（全套CAD）挂车前桥与悬架设计（终稿）

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。

挂车，前桥，悬架，设计，毕业设计，全套，图纸第章绪论.本设计的目的和意义汽车是现代交通工具中应用的最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。

汽车的车桥和悬架是汽车上的重要组成部分。

汽车的从动桥的转向性能直接影响汽车的行驶安全性。

随着公路业得迅速发展和车流密度日益增大，人们对安全性可靠性的要求越来越高。

汽车已经成为现代社会发展不可缺少的交通工具，在人门的日常生活中扮演着重要的角色。

汽车工业以其强有力的产业拉动作用，已经成为我国国民经济发展的支柱性行业。

随着我汽车工业的迅猛发展，汽车零部件的自行开发和研究工作也随之广泛地展开。

汽车在公路上高速行驶，汽车的零部件承受着静载荷和动载荷作用，这些作用直接影响着汽车的使用寿命和汽车运行的可靠性。

车桥也称为车轴通过悬架和车架或承载式车身相连，它的两端安装着车轮，其功用是传递车架或承载式车身，与车轮之间的各方向的作用力及其力矩。

车桥是汽车的主要零件之，它是汽车主要承载件和传力件，支撑着汽车的载荷，并将载荷传给车轮，在实际行驶中，作用在车轮上的牵引力制动力横向力，也是经过桥壳传到悬架及车架上的。

同时汽车在路面上高速行驶，由于路面不平度的影响，汽车的车桥会受到交变载荷的作用，在这种复杂的交变载荷的反复作用下，会发生裂纹萌生和扩转并导致突然断裂。

因此，在技术上了解车桥的静态特性，有着及其重要的实际意义。

在汽车车桥及悬架的制造过程中，涵盖了铸灰铸铁可锻铸铁球墨铸铁铸钢锻模锻精锻平锻和热压焊电焊点焊二氧化碳保护焊热处理表面淬火热处理表面高频淬火处理粉末冶金等各种热加工工艺。

通过查阅相关的资料，运用专业基础理论和专业知识，确定挂车车桥和悬架的总体设计方案，进行部件的设计计算和结构设计。

进步巩固和加深对所学的基础理论基本技能和专业知识的认识掌握，使之系统化综合化。

培养文献查阅使用文件编辑文字表达等基本实践能力以及外文资料的阅读和翻译的基本技能，使初步掌握科学研究的基本方法。

使树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，全挂车与半挂车最都在许用值范围内，故满足使用条件。

转向节衬套的应力计算转向节衬套的挤压应力为.式中衬套长度，取为主销直径，取为。

代入得。

衬套般采用材料，其许用挤压应力，。

在静载荷下，上式的计算载荷取.代入得。

此时衬套的挤压应力在许用值范围内，故满足使用条件。

.整体式转向梯形机构优化设计转向梯形机构用来保证转弯行驶时汽车的车轮均能绕同瞬时转向中心在不同半径的圆周上作无滑动的纯滚动。

为此，转向梯形应保证内外转向车轮的理想转向关系如公式.所示。

因此，在设计中首先是要确定转向梯形机构的几何尺寸参数，其次是进行零件的强度计算。

汽车转向行驶时，受弹性轮胎侧偏角的影响，所有车轮不是绕位于后轴延长线上的点滚动，而是绕位于前轴和后轴之间的汽车内侧点滚动。

此点位置与前轮和后轮的侧偏角大小有关。

由于影响轮胎侧偏角的因素很多，且难以精确确定，故下面是在忽略侧偏角的影响的条件下，分析有关两轴汽车的转向问题。

此时两转向轴线的延长线应交在后轴延长线上，如图.所示。

设分别为内外转向车轮的转角，为汽车轴距，为两主销中心线延长线到地面交点之间的距离。

若要保证全部车轮绕个瞬时转向中心行驶，则梯形机构应保证内外转向车轮的转角关系为.若自变角为，则因变角的期望值为.转向梯形机构实际上不能完全精确地满足公式.的要求，而只能以足够的工程精度接近该式。

即转向梯形机构使式.中的值不再是汽车的轴距，而是见图.。

若令，愈接近，则该转向梯形愈能精确地反映式.的要求，使转向亦愈顺畅。

内外转向轮的理想转角关系由转向梯形决定的内外转向轮的实际转角关系图.不计轮胎侧向弹性时的汽车转向简图由图中的有.代入得转向梯形机构的几何尺寸参数有两转向主销中心线与地面交点间的距离，转向横拉杆两端球铰接中心间的距离，转向梯形臂长和梯形底角。

根据汽车的总体布置或转向桥的布置图，首先可找出汽车的轴距及转向主销间距，再按在图的关系曲线图上找出，则有.代入得图.转向梯形简图及与的关系曲线确定整体式后置转向梯形机构的几何尺寸后就进行校核，而校核前是按经验公式确定梯形的初选尺寸，即认为后置梯形的参数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。

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