货车转向桥毕业设计说明书.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑货车转向桥毕业设计说明书 货车转向桥毕业设计说明书,版权全体,仅供参考!! 武汉理工大学华夏学院 前言 我国作为一个进展中国家，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布局，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，造成直接经济损失更加对于诸如转向桥等部件,因不能切实确定其失效理由和部位，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、坏在确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，布局设计，而达成汽车转向桥具有较好的转向灵敏性梦想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片面，转向桥是利用车桥中的转向节使车轮可以偏移确定角度，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布局不用，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 货车转向桥毕业设计说明书,版权全体,仅供参考!! 2 转向桥的布局 2.1 转向桥的组成片面 各种车型的非断开式转向桥的布局型式根本一致，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片面作为安装主销前梁拳部为提高其抗弯强度，其较长的中间片面采用工字行断面，并相对两端向下偏移确定距离，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，两端与拳部相接的片面采用方形断面，而靠近两端使拳部与中间片面相连接的向下弯曲片面，那么采用上述两种断面逐步过度的外形。

中间片面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布局，即由无缝钢管的中间片面和模锻成型的两端拳形片面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 其布局型式有几种，如图2-1所示，其中（a）、（b）两种型式是最常见的布局 3)转向节 多用中碳合金钢断模锻成整体式布局，有些大型汽车的转向节，由于其尺寸过大，也有采用组焊式布局的，即其轮轴片面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，以便用于调理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 作外观经渗碳淬火，渗碳层深1.5～3.0mm，外观硬度56～63HRC允许采用40或 货车转向桥毕业设计说明书,版权全体,仅供参考!! 武汉理工大学华夏学院 图2-1 主销的布局型式 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巩固，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外观的耐磨性，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特意的成分（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简捷，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布局后者的效率较高，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 货车转向桥毕业设计说明书,版权全体,仅供参考!! 2.2 转向桥的布局及其影响因素 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，以达成车轮转向的目的。

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、右转向节的下耳处那么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布局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简捷，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、转向简捷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确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，否那么在汽车转向时为了抑制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30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，那么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简捷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，使转向简捷，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50～80；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 货车转向桥毕业设计说明书,版权全体,仅供参考!! 武汉理工大学华夏学院 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，否那么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。

为了抑制因左、右前轮制动力不等而导致汽车制动时跑偏，近年来展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0.50～1.50,一般α为10左右它可以制止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，从而使转向简捷并改善了制动力的方向稳定性 前束的作用是为了消释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 货车转向桥毕业设计说明书,版权全体,仅供参考!! 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，可通过变更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、装配调整和使用中务必留神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假设后者的值大于系统内阻尼消耗的能量，那么系统将作增幅振动直至能量达成平衡状态这时系统将在某一振幅下持续震撼，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鼓舞，例如车轮失衡端面跳动，轮胎的几何和机械特性不平匀及运动学上的干扰等，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鼓舞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）通常在报告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理由及影响因素繁杂，既有设计布局的理由和制造方面的因素，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，用心地制造和调整装配，就能有效的操纵前轮摆振的发生。

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，都是操纵前轮摆振的一些有效措施 货车转向桥毕业设计说明书,版权全体,仅供参考!! 武汉理工大学华夏学院 3 转向桥的设计计算 3.1 转向桥主要零件尺寸确实定 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Wv和水平弯曲截面系数Wh可近似取为 Wv=20a3=2022.53=3.04104 mm3 (3-1) Wh=5.5a3 =5.511.5=8.3。