汽車前橋設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)通過(guò)答辯汽車前橋設(shè)計(jì)說(shuō)明書一、結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇1、JY1061A型汽車總布置整車參數(shù)見表1：表1汽車總質(zhì)量Ga( N)前軸軸 載質(zhì)量G1 (N)汽車質(zhì)心至 前軸中民線 距離 L1(mm)汽車質(zhì)心至 后軸中心線距離L2(mm)軸距 L(mm)汽車質(zhì)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(dòng)半徑 rr(mm)主銷內(nèi)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(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式本前橋米用非斷開式轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋3、選擇前橋結(jié)構(gòu)型式及

2、參數(shù)(1) 前軸結(jié)構(gòu)形式：工字形斷面加叉形轉(zhuǎn)向節(jié)主銷固定在前軸兩端的拳部里。(2) 轉(zhuǎn)向節(jié)結(jié)構(gòu)型式：整體鍛造式。(3) 主銷結(jié)構(gòu)型式：國(guó)柱實(shí)心主銷。(4 )轉(zhuǎn)向節(jié)止推軸承結(jié)構(gòu)形式：止推滾柱軸承。(5)主銷軸承結(jié)構(gòu)形式：滾針軸承(6 )輪轂軸承結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)瘟邢蛐那蜉S承4、前輪定位角本型前輪定位角選擇見表 1二、前橋強(qiáng)度計(jì)算1、前軸強(qiáng)度計(jì)算(1)前軸受力簡(jiǎn)圖如圖1所示：(2)前軸計(jì)算載荷的計(jì)算i) 緊急制動(dòng)工汽車緊急制動(dòng)時(shí)，縱向力制動(dòng)力達(dá)到最大值，因質(zhì)量重新分配，而使前軸上的垂直載荷 增大，對(duì)后輪接地點(diǎn)取矩得取路面附著糸數(shù)=0.7 ha 0 7 漢 1 06制動(dòng)時(shí)前軸軸載千質(zhì)量重新分配分配糸數(shù)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(cè)滑汽車側(cè)滑時(shí)，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(zhuǎn)移。(1)確定側(cè)向滑移附著糸數(shù)：在側(cè)滑的臨界狀態(tài)，橫向反作用力等于離心力F離，并達(dá)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(jié) 2hg2hg：584 =0.747，取=0.652 1.06本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過(guò)答辯（2）對(duì)車輪接地點(diǎn)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(guò)不平路面汽國(guó)越過(guò)不平路面時(shí)，因路面不平引起垂直動(dòng)載荷，至使垂直反作用力達(dá)到最大值 取動(dòng)載荷糸數(shù)二=2.5*G120727Z1l 二 Z1r1 =2.525908.75N2 2載荷計(jì)算結(jié)果列表，如下表 2:表2單位N緊急制動(dòng)Z116902.68X111832.00側(cè)滑Z1l19379.22Z1r1347.78Y1l12596.49Y1r876.06越過(guò)不平

5、路面Z125908.75（3）彎矩及扭矩計(jì)算 選擇下述四個(gè)部位計(jì)版式其斷面的彎矩、扭矩I -I斷面位于鋼板彈簧座內(nèi)側(cè)，屬于前軸中部最弱部位。此斷面內(nèi)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(cè)附近，此斷面內(nèi)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(nèi)扭矩最大，而彎矩最小 各斷面示意圖如圖1各斷面的計(jì)算參數(shù)如下表3表3 參數(shù) 車型L1L2L3L4h1h2h3h4JY1061402316167138129125340 各斷面彎扭矩計(jì)算如下i）緊急制動(dòng)垂直面內(nèi)彎矩M =Zil i水平面內(nèi)彎矩 M ”

6、 =X1li上式中Li對(duì)應(yīng)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(cè)扭矩Mn=X1上式中hi對(duì)應(yīng)與n -n、川-川、V -V斷面分別帶入 h2、h3、h4。ii）側(cè)滑左側(cè)各斷面垂直面內(nèi)彎矩 M1 / =Zii-Yii（Ghi）上式中Li,hi帶入值與緊急制動(dòng)時(shí)一致iii）越過(guò)不平路面垂直面內(nèi)彎矩 M / =Z1 / Li式中Li帶入與上面計(jì)算中一致彎扭矩計(jì)算結(jié)果如下表 4表4單位 N、結(jié)果工況I -In -n川-川V-V緊急制動(dòng)M/6794953.745341306.922822779.292332596.06M4756464378389121975

7、9441632816Mn4153034.704200362.855277075.555679363.8側(cè)滑M1!3369077.681652078.65-2306125.86-2069777.16越不平路M/10415317.581868494326761.253575407.5（4）斷面糸數(shù)計(jì)算A工字形斷面前軸a）斷面簡(jiǎn)圖本汽車前軸簡(jiǎn)化為換算斷面形狀后如圖3所示圖3前軸簡(jiǎn)化圖b）計(jì)算斷面糸數(shù)i） I - I斷面如圖3所示 垂直面內(nèi)抗彎斷面糸數(shù)3333BH -bih72漢61 60 漢 36WI 4=37003.47N.mm6H6 61 水平面內(nèi)抗彎斷面糸數(shù)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(jiǎn)圖如圖4本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過(guò)答辯本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過(guò)答辯本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過(guò)答辯本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過(guò)答辯圖4 II II斷面計(jì)算簡(jiǎn)圖垂直面內(nèi)抗彎斷面系數(shù)n - n斷面為上，下翼緣不等長(zhǎng)的工字形斷面。計(jì)算其垂直面內(nèi)抗彎斷面系數(shù)的關(guān)系是確定出形心軸坐標(biāo)。形心軸Xc-Xc的坐標(biāo)：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(duì)形心軸的慣性矩:本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文

9、)通過(guò)答辯13333Jxc(Byi -Bihiby? -dh?)3=11277853.762mm4上翼面的抗彎斷面系數(shù):J xcW上-yi_ 1277853.762-30.7963=41494.15mF翼面的抗彎斷面系數(shù):W下二Jxc討2127785362-37.2043-34347.214m 水平面內(nèi)抗彎斷面系數(shù)：1333W(B3t1 b3t2 t3h)6B=27822.97 mm3 抗扭斷面系數(shù)由經(jīng)驗(yàn)公式得本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過(guò)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(jì)算簡(jiǎn)圖如圖5如圖5 Ill-Ill斷面計(jì)算簡(jiǎn)圖1）垂直面內(nèi)，水平面內(nèi)的抗彎斷面系數(shù):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(shù):5243= 1.29本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（

11、論文）通過(guò)答辯取、=0.171飛=0.216W 二 b3 =0.216 433 =17173512iv）IV - W斷面1）垂直面內(nèi)，水平面內(nèi)抗彎斷面系數(shù):W4bH243 526=19378.7mm3W4b2H2435263=16024.7 mm2)抗扭斷面系數(shù)：Z = -b3 = 0.263 43 20910.34mm3v）各斷面尺寸參數(shù)見表5：表5單位：mmJY1061I - In -n川-川V - VB7292B16050t112.512.5b72584343b16016t212.512.5t1242h364315H61685252vi）斷面系數(shù)計(jì)算結(jié)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(yīng)力計(jì)算a）計(jì)算公式i）汽車緊急制動(dòng)時(shí)垂直面內(nèi)彎曲應(yīng)力水平面內(nèi)彎曲應(yīng)力合成應(yīng)力WW本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過(guò)答辯本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過(guò)答辯扭轉(zhuǎn)應(yīng)力:在矩形短邊中點(diǎn)上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力maxWn在矩形長(zhǎng)邊中點(diǎn)上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力工字形斷面中所產(chǎn)生的最大應(yīng)力和最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力是作用在梁斷面上的不同點(diǎn)處。對(duì)于上 翼面長(zhǎng)邊中點(diǎn)，其相當(dāng)應(yīng)力:ii）汽車側(cè)滑時(shí)M 垂直面彎曲應(yīng)力 c :Wiii）汽車越過(guò)不平路面時(shí)M W垂直

13、面彎曲應(yīng)力 二：本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)通過(guò)答辯本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)通過(guò)答辯b)應(yīng)力值計(jì)算結(jié)果列表:表 7單位：108N/mm2I - In - n川-川IV - IV緊急制動(dòng)I CT183.63155.51149.25120.379II a134.38173.29101.89T*max45.51113.38271.40%402.38300.30357.27496.14側(cè)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(yīng)力材料：30Cr調(diào)質(zhì)硬度 ：HB241 2812二b(N / mm ) : 80

14、0 937許用應(yīng)力：二合二 s =(0.6-0.7)二 b:s =0.7二 s2、轉(zhuǎn)向節(jié)強(qiáng)度計(jì)算作用力Zu、Xn、論按表1-1取值(2)截面系數(shù)計(jì)算取輪轂內(nèi)軸承根部處指軸為計(jì)算斷面二d3323二 45332= 8941.64(3)彎矩計(jì)算A緊急制動(dòng)時(shí)M 制二G .Z； X12 -20 .16902.872 2 118302 2 =825303.22B側(cè)滑時(shí)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)通過(guò)答辯M 制二 ZiQi -Ynrr =19379.22 20 -12596.49 480 = -565832.60C超越不平路面時(shí)M 制二 Z； C, =25908.75 20 = 518175(4)計(jì)算用參數(shù)JY10

15、61d1 = 45 , C1 = 20 ,d2 = 30(5)應(yīng)力計(jì)算M制82530.22A)緊急制動(dòng)時(shí)92.3W 8941.64M 側(cè) -56588732.60B)側(cè)滑時(shí)匚-二-632.85W8941.64M越 518175C)超越不平路面時(shí)一57.951W 8941.64(6)彎矩、應(yīng)力計(jì)算結(jié)果列表見表8表8功況M緊急制動(dòng)825303.22155.8側(cè)滑-5658732.69-63285超越不平路51817557.951(7)轉(zhuǎn)向節(jié)的材料、許用應(yīng)力及強(qiáng)度校核材料 JY1061 40Gr2許用應(yīng)力 二 十s 查 YB6-71 :；b =980N/mmMs =(0.65 0.75)J3、主銷強(qiáng)

16、度計(jì)算(1)主銷作用力計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6如圖6主銷作用力計(jì)算簡(jiǎn)圖(2 )主銷受力計(jì)算參數(shù)見表9表9參數(shù)車行abcefll1nrrDhHJY1061677020497360B1 - B2165B1 B“2480303740(3 )計(jì)算載荷計(jì)算時(shí)，忽略主銷傾角的影響，并假定力的作用點(diǎn)位于主銷襯套中點(diǎn)。A) 乙、X1、按表1取值B) 汽車緊急制動(dòng)時(shí)力乙在主銷的支承反力S和 S|。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)通過(guò)答辯本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)通過(guò)答辯16902.87867 70= 10425.5N本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)通過(guò)答辯本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)通過(guò)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(gè)支承上反作用力S2和S2S2=11832706770= 6045.55N本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過(guò)答辯”a67S2=Xi118325786.45Na+b67+70力U在主銷的兩個(gè)支承上反作用力S3和S3S36059.4 衛(wèi) 3096.04Na b137” b67S36059.42963.36 Na b137由制動(dòng)力矩X1rr的作用，在主銷的兩個(gè)支撐上產(chǎn)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(cè)滑時(shí)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(guò)不平路面時(shí)lSi 二 Si 二 Zi15980.21Na + b（4 ）彎矩計(jì)算在緊急制動(dòng)和側(cè)滑時(shí)，主銷下支承的反作用力為最大，在越過(guò)不平路面時(shí)，因主銷下 端的作用力臂大于上端，所以只需要計(jì)算主銷下支承處的彎矩（圖15）A）汽車緊急制動(dòng)時(shí)M =S h=1816786.99N.mmB