汽车前桥设计说明书

汽车前桥设计：

一般汽车采用前置发动机后轮驱动的布置形式，故前桥为转向从动桥，车桥通过悬架和车架相连，它的两端安装车轮，其功用是传递车架与车轮之间各方向的作用力及其力矩。
车桥受力情况十分复杂，使用频率较高，是非常容易发生故障的部件。在汽车行驶过程中，由于路面不平度的影响，桥壳受到随机载荷的作用，使得车桥有可能发生疲劳破坏，所以车桥的生产质量和性能会直接影响车辆的使用寿命和整车性能，要求车桥的结构必须具有足够的强度、刚度及使用寿命。
基于汽车车桥结构及原理，阐述了汽车前桥结构原理，设计出汽车前桥结构方案，并按照总体方案对各零部件的运动关系进行分析得出整体结构尺寸，最后通过有限元方法,分析了汽车前桥在不同工况下对应的应力和变形,为车桥强度评价及疲劳寿命估算提供了所需数据,有限元方法的利用,可以降低设计开发成本、缩短设计开发周期、提高产品质量，使得挖掘机在轻量化、抗振性、舒适性和操纵稳定性方面得到改进和提高，具有非常重要的指导作用和实际意义。

目录
1绪论1
1.1课题意义1
1.2国内外现状1
1.3主要内容3
2汽车前桥的结构原理4
2.1前桥概述4
2.2前桥的设计参数5
3汽车前桥的结构设计8
3.1前桥的结构设计8
3.1.1设计参数8
3.1.2车轮定位参数选取9
3.2从动桥主要零件尺寸确定10
3.3前桥的前梁强度计算12
3.3.1垂直载荷工况下的应力计算12
3.3.2制动工况下前梁的应力计算13
3.3.3侧滑工况下前梁的应力计算16
3.4前桥的转向节强度校核20
3.4.1制动工况下的强度计算20
3.4.2侧滑工况下的强度计算20
4汽车前桥有限元分析22
4.1三维模型的建立22
4.2有限元模型的建立22
4.3有限元结果分析23
4.3.1静止工况下的分析23
4.3.2不平道路冲击工况下的分析24
4.3.3侧滑工况下的分析25
5结论与展望26
参考文献27
致谢29

前桥是汽车上一个重要的总成件，主要包括转向节、转向主销、前轴等零部件，由于在汽车的行驶过程中，前桥所处的工作环境恶劣，工况复杂，其承受的载荷也多为交变载荷，从而其零部件易出现疲劳裂纹甚至断裂现象。车桥通过悬架与车架连接，支撑着汽车大部分重量，并将车轮的牵引力或者制动力，以及侧向力经过悬架传给车架。这就要求其在结构设计上必须有足够的强度、刚度和抗疲劳破坏的能力。
在商用车车桥行业，前桥业务仅占整个车桥行业全部销售额的30％左右。前桥中简单前桥占绝对主导地位，而具有驱动功能的前桥应用非常小，仅在需要特殊工况下工作的军用卡车，及在石油、工矿、林业、野外作业等特殊领域的车辆中使用。对于后桥，普通后驱动桥占绝对主导地位，而支撑桥与贯通桥的份额不到10％
中重型车桥市场的企业竞争非常激烈，目前，国内中、重型车桥生产企业主要集中在一汽解放汽车有限公司车桥分公司、东风德纳车桥有限公司、陕西汉德车桥有限公司、安徽安凯福田曙光车桥有限公司、中国重汽济南桥箱有限公司、一汽山东汽车改装厂及青特众力车桥有限公司等七家主要的生产企业，其2007年中重型车桥产量均超过了12万根，它们在中重型车领域的市场份额之和高达90％以上，市场集中度很高。造成这种态势的主要原因一是由于中重型桥比轻型桥的利润率要高得多，二是国内中重卡企业普遍偏爱采用自己建厂或控股的车桥企业产品进行配套。
开发汽车要采用设计理念，多进行优化设计，使产品新颖化，品种多样化以适应多种需要。而在中型载货汽车的设计中，如何适应复杂的路况下保证汽车能快速平稳的行驶，就是一个很重的问题。前桥是汽车上一个重要的总成件，主要包括转向节、转向主销、前轴等零部件，由于在汽车的行驶过程中，前桥所处的工作环境恶劣，工况复杂，其承受的载荷也多为交变载荷，从而其零部件易出现疲劳裂纹甚至断裂现象。这就要求其在结构设计上必须有足够的强度、刚度和抗疲劳破坏的能力。因此本课题的研究和设计具有实际意义。