毕业设计--挂车前桥与悬架设计

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1、 1 第 1 章 绪 论 1.1 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

2、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一，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

3、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。 进一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、

4、实事求是、刻苦钻研、善于与他人合作的工作 作风。 2 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。 1.2 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

5、此， 全挂车的前支撑为轮轴结构，且通常具有转向装置，一减少侧滑、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。一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一定的角度， 实现汽车的转向。 转 向桥一

6、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。前梁两端各有一个加粗部分，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一定角度而 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一体的凸 缘，在下耳上则装着与转向梯形臂制成一体的凸缘，这两个凸缘均制成有一矩形 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 3 垫。 车轮