JY1061型汽车前桥设计说明书.docx

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JY1061型汽车前桥设计说明书

汽车前桥设计说明书

二、结构参数选择

1、JY1061A型汽车总布置整车参数见表1:

表1

汽车总

汽车质

汽车质

轴距L

汽车质

前钢板

刖轴轴

质量

载质量

心至前

心至后

（mm）

心高度

弹簧座

Ga（N）

G1（N）

轴中民

轴中心

hg（mm）

中心距

线距离

线距离

B〃

L1（mm）

L2（mm）

（mm）

58359

20727

2133

1175

3308

1180

780

主销中

前轮距

车轮滚

主销内

主销后

刖轮外

刖轮刖

心距

B1（mm）

动半径

rr（mm）

倾角（3

倾角？

倾角a

束（mm）

B，

（mm）

1415

1584

480

8°

2.5°

1°

2

2、从动桥结构形式

本前桥采用非断开式转向从动桥

3、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：

国柱实心主销。

（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

4、前轮定位角

本型前轮定位角选择见表1

三、前桥强度计算

1、前轴强度计算

（1）前轴受力简图

如图1所示：

e—

rJ'】1■

zn

图1汽车向左侧滑时前轴受力图

（2）前轴计算载荷的计算

i）紧急制动

工汽车紧急制动时，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①=0.7

制动时前轴轴载千质量重新分配分配糸数

m仁少1=0.71.061=1.631

L21.175

垂直反作用力：

乙尸Z1r=m1G「63120727=16902.96N

22

横向反作用力：

Xn=X1r="G①=11832.00N

2

ii）侧滑

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=G1V，丫max=G1①'

gR

F

，为保证不横向翻车，须使V滑＜V翻,则有：

gR.gRB，所以＜旦

V2hg2hg

得到＜丄空=0.747,取=0.65

21.06

（2）对车轮接地点取矩

垂直反作用力：

11

2hg

B1

21.060.65

1.584

）=19379.22N

Z11Gl（i2hg）=1347.78N

2Bi

横向反作用力

Yii色（12h^）=12596.49N

2Bi

Y1rGi（l2h^）=876.06N

2Bi

iii）越过不平路面

汽国越过不平路面时，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

取动载荷糸数=2.5

ZilZir色2.52072725908.75N

22

载荷计算结果列表，如下表2：

表2

单位N

紧急制动

Zi

i6902.68

Xi

ii832.00

侧滑

Zil

i9379.22

Zir

i347.78

Yil

i2596.49

Yir

876.06

越过不平路

zi

25908.75

面

（3）弯矩及扭矩计算

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-H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

皿-皿断面处的弯矩，扭矩均较大

IV-W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

JY1061

402

316

167

138

129

125

34

0

2各断面弯扭矩计算如下

i）紧急制动

垂直面内弯矩M=Zili

水平面内弯矩M“=X1li

上式中Li对应与I-I、I-1、皿-皿、V-V断面分别带入L1、L2、

L3、L4

钢板弹簧外侧扭矩Mn=X1

上式中hi对应与H-n>m-皿、W-W断面分别带入h2、h3、h4

ii）侧滑

左侧各断面垂直面内弯矩M1/=Zii-Yii（「hi）

上式中Li,hi带入值与紧急制动时一致

iii）越过不平路面

垂直面内弯矩M/二Zi/Li

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

结果

工况、、

I-1

H-H

皿-皿

IV-IV

紧急制动

M/

6794953.74

5341306.92

2822779.29

2332596.06

M”

4756464

37838912

1975944

1632816

Mn

4153034.70

4200362.85

5277075.55

5679363.8

侧滑

MT

3369077.68

1652078.65

-2306125.86

-2069777.16

越不

平路

M/

10415317.5

8186849

4326761.25

3575407.5

（4）断面糸数计算

A工字形断面前轴a）断面简图

本汽车前轴简化为换算断面形状后如图3所示

图3前轴简化图

b）计算断面糸数

i）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

3322

2t1Bht212.572336123

21744N.mm

Wiiii1

6B672

ii）n--n断面①换算断面简图如图4

图4II—II断面计算简图

②垂直面内抗弯断面系数

n--n断面为上，下翼缘不等长的工字形断面

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：

计算其垂直面

y2

Fiyi

Fi

Bti*1/2ti

bt2（H1/2t2）（BBJ*h（tih/2）

Bt1bt2（BB1）h

=30.796

y2Hyi

6730.796

37.204

该断面对形心轴的惯性矩:

I3333

Jxc3（ByiBihiby2dh?

）

411277853.762mm

上翼面的抗弯断面系数：

Jxc

yi

1277853.762

30.796

3

41494.15m

C1

Hh

2B1.26（）275

2

1.26（j

2

134.25

C2

Hh

H1.67（）

2

6843

1.76（B

b）

1.67

134.25

9258

75

2

42

h）3

Wn

1.76（75

43）

75

33

3

C2（Bb）

1C1（—

12

3Bb

684333

134.25（）C121（7533）

2

7533

73229mm3

iii）皿-皿断面

Ill-Ill断面计算简图如图5

如图5III-III断面计算简图

1）

垂直面内,

水平面内的抗弯断面系数:

W3

2）

3

b/6H（H

b2/6（H

h3）色（523153）18913.52mm3

652

4323

h）（5215）11402.2mm3

6

抗扭断面系数:

h52—

1.29b43

0.171

0.216

33

b0.2164317173.512

iv）IV-W断面

表5

单位:

mm

JY1061

I-I

n-n

皿-皿

V-V

B

72

92

B1

60

50

ti

12.5

12.5

b

72

58

43

43

bi

60

16

t2

12.5

12.5

t

12

42

h

36

43

15

H

61

68

52

52

vi）断面系数计算结果列表见表6

表6

单位：

mm3

I-I

n-n

皿-皿

IV-IV

W'

37003.47

34347.214

18913.52

19378.7

W"

21744

27822.97

11402.2

16024.7

W"'

73229

20910.34

20910.34

（5）应力计算

a）计算公式

i）汽车紧急制动时

合成应力

扭转应力:

在矩形长边中点上的扭转应力

Mn

max

Wn

在矩形短边中点上的扭转应力

max

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

ii）汽车侧滑时

iii）汽车越过不平路面时

b）应力值计算结果列表:

表7单

位：

108N/mm2

I-I

n-n

皿-皿

IV-IV

紧急制动

I

183.63

155.51

149.25

120.379

II

134.38

173.29

101.89

max

45.51

113.38

271.40

d

402.38

300.30

357.27

496.14

侧滑

I

91.05

48.10

-125.926

-106.81

越不平路

H

287.07

238.36

228.77

184.50

（6）JY1061前轴材料的许用应力

材料：

30Cr调质硬度：

HB241—281

800—937

许用应力：

合s（0.60.7）b

2、转向节强度计算

作用力Zii、X11、Y11按表1-1取值

（2）截面系数计算

（3）

b（N/mm2）:

0.7

取轮毂内轴承根部处指轴为计算断面

（4）弯矩计算

A紧急制动时

M制CjZ；X；2016902.87221183022825303.22

B侧滑时

565832.60

C超越不平路面时

M制Z1C125908.7520518175

（5）计算用参数JY1061

d145，C1

20，

d230

（5）应力计算

A）紧急制动时

M制

82530.22

W

92.3

8941.64

B）侧滑时

M侧

56588732.60“c“

COOOC

W

632.85

8941.64

C）超越不平路面时普需57951

（6）弯矩、应力计算结果列表见表8

表8

功况

M

紧急制动