汽車前橋設計

1、本科畢業(yè)設計(論文)通過答辯汽車前橋設計說明書一、結構參數選擇1、JY1061A型汽車總布置整車參數見表1：表1汽車總質量Ga( N)前軸軸 載質量G1 (N)汽車質心至 前軸中民線 距離 L1(mm)汽車質心至 后軸中心線距離L2(mm)軸距 L(mm)汽車質心 高度hg(mm)前鋼板 彈簧座 中心距B (mm)58359207272133117533081180780主銷中心距B (mm)前輪距B1(mm)車輪滾動半徑 rr(mm)主銷內傾角3主銷后傾角？前輪外傾角a刖輪刖 束(mm)1415158448082.5 1 22、從動橋結構形式本前橋米用非斷開式轉向從動橋3、選擇前橋結構型式及

2、參數(1) 前軸結構形式：工字形斷面加叉形轉向節(jié)主銷固定在前軸兩端的拳部里。(2) 轉向節(jié)結構型式：整體鍛造式。(3) 主銷結構型式：國柱實心主銷。(4 )轉向節(jié)止推軸承結構形式：止推滾柱軸承。(5)主銷軸承結構形式：滾針軸承(6 )輪轂軸承結構形式：單列向心球軸承4、前輪定位角本型前輪定位角選擇見表 1二、前橋強度計算1、前軸強度計算(1)前軸受力簡圖如圖1所示：(2)前軸計算載荷的計算i) 緊急制動工汽車緊急制動時，縱向力制動力達到最大值，因質量重新分配，而使前軸上的垂直載荷 增大，對后輪接地點取矩得取路面附著糸數=0.7 ha 0 7 漢 1 06制動時前軸軸載千質量重新分配分配糸數m仁

3、hg 1 = 07 1=1.631L21.175垂直反作用力：Z11= z仃=m1G21.631 207272=16902.96N橫向反作用力：X1I=X 1r=1=11832.00N2ii)側滑汽車側滑時，因橫向力的作用，汽車前橋左右車輪上的垂直載荷發(fā)生轉移。(1)確定側向滑移附著糸數：在側滑的臨界狀態(tài)，橫向反作用力等于離心力F離，并達到最大值F離=工，Ymax=G1gR,為保證不橫向翻車，須使v滑v翻，則有：一1，所以 ，得到Y 2hg2hg：584 =0.747，取=0.652 1.06本科畢業(yè)設計（論文）通過答辯（2）對車輪接地點取矩 垂直反作用力：ZiiG(12阮)=遊 0 2 1.

4、6 Q.65)=!9379.22N2B121.584Gi2hg ：Z1l -(1)=1347.78N2B1橫向反作用力Y1I =色(1 2hg p =12596.49N2B1Y1r =G1(1 一 2hg y =876.06N2B1iii）越過不平路面汽國越過不平路面時，因路面不平引起垂直動載荷，至使垂直反作用力達到最大值 取動載荷糸數二=2.5*G120727Z1l 二 Z1r1 =2.525908.75N2 2載荷計算結果列表，如下表 2:表2單位N緊急制動Z116902.68X111832.00側滑Z1l19379.22Z1r1347.78Y1l12596.49Y1r876.06越過不平

5、路面Z125908.75（3）彎矩及扭矩計算 選擇下述四個部位計版式其斷面的彎矩、扭矩I -I斷面位于鋼板彈簧座內側，屬于前軸中部最弱部位。此斷面內彎矩最大（鋼板彈簧 座可視為梁的固定端），故兩鋼板彈簧之間這段梁可不考慮受扭）n -n斷面位于鋼板彈簧座外側附近，此斷面內就彎矩最大，而扭矩最小川-川斷面處的彎矩，扭矩均較大IV-W斷面位于梁端，此斷面內扭矩最大，而彎矩最小 各斷面示意圖如圖1各斷面的計算參數如下表3表3 參數 車型L1L2L3L4h1h2h3h4JY1061402316167138129125340 各斷面彎扭矩計算如下i）緊急制動垂直面內彎矩M =Zil i水平面內彎矩 M ”

6、 =X1li上式中Li對應與I -I、n -n、川-川、V -V斷面分別帶入 L1、L2、L3、L4鋼板彈簧外側扭矩Mn=X1上式中hi對應與n -n、川-川、V -V斷面分別帶入 h2、h3、h4。ii）側滑左側各斷面垂直面內彎矩 M1 / =Zii-Yii（Ghi）上式中Li,hi帶入值與緊急制動時一致iii）越過不平路面垂直面內彎矩 M / =Z1 / Li式中Li帶入與上面計算中一致彎扭矩計算結果如下表 4表4單位 N、結果工況I -In -n川-川V-V緊急制動M/6794953.745341306.922822779.292332596.06M4756464378389121975

7、9441632816Mn4153034.704200362.855277075.555679363.8側滑M1!3369077.681652078.65-2306125.86-2069777.16越不平路M/10415317.581868494326761.253575407.5（4）斷面糸數計算A工字形斷面前軸a）斷面簡圖本汽車前軸簡化為換算斷面形狀后如圖3所示圖3前軸簡化圖b）計算斷面糸數i） I - I斷面如圖3所示 垂直面內抗彎斷面糸數3333BH -bih72漢61 60 漢 36WI 4=37003.47N.mm6H6 61 水平面內抗彎斷面糸數3333二 21744 N .mm2

8、t1 Bh t 2 12.5 7236 126B 一6 72ii）n -n 斷面換算斷面簡圖如圖4本科畢業(yè)設計（論文）通過答辯本科畢業(yè)設計（論文）通過答辯本科畢業(yè)設計（論文）通過答辯本科畢業(yè)設計（論文）通過答辯圖4 II II斷面計算簡圖垂直面內抗彎斷面系數n - n斷面為上，下翼緣不等長的工字形斷面。計算其垂直面內抗彎斷面系數的關系是確定出形心軸坐標。形心軸Xc-Xc的坐標：Bt, *1/2tbt2(H -1/2t2) (B -BJ* h(t, h/2)Bt, +bt2 +(B BJh=30.796y H -yi= 67 -30.796-37.204該斷面對形心軸的慣性矩:本科畢業(yè)設計(論文

9、)通過答辯13333Jxc(Byi -Bihiby? -dh?)3=11277853.762mm4上翼面的抗彎斷面系數:J xcW上-yi_ 1277853.762-30.7963=41494.15mF翼面的抗彎斷面系數:W下二Jxc討2127785362-37.2043-34347.214m 水平面內抗彎斷面系數：1333W(B3t1 b3t2 t3h)6B=27822.97 mm3 抗扭斷面系數由經驗公式得本科畢業(yè)設計（論文）通過答辯H -h6843G=2B-1.26()=2 75-1.26 ()=134.252 2H hC2 = H -1.67() 1.76(B -b)26843= 68

10、-1.671.76 (75-43)= 134.2592 58”752b = B -t =75-42 =331C1(H 2h)3 C2(B-b)3Wn =-3B-b*6843 331 134.25()3C121(75-33)3_375 -33=73229mmiii）川-川斷面HI-HI斷面計算簡圖如圖5如圖5 Ill-Ill斷面計算簡圖1）垂直面內，水平面內的抗彎斷面系數:W3 二b/6H(H 3 -h3)生(523 -153) = 18913.52mm36x522 2433W3 =b /6(H -h) (52 -15) =11402.2mm62）抗扭斷面系數:5243= 1.29本科畢業(yè)設計（

11、論文）通過答辯取、=0.171飛=0.216W 二 b3 =0.216 433 =17173512iv）IV - W斷面1）垂直面內，水平面內抗彎斷面系數:W4bH243 526=19378.7mm3W4b2H2435263=16024.7 mm2)抗扭斷面系數：Z = -b3 = 0.263 43 20910.34mm3v）各斷面尺寸參數見表5：表5單位：mmJY1061I - In -n川-川V - VB7292B16050t112.512.5b72584343b16016t212.512.5t1242h364315H61685252vi）斷面系數計算結果列表見表6表6單位：mm3I -

12、In - n川-川IV - IVW37003.4734347.21418913.5219378.7W2174427822.9711402.216024.7W7322920910.3420910.34（5 ）應力計算a）計算公式i）汽車緊急制動時垂直面內彎曲應力水平面內彎曲應力合成應力WW本科畢業(yè)設計（論文）通過答辯本科畢業(yè)設計（論文）通過答辯扭轉應力:在矩形短邊中點上的扭轉應力maxWn在矩形長邊中點上的扭轉應力工字形斷面中所產生的最大應力和最大扭轉應力是作用在梁斷面上的不同點處。對于上 翼面長邊中點，其相當應力:ii）汽車側滑時M 垂直面彎曲應力 c :Wiii）汽車越過不平路面時M W垂直

13、面彎曲應力 二：本科畢業(yè)設計(論文)通過答辯本科畢業(yè)設計(論文)通過答辯b)應力值計算結果列表:表 7單位：108N/mm2I - In - n川-川IV - IV緊急制動I CT183.63155.51149.25120.379II a134.38173.29101.89T*max45.51113.38271.40%402.38300.30357.27496.14側滑CT91.0548.10-125.926-106.81越不平路CT287.07238.36228.77184.50(6)JY1061前軸材料的許用應力材料：30Cr調質硬度 ：HB241 2812二b(N / mm ) : 80

14、0 937許用應力：二合二 s =(0.6-0.7)二 b:s =0.7二 s2、轉向節(jié)強度計算作用力Zu、Xn、論按表1-1取值(2)截面系數計算取輪轂內軸承根部處指軸為計算斷面二d3323二 45332= 8941.64(3)彎矩計算A緊急制動時M 制二G .Z； X12 -20 .16902.872 2 118302 2 =825303.22B側滑時本科畢業(yè)設計(論文)通過答辯M 制二 ZiQi -Ynrr =19379.22 20 -12596.49 480 = -565832.60C超越不平路面時M 制二 Z； C, =25908.75 20 = 518175(4)計算用參數JY10

15、61d1 = 45 , C1 = 20 ,d2 = 30(5)應力計算M制82530.22A)緊急制動時92.3W 8941.64M 側 -56588732.60B)側滑時匚-二-632.85W8941.64M越 518175C)超越不平路面時一57.951W 8941.64(6)彎矩、應力計算結果列表見表8表8功況M緊急制動825303.22155.8側滑-5658732.69-63285超越不平路51817557.951(7)轉向節(jié)的材料、許用應力及強度校核材料 JY1061 40Gr2許用應力 二 十s 查 YB6-71 :；b =980N/mmMs =(0.65 0.75)J3、主銷強

16、度計算(1)主銷作用力計算簡圖如圖6如圖6主銷作用力計算簡圖(2 )主銷受力計算參數見表9表9參數車行abcefll1nrrDhHJY1061677020497360B1 - B2165B1 B“2480303740(3 )計算載荷計算時，忽略主銷傾角的影響，并假定力的作用點位于主銷襯套中點。A) 乙、X1、按表1取值B) 汽車緊急制動時力乙在主銷的支承反力S和 S|。本科畢業(yè)設計(論文)通過答辯本科畢業(yè)設計(論文)通過答辯16902.87867 70= 10425.5N本科畢業(yè)設計(論文)通過答辯本科畢業(yè)設計(論文)通過答辯主銷受到Xi和u的作用，力u由下式求得:u=Xi11832 需=60

17、594力X1在主銷的兩個支承上反作用力S2和S2S2=11832706770= 6045.55N本科畢業(yè)設計（論文）通過答辯”a67S2=Xi118325786.45Na+b67+70力U在主銷的兩個支承上反作用力S3和S3S36059.4 衛(wèi) 3096.04Na b137” b67S36059.42963.36 Na b137由制動力矩X1rr的作用，在主銷的兩個支撐上產生反作用力 S4和S4*”rr480S4=S4 =X1 r 1183241455.18Na b137作用在主銷下端的 合力(圖14)(S1 S3 )2 (S2S4 )2: 2 2 二(10425.52963.36)(5786

18、.4541451.18)49102.27 NC) 汽車側滑時左主銷上支承的反作用力c丫須 f -Z12596.5X360 19379.22X84.5S卜=a b137-21147.42N左主銷下支承的反作用力-33743.72 N12596.5 497 -19379.22 84.5137右主銷上支承的反作用力Yrf +z1riS上匕 u 3133.35Na+b右主銷下支承的反作用力Y1r e + Z 1 r lS下 耳耳 4009 .41 Na+bD）汽車越過不平路面時lSi 二 Si 二 Zi15980.21Na + b（4 ）彎矩計算在緊急制動和側滑時，主銷下支承的反作用力為最大，在越過不平路面時，因主銷下 端的作用力臂大于上端，所以只需要計算主銷下支承處的彎矩（圖15）A）汽車緊急制動時M =S h=1816786.99N.mmB