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（毕业设计图纸全套）挂车前桥与悬架设计（含说明书）

挂车前桥与悬架设计摘要以针对前梁做了分析，进步对所设计的前梁进行校核分析，以保证本设计的质量。第章悬架的概述及选型.悬架的概述悬架式保证车轮或车桥与汽车承载系统车架或承载式车身之间具有弹性联系并能传递载荷缓和冲击衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称。悬架最主要的功能是传递作用在车轮和车架或承载式车身之间的切力和力矩，并缓和汽车行驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车的行驶平顺性。为此必须在车轮与车架或车身之间提供弹性联接，依靠弹性元件来传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂向载荷，并依靠其变形来吸收能量，达到缓和冲击的目的。采用弹性联接后，汽车可以看作是由悬挂质量即簧载质量非悬架质量即非簧载质量和弹簧弹性元件组成的振动系统，承受来自不平路面空气动力及传动系发动机的激励。挂车悬架是将挂车车架与车轴相连的全套装置的总称，其主要功能是传递作用在车轮和车架之间的各种载荷，并减少或消除由不平路面通过车轴传给车架的冲击和振动，以改善挂车行驶的平顺性。挂车的悬架也是由弹性元件减震器和导向装置三部分组成的。悬架弹性元件很多，但挂车常用的弹性元件主要有钢板弹簧空气弹簧液压弹簧以及它们的组合。挂车的悬架应用最普遍的是纵置钢板弹簧非独立悬架独立的或是非独立的空气弹簧悬架钢板弹簧平衡悬架和液压弹簧平衡悬架等。我国现生产使用的通用型挂车半挂车仍然都装用钢板弹簧，它的优点是结构和工艺简单，安装维修方便，价格低廉，在缓冲功能方面也能基本满足要求。在些较大装载质量的挂车上，因其具有多轴承载，为保证各轴车轮与地面均有良好的接触及使悬架系统的载荷均匀，多采用钢板弹簧平衡悬架。进入世纪年代后期，空气弹簧的结构更加成熟，并且功能更加多样化，空气弹簧悬架装置的使用性能优点越来越得到认同。据报道，在空气弹簧生产地的欧洲，目前已有超过的新型挂车使用了空气弹簧悬架。但是由于对空气囊的折叠疲劳寿命抗老化性能上下盖板的粘接强度和气密性都要求甚严，同时对托臂的板材质量及变截面成形工艺设备也要求很高，因此使得空气弹簧的成本很高。液压悬架主要用于运载大吨位成套设备的低速超宽超重吨位的挂车上。除了些客车挂车外，般挂车悬架很少次用横向稳定器装置。为了缓和列车的垂直振动，希望所设计的悬架刚度要小。但悬架过软，又容易引起车辆的纵向和侧向角振动，制动和转向时产生不安全感，使车辆的操纵恶化。若悬架的刚度过大，则列车在通过不平路面时，将产生很大的冲击和剧烈的垂直振动，乘坐不舒适，驾驶员容易疲劳，所运载的货物也容易遭致损坏。理论和实践还证明，在悬架中，若减振器的阻尼特性与系统刚度不匹配，悬架的振动特性比不装用减振器时还差。.前后悬架形式的选择挂车悬架设计要点在设计汽车列车悬架时，必须解决以下几个主要问题正确选择弹性元件减振器及导向装置的最佳特性确定悬架所有零部件的最合理的结构形式和尺寸保证悬架中各零部件的必要的可靠性和寿命使用维护费用低，磨损部件少，润滑点少，调整方便悬架结构参数与整车参数及有关系统具有最佳的匹配，保证列车具有良好的行驶性能。另外，所设计的悬架系统还应使轮胎的磨损量小车轮的跳动量最小保证各车轴相互平行并始终与车架垂直转向轴主销后倾角变化尽量小以及制造成本低廉等。汽车列车悬架设计中的匹配问题汽车列车悬架设计的关键是选型和匹配问题。首先，要决定悬架内部质量弹性阻尼的匹配，以获得局部的弹性阻尼特性其次要进行车辆前后轴悬架之间刚度的匹配和牵引车与挂车之间的刚度匹配，以改善车辆的垂直振动特性和角振动特性等。另外，在整个悬架设计过程中，不仅要涉及悬架本身的弹性和阻尼特性，即行驶平顺性问题，还要涉及列车的操纵稳定性和通过性能等。同时，它还必须与车辆转向系统制动装置等有良好的运动协调或匹配。这就是说，悬架的设计还必须与整车参数和其他系统有良好的协调和配合。在常见的纵置钢板弹簧的非独立悬架中，转向系的转向节使与前轴起跳动的，而转向节摇臂球头又与转向直拉杆相连接。因此转向节臂球头的运动，既随车架上下运动，又受到转向直拉杆前后运动的牵连。因此，设计时必须使纵置钢板弹簧与转向直拉杆运动时不发生干涉，否则，车轮或车架的振动将会引起转向车轮绕主销的摆动和转向盘的抖动，从而影响了汽车列车的操纵稳定性。设计时，应尽量使转向摇臂球头中心布置在钢板弹簧瞬时跳动中心附近。本设计的前后悬架都是纵置钢板弹簧悬架，是有副簧的钢板弹簧，优点是结构简单制造容易维修方便价格低廉。由主钢板弹簧和副钢板弹簧叠合而成，是货车悬架常用的结构形式。从受力情况而言，主副钢板弹簧是并联的。当汽车空载或是实际装载质量不大时，副簧不承受载荷而由主簧单独工作。在重载或是满载的情况下，车架相对车桥下移，使车架上的副簧滑板式支座与副簧接触，即主副簧共同参加工作，起承受载荷而使悬架刚度增大，以保证车身振动频率不致因载荷增大而变化过大。如下图.所示载货汽车主副钢板弹簧后悬架。主簧副簧图.载货汽车主副钢板弹簧后悬架.本章小结本章对挂车悬架进行了系统的分析与总结，之后对本设计所应用的悬架进行了选取，本设计采用钢板弹簧悬架，因为它有制造简单价格低廉维修方便等系列的挂车前桥与悬架设计摘要，转向桥的主销在汽车的纵向和横向平面内都有定的倾角。在纵向平面内，主销上部向后倾角个角，称为主销后倾角。在横向平面内，主销上部内倾个角，称为主销内倾角。主销后倾使主销轴线与路面的交点位于轮胎接地中心之前，该距离称为后倾拖地距。当直线行驶的汽车的转向轮偶然受到外力作用而稍有偏转时，汽车就偏离直线行驶而有所转向，这时引起的离心力使路面对车轮作用着阻碍其侧滑的侧向反力，使车轮产生绕主销旋转的回正力矩，从而保证了汽车具有较好的直线行驶稳定性。此力矩称稳定力矩。稳定力矩也不宜过大，否则在汽车转向时为了克服此稳定力矩需在方向盘上施加更大的力，导致方向盘沉重。后倾角通常在以内。主销内倾也是为了保证汽车直线行驶的稳定性并使转向轻便。主销内倾使主销轴线与路面的交点至车轮中心平面的距离即主销偏移距离减小，从而可减小转向时需加在方向盘上的力，使转向轻便，同时也可减少转向轮传到方向盘上的冲击力。主销内倾角使前轮转向时不仅有绕主销的转动，而且伴随有车轮轴及前横梁向上的移动，而当松开方向盘时，所储存的上升位能使转向轮自动回正，保证汽车作直线行驶。内倾角般为到主销偏移距离般为。轻型货车及装有动力转向的汽车可选择较大的主销内倾角及后倾角，以提高其转向车轮的自动回正性能。但内倾角也不宜过大，即主销偏移距离不宜过小，否则在转向过程中车轮绕主销偏转时，随着滚动将伴随着沿路面的滑动，从而增加轮胎与路面间的摩擦阻力，使转向变的很沉重。.从动桥转向装置的结构形式选择及确定全挂车的转向方式有两种种是轴转向式，即转向时，车轮除绕其中心旋转外，还与车轴起绕车轴中心中点垂直线转动。轴转向式转向通常有单转盘转向和双转盘转向。另种是轮转向式，即转向时，车轮绕转向主销转动，而车轴不转动。本设计采用轮转向式转向装置。挂车的牵引杆通过个摆臂将牵引车转向的摆动转变为直拉杆的推拉运动，然后再通过个转向拐臂拉动转向梯形机构的横拉杆使挂车随牵引车起实现转向。采用轮转向式转向装置的挂车的主要优点是货台或车厢的地板离地面较低，且左右车轮可以实现正确的转向角度，车轮磨损较小，但对杆系的传动比精确度要求较高。.本章小结本章对挂车前桥进行了系统的概述和总结，系统的分析了前桥的种类结构形式及工作原理，并根据本设计所要求的参数进行了严格规范的选取，选取了适合本设计的前桥的结构形式，还对跟前桥有关的零部件进行了细致地分析和选取，是以后计算和设计的理论基础和工作依据。第章从动桥设计计算及校核.转向从动桥前梁的设计和校核主要是计算前梁转向节主销主销上下轴承即转向节衬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。绘制计算用简图时可忽略车轮的定位角，即认为主销内倾角主销后倾角车轮外倾角均为零，而左右转向节轴线重合且与主销轴线位于同侧向垂直平面内，如图.所示。制动工况下的弯矩图和转矩图侧滑工况下的弯矩图图.转向从动桥在制动和侧滑工况下的受力分析简图在制动工况下的前梁应力计算制动时前轮承受的制动力和垂向力传给前梁，使前梁承受转矩和弯矩。考虑到制动时汽车质量向前转向桥的转移，则前轮所承受的地面垂向反力为.式中汽车满载静止于水平路面时车桥给地面的载荷，取为汽车制动时对前桥的质量转移系数，对轿车和载货汽车的前桥可取。紧急制动是车桥所承受的最恶劣的工况之。此时，前梁的垂直载荷增大，水平弯曲力矩达最大值，同时还存在巨大的制动扭转力矩。前梁垂直载荷增大的比例称为质量转移系数.式中车轮与道路的附着系数，取挂车重心的高度，取挂车重心到后轴中心线的距离，取。代入得。结合和两式，代入得.。前轮所承受的制动力为.式中轮胎与路面的附着系数，取前轮所承受的地面垂向反力，。代入得.。由和对前梁引起的垂向弯矩和水平方向的弯矩在两钢板弹簧座之间达到最大值，分别为式中车轮中心至转向节主销中心的水平距离，取为转向节主销中心至钢板弹簧座中心的水平距离，取为前轮所承受的地面垂向反力，前轮所承受的制动力，。代入得.•.•。制动力还使前梁在主销孔至钢板弹簧座之间承受转矩.式中前轮所承受的制动力，轮胎的滚动半径，取为。代入得.•。转向从动桥采用工字形断面的前梁，可保证其质量最小而在垂向平面内的刚度大强度高。该断面的垂向弯曲截面系数