（图纸） A0驱动桥桥总成.dwg

（图纸） A0装配图.dwg

（图纸） A1半轴总成.dwg

（图纸） A1桥壳盖.dwg

（图纸） A1转向节.dwg

（图纸） A3钢板弹簧固定座.dwg

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1、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.所示制动工况下的前梁应力计算制动时前轮承受的制动力和垂直力传给前梁，使前梁承受弯矩和转矩。考虑到制动时汽车质量向前，转向桥转移，则前轮所承受的地面垂直反力为制动工况下的弯矩图.侧滑工况下的弯矩图图.转向转向桥在制动和侧滑工况下的受力分析简图式中汽车满载静止于水平路面时前桥给地面的载荷，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.质量分配给前桥.前轮所承受的制动力式中轮胎与路面的附着系数取为由于和对前梁引起的垂向弯矩和水平方向的弯矩在。

2、的最大载荷发生在转向节下衬套的中点处，其值为.二在侧滑工况下仅有在侧向平面内起作用的力和力矩，且作用于左右转向节主销的力是不相等的，它们可分别按下式求得取中最大的作为主销的计算载荷，计算主销在前梁拳部下端面应力和剪切应力式中主销直径取为转向节下衬套中点至前梁拳部下端面的距离，见图.,取其中。主销采用等低碳合金钢制造，渗碳淬火，渗碳层深，。转向节衬套的挤压应力为式中衬套长为。在静载荷下，上式的计算载荷取。.转向节推力轴承的计算对转向节推力轴承，取汽车以等速，沿半径的圆周行驶的工况作为计算工况。如果汽车向右转弯，外轮即左前左轮的地面垂向反力增大。，将上述计算工况的有关数据代入上式，并没.，则有，可近似地认为推力轴承的轴向载荷等于上述前外轮的地面垂向外力，即。鉴于转向节推力轴承在工作中的相对转角不大。

3、刚度。拉杆的形状应符合布置要求，有时不得不做成弯的，这就减小了纵向刚度。拉杆应用材料力学中有关压杆稳定性计算公式进行验算。稳定性安全系数不小于。拉杆用或钢无缝钢管制成。转向摇臂在球头销上作用的力，对转向摇臂构成弯曲和扭转力矩的联合作用。危险断面在摇臂根部，应按第三强度理论验算其强度式中，为危险断面的抗弯截面系数和抗扭转截面系数尺寸见图.。图.转向摇臂受力图要求式中，为材料的屈服点为安全系数，取。转向摇臂与转向摇臂轴经花键连接，因此要求验算花键的挤压应力和切应力。.悬架的结构分析本次设计采用独立悬架。独立悬架的优点是簧下质量小悬架占用的空间小弹性元件只能承受垂直力，所以可以用刚度小的弹簧，使车身振动频率降低，改善了汽车行驶平顺性由于采用断开式车轴，所以能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下降。

4、出的实际因变角为其中梯形臂长梯形底角图汽车瞬时转向图应使设计的转向梯形所绘出的实际因变角尽可能接近理论上的期望值。其偏差最常使用的中间位置附近小转角范围应尽可能小，以减小高速行驶时轮胎的磨损。而在不经常使用且车速较慢的最大转角时可适当放宽要求，因此在加入加权因子构成评价优略的目标函数为将上式代得其中设计变量外转向轮最大转角，又上图可得其中汽车最小转弯半径为.，主销偏移距为，考虑到此时使用工况下转角小于，且以内的小转角使用的更加频繁，因此取当建立约束条件时应考虑到设计变量及过小时，会使横拉杆上的转向力过大当过大时，将使梯形布置困难，故对的上下限及对的下限应设置约束条件。因越大，梯形越接近矩形．值就越大，而优化过程是求的极小值，故可不必对的上限加以限制。综上所述，各设计变量的取值范围构成的约束条件。

5、壳结构方案分析驱动桥壳大致可分为可分式整体式和组合式三种形式。本次选用可分式桥壳。可分式桥壳如图.由个垂直结合面分为左右两部分，两部分通过螺栓连接成体。每部分均由铸造壳体和个压入其外端的半轴套管组成，轴管与壳体用铆钉连接。这种桥壳结构简单，制造工艺性好，主减速器支撑刚度好。但拆装调整维修很不方便，桥壳的强度和刚度受结构的限制，经常用于些总质量不大的汽车上。图.可分式桥壳.悬架结构分析悬架可分为非独立悬架和独立悬架两类。非独立悬架的结构特点是，左右车轮用根整体轴连接，再经过悬架与车架或车身连接独立悬架的结构特点是，左右车轮通过各自的悬架与车架或车身连接，本驱动桥采用非独立悬架。以纵置钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置的非独立悬架，其主要优点是结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠。缺点是由于整车布置。

6、轴承滚轮使圆周破坏带来的危险性，轴承的选择按其静承载容量进行，且取当量静载荷，故此推力轴承满足要求。.转向梯形的优化设计转向梯形机构用来保证汽车转弯行驶时所有车轮能绕个瞬时转向中心，在不同的圆周上做无滑动的纯滚动。设计转向梯形的主要任务之是确定转向梯型的最佳参数和进行强度计算。转向梯形有整体式和断开式两种。般转向梯形机构布置在前轴之后，但当发动机位置很低或前轴驱动时，也有位于前轴之前的。两轴汽车转向时，若忽略轮胎侧偏影响，两转向前轴的延长线应交于后轴延长线。设，分别是外内转向车轮转角，为两主销中心线延长线到地面交点之间的距离，则梯形机构应保证内外转向车轮的转角有如下关系，若自变角为则因变角的期望值为，现有转向梯形机构仅能满足上式要求。如下图所示，在图上作辅助虚线，利用余弦定理可推得转向梯形所绘。

7、钢板弹簧座之间达最大值，分别为•.•.式中取车轮包括轮毅制动器等所受的重力，取前轮轮距取前梁上两钢板弹簧座中心间的距离取为则.•.•制动力还使前梁在主销孔至钢板弹簧座之间承受转矩•式中轮胎的滚动半径取为.则有.•前梁在钢板弹簧座附近危险断面处的弯曲应力和扭转应单位均为分别为式中前轴弯曲截面系数，。前梁应力的许用值为,当取，时，•.故，满足使用条件。.在最大侧向力侧滑工况下的前梁应力计算当汽车承受最大侧向力时无纵向力作用，左右前轮承受的地面垂向反力和与侧向反力，各不相等，前轮的地面反力单位都为分别为式中汽车质心高度取为车轮与地面附着系数取为.此时，向右作用。则有侧滑时左右钢板弹簧对前梁的垂直作用力为式中满载时车厢分配给前桥的垂向总载荷板簧座上表面离地高度取则有.转向节在制动和侧滑工况下的应力如图。

8、.所示，转向节的危险断面在轴径为的轮轴根部即剖面处。图.转向节，主销及转向节衬套的计算用图在制动工况下剖面处的轴径仅受垂向弯矩和水平方向的弯矩而不受转矩，因制动力矩不经转向节的轮轴传递而直接由制动底板传给在转向节上的安装平面。这时的，及剖面处的合成弯矩应力为.式中转向节的轮轴根部轴径取为，则.转向节采用，等中碳合金钢制造，心部硬度，高频淬火后表面硬度，硬化层深。轮轴根部的圆角液压处理。二在侧滑工况下在侧滑时左右转向节在危险断面处的弯矩是不等的，可分别按下式求得因此左右转向节都符合要求。.主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算在制动和侧滑工况下，在转向节上下衬套的中心，即与轮轴中心线相距分别为，的两点处，在侧向平面图.和纵向平面图.内，对主销作用有垂直其轴线方向的力。在制动工况下地面对前轮。

9、为了减小轻型货车的簧下质量以利于降低动载荷提高轻型货车的行驶平顺性，在保证强度和刚度的前提下应力求减小桥壳的质量。桥壳还应结构简单制造方便以利于降低成本。其结构还应保证主减速器的拆装调整维修和保养方便。在选择桥壳的结构型式时，还应考虑轻型货车的类型使用要求制造条件材料供应等。选用可分式桥壳。它的结构如图所示，整个桥壳由个垂直结合面分为左右两部分，每部分均由个铸件壳提和个压入其外端的半轴套管组成。半轴套管与壳体用铆钉联接。驱动桥壳应满足如下设计要求.应具有足够的强度和刚度，以保证主减速器齿轮啮合正常并不使半轴产生附加弯曲应力。.在保证刚度和强度的前提下，尽量减少质量以提高行驶平顺性。.保证足够的离地间隙。.结构工艺性好，成本低。.保护装于其上的传动系部件和防止泥水浸入。.拆装调整维修方便。驱动桥。

10、的限制，钢板弹簧不可能有足够的长度，使之刚度较大，所以汽车平顺性较差簧下质量大在不平路面上行驶时，左右车轮互相影响，并使车身和车桥倾斜如图.当两侧车轮不同步跳动时，车轮会左右摇摆，使前轮容易产生摆振前轮跳动时，悬架易与转向机构产生运动干涉当汽车直线行驶在凹凸不平的路段上时，由于左右两侧车轮反向跳动或只有侧车轮跳动时，不仅车轮外倾角有变化，还会产生不利的轴转向特性汽车转弯行驶时，离心力也会产生不利的轴转向特性车桥上方要求有与弹簧行程相适应的空间。这种悬架主要用在商用车前后悬架以及些乘用车的后悬架上。图.非独立悬架左右车轮通过不同路面时的互相影响.本章小结本章通过已知的后驱动桥主要参数对驱动桥内的主减速器，差速器，半轴，驱动桥壳等部件进行计算和选取。第章转向桥的设计计算.转向桥主要零件工作应力的计。

11、梯形臂长度设计时常取在.，.梯形底角此外，由机械原理得知，四连杆机构的传动角不宜过小，通常取。如上图所示，转向梯形机构在汽车向右转弯至极限位置时达到最小值，故只考虑右转弯时即可。利用该图所作的辅助虚线及余弦定理，可推出最小传动角约束条件为，式中，为最小传动角。由上述数学模型可知，转向梯形机构的优化设计问题是个小型的约束非线性规划问题，可用复合形法来求解。.转向传动机构强度计算球头销球头销常由于球面部分磨损而损坏，为此用下式验算接触应力式中，为作用在球头上的力为在通过球心垂直于力方向的平面内，球面承载部分的投影面积。许用接触应力为。设计初期，球头直径可根据表中推荐的数据进行选择。表.转向轮负荷对应的球头直径球头直径转向轮负荷球头销用合金结构钢或液体碳氮共渗钢制造。转向拉杆拉杆应有较小的质量和足够。

12、垂向支承反力所引起的力矩，由位于通过主销轴线的侧向平面内并在转向节上下衬套中点处垂直地作用于主销的力所形成的力偶矩所平衡见图.，故有式中取，取，取制动力矩由位于纵向平面内并作用于主销的力所形成的力偶所平衡见图.。故有而作用于主销的制动力，则由在转向节上下衬套中点处作用于主销的力，平衡见图.，且有由转向桥的俯视图图.的下图可知，制动时转向横拉杆的作用力为力位于侧向平面内且与轮轴中心线的垂直距离为取为如将的着力点移至主销中心线与轮铀中心线的交点处．则需对主销作用侧向力矩见图.。力矩由位于侧向平面内并作用于主销的力偶矩所平衡，故有而力则内存整向节上下衬套中点处作用于主销的力，所平衡，且有由图.可知，在转向节上衬套的中点作用于主销的合力和下衬套的中心作用于主销的合力分别为由上两式可见，在汽车制动时，主。

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