輕卡前橋與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計機(jī)械CAD圖紙

1、在整個世界汽車市場的需求和發(fā)展中，亞太地區(qū)將成為全球最大的汽車銷售市場，其中以中國的汽車市場發(fā)展最為迅猛。2009年自度過全球金融海嘯危機(jī)的寒冬后，歐美市場進(jìn)入需求衰退期，中國汽車市場規(guī)模進(jìn)入了迅猛高速發(fā)展期，產(chǎn)銷量躍居世界第一。與此同時，中國卡車行業(yè)的年產(chǎn)銷數(shù)量可謂世界前列，市場容量較大；中國卡車市場的高端需求正在崛起。據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，2010年1-5月中國卡車行業(yè)生產(chǎn)整車近125萬輛，同比增幅超過30%，盡管我國經(jīng)濟(jì)遭受金融危機(jī)的巨大沖擊，但隨著國家4萬億元擴(kuò)大內(nèi)需政策的實(shí)施及海外發(fā)展中國家市場的開拓，伴隨著我國公路、鐵路及其他基礎(chǔ)建設(shè)項目的陸續(xù)開工，尤其是2009-2010年我國陸續(xù)出臺

2、的一系列促進(jìn)汽車消費(fèi)（如汽車下鄉(xiāng)、以舊換新補(bǔ)貼政策）和汽車出口的相關(guān)政策，卡車行業(yè)已成為率先受益的行業(yè)。從卡車行業(yè)的發(fā)展趨勢來看，2009年全國卡車市場需求總體加快，隨著國家一系列宏觀調(diào)控政策的逐步到位，2010年仍將呈現(xiàn)較好的發(fā)展態(tài)勢。隨著公路和鐵路建設(shè)、現(xiàn)代物流業(yè)和節(jié)能減排工程以及民生工程的實(shí)施到位，必將為緊系國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的卡車產(chǎn)業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇In the whole world car market demand and developing, in the asia-pacific region will become the world's largest auto sa

3、les market, in which China's auto market develop the most rapidly. Since 2009, spend the winter in global financial tsunami crisis after the European and American market into recession, China's automotive market demand into rapid high-speed development scale and the destinations in the world

4、 in terms of first. Meanwhile, Chinese trucks in manufacturing industry, is the world number is bigger; the forefront of market capacity China truck market demand is rising in the high-end. According to the latest figures show that 2010 1-5 months China truck industry production nearly 125 million v

5、ehicles, vehicle year-on-year rate of increase more than 30%, although our country economy suffers financial crisis, but along with the huge impact national four trillion yuan to expand domestic demand and the implementation of the policy of developing countries overseas market exploration, along wi

6、th our country roads, railways and other infrastructure projects in succession, especially the start of 2009-2010 China has promulgated a series of promoting auto (such as car went to the country, to old change new subsidies) and automotive export policies that truck industry has become the industry

7、 first benefit. From the development trend of truck industries, 2009 national truck market demand, as countries overall speed up a series of macroeconomic regulation and control policy gradually in place, 2010 will still has a good momentum of development. Along with the highway and railway construc

8、tion, modern logistics industry and energy conservation and emission reduction projects and minsheng project implementation in place, will the national economic construction for a tight trucks of industry with a new development opportunity 第1章 緒 論在整個世界汽車市場的需求和發(fā)展中，亞太地區(qū)將成為全球最大的汽車銷售市場，其中以中國的汽車市場發(fā)展最為迅猛。

9、2009年自度過全球金融海嘯危機(jī)的寒冬后，歐美市場進(jìn)入需求衰退期，中國汽車市場規(guī)模進(jìn)入了迅猛高速發(fā)展期，產(chǎn)銷量躍居世界第一。與此同時，中國卡車行業(yè)的年產(chǎn)銷數(shù)量可謂世界前列，市場容量較大；中國卡車市場的高端需求正在崛起。據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，2010年1-5月中國卡車行業(yè)生產(chǎn)整車近125萬輛，同比增幅超過30%。 盡管我國經(jīng)濟(jì)遭受金融危機(jī)的巨大沖擊，但隨著國家4萬億元擴(kuò)大內(nèi)需政策的實(shí)施及海外發(fā)展中國家市場的開拓，伴隨著我國公路、鐵路及其他基礎(chǔ)建設(shè)項目的陸續(xù)開工，尤其是2009-2010年我國陸續(xù)出臺的一系列促進(jìn)汽車消費(fèi)（如汽車下鄉(xiāng)、以舊換新補(bǔ)貼政策）和汽車出口的相關(guān)政策，卡車行業(yè)已成為率先受益的行業(yè)。

10、從卡車行業(yè)的發(fā)展趨勢來看，2009年全國卡車市場需求總體加快，隨著國家一系列宏觀調(diào)控政策的逐步到位，2010年仍將呈現(xiàn)較好的發(fā)展態(tài)勢。隨著公路和鐵路建設(shè)、現(xiàn)代物流業(yè)和節(jié)能減排工程以及民生工程的實(shí)施到位，必將為緊系國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的卡車產(chǎn)業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇。隨著中國卡車行業(yè)發(fā)展加快，卡車市場市場競爭日益激烈，眾多國外汽車生產(chǎn)巨頭都瞄準(zhǔn)中國卡車市場“這塊肥肉”，同時國內(nèi)民營企業(yè)也紛紛加入卡車行業(yè)中來。從眾多著名企業(yè)的發(fā)展歷程中我們不難看出：誰能贏得市場先機(jī)，誰就能在卡車市場的激烈競爭中翹楚！市場環(huán)境一片大好形勢下，商家不僅在價格上具有強(qiáng)烈的競爭，同時在卡車的制造工藝、技術(shù)要求和安全性也同樣存在這比拼。

11、正所謂：“領(lǐng)導(dǎo)時代，駕馭未來?！币虼?，品質(zhì)與創(chuàng)新是卡車喊個的立足之本。中國改革開放以來，在農(nóng)村實(shí)行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制的改革，使農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)空前的活躍。農(nóng)村的貨運(yùn)量和人口的流動量急劇增加，加快運(yùn)輸機(jī)械化成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需要，正是這一市場的需要使具有中國特色的運(yùn)輸機(jī)械-小型載貨汽車應(yīng)運(yùn)而生。它解決了農(nóng)村運(yùn)輸?shù)募毙?，填補(bǔ)了村際，鄉(xiāng)際，城鎮(zhèn)及城鄉(xiāng)結(jié)合部運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的空白，活躍了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，為農(nóng)村富裕勞動力找了一條出路，從而使數(shù)以萬計的農(nóng)民走上了小康之路！ 小型載貨汽車的競爭對手是輕型汽車。與輕型汽車相比，小型載貨汽車有許多優(yōu)點(diǎn)。入世后小型載貨汽車沒有受到多大沖擊，因為它是中國特色的產(chǎn)業(yè)，符合國情，在國外

12、幾乎沒人搞過。但是我們不能回避輕型汽車與小型載貨汽車在市場的競爭，小型載貨汽車?yán)帽容^底的生產(chǎn)成本和微利經(jīng)營的生產(chǎn)方式并引進(jìn)先進(jìn)的汽車技術(shù)，堅持“三低一高”的特色，注重產(chǎn)品質(zhì)量，使之與在汽車行業(yè)的競爭中得以提高。小型載貨汽車制造工藝簡單，價格便宜，四輪車價格在11.5萬元/輛，購車農(nóng)戶一般半年左右即可收回10000元投資。另外，小型載貨汽車的養(yǎng)路費(fèi)為每月每噸70元，是汽車的30%，使用成本為同噸位汽車的1/3到1/2。公路快速建設(shè)也促進(jìn)了小型載貨汽車的發(fā)展。舊中國，全國公路僅13×104 km，而到1997年底，已達(dá)1.226×106 km，目前全國98%的鄉(xiāng)和80%的村都

13、通了公路，使得小型載貨汽車有用武之地。因此，在近十幾年里我國小型載貨汽車得到快速發(fā)展。1980年全國小型載貨汽車產(chǎn)銷量不足萬輛，1992年產(chǎn)銷量達(dá)到113萬輛，首次超過當(dāng)年汽車產(chǎn)銷量（106.2萬輛）。1998年小型載貨汽車產(chǎn)銷量達(dá)到270萬輛，而同期汽車產(chǎn)銷量為163萬輛。我們要開發(fā)的小型載貨汽車要采用設(shè)計理念，多進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，使產(chǎn)品新穎化，品種多樣化以適應(yīng)多種需要。而在小型載貨汽車的設(shè)計中，如何適應(yīng)復(fù)雜的路況下保證汽車能快速平穩(wěn)的行駛，就是一個很重的問題。前橋是汽車上一個重要的總成件，主要包括轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向主銷、前軸等零部件，由于在汽車的行駛過程中，前橋所處的工作環(huán)境惡劣，工況復(fù)雜，其承受的

14、載荷也多為交變載荷，從而其零部件易出現(xiàn)疲勞裂紋甚至斷裂現(xiàn)象。這就要求其在結(jié)構(gòu)設(shè)計上必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和抗疲勞破壞的能力。因此就有了本課題的研究和設(shè)計。前橋通過懸架與車架（或承載式車身）相聯(lián)，兩側(cè)安裝著從動車輪，用以在車架（或承載式車身）與車輪之間傳遞鉛垂力、縱向力和橫向力。從動橋要承受和傳遞制動力矩。前橋按與其匹配的懸架結(jié)構(gòu)的不同，也可分為非斷開式與斷開式兩種。前橋按與之匹配的懸架結(jié)構(gòu)不同可分為非斷開式與斷開式兩種。 圖1-1非斷開式前橋圖1-2斷開式前橋汽車在行駛過程中，經(jīng)常需要改變行駛方向，即所謂轉(zhuǎn)向，這就需有一套能夠按照司機(jī)意志行使汽車轉(zhuǎn)向的機(jī)構(gòu)，它將司機(jī)轉(zhuǎn)動方向盤的動作轉(zhuǎn)變?yōu)檐囕喌?/p>

15、偏轉(zhuǎn)動作。為了保持汽車直線行駛的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向輕便性及汽車轉(zhuǎn)向后使前輪具有自動回正的性能，前橋的主銷在汽車的縱向和橫向平面內(nèi)具有一定的傾角。在縱向平面內(nèi)，主銷上部向后傾斜一個角，稱為主銷后傾角。在橫向平面內(nèi)，主銷上部向內(nèi)傾斜一個ß角，稱為主銷內(nèi)傾角。 主銷后傾使主銷軸線與路面的交點(diǎn)位于輪胎接地中心之前，該距離稱為后傾拖距。當(dāng)直線行駛的汽車的轉(zhuǎn)向輪偶然受到外力作用而稍有偏轉(zhuǎn)時，汽車就偏離直線行駛而有所轉(zhuǎn)向，這時引起的離心力使路面對車輪作用著一阻礙其側(cè)滑的側(cè)向反力，使車輪產(chǎn)生繞主銷旋轉(zhuǎn)的回正力矩，從而保證了汽車具有較好的直線行駛穩(wěn)定性。此力矩稱穩(wěn)定力矩。穩(wěn)定力矩也不宜過大，否則在汽車轉(zhuǎn)向時

16、為了克服此穩(wěn)定力矩需在方向盤上施加更大的力，導(dǎo)致方向盤沉重。后傾角通常在以內(nèi)?，F(xiàn)代轎車采用低壓寬斷面斜交輪胎，具有較大的彈性回正力矩，故主銷后傾角就可以減小到接近于零，甚至為負(fù)值。但在采用子午線輪胎時，由于輪胎的拖距較小，則需選用較大的后傾角。主銷內(nèi)傾也是為了保證汽車直線行駛的穩(wěn)定性并使轉(zhuǎn)向輕便。主銷內(nèi)傾使主銷軸線與路面的交點(diǎn)至車輪中心平面的距離即主銷偏移距減小，從而可減小轉(zhuǎn)向時需加在方向盤上的力，使轉(zhuǎn)向輕便，同時也可減小轉(zhuǎn)向輪傳到方向盤上的沖擊力。主銷內(nèi)傾使前輪轉(zhuǎn)向時不僅有繞主銷的轉(zhuǎn)動，而且伴隨有車輪軸及前橫梁向上的移動，而當(dāng)松開方向盤時，所儲存的上升位能使轉(zhuǎn)向輪自動回正，保證汽車作直線行駛

17、。內(nèi)傾角一般為；主銷偏移距一般為3040mm。輕型客車、輕型貨車及裝有動力轉(zhuǎn)向的汽車可選擇較大的主銷內(nèi)傾角及后傾角，以提高其轉(zhuǎn)向車輪的自動回正性能。但內(nèi)傾角也不宜過大，即主銷偏移距不宜過小，否則在轉(zhuǎn)向過程中車輪繞主銷偏轉(zhuǎn)時，隨著滾動將伴隨著沿路面的滑動，從而增加輪胎與路面間的摩擦阻力，使轉(zhuǎn)向變得很沉重。為了克服因左、右前輪制動力不等而導(dǎo)致汽車制動時跑偏，近年來出現(xiàn)主銷偏移距為負(fù)值的汽車。前輪定位除上述主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角外，還有車輪外傾角及前束，共4項參數(shù)。車輪外傾指轉(zhuǎn)向輪在安裝時，其輪胎中心平面不是垂直于地面，而是向外傾斜一個角度 ，稱為車輪外傾角。此角約為，一般為左右。它可以避免汽車重載

18、時車輪產(chǎn)生負(fù)外傾即內(nèi)傾，同時也與拱形路而相適應(yīng)。由于車輪外傾使輪胎接地點(diǎn)向內(nèi)縮，縮小了主銷偏移距，從而使轉(zhuǎn)向輕便并改善了制動時的方向穩(wěn)定性。前束的作用是為了消除汽車在行駛中因車輪外傾導(dǎo)致的車輪前端向外張開的不利影響(具有外傾角的車輪在滾動時猶如滾錐，因此當(dāng)汽車向前行駛時，左右兩前輪的前端會向外張開)，為此在車輪安裝時，可使汽車兩前輪的中心平面不平行，且左右輪前面輪緣間的距離A小于后面輪緣間的距離B，以使車輪在每一瞬時的滾動方向是向著正前方。前束即(B-A)，一般汽車約為35mm，可通過改變轉(zhuǎn)向橫拉桿的長度來調(diào)整。設(shè)定前束的名義值時，應(yīng)考慮轉(zhuǎn)向梯形中的彈性和間隙等因素。在汽車的設(shè)計、制造、裝配調(diào)

19、整和使用中必須注意防止可能引起的轉(zhuǎn)向車輪的擺振，它是指汽車行駛時轉(zhuǎn)向輪繞主銷不斷擺動的現(xiàn)象，它將破壞汽車的正常行駛。轉(zhuǎn)向車輪的擺振有自激振動與受迫振動兩種類型。前者是由于輪胎側(cè)向變形中的遲滯特性的影響，使系統(tǒng)在一個振動周期中路面作用于輪胎的力對系統(tǒng)作正功，即外界對系統(tǒng)輸入能量。如果后者的值大于系統(tǒng)內(nèi)阻尼消耗的能量，則系統(tǒng)將作增幅振動直至能量達(dá)到動平衡狀態(tài)。這時系統(tǒng)將在某一振幅下持續(xù)振動，形成擺振。其振動頻率大致接近系統(tǒng)的固有頻率而與車輪轉(zhuǎn)速并不一致，且會在較寬的車速范圍內(nèi)發(fā)生。通常在低速行駛時發(fā)生的擺振往往屬于自攝振動型。當(dāng)轉(zhuǎn)向車輪及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)受到周期性擾動的激勵，例如車輪失衡、端面跳動、輪胎的

20、幾何和機(jī)械特性不均勻以及運(yùn)動學(xué)上的干涉等，在車輪轉(zhuǎn)動下都會構(gòu)成周期性的擾動。在擾動力周期性的持續(xù)作用下，便會發(fā)生受迫振動。當(dāng)擾動的激勵頻率與系統(tǒng)的固有頻率一致時便發(fā)生共振。其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)向輪擺振頻率與車輪轉(zhuǎn)速一致，而且一般都有明顯的共振車速，共振范圍較窄(35km/h)。通常在高速行駛時發(fā)生的擺振往往屬于受迫振動型。轉(zhuǎn)向輪擺振的發(fā)生原因及影響因素復(fù)雜，既有結(jié)構(gòu)設(shè)計的原因和制造方面的因素如車輪失衡、輪胎的機(jī)械特性、系統(tǒng)的剛度與阻尼、轉(zhuǎn)向輪的定位角以及陀螺效應(yīng)的強(qiáng)弱等；又有裝配調(diào)整方面的影響，如前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)間的間隙(影響系統(tǒng)的剛度)和摩擦系數(shù)(影響阻尼)等。合理地選擇這些有關(guān)參數(shù)、優(yōu)化它們之間

21、的匹配，精心地制造和裝配調(diào)整，就能有效地控制前輪擺振的發(fā)生。在設(shè)計中提高轉(zhuǎn)向器總成與轉(zhuǎn)向拉桿系統(tǒng)的剛度及懸架的縱向剛度，提高輪胎的側(cè)向剛度，在轉(zhuǎn)向拉桿系中設(shè)置橫向減震器以增加阻尼等，都是控制前輪擺振發(fā)生的一些有效措施。汽車轉(zhuǎn)向系是保持或者改變汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛中，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。保證汽車在行駛中能按駕駛員的操縱要求，適時地改變行駛方向，并能在受到路面干擾偏離行駛方向時，與行駛系配合，共同保持汽車穩(wěn)定地直線行駛。轉(zhuǎn)向系和前橋?qū)ζ囆旭偟牟倏v性、穩(wěn)定性和安全性都具有重要的意義。1.汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類與組成機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng): （1）以駕駛員體力為轉(zhuǎn)向能源，所有傳力件是機(jī)

22、械零件。（2）主要由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)組成。 2.動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng):（1）駕駛員體力（小部分）和發(fā)動機(jī)動力（大部分)為轉(zhuǎn)向能源。（2）組成：在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加轉(zhuǎn)向加力裝置。圖2-4 變厚齒扇的齒形計算用圖1 劉惟信.汽車設(shè)計M.北京：清華大學(xué)出版社，2001.2 王望予.汽車設(shè)計M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000.3 陳家瑞.汽車構(gòu)造M.北京：人民交通出版社，2001.4 汽車工程手冊編輯委員會.汽車工程手冊M.北京：人民交通出版社，2001.5 余志生.汽車?yán)碚揗.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20006 寧介雄，周海霞.汽車搖臂機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)建模及最優(yōu)化J.機(jī)械設(shè)計.2007，24（2）：65-677 成大先.機(jī)械設(shè)計手冊M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.8 李玉民，李旭宏，過學(xué)迅等.轉(zhuǎn)向梯形驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析及優(yōu)化設(shè)計J.公路交通科技.2004，21（8）9 肖悅，張代勝，周福庚，等.重型汽車轉(zhuǎn)向雙搖臂機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計J.