1、在整個世界汽車市場的需求和發展中，亞太地區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展最為迅猛。2009年自度過全球金融海嘯危機的寒冬后，歐美市場進入需求衰退期，中國汽車市場規模進入了迅猛高速發展期，產銷量躍居世界第一。與此同時，中國卡車行業的年產銷數量可謂世界前列，市場容量較大；中國卡車市場的高端需求正在崛起。據最新數據顯示，2010年1-5月中國卡車行業生產整車近125萬輛，同比增幅超過30%，盡管我國經濟遭受金融危機的巨大沖擊，但隨著國家4萬億元擴大內需政策的實施及海外發展中國家市場的開拓，伴隨著我國公路、鐵路及其他基礎建設項目的陸續開工，尤其是2009-2010年我國陸續出臺

2、的一系列促進汽車消費（如汽車下鄉、以舊換新補貼政策）和汽車出口的相關政策，卡車行業已成為率先受益的行業。從卡車行業的發展趨勢來看，2009年全國卡車市場需求總體加快，隨著國家一系列宏觀調控政策的逐步到位，2010年仍將呈現較好的發展態勢。隨著公路和鐵路建設、現代物流業和節能減排工程以及民生工程的實施到位，必將為緊系國民經濟建設的卡車產業帶來新的發展機遇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展中，亞太地區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展最為迅猛。

9、2009年自度過全球金融海嘯危機的寒冬后，歐美市場進入需求衰退期，中國汽車市場規模進入了迅猛高速發展期，產銷量躍居世界第一。與此同時，中國卡車行業的年產銷數量可謂世界前列，市場容量較大；中國卡車市場的高端需求正在崛起。據最新數據顯示，2010年1-5月中國卡車行業生產整車近125萬輛，同比增幅超過30%。 盡管我國經濟遭受金融危機的巨大沖擊，但隨著國家4萬億元擴大內需政策的實施及海外發展中國家市場的開拓，伴隨著我國公路、鐵路及其他基礎建設項目的陸續開工，尤其是2009-2010年我國陸續出臺的一系列促進汽車消費（如汽車下鄉、以舊換新補貼政策）和汽車出口的相關政策，卡車行業已成為率先受益的行業。

10、從卡車行業的發展趨勢來看，2009年全國卡車市場需求總體加快，隨著國家一系列宏觀調控政策的逐步到位，2010年仍將呈現較好的發展態勢。隨著公路和鐵路建設、現代物流業和節能減排工程以及民生工程的實施到位，必將為緊系國民經濟建設的卡車產業帶來新的發展機遇。隨著中國卡車行業發展加快，卡車市場市場競爭日益激烈，眾多國外汽車生產巨頭都瞄準中國卡車市場“這塊肥肉”，同時國內民營企業也紛紛加入卡車行業中來。從眾多著名企業的發展歷程中我們不難看出：誰能贏得市場先機，誰就能在卡車市場的激烈競爭中翹楚！市場環境一片大好形勢下，商家不僅在價格上具有強烈的競爭，同時在卡車的制造工藝、技術要求和安全性也同樣存在這比拼。

11、正所謂：“領導時代，駕馭未來。”因此，品質與創新是卡車喊個的立足之本。中國改革開放以來，在農村實行家庭聯產承包責任制的改革，使農村的經濟空前的活躍。農村的貨運量和人口的流動量急劇增加，加快運輸機械化成為農村經濟發展的迫切需要，正是這一市場的需要使具有中國特色的運輸機械-小型載貨汽車應運而生。它解決了農村運輸的急需，填補了村際，鄉際，城鎮及城鄉結合部運輸網絡的空白，活躍了農村經濟，為農村富裕勞動力找了一條出路，從而使數以萬計的農民走上了小康之路！ 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點。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業，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，小型載貨汽車利用比較底的生產成本和微利經營的生產方式并引進先進的汽車技術，堅持“三低一高”的特色，注重產品質量，使之與在汽車行業的競爭中得以提高。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，小型載貨汽車的養路費為每月每噸70元，是汽車的30%，使用成本為同噸位汽車的1/3到1/2。公路快速建設也促進了小型載貨汽車的發展。舊中國，全國公路僅13×104 km，而到1997年底，已達1.226×106 km，目前全國98%的鄉和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展。1980年全國小型載貨汽車產銷量不足萬輛，1992年產銷量達到113萬輛，首次超過當年汽車產銷量（106.2萬輛）。1998年小型載貨汽車產銷量達到270萬輛，而同期汽車產銷量為163萬輛。我們要開發的小型載貨汽車要采用設計理念，多進行優化設計，使產品新穎化，品種多樣化以適應多種需要。而在小型載貨汽車的設計中，如何適應復雜的路況下保證汽車能快速平穩的行駛，就是一個很重的問題。前橋是汽車上一個重要的總成件，主要包括轉向節、轉向主銷、前軸等零部件，由于在汽車的行駛過程中，前橋所處的工作環境惡劣，工況復雜，其承受的

14、載荷也多為交變載荷，從而其零部件易出現疲勞裂紋甚至斷裂現象。這就要求其在結構設計上必須有足夠的強度、剛度和抗疲勞破壞的能力。因此就有了本課題的研究和設計。前橋通過懸架與車架（或承載式車身）相聯，兩側安裝著從動車輪，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構的不同，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構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，經常需要改變行駛方向，即所謂轉向，這就需有一套能夠按照司機意志行使汽車轉向的機構，它將司機轉動方向盤的動作轉變為車輪的

15、偏轉動作。為了保持汽車直線行駛的穩定性、轉向輕便性及汽車轉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具有一定的傾角。在縱向平面內，主銷上部向后傾斜一個角，稱為主銷后傾角。在橫向平面內，主銷上部向內傾斜一個ß角，稱為主銷內傾角。 主銷后傾使主銷軸線與路面的交點位于輪胎接地中心之前，該距離稱為后傾拖距。當直線行駛的汽車的轉向輪偶然受到外力作用而稍有偏轉時，汽車就偏離直線行駛而有所轉向，這時引起的離心力使路面對車輪作用著一阻礙其側滑的側向反力，使車輪產生繞主銷旋轉的回正力矩，從而保證了汽車具有較好的直線行駛穩定性。此力矩稱穩定力矩。穩定力矩也不宜過大，否則在汽車轉向時

16、為了克服此穩定力矩需在方向盤上施加更大的力，導致方向盤沉重。后傾角通常在以內。現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。主銷內傾也是為了保證汽車直線行駛的穩定性并使轉向輕便。主銷內傾使主銷軸線與路面的交點至車輪中心平面的距離即主銷偏移距減小，從而可減小轉向時需加在方向盤上的力，使轉向輕便，同時也可減小轉向輪傳到方向盤上的沖擊力。主銷內傾使前輪轉向時不僅有繞主銷的轉動，而且伴隨有車輪軸及前橫梁向上的移動，而當松開方向盤時，所儲存的上升位能使轉向輪自動回正，保證汽車作直線行駛

17、。內傾角一般為；主銷偏移距一般為3040mm。輕型客車、輕型貨車及裝有動力轉向的汽車可選擇較大的主銷內傾角及后傾角，以提高其轉向車輪的自動回正性能。但內傾角也不宜過大，即主銷偏移距不宜過小，否則在轉向過程中車輪繞主銷偏轉時，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，使轉向變得很沉重。為了克服因左、右前輪制動力不等而導致汽車制動時跑偏，近年來出現主銷偏移距為負值的汽車。前輪定位除上述主銷后傾角、主銷內傾角外，還有車輪外傾角及前束，共4項參數。車輪外傾指轉向輪在安裝時，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、時車輪產生負外傾即內傾，同時也與拱形路而相適應。由于車輪外傾使輪胎接地點向內縮，縮小了主銷偏移距，從而使轉向輕便并改善了制動時的方向穩定性。前束的作用是為了消除汽車在行駛中因車輪外傾導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，可通過改變轉向橫拉桿的長度來調整。設定前束的名義值時，應考慮轉向梯形中的彈性和間隙等因素。在汽車的設計、制造、裝配調

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

20、幾何和機械特性不均勻以及運動學上的干涉等，在車輪轉動下都會構成周期性的擾動。在擾動力周期性的持續作用下，便會發生受迫振動。當擾動的激勵頻率與系統的固有頻率一致時便發生共振。其特點是轉向輪擺振頻率與車輪轉速一致，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生的擺振往往屬于受迫振動型。轉向輪擺振的發生原因及影響因素復雜，既有結構設計的原因和制造方面的因素如車輪失衡、輪胎的機械特性、系統的剛度與阻尼、轉向輪的定位角以及陀螺效應的強弱等；又有裝配調整方面的影響，如前橋轉向系統各個環節間的間隙(影響系統的剛度)和摩擦系數(影響阻尼)等。合理地選擇這些有關參數、優化它們之間

21、的匹配，精心地制造和裝配調整，就能有效地控制前輪擺振的發生。在設計中提高轉向器總成與轉向拉桿系統的剛度及懸架的縱向剛度，提高輪胎的側向剛度，在轉向拉桿系中設置橫向減震器以增加阻尼等，都是控制前輪擺振發生的一些有效措施。汽車轉向系是保持或者改變汽車行駛方向的機構，在汽車轉向行駛中，保證各轉向輪之間有協調的轉角關系。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，共同保持汽車穩定地直線行駛。轉向系和前橋對汽車行駛的操縱性、穩定性和安全性都具有重要的意義。1.汽車轉向系統的分類與組成機械轉向系統: （1）以駕駛員體力為轉向能源，所有傳力件是機

22、械零件。（2）主要由轉向操縱機構、轉向器、轉向傳動機構組成。 2.動力轉向系統:（1）駕駛員體力（小部分）和發動機動力（大部分)為轉向能源。（2）組成：在機械轉向系統的基礎上增加轉向加力裝置。圖2-4 變厚齒扇的齒形計算用圖1 劉惟信.汽車設計M.北京：清華大學出版社，2001.2 王望予.汽車設計M.北京：機械工業出版社,2000.3 陳家瑞.汽車構造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.汽車理論M.北京：機械工業出版社，20006 寧介雄，周海霞.汽車搖臂機構的數學建模及最優化J.機械設計.2007，24（2）：65-677 成大先.機械設計手冊M.北京：化學工業出版社，2004.8 李玉民，李旭宏，過學迅等.轉向梯形驅動機構的運動分析及優化設計J.公路交通科技.2004，21（8）9 肖悅，張代勝，周福庚，等.重型汽車轉向雙搖臂機構的優化設計J.