汽車轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì)說明書[共37頁]

1、西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)為載重汽車的轉(zhuǎn)向橋，此轉(zhuǎn)向橋需要適應(yīng)不同路況，不同速度下的穩(wěn)定行駛，因此對(duì)前橋的要求也越來越高。在汽車設(shè)計(jì)、制造、因此應(yīng)該本著既能有足夠的承載能力，又能實(shí)現(xiàn)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。通過設(shè)計(jì)：1.保證有足夠的強(qiáng)度：以保證可靠的承受車輪與車架之間的作用力。2保證有足夠的剛度：以使車輪定位參數(shù)不變。3保證轉(zhuǎn)向輪有正確的定位角度：以使轉(zhuǎn)向輪運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，操縱輕便并減輕輪胎的磨損。4轉(zhuǎn)向橋的質(zhì)量應(yīng)盡可能小：以減少非簧上質(zhì)量，提高汽車行駛平順性。通過分析工作原理設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向節(jié)、前軸、主銷等零件

2、的尺寸，使各個(gè)零部件的強(qiáng)度滿足校核，并運(yùn)用繪圖軟件繪制裝配圖和零件圖。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向橋；定位參數(shù)；轉(zhuǎn)向節(jié)；前軸；主銷西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文The design of the truck steering axleAbstract: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 d

3、esign, 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

4、: 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

5、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 ofthe size, so that the strength of the various components to meet the check,and use o

6、ther mapping software caxa assembly drawing and parts are drawing. Key words:steeringaxle, positional parameters, knuckle, front axle, kingpin目錄第1章概述51.1 本課題的背景及目的51.2 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋工作原理51.3 設(shè)計(jì)參數(shù)要求51.4 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋現(xiàn)狀61.5 本章小結(jié)6第2章轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)72.1 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方案選擇72.2 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的組成部分82.3 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋各參數(shù)對(duì)汽車穩(wěn)定性的影響102.4 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的設(shè)計(jì)計(jì)算132.4.1

7、轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋主要參數(shù)選擇132.4.2 制動(dòng)力矩的計(jì)算142.4.3 前輪轉(zhuǎn)角的計(jì)算152.4.4 轉(zhuǎn)向阻力矩的計(jì)算172.5 本章小結(jié)17第3章前梁設(shè)計(jì)183.1 前梁受力分析183.2 前梁尺寸選擇193.3 前梁應(yīng)力計(jì)算193.3.1 垂直載荷下的應(yīng)力計(jì)算203.3.2在制動(dòng)工況下的前梁應(yīng)力計(jì)算213.3.3 在側(cè)滑工況下的前梁應(yīng)力計(jì)算223.4 前梁材料選擇243.5 本章小結(jié)25第4章前梁的制造工藝分析274.1 前梁制造難點(diǎn)274.2 前梁工藝分析27第5章轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的維護(hù)使用要求285.1 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋使用要求285.2 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋維護(hù)285.2.1 前軸的檢修285.2.2 轉(zhuǎn)向節(jié)

8、的檢修295.2.3 輪轂的檢修305.2.4 前輪定位調(diào)整305.3 本章小結(jié)31總結(jié)32致謝33參考文獻(xiàn)34第1章概述1.1 本課題的背景及目的汽車工業(yè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要支柱的作用：1.在GDP中，汽車工業(yè)占較大比重。2.汽車工業(yè)的發(fā)展必然會(huì)推動(dòng)許多相關(guān)工業(yè)部門的發(fā)展。3.汽車工業(yè)是高度技術(shù)密集型的工業(yè)，集中著許多科學(xué)領(lǐng)域里的新材料、新設(shè)備、新工藝和新技術(shù)。轉(zhuǎn)向橋是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是讓汽車能夠改變行駛方向，并承擔(dān)部分汽車重量。本課題研究是學(xué)生在大學(xué)學(xué)習(xí)期間經(jīng)歷的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是讓我們綜合運(yùn)用所學(xué)課程的知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練，以提高我們?cè)诮窈蟮墓ぷ鲗?shí)踐中分析

9、問題、解決問題的能力；也是對(duì)各門課程教學(xué)質(zhì)量的一次綜合性檢查；是進(jìn)一步提高我們獨(dú)立工作能力的重要方法和途徑。1.2轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋工作原理從動(dòng)橋也稱非驅(qū)動(dòng)橋，又稱從動(dòng)車軸。它通過懸架與車架（或承載方式車身）相聯(lián)，兩端安裝從動(dòng)車輪，用以承受和傳遞車輪與車架之間的力（垂直力、縱向力、橫向力）和力矩，并保證轉(zhuǎn)向輪作正確的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。 根據(jù)從動(dòng)橋能否轉(zhuǎn)向分為轉(zhuǎn)向橋與非轉(zhuǎn)向橋，本次設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向橋是從動(dòng)橋的一種。一般載重汽車多以前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向橋。本次設(shè)計(jì)是針對(duì)載重汽車的轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)向橋作為汽車主要組成之一，它的性能的好壞直接影響整車性能，而對(duì)于載重汽車顯得尤為重要。當(dāng)采用大功率發(fā)動(dòng)機(jī)輸出大的轉(zhuǎn)矩以滿足目前載重汽車的快

10、速、重載的高效率、高效益的需要時(shí)，必須要搭配一個(gè)穩(wěn)定、可靠的轉(zhuǎn)向橋。轉(zhuǎn)向橋是汽車的重要組成部分，轉(zhuǎn)向橋是利用車橋中的轉(zhuǎn)向節(jié)使車輪可以偏移一定角度，并承受地面與車架之間的力及力矩，以實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向。1.3設(shè)計(jì)參數(shù)要求所設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋裝于兩軸運(yùn)輸汽車；整車總重18000（kg),軸距3800(mm),驅(qū)動(dòng)形式42，前橋轉(zhuǎn)向，后橋驅(qū)動(dòng)。汽車總寬度為2480（mm),前輪距1820（mm),后輪距2088（mm)，輪胎為11.00-20。左右側(cè)鋼板彈簧中心距為860（mm)，鋼板彈簧寬度為90（mm)。要求:車輛的最小轉(zhuǎn)彎半徑11400(mm),轉(zhuǎn)向橋架最低離地距離280（mm），轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋總成總重5

11、40（kg)。轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì)應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)的要求：1. GB 7258-2012 機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件2. QC/T 513-1999汽車前軸臺(tái)架疲勞壽命試驗(yàn)方法3. QC/T 483-1999汽車前軸疲勞壽命限值1.4轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋現(xiàn)狀目前，在汽車工業(yè)的巨大推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)各汽車行業(yè)對(duì)車橋的設(shè)計(jì)發(fā)展不斷走向成熟化。國(guó)內(nèi)的各專家學(xué)者和汽車生產(chǎn)廠家在繼承傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，不斷研發(fā)各種生產(chǎn)應(yīng)用軟件，在車橋參數(shù)化上面做了巨大貢獻(xiàn)，并對(duì)其進(jìn)行了深入研究。國(guó)內(nèi)我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，汽車使用越來越多，而當(dāng)前由于設(shè)計(jì)方案所限，不能精確地選擇零部件的尺寸和結(jié)構(gòu)，造成有的地方強(qiáng)度不夠，而有的地方強(qiáng)度又過剩，嚴(yán)

12、重地影響了產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計(jì)，造成直接經(jīng)濟(jì)損失。特別對(duì)于諸如轉(zhuǎn)向橋等部件,因不能準(zhǔn)確確定其失效原因和部位，造成不能從根本上解決其失效問題。不同類型的貨車在我國(guó)的市場(chǎng)中占有相當(dāng)大的比例，他們的性能的好、壞在一定程度上也影響著汽車在市場(chǎng)上的地位。通過幾十年汽車工業(yè)的快速發(fā)展，雖然國(guó)內(nèi)外對(duì)汽車轉(zhuǎn)向橋參數(shù)化也有進(jìn)行研究，但是畢竟對(duì)轉(zhuǎn)向橋的研究與實(shí)踐都還沒有達(dá)到成熟系統(tǒng)化，對(duì)汽車轉(zhuǎn)向橋參數(shù)化的研究與設(shè)計(jì)仍然是一個(gè)新課題，其參數(shù)化的技術(shù)還不是非常的完善，實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件與實(shí)際應(yīng)用尚未實(shí)現(xiàn)良好地接軌。因此企業(yè)在設(shè)計(jì)制造轉(zhuǎn)向橋的過程中大多延用傳統(tǒng)的方法，這樣造成產(chǎn)品的開發(fā)周期較長(zhǎng)，研發(fā)的經(jīng)費(fèi)也較大。因此急需開

13、發(fā)出一個(gè)適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)需求的汽車轉(zhuǎn)向橋參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，不僅對(duì)于提高企業(yè)的設(shè)計(jì)能力、擁有更多的新產(chǎn)品，具有重大促進(jìn)作用，而且在先進(jìn)設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域等機(jī)械類行業(yè)有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的市場(chǎng)發(fā)展空間。針對(duì)以上問題，本設(shè)計(jì)選用載重汽車的轉(zhuǎn)向橋作為設(shè)計(jì)對(duì)象，通過合理的計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而達(dá)到汽車轉(zhuǎn)向橋具有較好的轉(zhuǎn)向靈敏性。希望取得一個(gè)較好的結(jié)果，使載重汽車轉(zhuǎn)向橋提到一個(gè)新水平。1.5 本章小結(jié)本章主要是介紹了本次設(shè)計(jì)的背景和目的,介紹了轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的工作原理和特點(diǎn),并概述了轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的發(fā)展現(xiàn)狀.第2章轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方案選擇一般載重汽車采用前置發(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)

14、橋。轉(zhuǎn)向橋按與其匹配的懸架結(jié)構(gòu)不同，又可分為非斷開式與斷開式兩種。與非獨(dú)立懸架匹配的非斷開式的轉(zhuǎn)向橋是一根支承于左、右從動(dòng)車輪上的剛性整體橫梁，當(dāng)又是轉(zhuǎn)向橋時(shí)，其兩端經(jīng)轉(zhuǎn)向主銷與轉(zhuǎn)向節(jié)相連。斷開式轉(zhuǎn)向橋與獨(dú)立懸架相匹配。方案一：非斷開式從動(dòng)橋（圖2-1）圖2-1 非斷開式轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋1轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承 2轉(zhuǎn)向節(jié) 3調(diào)整墊片 4主銷5轉(zhuǎn)向梯形臂 6轉(zhuǎn)向節(jié)臂 7前梁 8轉(zhuǎn)向橫拉桿 9球頭銷非斷開式轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造工藝好、成本低、工作可靠、維修調(diào)整容易，廣泛應(yīng)用于各種載重汽車、客車及多數(shù)的越野汽車和部分小轎車上。但整個(gè)從動(dòng)橋、從動(dòng)車輪均屬于簧下質(zhì)量，對(duì)汽車平順性和降低動(dòng)載荷不利。方案二：斷開式從

15、動(dòng)橋（圖2-2）圖2-2斷開式轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋斷開式轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，但它大大增加了離地間隙；減小了簧下質(zhì)量，從而改善了行駛平順性，提高了汽車的平均車速；減小了汽車在行駛時(shí)作用于車輪和車橋上的動(dòng)載荷，提高了零部件的使用壽命；增加了汽車離地間隙；由于從動(dòng)車輪與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性較好，大大增加了車輪的抗側(cè)滑能力；與之相配合的獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)得合理，可增中汽車的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。這種驅(qū)動(dòng)橋在轎車和高通過性的越野汽車上應(yīng)用相當(dāng)廣泛。由于本次設(shè)計(jì)的是載重汽車的轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋，因此應(yīng)該本著既能有足夠的承載能力，又能實(shí)現(xiàn)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

16、，又在結(jié)構(gòu)上滿足要求的情況下應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。綜合以上考慮，最后選擇方案一。2.2轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的組成部分各種車型的非斷開式轉(zhuǎn)向橋的結(jié)構(gòu)型式基本相同，它主要由前梁（由于汽車前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向橋，因此其橫梁常稱前梁）、轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向主銷、轉(zhuǎn)向梯形臂、轉(zhuǎn)向橫拉桿等組成（如圖2-1所示）。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)向梯形臂，后者與轉(zhuǎn)向直拉桿相連；而在左、右轉(zhuǎn)向節(jié)的下耳處則裝有與轉(zhuǎn)向橫拉桿聯(lián)接的轉(zhuǎn)向梯形臂。有的將轉(zhuǎn)向節(jié)臂與轉(zhuǎn)向梯形臂聯(lián)成一體并安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)的下耳處以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。制動(dòng)底版緊固在轉(zhuǎn)向節(jié)的凸緣面上。轉(zhuǎn)向節(jié)的銷孔內(nèi)壓入帶有潤(rùn)滑槽的青銅襯套

17、以減小磨損。為使轉(zhuǎn)向輕便，在轉(zhuǎn)向節(jié)下耳與前梁拳部之間可裝滾子推力軸承，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。帶有羅紋的楔形鎖銷將主銷在前梁拳部的孔內(nèi)，使之不能轉(zhuǎn)動(dòng)。1、前梁:前梁是非斷開式轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋最主要的零件，由中碳鋼或中碳合金鋼模鍛而成。其兩端各有一呈拳形的加粗部分作為安裝主銷前梁拳部。為提高其抗彎強(qiáng)度，其較長(zhǎng)的中間部分采用工字行斷面，并相對(duì)兩端向下偏移一定距離，以便降低汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝位置，從而降低汽車傳動(dòng)系的安裝高度并減小傳動(dòng)軸萬向節(jié)主、從動(dòng)軸的夾角；為提高前梁的抗扭強(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連接的向下彎曲部分，則采用上述兩種斷面

18、逐漸過度的形狀。中間部分的兩側(cè)還要鍛造出鋼板彈簧支座的加寬支承面。非斷開式轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的前梁亦可采用組合式結(jié)構(gòu)，即由無縫鋼管的中間部分和模鍛成型的兩端拳形部分組焊而成。這種組合式前梁適用于批量不大的生產(chǎn)，并可省去大型鍛造設(shè)備。2、主銷:其結(jié)構(gòu)型式有圓柱實(shí)心型、圓柱空心型、下部圓柱比上部細(xì)的主銷、上端為直徑不等的圓柱、中間為椎體的主銷，前兩種型式是最常見的結(jié)構(gòu)。3、轉(zhuǎn)向節(jié):多用中碳合金鋼斷模鍛成整體式結(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)壓配并焊上去的。4、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向梯形臂:由中碳鋼或中碳合金鋼如40、35Cr、40CrNi鋼等用模鍛加工制成。多采用

19、沿其長(zhǎng)度變化尺寸的橢圓形截面以合理地利用材料和提高其強(qiáng)度和剛度。5、轉(zhuǎn)向橫拉桿:應(yīng)選用剛性好、質(zhì)量小的20鋼，30鋼或35鋼的無縫鋼管制造，其兩端的球形鉸接作為單獨(dú)組件，組裝好后以組件客體上的螺紋旋到桿的兩端端部，使橫拉桿的桿長(zhǎng)可調(diào)，以便用于調(diào)節(jié)前束。球形鉸接的球頭銷與襯墊均采用低碳合金鋼如12CrNi3A,20CrNi,20CrMnTi,工作表面經(jīng)滲碳淬火，滲碳層深1.53.0mm，表面硬度5663HRC。允許采用40或45中碳鋼制造并經(jīng)高頻淬火處理，球頭銷的過渡圓角處用滾壓工藝增強(qiáng)，球形鉸接的殼體用35鋼或40鋼制造。為了提高球頭和襯墊工作表面的耐磨性，可采用等離子或氣體等離子金屬噴鍍工藝

20、；亦可采用耐磨性好的工程塑料制造襯墊。后者在制造過程中可滲入專門的成分（例如尼龍-二硫化鉬），對(duì)這類襯墊可免去潤(rùn)滑。6、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，如推力球軸承、推力圓錐滾子軸承等。也有采用青銅止推墊片的。7、主銷上、下軸承:承受較大的徑向力，多采用滾動(dòng)軸承（即壓入轉(zhuǎn)向節(jié)上、下中的襯套），也有采用滾針軸承的結(jié)構(gòu)。后者的效率較高，轉(zhuǎn)向阻力小，且可延長(zhǎng)使用壽命。8、輪轂軸承:多由兩個(gè)圓錐滾子軸承組對(duì)，這種軸承的支承剛度較大，可承受較大負(fù)荷。轎車因負(fù)荷較輕，前輪毅軸承也有采用一對(duì)單列或一個(gè)雙列向心軸承的，球軸承的效率高，能延長(zhǎng)汽車的滑行距離，有的

21、轎車采用一個(gè)雙列圓錐滾子軸承。9、左、右輪胎螺栓:多數(shù)為右旋螺紋，但有些汽車為了防松，左側(cè)用左旋，右側(cè)用右旋。2.3轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋各參數(shù)對(duì)汽車穩(wěn)定性的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面內(nèi)部有一定傾角。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（圖2-3）。在橫向平面內(nèi)主銷上部相內(nèi)傾斜一個(gè)角，稱為主銷內(nèi)傾角（圖2-4）。圖2-3車輪外傾角和主銷后傾角1、主銷后傾角確定主銷后傾使主銷軸與路面的交點(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移時(shí)，汽車就偏離直線行使而

22、有轉(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使穩(wěn)定性。此力矩稱為穩(wěn)定力矩。穩(wěn)定力矩也不宜過大，否則在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)為了克服此穩(wěn)定力矩需在轉(zhuǎn)向盤施加更大的力，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向沉重。主銷后傾角通常在3以內(nèi)。現(xiàn)在載重汽車采用低壓寬斷面斜交輪胎，具有較大的彈性回轉(zhuǎn)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，則需選用較大的主銷后傾角。由于本次設(shè)計(jì)的要求，所以主銷后傾角取2。圖2-4主銷內(nèi)傾角2、主銷內(nèi)傾角的確定主銷內(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

23、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)需加在轉(zhuǎn)向盤上的力，使轉(zhuǎn)向輕便，同時(shí)也可減小轉(zhuǎn)向輪傳到轉(zhuǎn)向盤上的沖擊力。主銷內(nèi)傾使前輪轉(zhuǎn)向是不僅有繞主銷的轉(zhuǎn)動(dòng)，而且伴隨有車輪軸及前橫梁向上的移動(dòng)，而當(dāng)松開轉(zhuǎn)向盤是，所儲(chǔ)存的上升位能使轉(zhuǎn)向輪自動(dòng)回正，保證汽車作直線行使。主銷內(nèi)傾角一般為58；輕型客車、載重汽車及裝有動(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。但主銷內(nèi)傾角也不宜過大，即主銷偏移距不宜過小，否則在轉(zhuǎn)向過程中車輪繞主銷偏移時(shí)，隨著滾動(dòng)將伴隨著沿路面的滾動(dòng)，從而增加輪胎與路面的摩擦阻力，使轉(zhuǎn)向變得很沉重。根據(jù)轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，取主

24、銷內(nèi)傾角為6。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（圖2-3）及車輪前束（圖2-5），共四項(xiàng)參數(shù)。3、車輪外傾角的確定車輪外傾指轉(zhuǎn)向輪安裝時(shí)，其輪胎中心平面不是垂直與地面，而是向外傾斜一個(gè)角度，稱為車輪外傾角。此角約為0.51.5,一般為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)車輪外傾也與拱形路面相適應(yīng)。由于車輪外傾角使輪胎接地點(diǎn)內(nèi)縮?？s小了主銷偏移距，從而使轉(zhuǎn)向輕便并改善了制動(dòng)力的方向穩(wěn)定性。根據(jù)轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，所以取車輪外傾角為1。圖2-5 車輪前束4、車輪前束的確定車輪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的不利影響（具

25、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），為此在車輪安裝時(shí)，可使汽車兩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，以使前輪在每一瞬間的滾動(dòng)方向向著正前方。前束值即（B-A），一般載重汽車約為35mm，可通過改變轉(zhuǎn)向橫拉桿的長(zhǎng)度來調(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。根據(jù)轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，所以取車輪前束為4mm。在汽車設(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)向車輪繞主銷不斷受迫振動(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

26、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)周期中路面作用與輪胎的力對(duì)系統(tǒng)做正功，即外面對(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)到平衡狀態(tài)。這時(shí)系統(tǒng)將在某一振幅下持續(xù)震動(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。當(dāng)車輪向車輪及轉(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)向車輪擺振頻率與車輪轉(zhuǎn)速一致，而且一般豆油明顯的

27、共振車速，共振范圍（3-5km/h）。通常在告訴行駛時(shí)發(fā)生的擺振往往都屬于受迫振動(dòng)型。轉(zhuǎn)向車輪擺振的發(fā)生原因及影響因素復(fù)雜，既有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的原因和制造方面的因素，如車輪失衡、輪胎的機(jī)械特性、胸的剛度與阻尼、轉(zhuǎn)向車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)各環(huán)節(jié)間的間隙（影響系統(tǒng)的剛度）和摩擦（影響阻尼）等。合理地選擇有關(guān)參數(shù)。優(yōu)化他們之間的匹配，精心地制造和調(diào)整裝配，就能有效的控制前輪擺振的發(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)置橫向減振器以增加阻尼等，都是控制前輪擺振的一些有效措施。2.4轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的設(shè)

28、計(jì)計(jì)算2.4.1轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋主要參數(shù)選擇表21 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋參數(shù)汽車總質(zhì)量前軸載荷G1質(zhì)心高度hg前輪距B軸距L180000 N60000 N1000 mm1820 mm3800 mm鋼板彈簧中心距S輪胎滾動(dòng)半徑rr汽車質(zhì)心至前軸中心線距離汽車質(zhì)心至后軸中心線距離后輪距860 mm540 mm2530 mm1270 mm2088 mm圖2-6轉(zhuǎn)向節(jié)與前梁連接示意圖圖2-7轉(zhuǎn)向橋總裝圖根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，輪胎為11.00-20，可知輪胎直徑為1080 mm，輪胎的寬度為280 mm；標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷(kg):18PR,3430相應(yīng)氣壓(kpa):18PR,880；鼓式制動(dòng)器的直徑取420 mm，寬度取180

29、 mm，轉(zhuǎn)向節(jié)上下襯套取50 mm，主銷直徑取60 mm；前輪距為1820 mm時(shí)，取輪胎中心線到主銷的距離取140 mm，取主銷中心距為1540 mm。汽車的離地高度要大于280mm，又知道輪胎的半徑為540mm，取拳部高度為150mm，取拳部下面到前梁下面的距離為150mm，則汽車的離地高度為315mm280mm，符合設(shè)計(jì)任務(wù)書要求。2.4.2制動(dòng)力矩的計(jì)算制動(dòng)時(shí)前輪承受的制動(dòng)力P和垂向反力Z1傳給前梁，使前梁承受轉(zhuǎn)矩和彎矩?？紤]到制動(dòng)時(shí)汽車質(zhì)量向前轉(zhuǎn)向橋的轉(zhuǎn)移，則前輪所承受的地面垂向反力為Z1=G12m1（2-1）式中：G1汽車滿載止于水平路面上前橋給地面的載荷，60000N；m1汽車制

30、動(dòng)時(shí)對(duì)前橋的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，對(duì)載貨汽車的前橋可取1.5。Z1=G12m1 =6000021.5 =45000 N前輪所受的制動(dòng)力為 P=Z1（2-2）式中：輪胎與路面的附著系數(shù)，取0.8。P=Z1=450000.8=36000 N制動(dòng)力矩Mh為 Mh=Pl2=Z1l2（2-3）式中：l2為輪胎中線至板簧座中線間的距離，480mm。Mh=Pl2=36000480=17280000 Nmm2.4.3前輪轉(zhuǎn)角的計(jì)算汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，受彈性輪胎側(cè)偏角的影響，所有車輪不是繞位于后軸沿長(zhǎng)線上的點(diǎn)滾動(dòng)，而是繞位于前軸和后軸之間的汽車內(nèi)側(cè)某一點(diǎn)滾動(dòng)。此點(diǎn)位置與前輪和后輪的側(cè)偏角大小有關(guān)。因影響輪胎側(cè)偏角的因素很多

31、，且難以精確確定，故下面是在忽略側(cè)偏角影響的條件下，分析有關(guān)兩軸汽車的轉(zhuǎn)向問題。此時(shí)，兩轉(zhuǎn)向前輪軸線的延長(zhǎng)線應(yīng)交在后軸延長(zhǎng)線上，如圖2-6所示。設(shè)、分別為內(nèi)、外轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)角，L為汽車軸距，M為兩主銷中心線延長(zhǎng)線到地面交點(diǎn)之間的距離。若要保證全部車輪繞一個(gè)瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心行駛，則梯形機(jī)構(gòu)應(yīng)保證內(nèi)、外轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)角有如下關(guān)系 cot-cot=ML (2-4)式中：轉(zhuǎn)向輪外輪角。轉(zhuǎn)向輪內(nèi)輪轉(zhuǎn)角。M為兩主銷中心線距離，1540mm。L汽車軸距，3800mm。圖2-8轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)示意圖汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑Rmin是指轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角在最大位置條件下，汽車低速行駛時(shí)汽車轉(zhuǎn)向外輪的接地中心到車輛轉(zhuǎn)向中心的距離。汽車的最小轉(zhuǎn)

32、彎半徑與汽車外轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角max、軸距L、兩主銷距離M有關(guān)。在轉(zhuǎn)向過程中，M、K的值保持不變，只有max是變化的，所以內(nèi)輪必須要具有足夠大的轉(zhuǎn)角，以保證獲得給定的最小轉(zhuǎn)彎半徑Rmin。計(jì)算最小轉(zhuǎn)彎半徑的公式如下：Rmin=Lsinmax (2-5)因?yàn)樘菪螜C(jī)構(gòu)不能保證內(nèi)、外轉(zhuǎn)角max、max與理論值一樣，故實(shí)際的轉(zhuǎn)彎半徑Rmin與上述結(jié)果不完全符合。在給定最小轉(zhuǎn)彎半徑Rmin的條件下，可用下式計(jì)算出轉(zhuǎn)向外輪應(yīng)達(dá)到的最大轉(zhuǎn)角：max=arcsinLRmin(2-6)由給定的汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑Rmin，同時(shí)為了提高汽車機(jī)動(dòng)性Rmin=11400 mm (2-7)可得：max=arcsin38001

33、1400=19.5 (2-8)轉(zhuǎn)向車輪必須保證要有以下關(guān)系cot-cot=ML (2-9)max=arccotcotmax-ML=arccotcot19.5-15403800=24.3 (2-10)汽車的最大外輪轉(zhuǎn)角max=19.5汽車的最大內(nèi)輪轉(zhuǎn)角max=24.32.4.4轉(zhuǎn)向阻力矩的計(jì)算為了汽車行駛安全，轉(zhuǎn)向系的各分總承和零部件必須有足夠的強(qiáng)度。校核轉(zhuǎn)向系零件的強(qiáng)度，首先要確定作用在各零部件上的力和力矩。影響這些力的主要因素有轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷、路面的摩擦因素、輪胎氣壓等。轉(zhuǎn)向輪要克服的阻力還包括轉(zhuǎn)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)的原地轉(zhuǎn)向阻力矩、輪胎變形阻力和轉(zhuǎn)向系各零部件的摩擦阻力等，要精確計(jì)算出這些力是很困

34、難的。為此推薦用足夠精確的半經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算汽車在瀝青路面或混凝土路面上的原地轉(zhuǎn)向阻力矩Mr（N/mm）。Mr=f3G13P(2-11)式中：f輪胎與地面的滑動(dòng)摩擦因素，取0.7.G1轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷，60000N。P輪胎氣壓，取輪胎標(biāo)準(zhǔn)氣壓880 KPa。帶入數(shù)據(jù)可得Mr=f3G13P=0.73600003880000=3655 N/mm(2-12)2.5 本章小結(jié)本章主要是對(duì)轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),首先選擇了從動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方案,在計(jì)算了從動(dòng)橋的主要設(shè)計(jì)參數(shù).第3章前梁設(shè)計(jì)3.1 前梁受力分析汽車前梁的強(qiáng)度計(jì)算是以施加在前梁的靜載荷為基礎(chǔ)的，并考慮到汽車在行駛時(shí)受到來至路面的沖擊對(duì)前梁帶來的附加垂直載

35、荷（動(dòng)載荷），制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)移到前梁的載荷，以及汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)在離心力的作用下造成的汽車側(cè)滑而產(chǎn)生的載荷等因素。因而，對(duì)前梁的彎曲和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度都要進(jìn)行計(jì)算。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、主銷后傾角及車輪外傾角均為零，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)，如圖3-1所示。圖3-1 前梁受力分析由受力分析圖可知前梁在制動(dòng)時(shí)最大彎曲應(yīng)力在鋼板彈簧座中間處，最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力在鋼板彈簧座附近，在側(cè)滑時(shí)最大彎曲應(yīng)力在主銷孔處。3.2 前梁尺寸選擇轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋前梁采用工字?jǐn)嗝娴那傲?，可保證其質(zhì)量最小而垂向平面內(nèi)的剛度大、強(qiáng)度高。為了避免跳動(dòng)過程中與發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生碰撞，前梁中部要向下彎曲，

36、但是中部最低處距地面高度不可太小，以免影響汽車通過性，工字?jǐn)嗝娉叽绲耐扑]值見圖3-2。圖3-2 尺寸推薦值參考同類轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的設(shè)計(jì)，工字鋼中心厚度a一般取20-25 mm,取a=25mm，工字鋼高度一般為中心厚度的6倍，h=256=150 mm，工字鋼寬度一般為中心厚度的4.25倍，b=254.25=106 mm，工字鋼上、下沿厚度為中心厚度的1.1倍，251.1=27.5 mm，取30 mm。拳部高度約等于工字?jǐn)嗝娓叨龋?50 mm，主銷直徑取拳部高度的0.35-0.45倍，1500.4=60 mm。3.3 前梁應(yīng)力計(jì)算圖3-2中虛線繪出的是其當(dāng)量斷面，該斷面的垂向彎曲截面系數(shù)Wv和水平彎

37、曲截面系數(shù)Wh可近似取為Wv=20a3 (3-1)Wh=5.5a3(3-2)式中：a工字?jǐn)嗝娴闹胁砍叽?，見圖3-2，25mm。Wv=20a3 =20253=312500 mm3Wh=5.5a3=5.5253=85937 mm3在設(shè)計(jì)中為了預(yù)選彈簧在板簧座處的彎曲截面系數(shù)Wv，可采用經(jīng)統(tǒng)計(jì)取得的經(jīng)驗(yàn)公式： Wv1=ml2200(3-3)式中：m作用于該前梁上的簧上質(zhì)量，6000 kg；l車輪中線到板簧座中線的距離，48 cm；2200系數(shù)，kgcm-2。Wv1=ml2200=6000482200=130.9cm3=130900 mm33.3.1 垂直載荷下的應(yīng)力計(jì)算汽車在水平路面時(shí)，作用在前梁的

38、最大彎矩為MV=G12B-s2(3-4)式中：G1汽車滿載止于水平路面上前橋給地面的載荷，60000N；B前輪輪距，1820mm。s前梁兩鋼板彈簧座中間的距離，860mm。MV=G12B-s2=6000021820-8602=14400000 Nmm在靜載荷的作用下，前梁的最大彎曲應(yīng)力w發(fā)生在兩板簧座之間，其值為：彎曲應(yīng)力w為w=MvWv=14400000312500=46 MPa(3-5)汽車行駛過程中，前梁還受到來至地面的沖擊力，因此在進(jìn)行前梁的強(qiáng)度計(jì)算時(shí)還要考慮一個(gè)動(dòng)載系數(shù)。前梁的動(dòng)載系數(shù)隨汽車底盤和輪胎的剛度不同而異?？紤]了前梁動(dòng)載荷后的最大應(yīng)力：max=wkd(3-6)式中：kd動(dòng)載

39、荷系數(shù)，取2.5。max=462.5=115 MPa3.3.2在制動(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P和垂向反力Z1傳給前梁，使前梁承受轉(zhuǎn)矩和彎矩?？紤]到制動(dòng)時(shí)汽車質(zhì)量向前轉(zhuǎn)向橋的轉(zhuǎn)移，則前輪所承受的地面垂向反力為Z1=G12m1(3-7)式中：G1汽車滿載止于水平路面上前橋給地面的載荷，60000N；m1汽車制動(dòng)時(shí)對(duì)前橋的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，對(duì)載貨汽車的前橋可取1.5。Z1=G12m1=6000021.5=45000 N前輪所受的制動(dòng)力為P=Z1(3-8)式中：輪胎與路面的附著系數(shù)，取0.8。P=Z1=450000.8=36000N由Z1和P對(duì)前梁引起的垂向彎矩MV和水平方向的彎矩Mh在

40、兩鋼板彈簧座之間達(dá)最大值，分別為MV=Z1-gwl2=Z1-gwB-s2(3-9) Mh=Pl2(3-10)式中：l2為輪胎中線至板簧座中線間的距離，480mm。gw為車輪的重力，2000N。B前輪輪距，1820mm。s前梁兩鋼板彈簧座中間的距離，860mm。MV=Z1-gwl2=Z1-gwB-s2=45000-20001820-8602=20640000 NmmMh=Pl2=36000480=17280000Nmm制動(dòng)力P還使前梁在主銷孔至鋼板彈簧座之間承受扭矩T：T=Prr(3-11)式中：rr輪胎的滾動(dòng)半徑，540mm。T=Prr=36000540=19440000 Nmm前梁在鋼板彈簧

41、座附近危險(xiǎn)斷面處的彎曲應(yīng)力w和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為w=MvWv+MhWh=20640000312500+1728000085937=267MPa(3-12)=TWT=TJkmax=194400004860000/30120MPa(3-13)式中：WT前梁在危險(xiǎn)斷面的扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)，162000mm3。max前梁斷面的最大厚度，30mm。Jk前梁斷面的極慣性矩，對(duì)工字形斷面：Jk=0.4h3mm4=4860000(3-14)h工字型斷面矩形元素的長(zhǎng)邊長(zhǎng)，mm。工字型斷面矩形元素的短邊長(zhǎng)，mm。3.3.3在側(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)無縱向力作用，左、右前輪承受的地面垂直反力Z1L、Z1R和

42、側(cè)向反力Y1L、Y1R各不相等，可以推出前輪的地面反力為Z1L=G121+2hg1B1=6000021+210000.81820=56372N(3-15)Z1R=G121-2hg1B1=6000021-210000.81820=3628N(3-16)Y1L=G121+2hg1B11=6000021+210000.818200.8=45098N(3-17)Y1R=G121-2hg1B11=6000021-210000.818200.8=2902N(3-18)式中：G1汽車停于水平路面時(shí)的前橋載荷，60000N。B1汽車前輪輪距，1820mm。hg汽車質(zhì)心高度，1000mm。1輪胎與路面的附著系數(shù)

43、，取1=0.8。側(cè)滑時(shí)左、右鋼板彈簧對(duì)前梁的垂向作用力（N）為T1L=G12+G11hg-rrs=600002+600000.81000-480860=59023N(3-19)T1R=G12-G11hg-rrs=600002-600000.81000-480860=977N(3-20)式中：G1汽車滿載時(shí)車廂分配給前橋的垂向載荷，60000 N。rr板簧座上表面的離地高度，480mm。s兩板簧座中心間的距離，860mm?？衫L制出前梁與輪軸在汽車側(cè)滑時(shí)的垂向受力彎矩圖。由該彎矩圖可見，前梁的最大彎矩發(fā)生在汽車側(cè)滑方向一側(cè)拳部的主銷孔處（剖面處）;而另一側(cè)在鋼板彈簧座處（剖面處），可由下式直接求出

44、：M-=Z1Ll1+Y1Lrr=56372140-45098540=16460840Nmm(3-21)M-=Z1Rl2+Y1Rrr=3628480+2902540=3308520 Nmm(3-22)式中：M彎矩，Nmm。Z1L，Z1R左右前輪承受地面的垂向反力，N。Y1L，Y1R左右前輪承受地面的側(cè)向反力，N。彎曲應(yīng)力w為w-=M-Wv=16460840312500=104 MPa(3-23)w-=M-Wv1=3308520130900=25 MPa(3-24)3.4前梁材料選擇表3-1 材料對(duì)比材料抗拉強(qiáng)度屈服強(qiáng)度45鋼600 MPa355 MPa30Cr885 MPa685 MPa40Cr

45、980 MPa785MPa45鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳含量為0.42-0.50%，抗拉強(qiáng)度為600MPa，屈服點(diǎn)為355MPa；這種鋼的價(jià)格便宜、機(jī)械性能很好，易切削加工,模具中常用來做模板,梢子,導(dǎo)柱等。30Cr這種鋼抗拉強(qiáng)度為885MPa，屈服點(diǎn)為685MPa；通常在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用，也可在正火后使用，用于制造在磨損及摩擦條件下或在很大沖擊負(fù)荷下工作的重要機(jī)件，如軸、小軸、平衡杠桿、搖桿、連桿、螺栓、螺帽、齒輪和各種滾子等。此外，這種鋼還可用作高頻表面淬火用鋼，用于制作要求高的表面硬度及耐磨性的零件。40Cr為合金結(jié)構(gòu)鋼，碳含量為0.37-0.45%，含鉻0.8-1.1%，抗拉強(qiáng)度為980MPa

46、，屈服點(diǎn)為785MPa；用于負(fù)荷較大的受力件。Cr在熱處理中的主要作用是提高鋼的淬透性。由于淬透性提高，淬火（或調(diào)質(zhì)）處理后40Cr的強(qiáng)度、硬度、沖擊韌性等機(jī)械性能也明顯比45鋼高，但是價(jià)格也比45鋼貴但也是由于淬透性強(qiáng)，在淬火時(shí)40Cr的內(nèi)應(yīng)力也就比45鋼大，同樣的條件下40Cr材料的工件開裂傾向也就比45鋼材料的工件大。因此為避免工件開裂，40Cr淬火時(shí)大多選用導(dǎo)熱性較低的油作為淬火介質(zhì)，而45剛則用導(dǎo)熱性較高的水作為淬火介質(zhì)。根據(jù)轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在滿足工作應(yīng)力的情況下保證價(jià)格低廉、結(jié)實(shí)耐用、加工方便；所以前梁的材料選用45鋼。3.5本章小結(jié)本章主要是設(shè)計(jì)從動(dòng)橋的前梁,對(duì)前梁進(jìn)

47、行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并進(jìn)行了應(yīng)力計(jì)算和材料的選擇。第4章前梁的制造工藝分析4.1 前梁制造難點(diǎn)模鍛工藝生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，尺寸精確，加工余量小，并可鍛制形狀復(fù)雜的鍛件；適用于批量生產(chǎn)。但模具成本高，需有專用的模鍛設(shè)備，不適合于單件或小批量生產(chǎn)。4.2 前梁工藝分析方案一：自由鍛是將加熱好的金屬坯料放在鍛造設(shè)備的上,下砥鐵之間,施加沖擊力或壓力,直接使坯料產(chǎn)生塑性變形,從而獲得所需鍛件的一種加工方法。自由鍛由于鍛件形狀簡(jiǎn)單,操作靈活,適用于單件,小批量及重型鍛件的生產(chǎn)。自由鍛分手工自由鍛和機(jī)器自由鍛.手工自由鍛生產(chǎn)效率低,勞動(dòng)強(qiáng)度大,僅用于修配或簡(jiǎn)單,小型,小批鍛件的生產(chǎn),在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,機(jī)器自

48、由鍛已成為鍛造生產(chǎn)的主要方法,在重型機(jī)械制造中,它具有特別重要的作用。方案二：模鍛全稱為模型鍛造，將加熱后的坯料放置在固定于模鍛設(shè)備上的鍛模內(nèi)鍛造成形的。模鍛可以在多種設(shè)備上進(jìn)行。在工業(yè)生產(chǎn)中，錘上模鍛大都采用蒸汽-空氣錘，噸位在5KN300KN（0530t）。壓力機(jī)上的模鍛常用熱模鍛壓力機(jī)，噸位在25000KN63000KN。模鍛的鍛模結(jié)構(gòu)有單模堂鍛模和多模膛鍛模。它用燕尾槽和斜楔配合使鍛模固定，防止脫出和左右移動(dòng)；用鍵和鍵槽的配合使鍛模定位準(zhǔn)確，并防止前后移動(dòng)。單模膛一般為終鍛模膛，鍛造時(shí)常需空氣錘制坯，再經(jīng)終鍛模膛的多次錘擊一次成形，最后取出鍛件切除飛邊。自由鍛由于鍛件形狀簡(jiǎn)單,操作靈活

49、,適用于單件,小批量及重型鍛件的生產(chǎn)。自由鍛分手工自由鍛和機(jī)器自由鍛.手工自由鍛生產(chǎn)效率低,勞動(dòng)強(qiáng)度大,僅用于修配或簡(jiǎn)單,小型,小批鍛件的生產(chǎn),自由鍛比模鍛設(shè)備便宜，操作簡(jiǎn)單，所以選擇自由鍛。4.3 本章小結(jié)本章主要是對(duì)從動(dòng)橋的前梁進(jìn)行工藝分析,概述了前梁的制造難點(diǎn),提出了幾種制造方案,并選擇了最佳方案.第5章轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋的維護(hù)使用要求5.1 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋使用要求1、起步、停車要平穩(wěn)，避免緊急制動(dòng)和死打方向，盡量做到滑行停車并保持車輪平直。行駛時(shí)少用緊急制動(dòng)，在不平的路面行駛時(shí)要低速慢行，防止前橋受沖擊載荷，以免引起前懸架各機(jī)件早期損壞。2、保持正常的輪胎氣壓，輪胎氣壓過高會(huì)增加車輪上下跳動(dòng)的頻率

50、，氣壓過低會(huì)增加輪胎滾動(dòng)阻力和側(cè)向力。前橋和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)直接關(guān)系著汽車行駛的穩(wěn)定性和安全性。在汽車的使用過程中，汽車前橋一般要承受來自地面垂直方向反力，水平方向制動(dòng)力、慣性力、行駛阻力以及制動(dòng)力引起的轉(zhuǎn)矩等。這些力多是交變、沖擊性的栽花由此前橋系統(tǒng)的各零件會(huì)產(chǎn)生磨損、變形及疲勞裂紋，加劇主銷座孔、座孔端面及輪胎的磨損，降低使用壽命；同時(shí)會(huì)破壞汽車的正常運(yùn)行，使之在運(yùn)行過程中，發(fā)生不同程度的轉(zhuǎn)向沉重、方向不穩(wěn)，行駛跑偏和前輪搖擺等故障。這樣，就會(huì)增加汽車駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且不能保證行車的安全。5.2 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋維護(hù)汽車轉(zhuǎn)向橋直接關(guān)系到汽車行駛的穩(wěn)定性和安全一期的運(yùn)行中轉(zhuǎn)向橋因承受路面?zhèn)鱽淼母鞣N力利

51、力矩以及沖擊載荷，各零件會(huì)發(fā)牛各種耗損，如磨損、變形、裂紋和車輪定位參數(shù)改變等。這些都會(huì)影響汽車的止常運(yùn)行，使汽車在行駛中出現(xiàn)不同程度的轉(zhuǎn)向沉重、方向不穩(wěn)、行駛跑偏、前輪搖擺等故障，增加r駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，甚至影響到行駛的安全性。5.2.1 前軸的檢修1、前軸的技術(shù)要求。汽車前軸應(yīng)無裂紋，各鋼板彈簧座的平面度不大于0.4mm，兩鋼板彈簧座應(yīng)在同一平而內(nèi)，其平而度誤差應(yīng)不大于0.8mm。用拉線法檢驗(yàn)前軸時(shí)，拉線到兩鋼板彈簧座的距離應(yīng)符合原廠要求，拉線偏離鋼板彈簧座中心的誤差應(yīng)不大于4mm。主銷孔與主銷的配合問隙為0.030.05mm。2、前軸的彎、扭變形檢驗(yàn)及校正。檢驗(yàn)前首先檢查作為定位基準(zhǔn)的兩

52、個(gè)主銷孔和鋼板彈簧座平面，是否有失圓或平面不平，應(yīng)先修好再作定位基準(zhǔn)。采用拉線法檢驗(yàn)時(shí)，在主銷孔上平面中心拉一條細(xì)線，用鋼板尺測(cè)量?jī)射摪遄c拉線之問的距離，若不相等，說明前軸上下彎曲變形。為確定方向可用新前軸測(cè)量比較，哪端的高度與新前軸的高度一致，說明哪端發(fā)生了彎曲。再觀察拉線是否通過兩鋼板座中小來判斷前軸兩端有無在水平面上發(fā)生扭曲，拉線通過中心端無扭曲，沒通過中心線的發(fā)生扭曲。采用試棒和角尺配合進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，首先將試棒插入主銷孔，然后在兩鋼板彈簧座上各放一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)墊塊。在墊塊上放一只檢驗(yàn)角尺，檢驗(yàn)時(shí)使角尺邊緣盡量貼靠試棒，從角尺與試棒的貼靠情況可判斷出前軸的變形情況。若上端有問隙，說明前軸向下彎

53、曲，反之為前軸向上彎曲。此項(xiàng)檢驗(yàn)，兩端分別進(jìn)行。前軸的彎曲和扭曲變形超過規(guī)定時(shí)，應(yīng)進(jìn)行校正。前軸校正有冷校和熱校兩種方法。熱校是將前軸變形部位局部加熱至500-600后進(jìn)行校止。這種方法勞動(dòng)強(qiáng)度大，修理質(zhì)量難以保證，所以對(duì)于一些汽車前軸為鑄鐵件的不采用熱校而采用冷校。冷校一般是在專用的液壓校正器上進(jìn)行的，液壓校正器上同時(shí)裝有檢驗(yàn)裝置，可以在同一工位上進(jìn)行前軸的校正和檢驗(yàn)工作。3、前軸裂紋的檢修。前軸的裂紋多發(fā)生在鋼板彈簧座內(nèi)側(cè)250mm處斷面突緣兩側(cè)和主銷孔至鋼板座之間。外觀檢查時(shí)，將前軸清洗干凈后，借助放裝有柴油或煤油的火容器內(nèi)0.3-0.5 h后洗擦干凈，存前軸表面涂有石堊粉，用木錘輕敲前

54、軸，看有無油跡出現(xiàn)，若有則說明此處發(fā)生了裂紋。前軸經(jīng)檢驗(yàn)不得有任何性質(zhì)的裂紋，當(dāng)前軸檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)裂紋不大而日深度小大于斷而的14時(shí)，可采用手工電弧焊修復(fù)。焊修時(shí)，應(yīng)正確選擇焊接規(guī)范，采用直流反板法（工件接負(fù)極）焊接，焊縫突出基體高度不超過1-2 mm，當(dāng)前軸經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)裂紋較大且深度大于斷面的1/4或發(fā)生橫向裂紋時(shí)，前軸應(yīng)予以報(bào)廢。5.2.2 轉(zhuǎn)向節(jié)的檢修轉(zhuǎn)向節(jié)是用來支承前輪輪轂軸承，并保證前輪繞主銷轉(zhuǎn)。由于前輪定位和前輪側(cè)滑，轉(zhuǎn)向節(jié)的受力比后橋更為復(fù)雜，但載荷較小，一般前輪的轉(zhuǎn)向節(jié)損傷比后橋少。轉(zhuǎn)向節(jié)軸承如果松動(dòng)，會(huì)使汽車行駛不穩(wěn)，轉(zhuǎn)向節(jié)如果斷裂或車輪從轉(zhuǎn)向節(jié)上松脫，可導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。因此對(duì)于轉(zhuǎn)向

55、節(jié)，應(yīng)重點(diǎn)檢查軸頭的損傷和裂紋，軸承是否有損傷或裂紋及軸頭螺紋與螺母的配合情況。1、軸頸檢查。轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸的磨損量，一般應(yīng)不大于0.10mm，軸頸應(yīng)用磁力探傷儀檢查檢查完畢后退磁），無探傷儀時(shí)可用敲擊法檢查，其方法是：先將轉(zhuǎn)向節(jié)軸用煤油洗凈，用銅錘在轉(zhuǎn)向節(jié)錐形部分輕敲數(shù)次，將油跡擦干，然后在軸頸上撒涂白粉，用銅錘輕敲，如軸上有煤油滲透的痕跡，即為轉(zhuǎn)向節(jié)軸有裂紋。2、轉(zhuǎn)向節(jié)與前軸間隙的檢修。轉(zhuǎn)向節(jié)端而與前軸端面的間隙，應(yīng)插入塞尺檢查，如間隙不當(dāng)，應(yīng)增減墊片予以調(diào)整；前輪外傾角應(yīng)符合原廠規(guī)定。3、轉(zhuǎn)向節(jié)軸徑與軸承的配合間隙，如超過0.08 mm或油封軸磨損超過0.25 mm，應(yīng)堆焊或刷鍍修復(fù)。修復(fù)后軸承與軸頸的配合，內(nèi)軸承過盈0.003-0.035 mm，外軸承為過盈0.002-0.03mm。 4、轉(zhuǎn)向節(jié)主銷孔的檢修：汽車轉(zhuǎn)向節(jié)主銷和與之配合的襯套磨損松曠之后，就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向后，轉(zhuǎn)向盤不容易自動(dòng)回到直線行駛的位置，而且轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤很費(fèi)力。用內(nèi)外徑量具測(cè)量主銷襯套內(nèi)孔磨損超過0.07 mm或襯套與主銷的配合間隙超過0.2 mm時(shí)，應(yīng)更換襯套。主銷直徑磨損超過0.01 mm，應(yīng)更換主銷。更換襯套時(shí)，舊襯套應(yīng)用沖子沖出，壓入新襯套時(shí)，必須對(duì)正油孔。轉(zhuǎn)向節(jié)主銷孔兩端面磨損起槽時(shí)，