主要完成的工作是：

（1）根据所给的整车参数，先整体选择前桥的结构形式，然后再设计前桥；

（2）利用三维建模软件UG建立该前桥的实体模型，并提交换前桥总图；

（3）对实体模型进行网格划分，建立起该前桥的有限元计算仿真模型；

（4）运用有限元技术对前桥在不同工况下的位移变形和应力分布情况进行综合分析，并提交相应的CAE分析报告。

1.4. 论文结构

本论文共包括五章，第一章是绪论部分，主要介绍了课题研究背景、前桥的发展趋势及本课题主要研究的内容等；第二章介绍前桥的总体设计，主要介绍了前轮定位参数选择、前桥主要零件设计及其材料的选择；第三章介绍前桥的建模重点介绍了前梁三维模型的建立过程；第四章介绍了前桥主要零件前梁的有限元分析，主要介绍了前梁的有限元建模及其分析结果；第五章是总结部分。 

 2. 前桥的设计计算

2.1. 前桥的结构形式

2.1.1. 对前桥的要求

汽车在行驶中会遭遇不同的工况，在这些工况中，前桥所受的力也不同，这就要求前桥的强度必须达标。所以前桥的结构形式要选好。除此之外，前桥的定位参数也要保证正确选择。

2.1.2. 前轮定位参数

为了车辆行驶的直线性、转向轮偶遇外力时的自动回正性，以及轻型汽车对汽车轻便的要求一般汽车都要求具有前轮的定位等参数，这些参数包括主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角、前轮前束[3]。

（1）主销后倾角：主销在汽车纵向平面的一个向后的倾角，大小一般在3°之内，它使车轮在发生偏转时可以产生回正力矩，从而保证汽车具有较好的直线行驶稳定性[4]。本设计中取主销后倾角为2°30′。

（2）主销内倾角：主销在汽车横向平面向内的倾角。大小一般为5°～8°，此角保证了汽车直线行驶的稳定性和转向轻便性。本设计中取主销内倾角为6°。

（3）前轮外倾角：通过车轮中心的汽车横向平面与车轮平面的交线与地面垂线之间的夹角[5]。大小一般为0.5°～1.5°。该角度的存在让汽车转向轻便，改善了制动时的方向稳定性。本设计中取车轮外倾角为1°。

（4）前轮前束：前轮安装后，两前轮旋转平面不平行，前端略向内，称为前束。两轮前端距离小于后端距离，其差值是前束值，一般汽车约为0～12mm，可通过改变转向横拉杆的长度来调整。本设计中取前轮前束为2～4 mm。文献综述

2.1.3. 前桥结构形式的选择

前梁：前梁是非断开式前桥最主要的零件，由中碳钢或中碳合金钢模锻而成。它的两端各有一呈拳形的加粗部分作为安装主销的前梁拳部。为了提高其抗弯强度，其中间较长的部分采用工字形断面，并相对于两端向下偏移一定距离，以便降低汽车发动机的安装位置，从而降低汽车传动系的安装高度并减小传动轴万向节主、从动轴间的夹角，钢板弹簧支座部分需要加宽支承面。

主销：主销俗称大王针，有空心和实心两种。主销承受强烈的冲击载荷，它要求具有很高的表面硬度和耐磨性，且要求心部具有一定的韧性。主销多用20Cr和20CrMnTi制造，也有用20MnVB、20MnTiB刚制造，经过渗碳处理。本设计采用实心结构。

转向节：转向节俗称羊角，它通过主销将前轴与车轮相连接，并驱使前轮转动，实现汽车转向。转向节由固定制动器底板的凸缘和支撑轮毂的指轴构成。转向节一般由三种结构型式，即整体煅造式、焊接式和螺栓连接式。转向节材料为中碳合金钢，并经模锻和热处理。