《貨車(chē)轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì)終》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《貨車(chē)轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì)終（29頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、貨車(chē)轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì) 摘要 隨著汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展隨著汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，作為汽車(chē)的關(guān)鍵零部件的轉(zhuǎn)向橋也得到了相應(yīng)的發(fā)展，基本以形成了專(zhuān)業(yè)化、系列化生產(chǎn)的局面。而且隨著生產(chǎn)水平的發(fā)展，汽車(chē)的行駛速度不斷提高，人們對(duì)汽車(chē)的性能要求也越來(lái)越高，如何保證既要具有較高的行駛速度又要具有良好的轉(zhuǎn)向性能，就成了必須要解決的問(wèn)題。 本次設(shè)計(jì)為載重汽車(chē)的轉(zhuǎn)向橋，此橋需要適應(yīng)在不同的路況，不同的速度下使汽車(chē)保持穩(wěn)定的行駛，并且使貨車(chē)轉(zhuǎn)向橋具有良好的穩(wěn)定性和靈敏性。文中介紹了轉(zhuǎn)向橋的概念，用途，總體布局，通過(guò)對(duì)前軸、轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向梯形、主銷(xiāo)等零件的尺寸和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，選擇合適的材料，并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度的校核，以保證所本次設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)

2、向橋符合汽車(chē)道路行駛要求。 關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向橋；前梁；主銷(xiāo)；定位參數(shù) The Design of Steering Axle Truck Abstract With the development of the automotive industry, as a key component of the steering axle car has also been a corresponding development, basic to the formation of a specialized, series production of the situation. And wit

3、h the development of the production level, the travel speed car continues to improve, people on the car's performance requirements are also increasing, how to ensure that it is necessary to have a higher travel speed and also has good steering performance, it becomes necessary to solve the problem.

4、 ?The design for the truck's steering axle, this bridge needs to adapt to different road conditions, different speeds making the car stable under travel, and the steering axle truck has good stability and sensitivity. This paper introduces the concept of steering axle, use, overall layout, through

5、the front axle, steering knuckles, steering the size and structure of the trapezoid, kingpin and other parts of the design, selection of suitable materials, and its strength and the order ensure that the design of the steering axle in line with the requirements of automobile roads. Key words:initia

6、l velocity method; gas emission rate; mine panel 目錄 摘要1 Abstract1 第一章緒論1 1.1汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋的概述1 1.2轉(zhuǎn)向橋的研究意義1 1.3轉(zhuǎn)向橋的發(fā)展背景2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)的發(fā)展歷史2 我國(guó)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展2 1.4轉(zhuǎn)向橋的分類(lèi)與基本結(jié)構(gòu)3 1.5典型車(chē)型前橋總成結(jié)構(gòu)3 第二章轉(zhuǎn)向橋的零件分析5 2.1前梁5 2.2轉(zhuǎn)向節(jié)6 2.3轉(zhuǎn)向梯形6 整體式轉(zhuǎn)向梯形6 斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向梯形7 2.4主銷(xiāo)9 2.5轉(zhuǎn)向節(jié)臂9 2.6輪轂組合9 2.7軸承10 輪轂軸承10 轉(zhuǎn)向節(jié)止推軸承10 主銷(xiāo)軸承1

7、0 2.8轉(zhuǎn)向拉桿總成10 轉(zhuǎn)向球頭11 轉(zhuǎn)向直拉桿11 轉(zhuǎn)向橫拉桿11 2.9前輪擺振的機(jī)理11 自激擺振11 受迫擺振12 第三章轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì)計(jì)算13 3.1轉(zhuǎn)向從東橋的主要零件尺寸的確定13 參考車(chē)型制動(dòng)系相關(guān)主要參數(shù)數(shù)值13 實(shí)際參數(shù)13 3.2轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋主要零件的校核14 3.2.1 前梁在制動(dòng)工況與側(cè)滑工況下的校核14 轉(zhuǎn)向節(jié)在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的應(yīng)力計(jì)算18 主銷(xiāo)與轉(zhuǎn)向節(jié)襯套在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的應(yīng)力計(jì)算20 轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承的計(jì)算22 第四章轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計(jì)24 4.1轉(zhuǎn)向梯形的理論特性24 4.2轉(zhuǎn)向梯形的布置25 4.3轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)尺寸的初步

8、確定25 4.4轉(zhuǎn)向梯形設(shè)計(jì)中應(yīng)說(shuō)明的幾個(gè)問(wèn)題26 4.5阿克曼式轉(zhuǎn)向角26 4.6球頭銷(xiāo)27 第五章轉(zhuǎn)向車(chē)輪的定位28 5.1主銷(xiāo)后傾角28 5.2主銷(xiāo)內(nèi)傾角28 5.3前輪外傾角29 5.4前輪前束29 5.5拆卸、安裝及調(diào)整29 總成的拆卸29 總成的裝配30 車(chē)橋的調(diào)整30 第六章轉(zhuǎn)向橋?qū)嶒?yàn)32 6.1整車(chē)道路試驗(yàn)及使用實(shí)驗(yàn)32 6.2臺(tái)架實(shí)驗(yàn)32 6.3靜扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度試驗(yàn)32 總結(jié)33 參考文獻(xiàn)34 致謝35 第一章緒論 隨著高速公路的迅速發(fā)展和車(chē)速的提高以及車(chē)流密度的日益增大，人們對(duì)行車(chē)安全也更加的重視，因此對(duì)車(chē)橋的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。

9、轉(zhuǎn)向橋的作用是傳遞車(chē)架與車(chē)輪之間各方向的作用力及其力矩，直接影響著轉(zhuǎn)向系的操縱性與靈活性，對(duì)行車(chē)安全有著重要的影響。 1.1汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋的概述 前橋一般位于汽車(chē)的前部，也稱(chēng)轉(zhuǎn)向橋或從動(dòng)橋。前橋是汽車(chē)上一個(gè)重要的總成件，主要包括轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)、前梁、轉(zhuǎn)向節(jié)襯套、主銷(xiāo)上下軸承、轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承、輪轂等零部件。前橋通過(guò)車(chē)架與懸架連接，支撐著汽車(chē)大部分重量，并將汽車(chē)的牽引力或制動(dòng)力，以及側(cè)向力經(jīng)懸架傳給車(chē)架。轉(zhuǎn)向橋是利用車(chē)橋中的轉(zhuǎn)向節(jié)使車(chē)輪可以偏轉(zhuǎn)一定角度以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向。前橋除常承受垂直載荷外，還承受縱向力和側(cè)向力以及這些力所引起的力矩。 為使汽車(chē)在行駛中具有較好的直線(xiàn)行駛能力，前橋應(yīng)滿(mǎn)足下列要

10、求： (1)足夠的強(qiáng)度，以保證可靠的承受車(chē)輪與車(chē)架（或承載式車(chē)身）之間的作用力。 (2)正確的車(chē)輪定位，使轉(zhuǎn)向輪運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，操縱輕便并減輕輪胎的磨損。前輪定位包括主銷(xiāo)內(nèi)傾，主銷(xiāo)后傾，前輪外傾和前輪前束。 (3)足夠的剛度，使受力后變形要小，保證主銷(xiāo)和轉(zhuǎn)向輪有正確的定位角度保持不變。 (4)轉(zhuǎn)向節(jié)與主銷(xiāo)，轉(zhuǎn)向節(jié)與前橋之間的摩擦力應(yīng)盡可能小，以保證轉(zhuǎn)向操作的輕便性，并有足夠的耐磨性。 (5)轉(zhuǎn)向輪的擺振應(yīng)盡可能小，以保證汽車(chē)的正常，穩(wěn)定行使。 (6)前橋的質(zhì)量應(yīng)盡可能小，以減少非簧載質(zhì)量，提高汽車(chē)行駛平順性。 1.2轉(zhuǎn)向橋的研究意義 改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展迅猛。作為汽車(chē)關(guān)鍵部

11、件的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也得到了相應(yīng)的發(fā)展，基本形成了專(zhuān)業(yè)化、系列化生產(chǎn)的局面。而作為汽車(chē)轉(zhuǎn)向系的重要部件的轉(zhuǎn)向橋，在汽車(chē)系統(tǒng)中占有重要地位，因而它的發(fā)展同時(shí)也反映了汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展。而且隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車(chē)流密度的日益增大，為保證人身和車(chē)輛的安全，必須為汽車(chē)配備十分可靠的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)中通過(guò)優(yōu)化零件設(shè)計(jì)，使用合適的材料，提高轉(zhuǎn)向橋的經(jīng)濟(jì)性與靈敏性，保證汽車(chē)行駛的安全性能。 1.3轉(zhuǎn)向橋的發(fā)展背景 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)的發(fā)展歷史 回顧汽車(chē)前橋的發(fā)展歷史。100多年前，汽車(chē)剛剛誕生初期，其轉(zhuǎn)向操縱是仿照馬車(chē)和自行車(chē)的轉(zhuǎn)向方式，即用一個(gè)操縱桿或手柄來(lái)使前輪偏轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。由于操縱費(fèi)力且不可靠，導(dǎo)致時(shí)常發(fā)生車(chē)

12、毀人亡的事故。 第一輛不用馬匹來(lái)拉的四輪車(chē)面世時(shí)，它已經(jīng)把前橋和前輪組成了一個(gè)總成。該總成安裝在樞軸上，可以繞前橋中心的一個(gè)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，利用一個(gè)桿柱，連接前橋的中點(diǎn)，通過(guò)地板注上延伸，方向盤(pán)就緊固在桿柱上端，以此操縱汽車(chē)。這種裝置在汽車(chē)車(chē)速不超過(guò)馬車(chē)的速度時(shí)，還是很好使用的，但當(dāng)車(chē)速提高后，駕駛員就要求提高轉(zhuǎn)向的準(zhǔn)確性，以減少輪胎的磨損，提高輪胎的使用壽命。 1817年，德國(guó)人林肯斯潘杰提出類(lèi)似于現(xiàn)代汽車(chē)、將前輪用轉(zhuǎn)向節(jié)與前梁連接的方式(即改進(jìn)轉(zhuǎn)向器的想法)。他研制了一種允許汽車(chē)前輪在主軸上獨(dú)立回轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，這就是把車(chē)輪與轉(zhuǎn)向節(jié)連接起來(lái)，轉(zhuǎn)向節(jié)又用可轉(zhuǎn)動(dòng)的銷(xiāo)軸與前軸連接，從而發(fā)明了現(xiàn)代轉(zhuǎn)向梯形機(jī)

13、構(gòu)，并在第二年將在英國(guó)獲得的專(zhuān)利權(quán)轉(zhuǎn)讓給出版商，即英籍德國(guó)人阿克曼。阿克曼向英國(guó)專(zhuān)利局申請(qǐng)“平行連桿式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)”專(zhuān)利?，F(xiàn)在人們常將轉(zhuǎn)向梯形的特性關(guān)系式cotα—cotβ＝K／L稱(chēng)為阿克曼公式。林肯斯潘杰原理被年輕的汽車(chē)工業(yè)所采用，但可憐的他并未得到過(guò)任何榮譽(yù)。而魯?shù)罓柗颉ぐ⒖寺且粋€(gè)書(shū)商和出版商，他根本不知道什么叫轉(zhuǎn)向節(jié)，是一個(gè)與汽車(chē)毫不相干的人。林肯斯潘杰把他在英國(guó)威爾士的發(fā)明權(quán)給了他，因而阿克曼就成了名。另外一個(gè)為發(fā)展現(xiàn)代轉(zhuǎn)向器做出重大貢獻(xiàn)而從未獲得過(guò)任何榮譽(yù)的人是杰特，他是法國(guó)四輪馬車(chē)的制造商。1878年，他發(fā)明了第一個(gè)平行四邊形轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，但他當(dāng)時(shí)沒(méi)有稱(chēng)它為這個(gè)名稱(chēng)。 杰特的轉(zhuǎn)向機(jī)

14、構(gòu)，可以把轉(zhuǎn)向中心點(diǎn)移向兩側(cè)，他把一根桿子與帶有兩個(gè)連接臂的轉(zhuǎn)向節(jié)相連。今日稱(chēng)此桿子為橫拉桿，而把這兩個(gè)連接塊稱(chēng)為轉(zhuǎn)向臂和隨動(dòng)臂。杰特把轉(zhuǎn)向往的一端與轉(zhuǎn)向臂連接，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向柱時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)向臂和從動(dòng)臂、橫拉桿和車(chē)輪軸就可以轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)輪。1857年，英國(guó)的達(dá)吉思蒸汽汽車(chē)是第一次采用方向盤(pán)的機(jī)動(dòng)車(chē)輛。1872年蘇格蘭的查理士·魯?shù)婪虻谝粋€(gè)把方向盤(pán)裝到煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)輛上。從前，想把方向盤(pán)裝到車(chē)輛上的多次嘗試均未得到認(rèn)可。 上世紀(jì)20年代中期，汽車(chē)生產(chǎn)者討論了把驅(qū)動(dòng)作用從后輪移到前輪是否更好些的問(wèn)題。1934年3月24日，安德烈·雪鐵龍成功制造了一種新型的汽車(chē)，一款名叫7A的前驅(qū)動(dòng)汽車(chē)問(wèn)世。前輪驅(qū)動(dòng)、無(wú)底盤(pán)的

15、車(chē)身結(jié)構(gòu)、通過(guò)扭桿實(shí)現(xiàn)單輪減振以及液壓制動(dòng)等等，這些都曾有人采用過(guò)的，但從未有人把這些集中在一輛汽車(chē)上，并且是成批生產(chǎn)的。受雪鐵龍委托的安德烈·勒費(fèi)弗爾及其助手莫里斯·圣蒂拉創(chuàng)造的這種汽車(chē)，其設(shè)計(jì)方案即使在70多年后的今天也沒(méi)有過(guò)時(shí)。 我國(guó)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展 我國(guó)汽車(chē)在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下無(wú)論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。 直到近年來(lái)，中國(guó)整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，居民收入的持續(xù)增長(zhǎng)以及擴(kuò)大內(nèi)需、拉動(dòng)消費(fèi)的財(cái)政政策，特別是在中國(guó)加入WTO以后，汽車(chē)關(guān)稅不斷下調(diào)，國(guó)外知名的汽車(chē)巨頭也瞄準(zhǔn)了中國(guó)

16、這個(gè)巨大的市場(chǎng)，陸續(xù)在華投資設(shè)廠(chǎng)，越來(lái)越多款式新穎、乘坐舒適安全的汽車(chē)隨之進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，加速了轎車(chē)進(jìn)入家庭的步伐。中國(guó)人被壓抑以久的購(gòu)買(mǎi)熱情得以釋放，汽車(chē)市場(chǎng)出現(xiàn)井噴行情，業(yè)界普遍認(rèn)為2003年是中國(guó)汽車(chē)正式進(jìn)入家庭的元年。這兩年來(lái)我國(guó)汽車(chē)的銷(xiāo)量，特別是轎車(chē)的銷(xiāo)量取得了大幅增長(zhǎng)，有些產(chǎn)品如雅閣、波羅等還供不應(yīng)求，甚至有的還出現(xiàn)需要“加價(jià)”才能購(gòu)買(mǎi)的情況。中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)火爆的局面也似乎預(yù)示著中國(guó)汽車(chē)工業(yè)迎來(lái)了真正發(fā)展的春天。 隨著我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的迅速發(fā)展，汽車(chē)運(yùn)輸?shù)某休d重量和運(yùn)行速度都在不斷增加。于是人們對(duì)汽車(chē)的安全運(yùn)行和舒適性也越來(lái)越重視，因而對(duì)汽車(chē)車(chē)橋的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。汽車(chē)工業(yè)作為我

17、國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，其前景非常廣闊。而且我國(guó)的汽車(chē)車(chē)橋行業(yè)發(fā)展迅速，已經(jīng)形成了一定的規(guī)模市場(chǎng)。中、輕型貨車(chē)的轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì)在市場(chǎng)上已成為通用的成熟技術(shù)，也有非常完備的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的零件產(chǎn)品，短期內(nèi)不會(huì)有較大的創(chuàng)新改革，重型貨車(chē)由于其載重量的因素，需要更好的轉(zhuǎn)向性能和更穩(wěn)定的行駛能力，國(guó)內(nèi)的許多廠(chǎng)家和研究機(jī)構(gòu)將研究重點(diǎn)放在雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。雖然目前我國(guó)汽車(chē)車(chē)橋技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)還有較大的差距，但是隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)汽車(chē)車(chē)橋行業(yè)將會(huì)有更大的進(jìn)步。 1.4轉(zhuǎn)向橋的分類(lèi)與基本結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)向橋按與其匹配的懸架結(jié)構(gòu)不同，可分為非斷開(kāi)式和斷開(kāi)式兩類(lèi)。與非獨(dú)立懸架相匹配的非斷開(kāi)式前橋是一根支承于左、

18、右從動(dòng)車(chē)輪上的剛性整體橫梁，當(dāng)又是前橋時(shí)，則其兩端經(jīng)轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)與轉(zhuǎn)向節(jié)相聯(lián)。斷開(kāi)式前橋與獨(dú)立懸架相匹配。 根據(jù)車(chē)橋上車(chē)輪的作用，車(chē)橋又可分為轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋和支持橋四種類(lèi)型。其中，轉(zhuǎn)向橋和支持橋都屬于從動(dòng)橋。一般汽車(chē)多以前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向橋，而以后橋和中、后兩橋?yàn)轵?qū)動(dòng)橋。越野汽車(chē)的前橋則為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。由于本車(chē)采用非獨(dú)立懸架系統(tǒng)，所以采用非斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向橋。本車(chē)為發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)，故前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向從動(dòng)橋。 非斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向橋主要由前軸、轉(zhuǎn)向節(jié)和轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)等組成。轉(zhuǎn)向節(jié)利用主銷(xiāo)與前軸鉸接并經(jīng)一對(duì)輪轂軸承支承著車(chē)輪的輪轂，以達(dá)到車(chē)輪轉(zhuǎn)向的目的。在左轉(zhuǎn)向節(jié)的上耳處安裝著轉(zhuǎn)向節(jié)臂，后者與轉(zhuǎn)向直拉桿相聯(lián)；而左、右

19、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)底板緊固在轉(zhuǎn)向節(jié)的凸緣面上。轉(zhuǎn)向節(jié)的銷(xiāo)孔內(nèi)壓入帶有潤(rùn)滑油槽的青銅襯套以減小磨損。為使轉(zhuǎn)向輕便，在轉(zhuǎn)向節(jié)下耳與前梁部之間可裝滾子推力軸承，在轉(zhuǎn)向節(jié)上耳與前軸拳部之間裝有調(diào)整墊片以調(diào)整其間隙。帶有螺紋的楔形鎖銷(xiāo)將主銷(xiāo)固定在前梁拳部的孔內(nèi)，使之不能轉(zhuǎn)動(dòng)。 1.5典型車(chē)型前橋總成結(jié)構(gòu) (1)微型汽車(chē)前軸 微型汽車(chē)前懸架普遍采用了獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)。前軸的載荷相對(duì)較小，結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單。微型汽車(chē)前軸一般多為斷開(kāi)式活動(dòng)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)，由前軸本體，左右橫擺臂，加強(qiáng)桿臂等組成。 (2)轎車(chē)前

20、橋 轎車(chē)前橋采用麥弗遜式懸架。它承擔(dān)著驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)向的雙重功能，懸架上端與車(chē)身相連，下端與車(chē)輪軸承殼體相連，車(chē)輪的外傾是通過(guò)懸架與軸承殼體的連接螺栓來(lái)調(diào)整的，副車(chē)架利用彈性件通過(guò)控制臂，球鉸與懸掛相連，提高了行駛的穩(wěn)定性和乘坐的舒適性。 (3)越野車(chē)前橋 越野汽車(chē)的前橋負(fù)有轉(zhuǎn)向和驅(qū)動(dòng)兩種任務(wù)，故稱(chēng)為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。它和一般驅(qū)動(dòng)橋一樣，具有主傳動(dòng)器、差速器和半軸。不同之處是，由于轉(zhuǎn)向的需要，半軸被分為內(nèi)，外兩段而用萬(wàn)向節(jié)連接起來(lái)，同時(shí)主銷(xiāo)也因而做成上下兩段。 (4)載重汽車(chē)前軸 載重汽車(chē)前軸采用工字形斷面主要用以提高前軸的抗彎強(qiáng)度。上部有二處加寬平面，用以支承鋼板彈簧。前軸兩端各有一個(gè)拳形部分

21、，其中有通孔，作為裝轉(zhuǎn)向節(jié)主銷(xiāo)只用。主銷(xiāo)與左右轉(zhuǎn)向節(jié)鉸接，用帶有螺紋的楔形鎖銷(xiāo)橫穿過(guò)與主銷(xiāo)孔垂直通孔，靠鎖銷(xiāo)楔面將主銷(xiāo)固定在前軸孔內(nèi)，使它不能轉(zhuǎn)動(dòng)。 第二章轉(zhuǎn)向橋的零件分析 本章主要介紹轉(zhuǎn)向橋的主要零部件的作用、構(gòu)成以及各零部件之間的連接關(guān)系。 2.1前梁 前梁的主要起承載作用，它上面不僅承擔(dān)著整個(gè)車(chē)頭的全部重量，還要承載車(chē)廂部位分配過(guò)來(lái)的部分重量，并將這些重量經(jīng)前軸兩端傳遞給車(chē)頭部?jī)蛇叺能?chē)輪。前梁是用中碳鋼或中碳合金鋼的，其兩端各有一呈拳形的加粗部分為安裝主銷(xiāo)的前梁拳部；為提高其抗彎強(qiáng)度，其較長(zhǎng)的中間部分采用工字形斷面并相對(duì)兩端向下偏移一定距離，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)從而降低傳動(dòng)系的安裝位置以

22、及傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)的夾角。為提高其抗扭強(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聯(lián)接的向下彎曲部分則采用兩種斷面逐漸過(guò)渡的形狀。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。其主要涉及參數(shù)有板簧中心距、主銷(xiāo)中心距、前軸落差、及板簧座截面尺寸及主銷(xiāo)傾角。 前軸有工字梁前軸，其形狀復(fù)雜，截面起伏較大，特別是彈簧座、工字梁部位具有深而窄的截面，是一種難鍛造的軸類(lèi)零件；有鋼板拼焊成管狀的前軸梁；還有采用熱擠壓技術(shù)制造一體式無(wú)縫鋼管前軸梁成型工藝，其包括七道工序，下料、增厚、推方、鐓實(shí)、壓頸脖、整體成型、熱處理。優(yōu)點(diǎn)是輕量化、承載強(qiáng)、成型簡(jiǎn)單；不足是材料多次加熱，材料晶粒粗大

23、，影響材料機(jī)械性能，目前受到無(wú)縫鋼管剛度限制，5 t 的一體式無(wú)縫鋼管前軸梁暫時(shí)制造不出來(lái)。 圖2-1 一體式無(wú)縫鋼管成型的前軸梁三維視圖 本次設(shè)計(jì)所采用轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋，其采用無(wú)縫鋼管的中間部分與采用鍛模成型的兩端拳形部分組焊而成。與傳統(tǒng)工字梁比較，等截面面積的空心梁截面模量要大于等截面面積的工字梁截面模量，因此理論上等強(qiáng)度的空心梁重量要低于工字梁，或者等重量的空心梁強(qiáng)度要優(yōu)于工字梁。這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大大減少了從動(dòng)轉(zhuǎn)向橋的質(zhì)量，提高了汽車(chē)的行駛平順性，而且運(yùn)行成本更低，有效載荷增加，使撓度最小化，抗扭強(qiáng)度提高，使用壽命延長(zhǎng)。但焊接式空心梁的缺點(diǎn)是對(duì)焊接的質(zhì)量控制難度、成本均較高。 2.2轉(zhuǎn)

24、向節(jié) 轉(zhuǎn)向節(jié)熟稱(chēng)羊角，是前橋上主要的轉(zhuǎn)向件。轉(zhuǎn)向節(jié)是一個(gè)叉形部件，上下兩叉制有同軸銷(xiāo)孔，通過(guò)主銷(xiāo)與前梁拳部相連，使前輪可以繞主銷(xiāo)偏轉(zhuǎn)一定角度而使汽車(chē)轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向節(jié)用中碳合金鋼模級(jí)成整體式結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向節(jié)與前梁組裝后構(gòu)成鉸鏈裝置，利用該鉸鏈裝置使車(chē)輪可以偏轉(zhuǎn)一定角度，從而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向行駛。轉(zhuǎn)向節(jié)是車(chē)輪和方向盤(pán)之間的聯(lián)系紐帶，通過(guò)方向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)連桿，即開(kāi)始調(diào)整車(chē)輪的高度，而車(chē)輪通過(guò)兩個(gè)軸承與轉(zhuǎn)向節(jié)配合，使他們連接在一起。轉(zhuǎn)向節(jié)錐孔與轉(zhuǎn)向節(jié)臂配合，并和轉(zhuǎn)向橫拉桿連接。轉(zhuǎn)向節(jié)法蘭面通過(guò)四個(gè)螺釘和制動(dòng)盤(pán)連接在一起。轉(zhuǎn)向節(jié)的功用是承受汽車(chē)前部載荷，支承并帶動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向。在汽車(chē)的行駛狀態(tài)下受到多變的沖擊載荷

25、。 轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)形式按節(jié)體和輪軸的組合方式，分為整體式和分開(kāi)式兩種。整體式轉(zhuǎn)向節(jié)是節(jié)體和輪軸合為一個(gè)整體，其毛坯一般采用鍛造成型。分開(kāi)式轉(zhuǎn)向節(jié)是節(jié)體和輪軸分成兩件。輪軸采用棒形坯料，節(jié)體毛坯為鍛造或鑄造成型，分別加工后再壓配成一體。整體式主要用于商用車(chē)（貨車(chē)），分開(kāi)式主要用于乘用車(chē)（轎車(chē)）。 轉(zhuǎn)向節(jié)按扭轉(zhuǎn)方向是否有明顯的彈性，可分為剛性轉(zhuǎn)向節(jié)和撓性轉(zhuǎn)向節(jié)。剛性轉(zhuǎn)向節(jié)是靠零件的鉸鏈?zhǔn)竭B接傳遞動(dòng)力的，可分成不等速轉(zhuǎn)向節(jié)(如十字軸式)、準(zhǔn)等速轉(zhuǎn)向節(jié)(如雙聯(lián)式、凸塊式、三銷(xiāo)軸式等)和等速轉(zhuǎn)向節(jié)(如球叉式、球籠式等)。撓性轉(zhuǎn)向節(jié)是靠彈性零件傳遞動(dòng)力的，具有緩沖減振作用。 不等速轉(zhuǎn)向節(jié)是指轉(zhuǎn)向節(jié)連接

26、的兩軸夾角大于零時(shí)，輸出軸和輸入軸之間以變化的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動(dòng)，但平均角速度比為1的轉(zhuǎn)向節(jié)。準(zhǔn)等速轉(zhuǎn)向節(jié)是指在設(shè)計(jì)角度下工作時(shí)以等于1的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動(dòng)，而在其它角度下工作時(shí)瞬時(shí)角速度比近似等于1的轉(zhuǎn)向節(jié)。輸出軸和輸入軸以等于1的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向節(jié)，稱(chēng)之為等速轉(zhuǎn)向節(jié)。 本次采用傳統(tǒng)類(lèi)型的轉(zhuǎn)向節(jié)，包括三部分“軸-盤(pán)-叉”，采用模鍛中的臥鍛方式（鍛壓力與軸的軸線(xiàn)方向垂直），可獲得較高的力學(xué)性能。 2.3轉(zhuǎn)向梯形 轉(zhuǎn)向梯形可分為整體式和斷開(kāi)式，選擇整體式或斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向梯形方案與懸架采用何種方案有關(guān)。無(wú)論采用哪一種方案，都必須正確選擇轉(zhuǎn)向梯形參數(shù)，做到汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，保證全部車(chē)輪繞一

27、個(gè)瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心行駛，使在不同圓周上運(yùn)動(dòng)的車(chē)輪，作無(wú)滑動(dòng)的純滾動(dòng)。同時(shí)，為達(dá)到總體布置要求的最小轉(zhuǎn)彎直徑，轉(zhuǎn)向輪應(yīng)有足夠大的轉(zhuǎn)角。由于轎車(chē)、輕型越野車(chē)、輕型客車(chē)的前軸普遍采用獨(dú)立懸架，因此斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向梯形在這些汽車(chē)上得到廣泛應(yīng)用。而貨車(chē)、大客車(chē)采用整體式前軸占得比例居多，故采用整體式轉(zhuǎn)向梯形的比例也相應(yīng)占大多數(shù)。 整體式轉(zhuǎn)向梯形 整體式轉(zhuǎn)向梯形是由轉(zhuǎn)向橫拉桿l，轉(zhuǎn)向梯形臂2和汽車(chē)前軸3組成，如圖1-1所示。圖1-1中梯形臂呈收縮狀向后延伸。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整前束容易，制造成本低；主要缺點(diǎn)是一側(cè)轉(zhuǎn)向輪上、下跳動(dòng)時(shí)，會(huì)影響另一側(cè)轉(zhuǎn)向輪。 圖2-2整體式轉(zhuǎn)向梯形 1—轉(zhuǎn)向橫拉桿 2

28、—轉(zhuǎn)向梯形臂 3—前軸 當(dāng)汽車(chē)前懸架采用非獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用整體式轉(zhuǎn)向梯形。整體式轉(zhuǎn)向梯形的橫拉桿可位于前軸后或前軸前(稱(chēng)為前置梯形)。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)位置低或前輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，常采用前置梯形。前置梯形的梯形臂必須向前外側(cè)方向延伸，因而會(huì)與車(chē)輪或制動(dòng)底板發(fā)生干涉，所以在布置上有困難。為了保護(hù)橫拉桿免遭路面不平物的損傷，橫拉桿的位置應(yīng)盡可能布置得高些，至少不低于前軸高度。 斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向梯形 轉(zhuǎn)向梯形的橫拉桿做成斷開(kāi)的，稱(chēng)之為斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向梯形。斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向梯形有對(duì)稱(chēng)桿式、中間臂式、齒輪齒條拉桿式等幾種方案。斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向梯形的主要優(yōu)點(diǎn)是它與前輪采用獨(dú)立懸架相配合，能夠保證一側(cè)車(chē)輪上、下跳動(dòng)時(shí)，不會(huì)影響另一側(cè)

29、車(chē)輪；與整體式轉(zhuǎn)向梯形比較，由于桿系、球頭增多，所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，并且調(diào)整前束比較困難。 (1)中心臂式轉(zhuǎn)向梯形，如圖2-3. 中心臂式轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，在汽車(chē)的縱向?qū)ΨQ(chēng)平面附近布置有繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的中心臂，中心臂的一端與左、右橫拉桿相連轉(zhuǎn)向搖臂也經(jīng)轉(zhuǎn)向拉桿與中心臂相連。當(dāng)轉(zhuǎn)向搖臂擺動(dòng)時(shí)經(jīng)轉(zhuǎn)向拉桿帶動(dòng)中心臂轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而牽動(dòng)左、右橫拉桿，使左、右輪偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。 圖2-3 中心臂式轉(zhuǎn)向梯形 1-齒條；2-橫拉桿；3-梯形臂 (2)對(duì)稱(chēng)桿式轉(zhuǎn)向梯形，如圖2-4. 對(duì)稱(chēng)桿式轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，固定在轉(zhuǎn)向節(jié)的左右梯形臂經(jīng)各自球頭銷(xiāo)與橫拉桿連接。兩橫拉桿端部分別與轉(zhuǎn)向搖臂和過(guò)渡臂連

30、接。當(dāng)搖臂擺動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)中間桿同時(shí)推拉兩個(gè)橫拉桿，是轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。 圖2-4 對(duì)稱(chēng)桿式轉(zhuǎn)向梯形 1-梯形臂；2-橫拉桿；3中間桿；4-過(guò)渡臂；5轉(zhuǎn)向搖臂 (3)齒輪齒條拉桿式轉(zhuǎn)向梯形，如圖2-5. 齒輪齒條拉桿式轉(zhuǎn)向梯形的特點(diǎn)是，將齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器橫置在汽車(chē)上，經(jīng)齒條兩端的球頭或中間部位與左右橫拉桿連接。當(dāng)齒條移動(dòng)時(shí)，推動(dòng)或拉動(dòng)橫拉桿，使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。 圖2.5 齒輪齒條拉桿式轉(zhuǎn)向梯形 2.4主銷(xiāo) 主銷(xiāo)是傳統(tǒng)汽車(chē)上轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向時(shí)的回轉(zhuǎn)中心，是一根較粗的銷(xiāo)軸。他是影響整車(chē)性能的重要零部件。它將轉(zhuǎn)向節(jié)和前梁鉸接在一起，以實(shí)現(xiàn)車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。主銷(xiāo)上有止動(dòng)槽，鎖栓通過(guò)止動(dòng)槽將主

31、銷(xiāo)固定在前軸的主銷(xiāo)孔內(nèi)，使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)也不能軸向移動(dòng)。 主銷(xiāo)的幾種結(jié)構(gòu)型式如圖2-1所示，本次設(shè)計(jì)采用（a）型主銷(xiāo)。 （a）(b) (c) (d) 圖2-6主銷(xiāo)結(jié)構(gòu)形式 (a)圓柱實(shí)心型 (b) 圓柱空心型 (c) 上，下端為直徑不等的圓柱，中間為錐體的主銷(xiāo) (d)下部圓柱比上部細(xì)的主銷(xiāo) 2.5轉(zhuǎn)向節(jié)臂 整體式前軸靠近轉(zhuǎn)向盤(pán)一側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)上有兩個(gè)臂，分別于縱拉桿和橫拉桿相連，另一側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)上只有一個(gè)通過(guò)橫拉桿連接的節(jié)臂。 轉(zhuǎn)向節(jié)臂在轉(zhuǎn)向節(jié)上的連接方式主要是通過(guò)1/8～1/10的錐面和鍵連接，其連接牢靠，不易松動(dòng)，但轉(zhuǎn)向節(jié)的加工工序較多。

32、 轉(zhuǎn)向節(jié)臂多采用與轉(zhuǎn)向節(jié)相同的材料鍛造而成，并通過(guò)熱處理使之與轉(zhuǎn)向節(jié)達(dá)到同一硬度。一般提高硬度可增加零件的疲勞壽命，但是硬度過(guò)高，原件的韌性也會(huì)變差，機(jī)械加工也比較困難。 2.6輪轂組合 車(chē)輪輪轂通過(guò)兩個(gè)圓錐滾子軸承支撐在轉(zhuǎn)向節(jié)外端的軸頸上，帶動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)與摩擦片形成摩擦副，實(shí)現(xiàn)車(chē)輪的止動(dòng)。輪轂外端用沖壓的金屬外罩罩住。輪轂內(nèi)側(cè)有油封，以防潤(rùn)滑油進(jìn)入制動(dòng)器。輪胎螺栓采用止口定位，規(guī)格為M22*1.5，數(shù)量為10個(gè)。 2.7軸承 輪轂軸承 大多數(shù)汽車(chē)前輪輪轂均安裝在一對(duì)滾錐軸承上。其由多個(gè)圓錐滾子軸承組成，這種軸承的支撐剛度較大，可承受較大負(fù)荷。轎車(chē)因負(fù)荷較輕，前輪轂軸承也有采用一

33、對(duì)單列或一個(gè)雙列向心軸承的，球軸承的效率較高，能延長(zhǎng)汽車(chē)的滑行距離，有的轎車(chē)采用一個(gè)雙列圓錐滾子軸承。而且軸承的松緊度可通過(guò)調(diào)整螺母進(jìn)行調(diào)整。 轉(zhuǎn)向節(jié)止推軸承 轉(zhuǎn)向節(jié)通過(guò)止推軸承來(lái)承受作用于汽車(chē)前梁上的重力。止推軸承主要有以下幾種類(lèi)型。 (1)滑動(dòng)止推軸承由鋼墊片和耐磨襯墊組合而成。其優(yōu)點(diǎn)是制造容易，成本低，對(duì)灰沙不像滾軸軸承那樣敏感，磨損均勻；缺點(diǎn)磨損快，壽命短，潤(rùn)滑困難，摩擦阻力大，致使轉(zhuǎn)向沉重。 (2)止推滾珠軸承此結(jié)構(gòu)基本上能克服滑動(dòng)軸承的缺點(diǎn)，使轉(zhuǎn)向輕便，但是因?yàn)闈L珠與座圈之間為點(diǎn)接觸容易在座圈上壓出凹痕，影響使用壽命和效果。 (3)止推滾柱軸承具有止推滾珠軸承的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)

34、它是線(xiàn)接觸，接觸面積大，可降低接觸面上的單位負(fù)荷，不易壓出凹痕，壽命較長(zhǎng)并能承受較大的沖擊。其缺點(diǎn)是尺寸較滾珠軸承大，價(jià)格昂貴。 (4)止推滾錐軸承軸承外座圈壓在轉(zhuǎn)向節(jié)上，內(nèi)座圈與主銷(xiāo)配合，省去了主銷(xiāo)下部的襯套。它能承受徑向載荷，又能承受軸向載荷。此外，其摩擦阻力小，保持潤(rùn)滑時(shí)間長(zhǎng)，保養(yǎng)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)向節(jié)上主銷(xiāo)孔加工復(fù)雜。 主銷(xiāo)軸承 主銷(xiāo)軸承要承受較大的徑向力，因此多數(shù)汽車(chē)采用兩個(gè)滑動(dòng)軸承來(lái)承擔(dān)。滑動(dòng)軸承一般采用鋼帶卷成，襯套上壓出樹(shù)枝狀油槽。 近年來(lái)有些汽車(chē)的主銷(xiāo)軸承采用鋼背復(fù)合襯套。它首先在鋼背上融合上一層多孔青銅層，然后在這多孔層上壓上一層與添加材料混合的合成材料，形成牢固的結(jié)合

35、體。其特點(diǎn)是摩擦系數(shù)低，使用中不易與主銷(xiāo)燒結(jié)在一起。也有一些汽車(chē)主銷(xiāo)軸承采用雙排滾針軸承，其效率高，轉(zhuǎn)向阻力小，且可延長(zhǎng)使用壽命，但價(jià)格昂貴，徑向尺寸大。 2.8轉(zhuǎn)向拉桿總成 轉(zhuǎn)向拉桿是用來(lái)連接汽車(chē)前輪轉(zhuǎn)向節(jié)和轉(zhuǎn)向齒輪，使方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可使前輪由一邊擺向另一邊。轉(zhuǎn)向拉桿分為轉(zhuǎn)向直拉桿和轉(zhuǎn)向橫拉桿。轉(zhuǎn)向橫拉桿是汽車(chē)轉(zhuǎn)向梯形的一部分，起到轉(zhuǎn)向的傳力作用。轉(zhuǎn)向直拉桿是方向機(jī)拉臂和轉(zhuǎn)向節(jié)左臂連接的一個(gè)桿，把方向機(jī)動(dòng)力傳給轉(zhuǎn)向節(jié)后就可以控制車(chē)輪了。拉桿應(yīng)有較小的質(zhì)量和足夠的剛度。拉桿的形狀應(yīng)符合布置要求，有時(shí)不得不做成彎的，這就減小了縱向剛度。穩(wěn)定性安全系數(shù)不小于1.5～2.5。 轉(zhuǎn)向球頭 轉(zhuǎn)向

36、拉桿球頭的工作原理帶球頭外殼的拉桿，轉(zhuǎn)向主軸的球頭置于球頭外殼內(nèi)，球頭通過(guò)其前端的球頭座與球頭外殼的軸孔邊緣鉸接，球頭座與轉(zhuǎn)向主軸間的滾針鑲在球頭座內(nèi)孔面槽內(nèi)，本實(shí)用新型具有減輕球頭磨損，提高主軸的抗拉等特點(diǎn)。 轉(zhuǎn)向直拉桿 轉(zhuǎn)向直拉桿的作用是將轉(zhuǎn)向搖臂傳來(lái)的力和運(yùn)動(dòng)傳給轉(zhuǎn)向梯形臂(或轉(zhuǎn)向節(jié)臂)。它所受的力既有拉力、也有壓力，因此直拉桿都是采用優(yōu)質(zhì)特種鋼材制造的，以保證工作可靠。在轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)或因懸架彈性變形而相對(duì)于車(chē)架跳動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向直拉桿與轉(zhuǎn)向搖臂及轉(zhuǎn)向節(jié)臂的相對(duì)運(yùn)動(dòng)都是空間運(yùn)動(dòng)，為了不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，上述三者間的連接都采用球銷(xiāo)。 轉(zhuǎn)向橫拉桿 橫拉桿是連接左右轉(zhuǎn)向臂的，可以使兩個(gè)車(chē)輪同步，二

37、可以可通過(guò)旋轉(zhuǎn)橫拉桿改變其長(zhǎng)度完成前束的調(diào)整。轉(zhuǎn)向拉桿末端通過(guò)球節(jié)與轉(zhuǎn)向節(jié)相連，左右接頭結(jié)構(gòu)相同，但與橫拉桿旋裝的螺紋旋向相反，球銷(xiāo)上端與梯形臂錐孔相連，可繞球心做一定范圍內(nèi)的擺動(dòng)。由于直接用力轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)輪用力較大，故現(xiàn)大部分車(chē)都是用的液壓轉(zhuǎn)向，減輕駕駛者的用力，也使轉(zhuǎn)向更靈活、易操作。橫拉桿通常為冷拔鋼管，由40鋼無(wú)縫鋼管制成。 2.9前輪擺振的機(jī)理 轉(zhuǎn)向輪的擺振從其發(fā)生機(jī)理分析，則有兩種不同性質(zhì)的擺振，即自激擺振和受迫擺振。由于兩種擺振機(jī)理不同，其消除方法也不同。 自激擺振 汽車(chē)轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生自己擺振是由于汽車(chē)的懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上存在問(wèn)題，使得行駛中反饋增強(qiáng)，而懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的擺振阻尼較

38、小時(shí)，一旦受到力的干擾和沖擊，就會(huì)發(fā)生擺振，并且車(chē)速越高，擺振的幅度和擺振的可能性也越大。其振動(dòng)頻率大致接近系統(tǒng)的固有頻率而與車(chē)輪轉(zhuǎn)速并不一致，且會(huì)在較寬的車(chē)速范圍內(nèi)發(fā)生。 受迫擺振 轉(zhuǎn)向輪受迫擺振的原因是在轉(zhuǎn)向輪上作用著一種周期性的干擾力，迫使轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生擺振。其干擾的頻率總是與車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率相同，與車(chē)速成正比。當(dāng)車(chē)速達(dá)到某個(gè)數(shù)值，干擾的頻率與轉(zhuǎn)向輪系統(tǒng)的自振頻率相等時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，擺振最厲害。當(dāng)車(chē)速提高或降低后，破壞了共振的條件，擺振減弱至消失。通常在高速行駛時(shí)發(fā)生的擺振往往屬于受迫振動(dòng)型。 所以車(chē)速越高擺振越厲害的擺振屬于自激擺振，某個(gè)車(chē)速擺振最厲害的擺振是受迫振動(dòng)。在區(qū)分兩種

39、擺振類(lèi)型時(shí)，會(huì)有兩種不同的感受。如果是受迫振動(dòng)，在車(chē)速增加時(shí)，可以明顯的感覺(jué)到方向盤(pán)的振幅逐漸增加的變化過(guò)程，自激擺振，就難感覺(jué)到此過(guò)程，好像擺幅在一瞬間就達(dá)到了最大值，即使減速，擺振也無(wú)明顯減弱，只有等車(chē)速降低到最低時(shí)擺振才會(huì)停止。這是因?yàn)樽约[振并非車(chē)速一高就必然發(fā)生，而是需要一定的誘發(fā)干擾力，即具有一定的偶然性。其發(fā)生時(shí)的車(chē)速往往高于能維持?jǐn)[振最低車(chē)速。確定引起擺振的具體根源，一般原則是自激擺振在懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上，受迫擺振在車(chē)輪上。轉(zhuǎn)向輪擺振的發(fā)生原因及影響因素復(fù)雜，既有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原因和制造方面的因素．如車(chē)輪失衡、輪胎的機(jī)械特性、系統(tǒng)的剛度與阻尼、轉(zhuǎn)向輪的定位角以及陀螺效應(yīng)的強(qiáng)弱等；又有

40、裝配調(diào)整方面的影響，如前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)間的間隙(影響系統(tǒng)的剛度)和摩擦系數(shù)(影響阻尼)等。合理地選擇這些有關(guān)參數(shù)、優(yōu)化它們之間的匹配，精心地制造和裝配調(diào)整，就能有效地控制前輪擺振的發(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)置橫向減震器以增加阻尼等，都是控制前輪擺振發(fā)生的一些有效措施。 第三章轉(zhuǎn)向橋的設(shè)計(jì)計(jì)算 本次設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋采用無(wú)縫鋼管熱擠壓整體式成型。這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耐久性極高，運(yùn)行成本低，有效載荷增加，大大減少了從動(dòng)轉(zhuǎn)向橋的質(zhì)量。 3.1轉(zhuǎn)向從東橋的主要零件尺寸的確定 參考車(chē)型制動(dòng)系相關(guān)主要參數(shù)數(shù)值 驅(qū)動(dòng)形式:

41、4*2 滿(mǎn)載軸荷:5t 車(chē)輪規(guī)格：7.50V-20 輪胎規(guī)格：10.00- 20 前軸落差：93㎜ 主銷(xiāo)中心距：1773㎜主銷(xiāo)內(nèi)傾角：7° 車(chē)輪外傾角：1°前束：1~3㎜ 內(nèi)輪胎最大轉(zhuǎn)角：47°外輪胎最大轉(zhuǎn)角：36° 輪距：1940㎜簧距：820㎜ 轉(zhuǎn)向節(jié)臂中心孔到主銷(xiāo)：313 mm 轉(zhuǎn)向節(jié)臂中心孔到板簧（下表面）：52㎜ 轉(zhuǎn)向節(jié)臂中心孔到前軸中心：偏后6㎜ 車(chē)輪栓:10個(gè)均勻分布于直徑為285.75㎜的圓上 定位方式：球面座定位 實(shí)際參數(shù) 驅(qū)動(dòng)形式:4*2 滿(mǎn)載軸荷:5t 車(chē)輪規(guī)格：8.00V-20 輪胎規(guī)格：11.00 R20

42、 前軸落差：87㎜ 主銷(xiāo)中心距：1773.3㎜主銷(xiāo)內(nèi)傾角：7° 車(chē)輪外傾角：1°前束：1～3㎜ 內(nèi)輪胎最大轉(zhuǎn)角：47°外輪胎最大轉(zhuǎn)角：36° 輪距：1980㎜簧距：820㎜ 轉(zhuǎn)向節(jié)臂中心孔到主銷(xiāo)：216 mm 轉(zhuǎn)向節(jié)臂中心孔到板簧（下表面）：172㎜ 轉(zhuǎn)向節(jié)臂中心孔到前軸中心：偏后6㎜ 車(chē)輪栓:10個(gè)均勻分布于直徑為335㎜的圓上 定位方式：止口定位分布圓直徑為280.8mm 3.2轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋主要零件的校核 3.2.1 前梁在制動(dòng)工況與側(cè)滑工況下的校核 前梁矩形空心截面的垂向彎曲截面系數(shù)、水平彎曲截面系數(shù)和扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)（單位均為mm3） 圖3-1 矩形空心截面的截面

43、系數(shù) 圖3-2轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的受力分析簡(jiǎn)圖 1-制動(dòng)工況下的彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖；2-側(cè)滑工況下的彎矩圖 (1)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)力和垂直力傳給前梁，使前梁承受彎矩和轉(zhuǎn)矩。考慮到制動(dòng)時(shí)汽車(chē)質(zhì)量向前，轉(zhuǎn)向橋轉(zhuǎn)移，則前輪所承受的地面垂直反力為： (3-1) 式中：——汽車(chē)滿(mǎn)載靜止于水平路面時(shí)前橋給地面的載荷，N； ——汽車(chē)制動(dòng)時(shí)對(duì)前橋的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，對(duì)轎車(chē)和載貨汽車(chē)的前橋可取1.5； ×1.5=36750N 前輪所承受的制動(dòng)力為： (3-2) 式中：——輪胎與路面

44、的附著系數(shù)取為0.6； =36750×0.6=22050N 由于和對(duì)前梁引起的垂向彎矩和水平方向的彎矩在兩鋼板彈簧座之間達(dá)最大值，分別為： （3-3） （3-4） 式中：—見(jiàn)圖3-2，取=580 mm —車(chē)輪(包括輪毅、制動(dòng)器等)所受的重力，N； =357.7N； —汽車(chē)前輪輪距；取B=1980 mm； —前梁上兩鋼板彈簧座中心間的距離；取為820 mm 制動(dòng)力還使前梁在主銷(xiāo)孔至鋼板彈簧座之間承受轉(zhuǎn)矩： (3-5) 式中：—輪胎的滾動(dòng)半徑，取為512mm =22050×512=11289600N·mm 彎曲應(yīng)力： (2)在最大側(cè)向力(側(cè)滑)工況下的前梁應(yīng)力計(jì)算

45、 汽車(chē)在側(cè)滑時(shí)，因橫向力的作用，汽車(chē)左右車(chē)輪上的垂直載荷發(fā)生偏移。 ① 確定側(cè)向滑移附著系數(shù) 在側(cè)滑的臨界狀態(tài)，橫向反作用力等于離心力，并達(dá)到最大值,為保證不翻車(chē)，須使，則有：，所以，得到，取。 ② 側(cè)滑工況下的受力分析及應(yīng)力計(jì)算 當(dāng)汽車(chē)承受最大側(cè)向力時(shí)無(wú)縱向力作用，左、右前輪承受 的地面垂向反力和與側(cè)向反力和各不相等，前輪的地面反力(單位都為N)分別為： (3-6) (3-7) (3-8) (3-9) 式中：—汽車(chē)質(zhì)心高度,取為1100mm； 此時(shí)，向右作用。則有： 側(cè)滑時(shí)左、右鋼板彈簧對(duì)前梁的垂直作用力為： (3-10) (3-11)

46、 式中：—滿(mǎn)載時(shí)車(chē)廂分配給前橋的垂向總載荷， 則有 側(cè)滑時(shí)左右前輪輪轂內(nèi)外軸承的徑向支承力分別為： (3-12) (3-13) (3-14) (3-15) 式中- -輪胎的滾動(dòng)半徑，㎜； -至車(chē)輪中心線(xiàn)的距離，取a=50㎜； -至車(chē)輪中心線(xiàn)的距離，取b=50㎜ 所以有： 根據(jù)這些力及前梁在板簧座處的垂向力可繪出前梁與輪軸在汽車(chē)側(cè)滑時(shí)的垂向受力彎矩圖。由該彎矩圖可見(jiàn)，前梁的最大彎矩發(fā)生在側(cè)滑方向一側(cè)拳部的主銷(xiāo)孔處；另一側(cè)則在板簧座處，可由下式直接求出： (3-16) (3-17) 式中-彎矩，。 所以可以求出： 則彎曲應(yīng)力為： MPa

47、 (3)前梁材料、許用應(yīng)力及強(qiáng)度校核 前梁采用30Cr合金鋼。許用應(yīng)力為: ， 所以H=124mm, B=116mm,==10mm的前梁符合條件。 轉(zhuǎn)向節(jié)在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的應(yīng)力計(jì)算 如圖3-2所示，轉(zhuǎn)向節(jié)的危險(xiǎn)斷面在軸徑為d1的輪軸根部即Ⅲ-Ⅲ剖面。 圖3-3 轉(zhuǎn)向節(jié)、主銷(xiāo)及轉(zhuǎn)向節(jié)襯套的計(jì)算用圖 （1）截面系數(shù)計(jì)算 （2）在制動(dòng)工況下轉(zhuǎn)向節(jié)的受力分析及應(yīng)力計(jì)算 III—III剖面處的軸徑僅受垂向彎矩和水平方向的彎矩而不受轉(zhuǎn)矩，因制動(dòng)力矩不經(jīng)轉(zhuǎn)向節(jié)的輪軸傳遞而直接由制動(dòng)底板傳給在轉(zhuǎn)向節(jié)上的安裝平面。這時(shí)的，及III—III剖面處的合成彎矩應(yīng)力（MPa） (3-18)

48、 (3-19) (3-20) 式中：—轉(zhuǎn)向節(jié)的輪軸根部軸徑取為76mm； =50㎜； 則有： （3）在側(cè)滑工況下的受力分析及應(yīng)力計(jì)算 在側(cè)滑時(shí)左、右轉(zhuǎn)向節(jié)在危險(xiǎn)斷面III—III處的彎矩是不等的，可分別按下式求得： Nmm Nmm MPa MPa （4）轉(zhuǎn)向節(jié)的材料、許用應(yīng)力及強(qiáng)度校核 轉(zhuǎn)向節(jié)采用40Cr制造，心部硬度241～285HRC，高頻淬火后表面硬度57～65HRC，硬化層深1.5～2.0mm。 許用應(yīng)力MPa MPa MPa，所以所選轉(zhuǎn)向節(jié)符合要求。 主銷(xiāo)與轉(zhuǎn)向節(jié)襯套在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的應(yīng)力計(jì)算 在制動(dòng)和側(cè)滑工況下，在轉(zhuǎn)向節(jié)上、下襯套

49、的中心，即與輪軸中心線(xiàn)相距分別為c，d的兩點(diǎn)處，在側(cè)向平面(圖3—3(c))和縱向平面(圖3—3(d))內(nèi)，對(duì)主銷(xiāo)作用有垂直其軸線(xiàn)方向的力。 ⑴主銷(xiāo)彎曲截面系數(shù)計(jì)算： ⑵主銷(xiāo)剪切面積： ⑶主銷(xiāo)襯套擠壓面積： 式中：—主銷(xiāo)直徑，取為47 mm； D-主銷(xiāo)襯套外徑，取為52㎜； H-主銷(xiāo)下襯套的長(zhǎng)度，取為65㎜。 ⑷在制動(dòng)工況下受力分析: (3-21) 式中：-主銷(xiāo)中心線(xiàn)到輪胎中心線(xiàn)的距離，取103.5㎜； 取106㎜,取80㎜； N 制動(dòng)力矩由位于縱向平面內(nèi)并作用于主銷(xiāo)的力所形成的力偶所平衡(見(jiàn)圖3—3(c))。故有 N N與主銷(xiāo)的力，平衡(見(jiàn)圖3

50、—3(c))，且有： 由轉(zhuǎn)向橋的俯視圖(圖3—3(d)的下圖)可知，制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向橫拉桿的作用力N為： 力N位于側(cè)向平面內(nèi)且與輪軸中心線(xiàn)的垂直距離為（取為80 mm）如將的著力點(diǎn)移至主銷(xiāo)中心線(xiàn)與輪鈾中心線(xiàn)的交點(diǎn)處．則需對(duì)主銷(xiāo)作用一側(cè)向力矩 (見(jiàn)圖3—3(b))。力矩由位于側(cè)向平面內(nèi)并作用于主銷(xiāo)的力偶矩所平衡，故有 而力N則內(nèi)存整向節(jié)上下襯套中點(diǎn)處作用于主銷(xiāo)的力，所平衡，且有： 由圖3—2(b)可，在轉(zhuǎn)向節(jié)上襯套的中點(diǎn)作用于主銷(xiāo)的合力和下襯套的中心作用于主銷(xiāo)的合力分別為： 由上兩式可見(jiàn)，在汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，主銷(xiāo)的最大載荷發(fā)生在轉(zhuǎn)向節(jié)下襯套的中點(diǎn)處，其值為82294.8N。 ⑸在側(cè)滑工況下受力分

51、析 僅有在側(cè)向平面內(nèi)起作用的力和力矩，且作用于左右轉(zhuǎn)向節(jié)主銷(xiāo)的力是不相等的，它們可分別按下式求得： ⑹彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力的計(jì)算 取中最大的作為主銷(xiāo)的計(jì)算荷,N,計(jì)算主銷(xiāo)在前梁拳部下端面彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力： MPa MPa 式中： h —轉(zhuǎn)向節(jié)下襯套中點(diǎn)至前梁拳部下端面的距離見(jiàn)圖3—2(a),取h=60.5mm； ⑺主銷(xiāo)材料及許用應(yīng)力 主銷(xiāo)材料采用20CrNi制造，滲碳淬火，滲碳層深1.0～1.5mm，56～62HRC。 許用彎曲應(yīng)力和許用剪切應(yīng)力分別為[]=500MPa和[]=100MPa； MPaMPa ⑻轉(zhuǎn)向節(jié)襯套的受力分析 轉(zhuǎn)向節(jié)襯套的擠壓應(yīng)力為 MPa 轉(zhuǎn)向

52、節(jié)襯套的許用擠壓應(yīng)力為[]=50MPa MPa 在靜載荷下，上式的計(jì)算載荷取 N MPa 此時(shí)取MPa,MPa。 轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承的計(jì)算 對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承，取汽車(chē)以等速＝40km／h，沿半徑R＝50m的圓周行駛的工況作為計(jì)算工況。如果汽車(chē)向右轉(zhuǎn)彎，外輪即左前左輪的地面垂向反力增大。 (3-22) 將上述計(jì)算工況的有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式，并設(shè)=0.5，則有： 可近似地認(rèn)為推力軸承的軸向載荷等于上述前外輪的地面垂向外力，即: 于轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承在工作中的相對(duì)轉(zhuǎn)角不大及軸承滾輪使圓周破壞帶來(lái)的危險(xiǎn)性，軸承的選擇按其靜承載容量進(jìn)行，且取當(dāng)量靜載荷。 此時(shí)，取系數(shù)0.4，，則

53、 所以選擇軸承型號(hào)為81210. 第四章轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計(jì) 4.1轉(zhuǎn)向梯形的理論特性 為了使汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)向輪只有純滾動(dòng)而無(wú)滑移，應(yīng)如圖4-1所示，兩轉(zhuǎn)向輪應(yīng)繞后軸延長(zhǎng)線(xiàn)上的O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，且內(nèi)外轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角應(yīng)保證下列關(guān)系： (4-1) 式中：α-外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角； β-內(nèi)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角； K-兩主銷(xiāo)延長(zhǎng)線(xiàn)至地面交點(diǎn)間的距離，如圖4-1； L-兩主銷(xiāo)延長(zhǎng)線(xiàn)與地面腳墊至后軸的距離，如圖4-1。 圖4-1理論上的轉(zhuǎn)向特性曲線(xiàn) 圖4-1中的GC線(xiàn)為理論上轉(zhuǎn)角正確的轉(zhuǎn)向梯形特性曲線(xiàn)，其作法如下。 以?xún)芍麂N(xiāo)延長(zhǎng)線(xiàn)至地面的交點(diǎn)A和B作垂直于后軸軸線(xiàn)，交于C和D點(diǎn)，前軸軸線(xiàn)的中點(diǎn)G作一直線(xiàn)至后

54、軸上的C點(diǎn)，GC即為理論特性曲線(xiàn)。 由此可見(jiàn)GC線(xiàn)上任何一點(diǎn)與A和B兩點(diǎn)連線(xiàn)所形成的α角和β角都符合純滾動(dòng)關(guān)系式，所以稱(chēng)之為理論特性曲線(xiàn)。 進(jìn)行轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)要保證內(nèi)、外轉(zhuǎn)角符合或接近純滾動(dòng)關(guān)系式，也就是說(shuō)內(nèi)外轉(zhuǎn)向軸線(xiàn)的交點(diǎn)都應(yīng)在GC線(xiàn)上或在其附近。目前的轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)還不能絕對(duì)保證符合轉(zhuǎn)向梯形理論特性曲線(xiàn)。由于受到車(chē)輪前軸布置的影響，梯形設(shè)計(jì)時(shí)在常用的范圍15°—20°內(nèi)偏差應(yīng)盡量小，以減小汽車(chē)在高速行駛時(shí)輪胎的磨損；至于轉(zhuǎn)向輪在最大轉(zhuǎn)角時(shí)，汽車(chē)速度較低，偏差大些影響不大。 上面論證的梯形特性是以剛性車(chē)輪為前提的，目前汽車(chē)上所用的車(chē)輪都是彈性的充氣輪胎，在輪胎受到橫向阻力時(shí)，車(chē)輪不在

55、與軸相垂直平面內(nèi)滾動(dòng)，而是在與平面成角的平面內(nèi)滾動(dòng)，即繞線(xiàn)滾動(dòng)。 由于彈性輪胎存在橫向偏離問(wèn)題，當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，所有車(chē)輪不是繞點(diǎn)滾動(dòng)，而是繞點(diǎn)滾動(dòng)，點(diǎn)又不在后軸延長(zhǎng)線(xiàn)上，而在前軸與后軸中間與汽車(chē)縱軸線(xiàn)相垂直的某一直線(xiàn)上，即點(diǎn)的位置取決于前輪的橫向偏離角和后輪的橫向偏離角。由于影響輪胎的橫向偏離因素太多，目前無(wú)法用簡(jiǎn)單方法加以確定，所以目前仍以剛性輪胎的假設(shè)來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)向梯形設(shè)計(jì)，而一般車(chē)輛在實(shí)際使用中完全可以滿(mǎn)足要求，因此暫時(shí)不考慮輪胎橫向偏離問(wèn)題。 4.2轉(zhuǎn)向梯形的布置 為保證汽車(chē)行駛的安全性，在一般情況下應(yīng)盡量將梯形布置在前軸之后，橫拉桿的高度在前軸下表面以上15㎜處，以避免障礙物的碰撞。

56、 4.3轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)尺寸的初步確定 轉(zhuǎn)向梯形的基本尺寸主要是梯形底角和梯形臂長(zhǎng)m。 梯形臂長(zhǎng)m主要根據(jù)布置空間而定，它直接影響到橫拉桿軸向力的大小圖。 通常汽車(chē)梯形臂長(zhǎng)度與兩主銷(xiāo)中心距的比值約為： 取為0.15，則梯形臂長(zhǎng)m=1773.3×0.15=266㎜。 由公式 （4-2） 得轉(zhuǎn)向梯形的底角θ=71.6° 由圖4-2可知，轉(zhuǎn)向橫拉桿的長(zhǎng)度跟和有關(guān)，其關(guān)系式為： 圖4-2整體式轉(zhuǎn)向梯形 梯形底角θ是一個(gè)非常重要的參數(shù)，一般情況下，對(duì)整體式轉(zhuǎn)向軸后置梯形來(lái)說(shuō)，兩梯形臂延長(zhǎng)線(xiàn)的交點(diǎn)約在前軸后軸的2/3處左右。 在實(shí)際設(shè)計(jì)中梯形底角θ是根據(jù)整車(chē)布置最后確定的，一般在70°

57、～80°范圍內(nèi)。梯形底角主要受到車(chē)輪的限制，不能設(shè)計(jì)的十分合理，一般設(shè)計(jì)時(shí)橫拉桿接頭與車(chē)輪間隙不小于8㎜。 4.4轉(zhuǎn)向梯形設(shè)計(jì)中應(yīng)說(shuō)明的幾個(gè)問(wèn)題 對(duì)于轉(zhuǎn)向特性來(lái)說(shuō)，軸距L并非是整車(chē)軸距，因?yàn)橐紤]主銷(xiāo)后傾而變化了的實(shí)際軸距； 當(dāng)為標(biāo)準(zhǔn)車(chē)型設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向梯形以后，對(duì)長(zhǎng)軸距或短軸距的變型車(chē)，轉(zhuǎn)向梯形一般情況下不在重新設(shè)計(jì)； 汽車(chē)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，驗(yàn)證內(nèi)外轉(zhuǎn)向輪實(shí)際的轉(zhuǎn)角關(guān)系式中的K既不是主銷(xiāo)中心距，也不是兩主銷(xiāo)延長(zhǎng)線(xiàn)與地面交點(diǎn)的距離，而是橫拉桿兩球頭銷(xiāo)中心向兩主銷(xiāo)或主銷(xiāo)延長(zhǎng)線(xiàn)引垂線(xiàn)交于兩個(gè)垂足的水平面投影之間的距離。 4.5阿克曼式轉(zhuǎn)向角 圖4-3表示了阿克曼式轉(zhuǎn)向角與左右輪轉(zhuǎn)向角相等

58、的平行轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向角的比較。而實(shí)際轉(zhuǎn)向角則位于這兩者之間。 在機(jī)械連接裝置中很難完全實(shí)現(xiàn)阿克曼幾何學(xué)。所以采用轉(zhuǎn)向節(jié)臂和轉(zhuǎn)向橫拉桿，并且使左右轉(zhuǎn)向節(jié)臂的延長(zhǎng)線(xiàn)能夠交于后輪軸中心形成轉(zhuǎn)向梯形，這樣的梯形連接才能近似的實(shí)現(xiàn)阿克曼幾何學(xué)。 當(dāng)與車(chē)軸平行的轉(zhuǎn)向橫拉桿左右運(yùn)動(dòng)時(shí)，與轉(zhuǎn)向橫拉桿相連接的轉(zhuǎn)向節(jié)臂也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)檗D(zhuǎn)向節(jié)臂與輪胎的轉(zhuǎn)向面不平行，所以可以通過(guò)把轉(zhuǎn)向節(jié)臂與轉(zhuǎn)向橫拉桿設(shè)計(jì)成梯形結(jié)構(gòu)使左右輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)向角差。 圖4-3阿克曼式轉(zhuǎn)向角 4.6球頭銷(xiāo) 球頭銷(xiāo)經(jīng)常由于球面部分磨損而損壞，為此用下式驗(yàn)算接觸應(yīng)力: (4-3) 式中- F為作用在球頭銷(xiāo)的力；A為

59、在通過(guò)球心垂直于F力方向的平面內(nèi)，球面承載部分的投影面積。 許用接觸應(yīng)力為。 設(shè)計(jì)初期，球頭直徑可根據(jù)表5-1中推薦的數(shù)據(jù)經(jīng)行選擇。 表4-1球頭直徑與轉(zhuǎn)向輪負(fù)荷的關(guān)系 球頭直徑/㎜ 轉(zhuǎn)向輪負(fù)荷/N 球頭直徑/㎜ 轉(zhuǎn)向輪負(fù)荷/N 20 到6000 35 24000-34000 22 6000—9000 40 34000-49000 25 9000—12500 45 49000-70000 27 12500—16000 50 70000-100000 30 16000—24000 根據(jù)輪胎負(fù)荷，本次設(shè)計(jì)選擇的球頭銷(xiāo)球頭直徑為35㎜。

60、球頭銷(xiāo)用合金結(jié)構(gòu)鋼12CrNiB、15CrMo、20CrMnTi或液體碳氮共滲鋼35Cr、35CrNi等制造，一般選用20CrMnTi。 第五章轉(zhuǎn)向車(chē)輪的定位 為保證汽車(chē)穩(wěn)定的直線(xiàn)行駛,應(yīng)使轉(zhuǎn)向輪具有自動(dòng)回正作用,即當(dāng)轉(zhuǎn)向輪在偶然遇到外力(如碰到石塊)作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí),在外力消失后能立即自動(dòng)回到直線(xiàn)行駛的位置。這種回正作用是由轉(zhuǎn)向輪的定位參數(shù)來(lái)保證實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)包括主銷(xiāo)后傾角、主銷(xiāo)內(nèi)傾角、前輪外傾角、前輪前束四項(xiàng)參數(shù)。 5.1主銷(xiāo)后傾角 主銷(xiāo)后傾角如圖5-1所示；當(dāng)汽車(chē)水平停放時(shí)，在汽車(chē)的縱向垂面內(nèi)，主銷(xiāo)上部向后傾斜一個(gè)角度r,稱(chēng)為主銷(xiāo)后傾角。主銷(xiāo)后傾角能形成回正的穩(wěn)定力矩。當(dāng)主

61、銷(xiāo)具有后傾角角時(shí)，主銷(xiāo)軸線(xiàn)與路面交點(diǎn)A將位于車(chē)輪與路面接觸點(diǎn)的前面。當(dāng)汽車(chē)直線(xiàn)行駛時(shí)，若轉(zhuǎn)向輪偶然受到外力作用而稍有偏轉(zhuǎn)（例如向右偏轉(zhuǎn)，如圖中箭頭所示），將使汽車(chē)行駛方向向右偏離。這時(shí)由于汽車(chē)本身離心力的作用，在車(chē)輪與路面接觸點(diǎn)B處，路面對(duì)車(chē)輪作用著一個(gè)側(cè)向反作用力Y。反力Y對(duì)車(chē)輪形成饒主銷(xiāo)軸線(xiàn)作用的力矩Yl，其方向正好與車(chē)輪偏轉(zhuǎn)方向相反。在此力矩作用下，將使車(chē)輪回復(fù)到原來(lái)中間位置，從而保證汽車(chē)能穩(wěn)定地直線(xiàn)行駛，故此力矩稱(chēng)為穩(wěn)定力矩（回正力矩）。因穩(wěn)定力矩的大小取決于力臂l的數(shù)值，而力臂又取決于后傾角r的大小，因此，為了不使轉(zhuǎn)向盤(pán)沉重，主銷(xiāo)后傾角r不宜過(guò)大?，F(xiàn)在一般采用不超過(guò) 2～3°的后傾角

62、。現(xiàn)代高速汽車(chē)由于輪胎氣壓降低、彈性增加，而引起穩(wěn)定力矩增加，因此r可以減小至或接近于零，甚至為負(fù)。 5.2主銷(xiāo)內(nèi)傾角 主銷(xiāo)內(nèi)傾角如圖5-2所示；當(dāng)汽車(chē)水平停放時(shí)，在汽車(chē)的橫向垂面內(nèi)，主銷(xiāo)軸線(xiàn)與地面垂線(xiàn)的夾角為主銷(xiāo)內(nèi)傾角。主銷(xiāo)內(nèi)傾角的作用是使車(chē)輪自動(dòng)回正。汽車(chē)直線(xiàn)行駛時(shí)，車(chē)輪軸線(xiàn)與主銷(xiāo)的交角恰為這個(gè)最大值。車(chē)輪軸線(xiàn)與主銷(xiāo)夾角在轉(zhuǎn)向過(guò)程中是不變的，當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，車(chē)輪軸線(xiàn)就離開(kāi)水平面往下傾斜，致使車(chē)身上抬，勢(shì)能增加。這樣汽車(chē)本身的重力就有使轉(zhuǎn)向輪回復(fù)到原來(lái)中間位置的效果。主銷(xiāo)內(nèi)傾角的另一個(gè)作用是使主銷(xiāo)軸線(xiàn)與路面的交點(diǎn)到車(chē)輪接地面的中心的距離（內(nèi)偏置距）a減小，可以減小轉(zhuǎn)向阻力矩，及底面沖

63、擊力對(duì)方向盤(pán)的作用。再來(lái)看看回正力矩的情況。汽車(chē)除了有主銷(xiāo)后傾，還有內(nèi)偏置。前輪只轉(zhuǎn)向不驅(qū)動(dòng)時(shí)，外輪的回正力矩大于內(nèi)輪所受回正力矩，總的效果是使內(nèi)外輪順。因此回正力矩總的效果是使汽車(chē)回正。 5.3前輪外傾角 如圖5-3所示，當(dāng)汽車(chē)水平停放時(shí)，在汽車(chē)的橫向垂面內(nèi)，車(chē)輪平面與地面垂線(xiàn)的夾角為前輪外傾角。如果空車(chē)時(shí)車(chē)輪的安裝正好垂直于路面，則滿(mǎn)載時(shí)車(chē)橋因承載變形而可能出現(xiàn)車(chē)輪內(nèi)傾，這樣將加速車(chē)輪胎的磨損。另外，路面對(duì)車(chē)輪的垂直反力沿輪轂的軸向分力將使輪轂壓向外端的小軸承，加重了外端軸承及輪轂緊固螺母的負(fù)荷，降低它們的壽命。因此，為前輪有一個(gè)外傾角。但是外傾角也不宜過(guò)大，否則也會(huì)使輪胎產(chǎn)生

64、偏磨損。在現(xiàn)代一些獨(dú)立懸架的轎車(chē)上，前輪采用了負(fù)的外傾角這往往是為了在高速轉(zhuǎn)向時(shí)車(chē)身的側(cè)傾。 5.4前輪前束 如圖5-4所示為前輪前束示意圖；車(chē)輪有了外傾角后，在滾動(dòng)時(shí)就類(lèi)似于滾錐，從而導(dǎo)致兩側(cè)車(chē)輪向外滾開(kāi)。由于轉(zhuǎn)向橫拉桿和車(chē)橋的約束車(chē)輪不致向外滾開(kāi)，車(chē)輪將在地面上出現(xiàn)邊滾邊向內(nèi)滑的現(xiàn)象，從而增加了輪胎的磨損。為了避免這種由于圓錐滾動(dòng)效應(yīng)帶來(lái)的不良后果，將兩前輪適當(dāng)向內(nèi)偏轉(zhuǎn)，即形成前輪前束。我們稱(chēng)兩前輪后邊緣的距離Ａ與前邊緣的距離Ｂ的差為前輪前束。在前輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)上，因?yàn)轵?qū)動(dòng)力是向前作用于車(chē)輪，所以在設(shè)計(jì)中要考慮到這一因素對(duì)前輪前束值的影響，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)零前束和負(fù)前束的情況。子午胎的前束值一

65、般為1～3㎜，斜交胎一般為3～6㎜。 前輪定位參數(shù)的選擇 (1) 主銷(xiāo)后傾角γγ=1°30′ (2) 主銷(xiāo)內(nèi)傾角ββ=7° (3) 前輪外傾角αα=1° (4) 前輪前束A-B A-B=1～3㎜ 5.5拆卸、安裝及調(diào)整 總成的拆卸 (1)拆卸前輪轂制動(dòng)轂總成 ①拆下前輪轂軸承端蓋。 ②取下開(kāi)口銷(xiāo)、調(diào)整螺母及擋片。 ③輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂制動(dòng)轂總成，并用外力向外抽拔，同時(shí)在制動(dòng)鼓上輕輕敲擊以震松外軸承內(nèi)圈。待松動(dòng)后，取下輪轂制動(dòng)鼓總成。 注意：輪轂制動(dòng)鼓總成較重，不要摔壞或砸傷人。 (2)拆卸轉(zhuǎn)向節(jié)及主銷(xiāo) ①拆除轉(zhuǎn)向節(jié)臂。 ②從主銷(xiāo)的上下端拆下堵蓋和關(guān)聯(lián)零

66、件。 ③擰松主銷(xiāo)的楔形鎖銷(xiāo)螺母，直到螺母外平面與鎖銷(xiāo)端部平齊。 ④用銅錘子敲打螺母，將鎖銷(xiāo)與主銷(xiāo)之間敲松： ⑤拆除鎖銷(xiāo)螺母和鎖銷(xiāo)。 ⑥使用銅錘和銅棒將主銷(xiāo)從上向下敲出。 ⑦拆下轉(zhuǎn)向節(jié)、止推軸承和調(diào)整墊片。 (3)拆卸橫拉桿 ①拆下橫拉桿臂和橫拉桿接頭的槽形螺母。 ②用拉力器將橫拉桿臂與橫拉桿分離。 ③拆下接頭上的橫拉桿夾緊螺栓。 ④從橫拉桿上拆下橫拉桿接頭。 ⑤從橫拉桿接頭拔出開(kāi)口銷(xiāo)，拆下槽形螺母分解各零部件． 總成的裝配 各零部件的安裝過(guò)程與上述過(guò)程相反，但要注意螺紋聯(lián)接件的擰緊力矩和軸承預(yù)緊力的調(diào)整。 車(chē)橋的調(diào)整 (1)前束的調(diào)整 ①首先，將橫拉桿緊固螺栓松開(kāi)； ②轉(zhuǎn)動(dòng)橫拉桿，使前束值在輪胎外徑處為O-2mm(斜交胎)或2-Omm(子午線(xiàn)胎)； ③擰緊橫拉桿緊固螺母，此時(shí)左右接頭的相互夾角不大于4度，最大轉(zhuǎn)角時(shí)，橫拉桿接頭的擺動(dòng)角應(yīng)有余量。 (2)剎車(chē)間隙調(diào)整 當(dāng)剎車(chē)間隙過(guò)大或過(guò)小時(shí)，會(huì)影響整車(chē)制動(dòng)動(dòng)性能，此時(shí)請(qǐng)用扳手調(diào)節(jié)調(diào)整臂上的蝸桿軸六方頭。先順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，使間隙為零，再反轉(zhuǎn)，聽(tīng)到兩聲鋼珠滑落響為止，此時(shí)間隙為：。 (3)轉(zhuǎn)向節(jié)軸向間