu)形式 （ a） 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 (d)下部圓柱比上部細(xì)的主銷 轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承承受作用于汽車前梁上的重力，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。 主銷上、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。 型載重汽車的從動(dòng)橋 本設(shè)計(jì)為輕型載重汽車轉(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。 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，多用于轎車等以載人為主的高級(jí)車輛。非斷開(kāi)式又稱整體式，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)在汽車上得到廣泛應(yīng)用。因此本次設(shè)計(jì)就采用了非斷開(kāi)式從動(dòng)橋。 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的主要零件有前梁，轉(zhuǎn)向節(jié)，主銷，注銷上下軸承及轉(zhuǎn)向節(jié)襯套，轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承。主銷采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的實(shí)心的圓柱形如上圖 a 所示。 另外為了保證汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)所有車輪能繞一個(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)和強(qiáng)度計(jì)算。 9 4 轉(zhuǎn)向系的結(jié)構(gòu)形式 述 汽車在行駛過(guò)程中，經(jīng)常需要改變方向。就輪式汽車而言，改變行駛方向的方法是，駕駛員通過(guò)一套專設(shè)的機(jī)構(gòu)，使汽車的轉(zhuǎn)向橋上的車輪相對(duì)于汽車縱軸線偏轉(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輪的分量并成為汽車作曲線運(yùn)動(dòng)的向心力。在汽車直線行駛時(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)汽車行駛方向的專設(shè)機(jī)構(gòu)即稱作汽車的轉(zhuǎn)向系。 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。在現(xiàn)代汽車結(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，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。有些汽車裝有防傷機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向減振裝置。還有一些汽車的專門裝有動(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。 對(duì)轉(zhuǎn)向系的主要要求有： 1、操縱輕便。轉(zhuǎn)向時(shí)加在方向盤上的力對(duì)轎車不超過(guò) 200N，對(duì)中型貨車不超過(guò) 360N,對(duì)中型貨車不超過(guò) 450N,方向盤的回轉(zhuǎn)圈數(shù)要少。 2、工作安全可靠。 3、在轉(zhuǎn)向后，方向盤有自動(dòng)回正能力，能保持汽車有穩(wěn)定的直線行駛能力。 4、在前輪受到?jīng)_擊時(shí)，轉(zhuǎn)向系傳遞反向沖擊到方向盤上要小。 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)向盤在中間式的自由行程應(yīng)當(dāng)保證直線行駛的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向盤相對(duì)導(dǎo)向輪偏轉(zhuǎn)角的靈敏度。 向器結(jié)構(gòu)形式及選擇 1、類型 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、 10 蝸桿曲柄銷式和齒輪齒條式等。 轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)形式，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和市內(nèi)用客車，可以采用正效率較高的、可逆程度大的轉(zhuǎn)向器。 2、特點(diǎn) 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。 蝸桿曲柄銷式轉(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。 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，必須選擇較大的傳動(dòng)比，或裝有吸振裝置的減振器。 環(huán)球式轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)及工作原理 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。 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。 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h(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。 綜上最后本次設(shè)計(jì)選定循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。 11 5 轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì)計(jì)算 動(dòng)橋主要零件工作應(yīng)力的計(jì)算 主要是計(jì)算前梁、轉(zhuǎn)向節(jié)、主銷、主銷上下軸承 (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)滑兩種工況下的工作應(yīng)力。繪制計(jì)算用簡(jiǎn)圖時(shí)可忽略車輪的定位角，即認(rèn)為主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角，車輪外傾角均為零，而左右轉(zhuǎn)向節(jié)軸線重合且與主銷軸線位于同一側(cè)向垂直平面內(nèi)。如下所示： 圖 5向從動(dòng)橋在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的受力分析簡(jiǎn)圖 1 2制動(dòng)工況下的前梁應(yīng)力計(jì)算：制動(dòng)時(shí)前輪承受的制動(dòng)力?Z 傳給前梁，使前梁承受彎矩和轉(zhuǎn)矩?？紤]到制動(dòng)時(shí)汽車質(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： 111 2 (5 式中： 1G —— 汽車滿載靜止于水平路面時(shí)前橋給地面的載荷， N； 1m —— 汽車制動(dòng)時(shí)對(duì)前橋的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，對(duì)轎車和載貨汽車的前橋可取 量分配給前橋 35%； 12 1Z = ?21 1G 1m =855×前輪所承受的制動(dòng)力 ?1式中： ? —— 輪胎與路面的附著系數(shù)取為 由于 1Z 和別為： 2)2()( 1121 ?????N· (522 11212 ???????? ??N· (5式中：取 2l =285 mm 車輪 (包括輪毅、制動(dòng)器等 )所受的重力， N；取80N； B— 前輪輪距取 B=1650 S— 前梁上兩鋼板彈簧座中心間的距離取為 550 2 5501320)????· 55 013 4 ???·動(dòng)力： T=rx ·中： r — 輪胎的滾動(dòng)半徑取為 有 T=·梁在鋼板彈簧座附近危險(xiǎn)斷面處的彎曲應(yīng)力w?和扭轉(zhuǎn)應(yīng) ? （單位均為 別為： 222 ??? (5??? ?? (5式中 : W — 前軸彎曲截面系數(shù)， W= )(32 33 ?。 13 前 梁 應(yīng) 力 的 許 用 值 為 [w?]=300 ～ 500 當(dāng)取 D=68 d=58 ，W= )5868(32 33 ??=M=· w?=[w?]=300 D=68 d=58 足使用條件。 在最大側(cè)向力 (側(cè)滑 )工況下的前梁應(yīng)力計(jì)算 當(dāng)汽車承受最大側(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 與側(cè)向反力 不相等，前輪的地面反力 (單位都為 N)分別為： )21(21111 ?? )21(21111 ?? 1111 )21(2 ???11 111 )21(2 ???式中：汽車質(zhì)心高度取為 840 1? — 車輪與地面附著系數(shù)取為 此時(shí) 右作用。則有： 1 18)1 3 20 8 8 551 ????? 2737)1320 88551 ????? 320 88551 ?????? 320 88551 ?????? 側(cè)滑時(shí)左、右鋼板彈簧對(duì)前梁的垂直作用力為： ??? )(11'11 ? ??? )(11'11 ? 式中 : '1G — 滿載時(shí)車廂分配給前橋的垂向總載荷 '1r — 板簧座上表面離地高度 取 4001G =1239? 14 則有 6 96 5 0)4 0 08 4 0( 5 51 2 1 4 2 . ?????? 00840( 1 4 2 . ?????? 向節(jié)在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的應(yīng)力 如圖 5示，轉(zhuǎn)向節(jié)的危險(xiǎn)斷面在軸徑為 1d 的輪軸根部即 面處。 圖 5轉(zhuǎn)向節(jié)，主銷及轉(zhuǎn)向節(jié)襯套的計(jì)算用圖 一 、 在制動(dòng)工況下 面處的軸徑僅受垂向彎矩制動(dòng)力矩不經(jīng)