毕业设计（论文）-2T载货汽车前桥设计.docVIP

一、前桥（从动桥）设计 从动桥是用传递路面作用于作业机械的垂直力、纵向力和横向力的机构。装在从动桥上的从动轮，除支承部分车重外，还起导向作用。 从动桥的一般受力情况，以垂直方向和水平方向的负荷最大。当作业机械静止时，从动桥象一简支梁，两端支点在轮胎接地中心的正上方，作业机械的重量作用在梁与车架的连接处。此时，从动桥主要承受弯曲力矩，用工字梁最为合理。但是对从动桥装有制动器当作业机械制动时，则它还有承受扭矩的作用，这样的话，宜采用圆形或长方形断面梁较合理。综合考虑以上因素，可根据结构与强度需要采用变断面梁。 （一）、从动桥载荷的确定 作业机械在水平路面直线行驶或制动时，从动桥的受力情况是随作业机械重量、路面况、行驶速度、作业情况等因素的改变而改变的。如作业机械在崎岖不平的不平路上上行驶，要比在平坦路面直线等速行驶时的载荷大得多，并且多为冲击载荷。目前对于从动桥的强度设计，常通过以下三种严重工况求得其计算载荷： 作业机械紧急制动时，即产生最大制动力，而侧向力Y数值很小，可忽略不计： 由附着条件决定的车轮最大切向力（纵向力）为 X=ZΦ （1-1） 式中 Φ——车轮和路面的附着系数，一般取Φ=0.7； Z——一个从动车轮所承受的垂直反作用力，其值按制动工况的桥荷再分配进行计算。 一般Z=38%*G=38%×（20+18.8）=14.7（KN） 所以 X= 14.7×0.7=10.3（KN） 发生横向滑移时，即侧向力Y达到最大值，而纵向力X可忽略不计时： 由附着条件决定的最大侧向力为 Y= ZΦ （1-2） 式中 Φ——侧向附着系数，一般取Φ=1 Z——一个从动车轮所承受的垂直反作用力，与上面相同。 所以 Y=14.7×1=14.7（KN） 越过不平路面时，由动载荷引起的垂直反作用力Z达最大值并假设无纵向力和 向力作用。 垂直反作用力的大小与道路不平度、轮胎弹性、行驶速度等有关，通常用动载荷系数K来表示： Z = K （1-3） 式中 K——动载荷系数，对重型作业机械可取K=2.5； G——满载时作业机械前桥的静负荷。 G=25%×38.8=9.7（KN） Z=2.5×9.7×0.5=12.125（KN） 以上计算都是考虑从动桥仅受一种载荷的情况，并认为左右轮载荷情况相等。如果遇到两种严重工况同时出现，则此时车桥的载荷应该是两部分载荷的合成。 （二）、从动桥梁的设计 图为从动桥简图，在总体布置中，车轮距B、重心高度 h及车轮动力半径r等都已确定，而支点C至车轮轮胎接地点的水平距离n=B/2，初步确定主销中心距B后，主销到轮胎接地点水平距离L= ，在参考同类型车辆来确定车轮外倾角α（此角很小作图和计算时常可忽略不计）和注销内倾角β。由于支点与车架成一整体，故可把此处看为固定端。然后按上述三种严重工况的受力情况来进行各零部件的强度计算。 紧急制动时，从动桥梁的受力情况是左右车轮受垂直力和纵向力。制动力为纵向力并达最大值。按公式（1-1），左右车轮的纵向力为： X=X=X=Φ （1-4） 式中 ——制动时前桥重量重新分配系数。 所以 X=X=X=Φ=（KN） 车轮上的垂直反力为： Z= Z= Z== =7.4（KN） 可见，从动桥梁受X 和Z的双向弯矩作用。有图6.1可知交点C断面所受弯矩最大，但因该处截面尺寸较大，故应取较细的B-B断面进行强度计算。 图1.1 垂直面内的弯矩为： M=Zn= n =7.4×3= 22.2 水平面内的弯矩为： M=Xn= nφ = 10920 附着系数Φ通常取0.7，故 M M，因而采用工字梁较为合理。这种断面具有较大的抗弯矩断面系数。因此，垂直面内的弯曲应力σ为： σ= ==24.7（牛顿/米） 式中 W′——抗弯断面系数，按图6.1其值为：