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重型自卸汽车设计（转向系及前桥设计）摘要汽车在行驶的过程中，需要按照驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓的汽车转向。
汽车的转向系统是一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专用机构，本文的研究内容即是重型自卸汽车的转向系设计。
本文针对的是与非独立悬架相匹配的整体式两轮转向机构。
利用相关汽车设计和连杆机构运动学的知识，首先对汽车总体参数进行设计，在此基础上，对转向器，转向传动机构进行选择，接着再对转向器和转向传动机构（主要是转向梯形）进行设计，最后，利用软件AUTOCAD完成转向梯形和转向器的设计图纸。
转向器在设计中选用的是循环球式齿条齿扇转向器，在对转向器的设计中，包括了螺杆—钢球—螺母传动副的设计和齿条—齿扇传动副的设计，前者是基于参照同类汽车，确定出钢球中心距，设计出一系列的尺寸，而后者则是根据汽车前轴的载荷来确定出齿扇模数，再由此设计出所有参数的。
转向梯形的设计选用的是整体式转向梯形，本文在设计中借鉴同类汽车转向梯形设计的经验尺寸对转向梯形进行尺寸初选。
再通过对转向内轮实际达到的最大偏转角时与转向外轮理想最大偏转角度的差值的检验，和作为一个四杆机构对I其最小传动角的检验，来判定转向梯形的设计是否符合基本要求。
本文在消化，吸收，总结，归纳前人的成果上，系统、全面地对机械动力转向系进行理论分析，设计及优化。
为重型自卸汽车转向系的设计开发提供了一种步骤简单的设计方法。
关键词：转向系，转向器，转向梯形IITHE DESIGN OF HEAVY DUMP (THE DESIGN OF STEERING SYSTEM AND RRONT AXLE)ABSTRACTIn a moving vehicle, the driver will need to frequently change its traveling direction, the so-called steering. Vehicle steering system is used to change or restore a car in the direction of a dedicated agency, the contents of this paper is the study of light vehicle steering system design.This article is aimed at non-independent suspension and would like to match the overall style of the two steering. The use of the relevant vehicle design and kinematic linkage of knowledge, first of all, the overall parameters of the vehicle design, in this basis, the steering gear, steering transmission choice, and then to the steering gear and steering transmission (mainly trapezoidal steering ) design, and finally, the use of AUTOCAD software and the steering gear steering linkage to complete the design drawings.Steering the ball of choice is the cycle of fan-type steering gear rack teeth, in the design of steering gear, including a screw - Ball - Vice-nutIIIdrive the design and rack - fan drive gear pair design, the former is based on the reference to similar vehicles, to determine the center distance of the ball, the design of a series of size, while the latter is based on the vehicle front axle load to determine the fan module out of gear, and then all of the resulting design parameters.Steering linkage design is a whole selection of steering trapezoid, the paper design is used in car steering linkage from a similar experience in the design of the size of the steering linkage to the primary size. Through to the actual steering wheel in the maximum deflection angle with the steering wheel in the most ideal test of the difference of deflection angle, and four institutions, as a minimum transmission angle of its examination, to determine whether the design of steering trapezoid in line with the basic requirements.In this paper, digestion, absorption, and summing up, summing up the results of their predecessors, the systematic, comprehensive mechanical steering system to carry out theoretical analysis, design and optimization. For the light vehicle steering system design and development provides a simple design method steps.Key word: steering system，steering gear，steering trapezoidIV目录前言 (1)第一章从动桥结构方案的确定 (3)§1.1从动桥总体方案确定 (3)第二章转向系结构方案的确定 (5)§2.1转向系整体方案的分析 (5)§2.1.1转向器方案的分析 (5)§2.1.2 循环球式转向器结构及工作原理 (6)§2.1.2动力转向系统分类 (7)§2.2转向系整体方案的分析 (8)第三章从动桥的设计计算 (10)V§3.1从动桥主要零件尺寸的确定 (10)§3.2 从动桥主要零件工作应力的计算 (11)§3.2.1 制动工况下的前梁应力计算 (12)§3.2.2 在最大侧向力(侧滑)工况下的前梁应力计算 (16)§3.3 转向节在制动和侧滑工况下的应力计算 (17)§3.3.1 在制动工况下 (17)§3.3.2 在侧滑况下 (19)§3.4 主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算 (20)§3.4.1 在制动工况下 (20)§3.4.2 在侧滑工况下 (22)第四章转向系统的设计计算 (24)§4.1 转向系主要性能参数 (24)VI§4.1.1 转向器的效率 (24)§4.1.2 传动比的变化特性 (26)§4.1.3 给定的主要计算参数 (27)§4.1.4 转向盘回转总圈数n (28)§4.2 转向系计算载荷的确定 (29)§4.3 循环球式转向器的计算 (30)§4.3.1 循环球式转向器主要参数 (30)§4.3.2 螺杆、钢球和螺母传动副 (31)§4.3.3 齿条、齿扇传动副设计 (32)§4.4 循环球式转向器零件强度的校核 (35)§4.4.1 钢球与滚道间的接触应力σ (35)§4.4.2 齿的弯曲应力σ (37)VII§4.5 液压动力转向机构的计算 (38)§4.5.1 动力转向系统的工作原理 (38)§4.5.2 转向动力缸的工作分析 (39)§4.6 转向梯形机构确定、计算及优化 (45)§4.6.1 转向梯形结构方案分析 (45)§4.6.2 整体式转向梯形机构优化设计 (47)第六章结论 (57)参考文献 (58)致谢 (60)VIIIIX前言自卸车是利用发动机动力驱动液压举升机构，将车厢倾斜一定角度从而达到自动卸货，并依靠箱货自重使其复位的专用汽车。
轻型货车的前桥设计武汉理工大学毕业论文(设计)目录摘要................................................................ 1Abstract (2)1 绪论 (3)1.1 小型载货汽车的发展前景........................................ 3 1.2 前桥的组成和设计步骤.......................................... 3 2 前桥的基本概况和设计要求.......................................... 42.1 前桥简介...................................................... 4 2.2 前桥的基本参数................................................ 5 2.3 前桥的设计标准................................................ 6 3 前桥的结构形式.................................................... 73.1总述 .......................................................... 7 3.2前桥的选择 . (8)3.2.1 前桥的结构形式 (8)整车参数.................................................. 8 3.2.24 前桥的设计计算....................................................9 4.1 前桥在三种工况下的受力分析 (9)4.1.1 制动工况下的前桥应力计算 (11)4.1.2 在最大侧向力(侧滑)工况下的前桥应力计算 (13)4.1.3 越过不平路面工况的前桥应力计算 (14)4.2 转向节在制动和侧滑工况下的应力 (14)4.2.1 在制动工况下的转向节应力计算 (15)4.2.2 在汽车侧滑工况下得转向节应力计算 (16)4.3 主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算 (16)4.3.1 在制动工况下 (16)4.3.2 在汽车侧滑工况下 (17)4.4 转向节推力轴承和止推垫片的计算 (19)4.4.1 推力轴承的计算 (19)4.4.2 转向节止推垫片的计算 (21)4.5 轮辋尺寸的确定 ..................................................................... (21)5 结论 ..................................................................... (23)致谢 ..................................................................... (24)参考文献 ..................................................................... . (25)武汉理工大学毕业论文(设计)摘要本文首先对小型载货汽车的设计特点以及国内外发展现状做了相关的概述，而后对转向前桥进行了详细的设计计算，主要计算了前桥、转向节、主销、主销上下轴承(即转向节村套)、转向节推力轴承或止推垫片等在制动和侧滑两种工况下的工作应力。
本科学生毕业设计汽车前驱动桥的结构设计系部名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程 XX班学生姓名：XXX指导教师：XXX职称：实验师黑龙江工程学院二○一三年六月The Graduation Design for Bachelor's DegreeThe Structural Design of The Car Front Drive AxleCandidate：XXXSpecialty：Vehicle EngineeringClass：XXSupervisor：Experimentalist XXHeilongjiang Institute of Technology2013-06·Harbin摘要随着现代车型的发展，普通汽车已经逐渐走进每个人的生活中。
车桥设计是汽车设计中重要的环节之一，国产驱动桥在国内市场占据了绝大部分份额，但仍有一定数量的车桥依赖进口，国产车桥与国际先进水平仍有一定差距。
本次设计首先通过查阅近几年来有关国内外前驱动桥设计的文献资料，综合所学专业知识，了解并掌握了汽车前驱动桥结构及工作原理，根据所给的汽车参数制定了相应的设计方案。
然后通过查阅相关标准、手册资料，确定了驱动桥的主要零部件的主要设计参数，完成转向器、万向节、主减速器、差速器、半轴及桥壳的结构和尺寸设计计算，并进行相应校核，再根据所计算选取的参数画出了转向驱动桥的整体装配图、差速器装配图以及部分零件图。
关键词：前驱动；转向驱动桥；主减速器；差速器；半轴；桥壳ABSTRACTAs the development of the auto industry, car has gradually become part of everyone's life. Axle design is one of the important parts of automotive design, domestic drive axle in the domestic market accounted for the lion's share, but there is still a certain number of axles dependent on imports, there is still a certain gap between domestic axle and the international advanced level.Firstly, this design is lookup of the domestic and international front drive axle design documents in recent years, integrated the knowledge of our expertise we had knew and mastered the car’s front drive axle structure and working principle, formulated according to the vehicle parameters to the corresponding design programs.Then refered to the relevant standard, manual data to determine the main design parameters of the main components of the drive axle, completed the structure and size of the steering, universal joints, main gear box, differential, axle and axle housing, and check, according to the calculated parameters selected to draw the overall steering drive axle assembly drawings, the differential assembly drawings as well as some parts diagram.Key words: Front drive；Steering drive axle；Main reducer；Differential；Axle；Axle housing目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 前言 (1)1.1.1 概论 (1)1.1.2 预期的成果 (1)1.2 国内外发展状况及现状的介绍 (1)1.3 本设计的目的与意义 (3)1.4 本设计的主要内容 (3)第2章驱动桥的设计 (5)2.1 驱动桥参数 (5)2.2 驱动桥的结构方案 (5)2.3本章小结 (7)第三章主减速器设计 (8)3.1 主减速器的结构型式 (8)3.1.1主减速器的减速形式 (8)3.1.2主减速器的齿轮类型 (8)3.1.3主减速器主、从动锥齿轮的支承方案 (9)3.2 主减速器基本参数选择与设计计算 (9)i的确定 (9)3.2.1主减速比3.2.2主减速器齿轮计算载荷的确定 (9)3.2.3主减速器齿轮基本参数的选择 (12)3.3主减速器螺旋锥齿轮的强度计算 (17)3.3.1 单位齿长上的圆周力 (17)3.3.2 轮齿的弯曲强度计算 (18)3.3.3 轮齿的接触强度计算 (19)3.4主减速器锥齿轮轴承的载荷计算与型号选择 (20)3.4.1锥齿轮齿面上的作用力 (20)3.4.2锥齿轮的轴向力和径向力计算 (21)3.4.3锥齿轮轴的轴径选择 (22)3.4.4锥齿轮轴承载荷的计算 (23)3.5主减速器齿轮的材料及热处理 (25)3.6主减速器的润滑 (25)3.7本章小结 (26)第4章差速器设计 (28)4.1 差速器齿轮基本参数选择 (29)4.2 差速器齿轮与强度计算 (32)4.3 锥形摩擦盘的设计 (33)4.4本章总结 (36)第5章半轴设计与万向节选择 (37)5.1 半轴的型式 (37)5.2半轴尺寸选取 (37)5.3 半轴的强度验算 (38)5.4 半轴的结构设计及材料与热处理 (39)5.5万向节结构选择 (40)5.6 万向节尺寸计算 (41)5.7 万向节的材料及热处理 (42)5.8本章总结 (42)第6章驱动桥壳设计 (43)6.1驱动桥壳的选择 (43)6.2本章小结 (43)结论 (44)参考文献 (45)致谢 (46)第1章绪论1.1 前言本课题针对城市普通轿车转向驱动桥的设计。
轻型皮卡车转向系及前桥设计摘要随着经济的发展，汽车作为一种交通工具，对于人们的生活越来越重要。
由于皮卡车的客货两用性，经济、实用，使得它很受人们欢迎。
因此，对轻型皮卡车的设计有一定的现实意义。
在这次毕业设计中，我的任务是完成轻型皮卡车的转向系及前桥的设计。
以下是本次设计的主要依据与内容。
转向系是汽车的一大组成部分，其主要作用是在驾驶员的操纵下控制汽车行驶方向。
转向系主要可分为机械式转向系和动力转向系。
转向系的设计主要包括转向系形式的选择，转向器的选择，转向梯形的选择以及布置等。
本次设计由于作用在方向盘上的手力不大，且考虑到经济性，采用机械式转向系。
转向器采用正效率很高，操纵方便且使用寿命较长的循环球式转向器。
虽然，其逆效率也很高，但对于前轴载质量不大的轻型皮卡车而言影响不大。
转向梯形采用与双横臂式独立悬架相匹配的断开式转向梯形，且考虑到发动机的位置，将转向梯形前置。
前桥为断开式前桥，利用转向节使车轮偏转一定角度以实现汽车转向。
在这次设计中经验不足，水平有限。
希望能正确合理的完成设计，并能使其组成一辆经济实用的轻型皮卡车。
关键词：机械式，转向系，循环球式，转向器，断开式，转向梯形THE STEERING SYSTEM AND FRONT AXLE DESIGN OFPICK-UP TRUCKABSTRACTWith the development of economic, the automobile as one kind of the transportation is more and more important in people's life. As a result of Pick-up truck not only can carry passengers but also can carry cargos, economical and practical, causes it received welcome of the people very much. Therefore, The design of Pick-up truck has the certain practical significance.In this graduation design, my duty is the design of Pick-up truck steering system and the front axles. I will introduce this design’s main basis and the content.The steering system is an important portion of the automobile.The primary purpose of the steering system is to give the driver directional control of the automobile .The steering system may be divided into two types：the manual steering system and the power steering system. The steering system design mainly includes the choice of the steering system form、the steering gear and the steering trapezium as well as the arrangement of them and so on. Because of affecting on the steering wheel’s hand power is not big, also considering the efficiency, this design uses the mechanical type steering system. The steering gear adopts the recirculating ball type , the high efficiency 、the convenient operation also the long life service. Although its reverse efficiency is also high, the influence regarding the front axle load quality is not big. The steering trapezium uses the separation type steering trapezium whichmatches with the double cross arm type independent suspension , Considering the engine position, the steering trapezium is in the front of the front axle .The front axle is the separation type 。
2吨轻型货车前桥总成及制动器设计摘要：前桥总成与制动器总成是汽车总体设计里的一个重要环节，它和后桥总成一起决定了汽车行驶时的平稳，转向的精确与刹车停车制动等安全性能，因此要充分了解前期总成与制动器总成设计原理，才能有科学合理的设计方案，才能设计出安全性能良好的汽车，让购买者有个安全放心的心。
设计是本说明书从先进、实用、系统、科学的角度出发，介绍了2吨轻型货车的前桥、转向系和制动器设计，包括结构的设计方案，主要参数的选择，制动器元件的设计及尺寸的确定。
关键词：前桥；转向系；制动器The design for two tons of vans’ front axle and brakeAbstract:The ex- bridge is total move with system the machine gross is an important link that total design in car in, it is total with the empress bridge come to a decision together the car exercise of steady, the precision that change direction parks the car with brake the system moves the safe function in etc., therefore wanting to understand the ex- bridge well total move with system the machine total design the principle, then can have the reasonable design in science project, then can design the good car in safe function, the negotiation buys have a heart for the safety trust.Summary this manual is from forerunner, practical, the angle of the system, science sets out, introducing 2 the ex- bridges of ton miniature tucks are total to design to move the total design in machine. It included the parameter to settle with main size really, the machine gross of design principle, the structural design project, the main parameter chooses, calculation etc.Key Word: Ex- bridge in phrase in key; the system moves the machine; arrester brake.目录1 前桥（从动桥）设计....................................................... 错误！未定义书签。
汽车前桥设计结构设计一、前言前轴通常位于汽车前部，也称为转向轴或从动轴。
前桥是汽车的重要总成，主要包括转向节、转向主销、前横梁等零件。
前桥通过悬架与车架连接，不仅承受地面与车架之间的垂直载荷，还承受制动力、侧向力以及这些力形成的扭矩，保证方向盘的正确运动。
车轴通过悬架与车架相连，悬架支撑着车辆的大部分重量，并通过悬架将车轮的牵引力或制动力以及侧向力传递给车架。
在汽车的使用中，转向轴的受力情况比较复杂，因此需要有足够的强度。
为了保证方向盘的正确定位角度，使操作更容易，减少轮胎的磨损，转向轴还应具有足够的刚度。
此外，转向轴的重量应尽可能减轻。
总之，由于车辆行驶过程中前桥工作环境恶劣，工况复杂，承受的载荷大多为交变载荷，因此其零部件容易出现疲劳裂纹甚至断裂。
这就要求其结构设计必须具有足够的强度、刚度和抗疲劳损伤的前桥：它是前桥的主要承重部件。
我公司有管式和锻造式两种结构形式，但以锻造式为主。
前桥承受汽车的前部重量，把汽车的前进推力从车架传给车轮，并与转向装置的有关机件作关节式联系，实施汽车的转向。
前桥是利用它的两端通过主销与转向节连接，用以转向节的摆转来实现汽车的方向。
1.服务表现要求为使汽车在行驶中具有较好的直线行驶能力，前桥应满足下列要求：（1）足够的强度，确保车轮和车架（或承载体）之间的力能可靠地承受。
（2）正确的车轮定位可以使方向盘运动平稳，操作方便，减少轮胎磨损。
前轮定位包括主销内倾角、主销后倾角、前轮外倾角和前轮前束。
(3)足够的刚度，使受力后变形要小，保证主销和转向轮有正确的定位角度保持不变。
(4)转向节与主销，转向节与前桥之间的摩擦力应尽可能小，以保证转向操作的轻便性，并有足够的耐磨性。
（5）方向盘摆振应尽可能小，以确保车辆正常稳定运行。
（6）前轴的质量应尽可能小，以减少非簧载质量并提高车辆的乘坐舒适性。
2、结构参数选择cj6590a车辆总布置及车辆参数见表1：表1车辆总质量GA（n）前桥载重质量G1（n）前桥车辆质量中心至土建线距离L1（mm）36422主销中心距离b'（mm）132913622前轮距离B1（mm）14801878车轮滚动半径RR（mm）3657.5°1122主销倾角β3000主销后倾角？1°1007前轮外倾角A1°车辆质心到后轴中心线的距离L2（毫米）轴距L（毫米）车辆质心高度Hg（毫米）前钢板弹簧座中心距离B（毫米）760前束英寸（毫米）1-32.1、从动桥结构形式前桥采用非断开的转向驱动桥。
轿车驱动桥设计课程设计,过程以及计算精品设计中南⼤学驱动桥课程设计说明书专业：班级：姓名：学号：指导教师：⽬录⼀、课程设计题⽬分析----------------------------------3⼆、主减速器设计--------------------------------------4（⼀）减速器的结构形式---------------------------------------------4 （⼆）主减速器的基本参数选择与设计计算---------------------------- -5 （三）主减速器锥齿轮的主要参数选择----------------------------- ----7（四）主减速器锥齿轮的材料------------------------------------ ----10（五）主减速器圆弧齿螺旋锥齿轮的强度计算--------------------- -----11（六）主减速器轴承计算及选择------------------------- -------------13 三、差速器的设计-------------------------------------18（⼀）差速器结构形式选择----------------------------- -------------19（⼆）差速器参数确定--------------------------------- -------------20 （三）差速器直齿锥齿轮的⼏何尺⼨计算------------------ ------------22（四）差速器直齿锥齿轮的强度计算---------------------- ------------23四、半轴的设计---------------------------------------24 （⼀）半轴型式-----------------------------------------------------24 （⼆）半轴参数设计及计算-------------------------------------------25（三）半轴花键的强度计算-------------------------------------------28 （四）半轴其他主要参数的选择---------------------------------------28（五）半轴的结构设计及材料与热处理---------------------------------29五、桥壳及桥壳附件设计-------------------------------29（⼀）驱动桥壳结构⽅案选择-------------------- ---------------------30 （⼆）驱动桥壳强度计算--------------------------------------------------------------------32（三）材料的选择---------------------------- -----------------------34参考⽂献- -------------------------------------------35 ⼀、课程设计题⽬分析：本次设计题⽬为轿车驱动器，车型为Focus 1.8 TD Sedan。
在目前金融危机的大环境下，伴随着汽车行业的发展，轻型货运汽车在国民生产中扮演着更重要的角色。
轻型载货汽车各个领域得到了广泛应用，对于它的设计是依据以往理论知识及实践经验，在满足其功用的前提下来进行的。
转向系统是用来保持或改变汽车行驶方向的机构，它在整体设计中亦有其重要地位，对转向时车轮正确运动和汽车的安全行驶有重大影响，这就要求其工作可靠、操纵轻便。
在目前的设计和使用方面，转向系统由机械式和动力式两类，由于动力式转向系统能减轻驾驶员的负担，而且操作方便，所以到广泛使用。
机械式转向系统由于造价低廉，而且能够满足轻型货车等一大部分汽车的转向需要，固也得到了广泛的使用。
机械式转向系由操纵机构、转向器和转向传动机构组成，其重点是转向器和传动机构的设计。
现今国内轻型汽车多才用整体式循环球式转向器，整体式后置梯形。
本毕业设计说明书，主要讲述了前桥前悬和转向系统的选择设计和方案分析。
对前桥前悬和转向系统的分类和工作原理进行了深入的对比和分析，选出最优方案来进行设计；对于转向系统的重要组成部分转向器和转向传动机构进行分析设计，选择合适的机构和零件。
第一章概述从动桥通过悬架与车架相联，两侧安装着从动车轮，用以在车架与车轮之间传递铅垂力、纵向力和横向力。
从动桥还要承受和传递制动力矩。
根据从动车轮能否转向，从动桥分为转向桥与非转向桥。
一般汽车多以前桥为转向桥。
为提高操纵稳定性和机动性，有些轿车采用全四轮转向。
多轴汽车除前轮转向外，根据对机动性的要求，有时采用两根以上的转向桥直至全轮转向。
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，越野汽车均为全轮驱动，故它们的前桥既是转向桥又是驱动桥，称为转向驱动桥。
从动桥按与其匹配的悬架结构的不同，也可分为非断开式与断开式两种。
与非独立悬架相匹配的非断开式从动桥是一根支承于左、右从动车轮上的刚性整体横梁，当又是转向桥时，则其两端经转向主销与转向节相联。
目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................................ I I 0文献综述 . (1)0.1转向系统概况 (1)0.2前桥概况 (2)1引言 (4)2汽车主要参数的确定 (4)2.1轴距L (4)2.2前轮距和后轮距 (4)2.3整车整备质量 (5)2.4汽车的装载质量 (5)2.5质量系数 (5)2.6汽车满载总质量 (6)2.7轴荷分配 (6)2.8轮胎选择 (6)2.9最小转弯直径 (7)2.10数据的确定 (7)3转向系统设计 (8)3.1汽车转向基本特性 (8)3.2转向系统设计要求和主要性能参数 (8)3.2.1转向系统设计要求 (8)3.2.2转向系传动比 (9)3.2.3 转向器效率 (11)3.2.4转向系设计参数的确定 (12)3.3循环球式转向器设计 (12)3.3.1转向系计算载荷的确定 (12)3.3.2主要尺寸参数选择 (13)3.3.3螺杆、钢球、螺母传动副 (13)3.3.4齿条，齿扇传动副 (14)3.3.5循环球式转向器零件强度计算 (17)3.4整体式转向梯形机构设计 (18)3.4.1整体式转向梯形机构数学模型分析 (18)3.4.2 基于Matlab的整体式转向梯形机构优化设计 (21)4转向从动桥设计 (27)4.1转向从动桥主要零件参数确定 (27)4.2转向从动桥主要零件设计计算 (29)4.2.1制动工况下的前梁强度计算 (30)4.2.2在侧滑情况下的前梁强度计算 (31)4.2.3转向节在制动和侧滑工况下的强度计算 (33)4.2.4主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的强度计算 (34)4.2.5转向节推力轴承的计算 (36)5结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)汽车转向系统及前桥设计西南大学工程技术学院，重庆400716摘要：随着汽车的普及，对于汽车的各项性能指标和操纵感受也更加重视。
汽车设计课设_BJ130驱动桥部分设计验算与校核计BJ130驱动桥部分设计验算与校核目录一、课程设计任务书 (1)二、总体结构设计 (2)三、主减速器部分设计 (2)1、主减速器齿轮计算载荷的确定 (2)2、锥齿轮主要参数选择 (4)3、主减速器强度计算 (5)四、差速器部分设计 (6)1、差速器主参数选择 (6)2、差速器齿轮强度计算 (7)五、半轴部分设计 (8)1、半轴计算转矩Tφ及杆部直径 (8)2、受最大牵引力时强度计算 (9)3、制动时强度计算 (9)4、半轴花键计算 (9)六、驱动桥壳设计 (10)1、桥壳的静弯曲应力计算 (10)2、在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算 (11)3、汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 (11)4、汽车紧急制动时的桥壳强度计算 (12)5、汽车受最大侧向力时的桥壳强度计算 (12)七、参考书目 (14)八、课程设计感想 (15)一、课程设计任务书1、题目《BJ130驱动桥部分设计验算与校核》2、设计容及要求（1）主减速器部分包括：主减速器齿轮的受载情况；锥齿轮主要参数选择；主减速器强度计算；齿轮的弯曲强度、接触强度计算。
（2）差速器：齿轮的主要参数；差速器齿轮强度的校核；行星齿轮齿数和半轴齿轮齿数的确定。
（3）半轴部分强度计算：当受最大牵引力时的强度；制动时强度计算。
（4）驱动桥强度计算：①桥壳的静弯曲应力②不平路载下的桥壳强度③最大牵引力时的桥壳强度④紧急制动时的桥壳强度⑤最大侧向力时的桥壳强度3、主要技术参数轴距L=2800mm轴荷分配：满载时前后轴载1340/2735(kg)发动机最大功率：80ps n：3800-4000n/min发动机最大转矩17.5kg﹒m n：2200-2500n/min传动比：i1=7.00； i0=5.833轮毂总成和制动器总成的总重：g k=274kg。
汽车前桥设计说明书题目：汽车前桥设计学院：工程技术学院专业：车辆工程年级：2012 级 1 班学号：222012322220045姓名：方霄指导老师：赵金斗成绩：2015 年7 月 2 日一、设计任务与要求（一）设计任务每个同学在二周时间内完成一种车型的前桥设计。
1.绘制前桥总成图一张；2.绘制某主要零件的零件图一张；3.编写前桥设计说明书一份。
（二）要求1.设计思想正确（1）处理好设计的先进性的生产的可能性之间的关系；（2）协调好产品的继承性和产品“三化”之间的关系；2.图纸完备，不和标准3.设计说明书概念清楚，调理分明，计算正确，书写工整。
二、结构参数选择1、JY1061A型汽车总布置整车参数见表1：表12、从动桥结构形式本前桥采用非断开式转向从动桥3、选择前桥结构型式及参数（1）前轴结构形式：工字形断面加叉形转向节主销固定在前轴两端的拳部里。
（2）转向节结构型式：整体锻造式。
（3）主销结构型式：国柱实心主销。
（4）转向节止推轴承结构形式：止推滚柱轴承。
（5）主销轴承结构形式：滚针轴承（6）轮毂轴承结构形式：单列向心球轴承4、前轮定位角本型前轮定位角选择见表1三、前桥强度计算1、前轴强度计算（1）前轴受力简图如图1所示：图1 汽车向左侧滑时前轴受力图（2）前轴计算载荷的计算ⅰ）紧急制动汽车紧急制动时，纵向力(制动力)达到最大值，因质量重新分配，而使前轴上的垂直载荷增大，对后轮接地点取矩得：取路面附着系数：Ф=0.7制动时前梁轴载质量重新分配分配系数： 1=m 21+ΦL hg =1175.106.17.0+⨯=1.6315垂直反作用力： Z 1l = Z 1r =21G m 2207276315.1⨯==16908.05N横向反作用力： X 1l =X 1r = 21G m Ф=11835.64Nⅱ）侧滑汽车侧滑时，因横向力的作用，汽车前桥左右车轮上的垂直载荷发生转移。
（1）确定侧向滑移附着糸数：在侧滑的临界状态，横向反作用力等于离心力F 离，并达到最大值F离=gRV G 21,Y max =G 1Ф′，为保证不横向翻车，须使V 滑<V 翻，则有：hggRB gR 21〈Φ'，所以Φ'<hgB 21，得到Φ'<06.12584.1⨯=0.747，取Φ'=0.65（2）对车轮接地点取矩 垂直反作用力： Z )121(211B hg G l Φ'+==)158465.0106021(220727⨯⨯+⨯=19379.22NZ )121(211B hg G l Φ'-==1347.78N横向反作用力 Y 1l Φ'Φ'+=)121(21B hg G =12596.49NY1r Φ'Φ'-=)121(21B hg G =876.06Nⅲ）越过不平路面汽国越过不平路面时，因路面不平引起垂直动载荷，至使垂直反作用力达到最大值 取动载荷系数： δ=2.5（载货汽车）75.259082207275.22111=⨯=='='G ZZ rl δN载荷计算结果列表，如下表2：表2 单位：N(3)弯矩及扭矩计算①选择下述四个部位计版式其断面的弯矩、扭矩。
Ⅰ-Ⅰ断面位于钢板弹簧座内侧，属于前轴中部最弱部位。
此断面内弯矩最大（钢板弹簧座可视为梁的固定端），故两钢板弹簧之间这段梁可不考虑受扭）Ⅱ-Ⅱ断面位于钢板弹簧座外侧附近，此断面内就弯矩最大，而扭矩最小 Ⅲ-Ⅲ断面处的弯矩，扭矩均较大Ⅳ-Ⅳ断面位于梁端，此断面内扭矩最大，而弯矩最小 各断面示意图如图1 各断面的计算参数如下表3表3②各断面弯扭矩计算如下 ⅰ）紧急制动垂直面内弯矩 M ′=Z 1l i 水平面内弯矩 M 〝=X1l i上式中Li对应与Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ断面分别带入L1、L2、L3、L4钢板弹簧外侧扭矩Mn=X1上式中h i对应与Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ断面分别带入h2、h3、h4。
ⅱ）侧滑左侧各断面垂直面内弯矩M1ˊ=Z1l-Y1l(r r-h i)上式中Li,hi带入值与紧急制动时一致ⅲ）越过不平路面垂直面内弯矩Mˊ=Z1ˊLi式中Li带入与上面计算中一致弯扭矩计算结果如下表4表4 单位N(4)断面糸数计算<A>A工字形断面前轴a)断面简图本汽车前轴简化为换算断面形状后如图3所示图3 前轴简化图b)计算断面系数 i )Ⅰ-Ⅰ断面 如图3所示①垂直面内抗弯断面系数 61636606172633313⨯⨯-⨯=-='-Hhb BHW I I =37003.47N.mm②水平面内抗弯断面系数 mm N Bth Bt W II II .217447261236725.1226233331=⨯⨯+⨯⨯=+='-ⅱ）Ⅱ--Ⅱ 断面①换算断面简图如图4图4 II —II 断面计算简图②垂直面内抗弯断面系数Ⅱ--Ⅱ断面为上，下翼缘不等长的工字形断面。
计算其垂直面内抗弯断面系数的关系是确定出形心轴坐标。
形心轴Xc-Xc 的坐标：∑∑=FiFiyi y 1 =hB B btBt h t h B B t H bt t Bt )()2/(*)()2/1(2/1*121112211-+++-+-+=30.796204.37796.306712=-=-=y H y该断面对形心轴的惯性矩：()433333213231131132.1708769704.2416204.3758296.1850796.309231)(31mmh b byh B ByJxc=⨯⨯+⨯⨯=-+-=——上翼面的抗弯断面系数：31723.55486796.30132.1708769my JW xc===‘上下翼面的抗弯断面系数：32715.45929204.37132.1708769my JW xc===‘下③水平面内抗弯断面系数：332313978.27822)(61mmh t t b t B BW=++=④抗扭断面系数 由经验公式得51.43813)63.0(8.547683)63.0(436.75.1292t m 1.314111=-==-=>===bm W bm J B n n832.15854616.454307214.0,146.0402.14243m2.322422222======<===t W tJ th n n βαβα85201.18907max65.28max 96.54170968.261046.32633464.45.1258t b m .3nininn 22nininin3n 3n 23==∴======>===∑）（）（W JJ W W JW JJJW Jn niii) Ⅲ-Ⅲ断面III-III 断面计算简图如图5如图5 III-III 断面计算简图①垂直面内的抗弯断面系数：33333352.18913)1552(52643)(6/mmh HH b W =-⨯=-=②水平面内的抗弯断面系数：322"32.11402)1552(643)(6/mmh H b W =-=-=③抗扭断面系数：216.0171.029.14352=====βα取b h m512.1717343216.033"'3=⨯==b W β iv) Ⅳ-Ⅳ断面①垂直面内抗弯断面系数：322'Ⅳ-Ⅳ667.19378652436mmbH W =⨯==②水平面内抗弯断面系数：322"Ⅳ-Ⅳ667.16024652436mmH b W =⨯==③抗扭断面系数：333"'4341.2091043263.0mmb W =⨯==βv) 各断面尺寸参数见表5：表5 单位： mmvi)断面系数计算结果列表见表6表6 单位： 3mm（5）应力计算a)计算公式i)汽车紧急制动时垂直面内弯曲应力： '''W M =σ 水平面内弯曲应力： """W M =σ合成应力： “‘合σσσ+=扭转应力：在矩形长边中点上的扭转应力： nnW M=max τ在矩形短边中点上的扭转应力： maxγττ=工字形断面中所产生的最大应力和最大扭转应力是作用在梁断面上的不同点处。
对于上翼面长边中点，其相当应力： 223τσσ+=合dii)汽车侧滑时垂直面弯曲应力： '''W M =σiii)汽车越过不平路面时 垂直面弯曲应力： '''W M =σb) 应力值计算结果列表：表7 单位： 28/10mm N ⨯（6）JY1061 前轴材料的许用应力材料：30Cr 调质硬度 ： HB241—281 )/(2mm N b σ：800—937许用应力： bsσσσ)7.06.0(-=≤合s s σττ7.0=<2、转向节强度计算作用力11Z 、11X 、11Y 按表1-1取值 （2）截面系数计算取轮毂内轴承根部处指轴为计算断面 64.894132453233=⨯==ππdW（3）弯矩计算a).紧急制动时16.41277864.1183505.16908202221211=+⨯=+=X Z C M制b).侧滑时3.502890643049.125962022.1937911111-=⨯-⨯=-=r r Y C Z M制c).超越不平路面时5181752075.2590811=⨯='=C Z M制（4）计算用参数JY1061451=d ， 201=C ， 302=d （5）应力计算a ）紧急制动时： 164.4664.894116.412778===WM 制σb ）侧滑时： 414.56264.89413.5028906-=-==WM 侧σc ）超越不平路面时： 951.5764.8941518175===WM 越σ（6）弯矩、应力计算结果列表见表8表8（7）转向节的材料、许用应力及强度校核 材料 JY1061 40Gr许用应力 ][s σσ< 查YB6-71： 2/980][mmN b =σ])[75.065.0(][b S σσ-=3、主销强度计算（1）主销作用力计算简图如图6如图6 主销作用力计算简图（2）主销受力计算参数见表9表9（3）计算载荷计算时，忽略主销倾角的影响，并假定力的作用点位于主销衬套中点。
A ）1Z 、1X 、1Y 按表1取值 B ）汽车紧急制动时力1Z 在主销的支承反力1S '和1S ''。
N ba l Z S S 688.10428706721415158405.16908111=+-+=+⋅="='主销受到1X 和u 的作用，力u 由下式求得： 282.60611655.8464.1183511=⨯==l l X u力1X 在主销的两个支承上反作用力'2S 和"2S N b a b X S 407.604770677064.1183512=+⨯=+='N ba a XS 233.578870676764.1183512=+⨯=+="力u 在主销的两个支承上反作用力'3S 和"3SNba b S Nb a b S 277.296413767282.6061005.309713770282.606133=⨯=+="=⨯=+='μμ由制动力矩r r X 1的作用，在主销的 两个支撑上产生反作用力'4S 和"4SN ba r XS S r359.3714813743064.11835144=⨯=+="='作用在主销上端的合力（图14）N S S S S S 447.31953)359.37148407.6047()688.10428005.3097()'()'('222'422'13=-+-=-+-=∑作用在主销下端的合力（图14）NS S S S S 910.44976)359.37148233.5788()277.2964688.10428()()(22242231=+++="+"+"+"="∑C)汽车侧滑时左主销上支承的 反作用力Nba l Z f Y S l l 389.211471375.8422.1937936049.1259611=⨯-⨯=+-=上左主销下支承的 反作用力Nba l Z e Y S l l 879.337431375.8422.1937949749.1259611=⨯-⨯=+-=下右主销上支承的 反作用力 N ba lZ f Y S r r 350.313311=++=上右主销下支承的 反作用力 N ba l Z e Y S r r 41.400911=++=下D ）汽车越过不平路面时动载荷在主销上、下支承上产生的作用反力1S '和1S ''。
