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主销内倾角β
主销后倾角ﻻ
前轮外倾角a
前轮前束(mm)
1480
1700
485
8°
1。
5°
1°
10
2.1、从动桥结构形式
本前桥采用非断开式转向从动桥.
2。
2、选择前桥结构型式及参数
(1)前轴结构形式:
工字形断面加叉形转向节主销固定在前轴两端的拳部里。
(2)转向节结构型式:
整体锻造式。
(3)主销结构型式:
圆柱实心主销。
(4)转向节止推轴承结构形式:
止推滚柱轴承。
(5)主销轴承结构形式:
滚针轴承
(6)轮毂轴承结构形式:
单列向心球轴承
3、前轮定位角
(1)前轮定位角的作用:
前轮定位的作用是减小前轮偏转时的阻力矩,使转向操纵轻便、灵活,且使前轮具有自动回正的作用,保证拖拉机直线行驶的稳定性,减少轮胎磨损。
(2)本型前轮定位角选择见表1
二、前桥强度计算
1、前轴强度计算
1、前轴受力简图
2、前轴载荷计算
1)紧急制动
2)侧滑
3)越过不平路面
载荷计算结果列表
1.3、弯矩及扭矩计算
弯扭矩计算结果
4)断面糸数计算
a)断面简图
b)计算断面糸数
2)Ⅱ——Ⅱ断面
(1)算断面简图
(2)垂直面内抗弯断面系数
(3)水平面内抗弯断面系数
(4)抗扭断面系数
3)Ⅲ-Ⅲ断面
(1)换算断面简图如图5
(2)垂直面内抗弯断面系数
(3)水平面内抗弯断面系数:
4)Ⅳ-Ⅳ断面
(1)画出断面简图
(2)垂直面内抗弯断面系数:
(4)抗扭断面系数:
5)各断面尺寸参数见表5:
(5)应力计算
1)汽车紧急制动时
2)汽车侧滑时
3)汽车越过不平路面时
应力值计算结果列表
HX6850A前轴材料的许用应力
2、转向节强度计算
2.1、截面系数计算
2.2、弯矩计算
A紧急制动时
B侧滑时
C超越不平路面时
2.3、应力计算
A)紧急制动
B)侧滑时
C)超越不平路面时
弯矩、应力计算结果列表
2.4、转向节的材料、许用应力及强度校核
3主销强度计算
3.1、主销作用力计算简图如图6
3。
2、计算载荷
3、弯矩计算
4应力计算
3.5、主销材料及许用应力
三结论
四参考文献
如图1所示:
图1汽车向左侧滑时前轴受力图
汽车紧急制动时,纵向力制动力达到最大值,因质量重新分配,而使前轴上的垂直载荷增大,对后轮接地点取矩得取路面附着糸数Ф=0。
7
制动时前轴轴载质量重新分配分配糸数m1===1。
59
垂直反作用力:
Z1l=Z1r==23489.87N
横向反作用力:
X1l=X1r=Ф=16442.91N
汽车侧滑时,因横向力的作用,汽车前桥左右车轮上的垂直载荷发生转移。
(1)确定侧向滑移附着糸数:
在侧滑的临界状态,横向反作用力等于离心力F离,并达到最大值F离=,Ymax=G1Ф′
,为保证不横向翻车,须使V滑<
V翻,则有:
所以〈,得到<
=0。
726,取=0.68
(2)对车轮接地点取矩
垂直反作用力:
Z==28601.50N
Z=945.50N
横向反作用力
Y1l=19449.02N
Y1r=642。
94N
汽车越过不平路面时,因路面不平引起垂直动载荷,至使垂直反作用力达到最大值。
载货汽车取动载荷糸数=2。
N
载荷计算结果列表,如下表2:
表2单位N
紧急制动
Z1
23489.87
X1
16442。
91
侧滑
Z1l
28601。
50
Z1r
945.50
Y1l
19449.02
Y1r
642。
94
越过不平路面
Z1′
①选择下述四个部位计版式其断面的弯矩、扭矩。
Ⅰ—Ⅰ断面位于钢板弹簧座内侧,属于前轴中部最弱部位。
此断面内弯矩最大(钢板弹簧座可视为梁的固定端),故两钢板弹簧之间这段梁可不考虑受扭);
Ⅱ—Ⅱ断面位于钢板弹簧座外侧附近,此断面内就弯矩最大,而扭矩最小;
Ⅲ—Ⅲ断面处的弯矩,扭矩均较大;
Ⅳ-Ⅳ断面位于梁端,此断面内扭矩最大,而弯矩最小;
各断面示意图如图1
各断面的计算参数如下表3
表3
`参数
车型
L1
L2
L3
L4
h1
h2
h3
h4
HX6850
480
390
250
155
113
30
②各断面弯扭矩计算如下
垂直面内弯矩
水平面内弯矩
上式中Li对应与Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ—Ⅳ断面分别带入。
钢板弹簧外侧扭矩
上式中对应与Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ断面分别带入。
左侧各断面垂直面内弯矩
上式中带入值与紧急制动时一致
式中Li带入与上面计算中一致
弯扭矩计算结果如下表4
表4单位N。
mm
结果
工况
Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ—Ⅱ
Ⅲ-Ⅲ
Ⅳ-Ⅳ
11275137.6
9161049。
3
5872467。
5
3640929。
85
7892596。
8
6412734.9
4110727。
2548651.05
Mn
6116762。
52
6116762.52
7481524.05
7974811。
35
6493.45
3919.56
-1699.05
-4999。
61
越不平路
14182。
56
11523.33
5909.40
4579。
79
<
A〉A工字形断面前轴
本汽车前轴简化为换算断面形状后如图3所示
HX6850汽车前梁具工字形断面,两端为拳式、中部下沉。
为便于各断面系数的计算,需将各实际断面形状简化为换算断面形状。
简化时,突缘厚度取为平均值。
图3前轴简化图
1)Ⅰ—Ⅰ断面
如图3所示
(1)垂直面内抗弯断面糸数
(2)水平面内抗弯断面糸数
2)Ⅱ--Ⅱ断面
(1)算断面简图如图4
图4II—II断面计算简图
Ⅱ-—Ⅱ断面为上,下翼缘不等长的工字形断面.计算其垂直面内抗弯断面系数的关系是确定出形心轴坐标。
形心轴Xc-Xc的坐标:
=
=40.30
该断面对形心轴的惯性矩:
上翼面的抗弯断面系数:
下翼面的抗弯断面系数:
视工字形断面由几个矩形断面组成。
引用材料力学关于“矩形及狭长形截面等直杆在纯扭转”时的公式进行计算,任一个矩形截面的和为:
当;
当;
其中-—矩形长边的长,——矩形短边的长
-—系数
1.5
4.0
6。
8.0
10.0
0.140
0.294
0.457
0.790
1.123
789
2.456
3.123
0.208
0。
346
0.493
801
150
456
1.0
859
0.795
753
745
743
742
0.742
对上方矩形截面
对中间矩形截面
,使用插值法得,
,
对下方矩形
所以,
如图5III—III断面计算简图
Ⅲ--Ⅲ断面为上,下翼缘不等长的工字形断面。
计算其垂直面内抗弯断面系数的关系是确定出形心轴坐标.
形心轴Xc—Xc的坐标:
下翼面的抗弯断面系数:
(3)水平面内抗弯断面系数:
视工字形断面由几个矩形断面组成.引用材料力学关于“矩形及狭长形截面等直杆在纯扭转”时的公式进行计算,任一个矩形截面的和为:
其中—-矩形长边的长,——矩形短边的长
对上方矩形截面
,使用插值法得,
使用插值法得,
(1)画出断面简图
(4)抗扭断面系数:
5)各断面尺寸参数见表5:
单位:
Ⅰ—Ⅰ
Ⅲ—Ⅲ
Ⅳ—Ⅳ
B
75
108
60
84
40
16
20
b
68
65
44
25
t
15
24
h
H
92
70
表6单位:
82321.74
85465。
54315。
03
53083。
33
30450
40147。
78
34008.89
49291。
67
18142。
494
21697.69
62958.33
a)计算公式
垂直面内弯曲应力
水平面内弯曲应力
合成应力
扭转应力:
在矩形长边中点上的扭转应力
在矩形短边中点上的扭转应力
工字形断面中所产生的最大应力和最大扭转应力是作用在梁断面上的不同点处。
对于上翼面长边中点,其相当应力:
垂直面弯曲应力
a)应力值计算结果列表:
表7单位:
136.96
107.19
108.12
68.59
259.20
159.73
120。
87
51.71
86。
06
178.01
85。
422.21
290。
329。
80
191.35
侧滑
78。
88
45。
86
-31。
28
-94。
18
172.28
134.83
108。
(6)HX6850A前轴材料的许用应力
材料:
45调质硬度:
HB230-255:
786—853
许用应力:
作用力、、按表1—1取值
2.1、截面系数计算
取轮毂内轴承根部处指轴为计算断面
2、弯矩计算
A紧急制动时
B侧滑时
C超越不平路面时
计算用参数HX6850
,,
A)紧急制动时
弯矩、应力计算结果列表见表8
表8
功况
M
860191。
23
52。
69
—8574720
—525.23
超越不平路
886410
54.30
4、转向节的材料、许用应力及强度校核
材料HX6850A40MnB
许用应力查YB6—71:
3、主销强度计算
3。
1、主销作用力计算简图如图6
如图6主销作用力计算简图
主销受力计算参数见表9
表9
参数车行
a
c
e
f
l
n
D
HX6850A
77。
82。
562。
402。
193
38
42
48
3.2、计算载荷
计算时,忽略主销倾角的影响,并假定力的作用点位于主销衬套中点。
A)、、按表1取值
B)汽车紧急制动时力在主销的支承反力和。
主销受到和u的作用,力u由下式求得:
力在主销的两个支承上反作用力和
力u在主销的两个支承上反作用力和
由制动力矩的作用,在主销的两个支撑上产生反作用力和
作用在主销上端的合力(图14)
作用在主销下端的合力(图14)
C)汽车侧滑时
左主销上支承的反作用力
左主销下支承的反作用力
右主销上支承的反作用力
右主销下支承的反作用力
D)汽车越过不平路面时
动载荷在主销上、下支承上产生的作用反力和。
在紧急制动和侧滑时,主销下支承的反作用力为最大,在越过不平路面时,因主销下端的作用力臂大于上端,所以只需要计算主销下支承处的弯矩(图15)
A)汽车紧急制动时
N.mm
B)汽车侧滑时
C)汽车越过不平路面时
(5)抗弯断面系数、剪切面积和主销衬套挤压面积的计算
A)主销抗弯断面系数
mm3
B)主销剪切面积
mm2
D)主销衬套挤压面积
mm2
D:
主销外径
分别计算个工况下的弯曲应力、剪切应力、挤压应力见表10。
表10
弯曲应力
剪切应力
挤压应力
紧急制动时
侧滑时
越过不平路面时
公式编号
载荷、弯矩、应力计算结果列表见表11:
表11主销受力单位:
NM单位:
其余量单位:
主销受力
61397.73
258704.66
478。
93
54。
33.66
26526.27
44720。
71
1878269.82
348。
39.45
24。
25391.95
1066461。
9
198。
07
22。
13。
HX6850:
许用应力
按力作静载荷计算时,
根据各应力计算结果,说明该汽车前桥满足强度要求及设计要求。
四参考文献:
1、《汽车设计》刘惟信2001。
7清华大学出版社
2、《汽车车桥设计》刘惟信2004.4清华大学出版社
3、CA1080,NJ130,BJ130前桥总成图,零件图.
4、《汽车设计》郭学讯,邓亚东2005.8人民交通出版社
5、《汽车设计》吉林工业大学出版社王望予2004。
5机械工业出版社
6、《汽车构造》吉林大学汽车工程系陈家瑞2006.5人民交通出版社
设计日志:
6/17认真阅读前桥设计指导书,明确设计任务与要求,并对重要的地方进行标注和详细分析。
对不对的地方认真思考,并请教老师和同学.
6/18根据设计指导书和网上资料进行设计说明书,做了几乎一整天,累了晚上看电影。
6/19早上起来玩了下游戏,然后继续做课程说明书。
6/20三天的奋斗终于完成了说明书粗稿,晚上开始画图工作.
6/21早上完成了总装图的主视图,中午和下午继续工作,终于用一天和一晚上的时间终于搞定了总装图,任务终于有所减缓。
就剩下一张零件图,零件图准备用电脑画图,用CAD慢慢搞定它。
6/22用一天的时间把零件图也弄好啦.
6/23上午仔细检查设计说明书、零件图和总装图,下午复习大学生就业指导考试。
6/24中午考试,晚上回来完成课程设计的装订。
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