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（全套设计打包）挂车前桥与悬架设计（喜欢就下吧）

立符合国情和生产实际的正确设计思想和观点，培养严谨负责实事求是刻苦钻研善于与他人合作的工作作风。总之，由上述可见，汽车车桥及悬架设计涉及的机械零部件及元件的品种极为广泛，对这些零部件元件及总成的制造也几乎要涉及到所有的现代机械制造工艺。因此，通过对汽车车桥与悬架的学习和设计实践，再加上优化设计，可靠性设计和有限元分析等内容，可以更好地学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能。.本设计的主要内容挂车是本身没有自带动力及驱动装置，由汽车牵引组成汽车列车用以载运人员及货物的汽车。挂车分为全挂车和半挂车，全挂车与半挂车最大的不同是，汽车列车在运输作业时，挂车的全部载荷由挂车承载，牵引车只起牵引作用。因此，全挂车的前支撑为轮轴结构，且通常具有转向装置，减少侧滑摩擦和汽车列车的转向阻力。本设计为全挂车。而全挂车的前桥为转向从动桥。转向方式为轮转向式转向装置。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。根据悬架的结构的不同，车桥分为整体式和断开式两种。根据车桥上车轮的作用，车桥又可分为转向桥驱动桥转向驱动桥和支持桥四种类型。般汽车多以前桥为转向桥，以后桥中桥为驱动桥。本设计为转向桥。转向桥是利用车桥中的转向节使车轮偏转定的角度，实现汽车的转向。转向桥般位于汽车的前部，因此也常称之为前桥。前梁用钢材锻造，断面为工字型以提高抗弯强度。为提高抗扭强度，接近两端略制成方形。中部加工出两处用以支撑钢板弹簧的加宽面弹簧座。中部向下凹，降低发动机位置，从而降低汽车的重心，扩展驾驶员的视野，并减小传动轴与变速器输出轴之间的夹角。前梁两端各有个加粗部分，呈拳形，其中有通孔，主销即插入两孔内。通过主销将转向节与前梁的拳部相连，并用带螺纹的楔形锁销将主销固定在拳部孔内，是之不能转动。前轮可以绕主销偏转定角度而使汽车转向。为了减小磨损，转向节孔销内压入青铜衬套，衬套上的润滑油槽在上面端部是切通的，用装在转向节上的油嘴注入润滑脂润滑。为使转向灵活轻便，在转向节下耳与前梁拳部之间装有推力滚子轴承。在转向节上耳与拳部之间装有调整垫片，以调整其间的间隙。在转向节的上耳上装有与转向节臂制成体的凸缘，在下耳上则装着与转向梯形臂制成体的凸缘，这两个凸缘均制成有矩形键，因此在左转向节的上下耳上都有与之配合的键槽。转向节通过矩形键及带有锥形套的双头螺栓与转向节臂及梯形臂相连。在键槽端面间装有条形的橡胶密封垫。车轮轮毂通过两个圆锥滚子轴承支撑在转向节外端的轴颈上。轴承的松紧度可用调整螺母装于轴承外端加以调整。轮毂外端用冲压的金属罩盖住。轮毂内侧装有油封。如果油封漏油，则外面的挡油盘仍足以防止润滑油进入制动器内，转向节上靠近主销孔的端有方形的凸缘，固定制动底板。对车桥提出的设计要求外廓尺寸小，保证汽车具有足够的离地间隙，以足通过性要求。具有足够的刚度和强度，以承受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力和力矩在此条件下，尽可能降低质量，尤其是簧下质量，以减少不平路面的冲击载荷，提高汽车的行驶平顺性。结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修调整方便。与悬架导向机构运动协调。对车桥设计完成之后要进行校核和有限元分析。悬架是车架或车载式车身与车桥或车轮之间的切传力连接装置的总称。其功用是把路面作用于车轮上的垂直反力支承力纵向反力牵引力和制动力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都要传递给车架或车载式车身上，以保证汽车的正常行驶。现代汽车的悬架尽管有各种不同的结构形式，但是般都由弹性元件导向装置减振器和辅助元件组成。辅助元件包括缓冲块和横向稳定器等。弹性元件的功用是缓和冲击，减振器的作用是使振动迅速衰减，振幅迅速减小。导向机构的作用是使车轮按定的轨迹相对于车架和车身运动。悬架是采用非独立悬架，因为非独立悬架结构简单，工作可靠制造简单维修方便。非独立悬架其结构特点是两侧的车轮有整体式车桥相连。车轮连同车桥起通过弹性悬架与车架或承载式车身连接。当侧车轮因道路不平而发生跳动时，必然引起另侧的车轮在汽车横向平面内发生摆动，故称为非独立悬架。在中重型汽车上普遍采用。对悬架提出的设计要求有保证汽车有良好的行驶平顺性。具有合适的衰减振动的能力。保证汽车具有良好的操纵稳定性。汽车制动或加速时，要保证车身稳定，减少车身纵倾，转弯时车身侧倾角要合适。有良好的隔声能力。结构紧凑占用空间尺寸小。可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。对悬架设计完成之后要进行校核。.本设计的主要参数表.结构参数表前轮轮距弹簧座中心距弹簧座中心到主销中心距离断面尺寸全高上凸缘宽度下凸缘宽度上下凸缘间距幅板厚度主销长度主销直径主销中心到上衬套中心距主销中心到下衬套中心距上衬套长度下衬套长度止推轴承高度.转向节主销中心到压力中心距主销中心到转向节大轴颈中心距大轴颈宽度小轴颈宽度大轴颈直径小轴颈直径第章从动桥的概述及选型.从动桥的概述从动桥即非驱动桥，又称从动车轴。它是通过悬架与车架或承载式车身相联，两侧安装着从动车轮，用以在车架或承载式车身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，从动桥分为转向桥和非转向桥。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。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。对于非转向从动桥，由于它仅起支持汽车部分簧上质量的作用，因此又称为支持桥或支持车轴。从动桥按与其匹配的悬架结构的不同，也可分为断开式和非断开式两种。与非独立悬架相匹配的非断开式从动桥式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。在汽车的设计制造装配调整和使用的过程中必须注意防止可能引起的转向车轮的摆阵，它是指汽车行驶转向轮绕主销不断的摆动的现象，它将破坏汽车的正常行驶。转向车轮的摆动有自激振动与受迫振动两种类型。前者是由于轮胎侧向变形中的迟滞特性的影响，使系统在个振动周期中路面作用于轮胎的力对系统作正功，即对外界系统输入能量。如果后者的值大于系统内阻尼消耗的能量，则系统将作增幅振动直至能量达到动平衡状态。这时系统将在振幅下持续振动，形成摆动。其振动频率大致接近系统的固有频率而与车轮转速并不致，而且会在较宽的车速范围内发生。通常在低速行驶时发生的摆阵往往属于自激振动型。当转向车轮及转向系统受到周期性扰动的激励，例如车轮失衡断面跳动轮胎的几何和机械特性不均匀以及运动学上的干涉等，在车轮转动下都会构成周期性扰动。在扰动力周期性的持续作用下，便会发生受迫振动。当扰动的激励频率与系统的固有频率致时便发生共振。其特点是转向轮摆阵频率与车轮转速致，而且般都有明显的共振车速，共振范围较窄。通常在高速行驶时发生的摆阵往往属于受迫振动型。转向节推力轴承转向节调整垫片主销前梁图.非断开式转向从动桥如图.所示，非断开式转向从动桥主要由前梁转向节及转向主销组成。转向节利用主销与前梁铰接并经对轮毂轴承支承着车轮的轮毂，以达到车轮转向的目的。在左转向节的上耳处安装着转向节臂，后者与转向直拉杆相连而在转向节的下耳处则装着与转向横拉杆相连接的转向梯形臂。有的将转向节臂与梯形臂连成体并安装在转向节的下耳处以简化结构。制动底板紧固在转向节的突缘面上。转向节的销孔内压入带有润滑槽的青铜衬套以减小摩擦。为使转向轻便，在转向节下耳与前梁拳部之间可装滚子推力轴承，在转向节上耳与前梁拳部之间装有调整垫片以调整其间隙。带有螺纹的楔形锁销将主销固定在前梁拳部的孔内，使之不能转动。主销的几种结构形式如图.所示，其中最常使用的是两种。圆柱实心型圆柱空心型上下端为直径不等的圆柱中间为椎体的主销下部圆柱比上部细的主销图.主销的结构型式为了保证汽车直线行驶的稳定性转向轻便性及汽车转向后使前轮具有自动回正的性能，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