车轮螺栓受力分析

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1、车轮螺栓受力分析车轮螺栓、螺母受力分析汽车行驶时，汽车车轮承受汽车的重力、行驶中的滚动阻力，以及转弯时或在倾斜路面上产生的侧向力，汽车制动时还受到路面的制动力，随着车轮转动，路面对车轮产生的冲击力。相应地车轮螺栓、螺母也承受这些力，这些力构成车轮螺栓、螺母的交变循环应力。一、车轮螺栓、螺母受力分析简图下图为汽车车轮螺栓的受力情况。图屮：G—后轴负荷（重力）通过轮毂作用于车轮螺栓上的力；N-地面反力通过轮辋作用于车轮螺栓上的力；FM1-杯形螺母拧紧时产生的对车轮螺栓的拉力（预紧力）；FX—转向或侧倾时产生的侧向横力；FM—紧固螺

2、母对FM1的反作用力；FM2—紧固螺母对FX的反作用力；FW-汽车牵引力作用于车轮螺栓上的力；FS—汽车行驶阻力；FZ-汽车制动时产生的制动力；FG—轮毂对FZ的作用反力。其中,G=N,FX=FM2,FM1=FM,FW=FS,FZ=FG2、车轮螺母受力分析简图下图为汽车车轮杯形螺母的受力情况。车轮球面螺母受力情况较为简单，略。图屮：G—后轴负荷（重力）通过轮轮螺栓作用于车轮螺母上的力；N-地妞反力通过轮辋作用于车轮螺母上的力；FM1-轮辋对车轮螺母的推力（预紧力）；FX—转向或侧倾时产生的侧向力；FM—紧固螺母对FM1的反作用

3、力；FM2—车轮螺栓对FX的反作用力；FW—汽车牵引力作用于车轮螺母上的力；FS-汽车行驶阻力；FZ—汽车制动时产生的制动力；FG—通过轮毂传到螺母对FZ的作用反力。其中，G=N,FX=FM2，FM1=FM,FW=FS,FZ=FG二、车轮螺栓、螺母受力情况分析（一）平行于车轮平面受力情况由于车轮螺母拧紧时，产生的预紧力作用在内、外轮辋及轮毂上，从而在轮辋与轮毂贴合面上产生巨大的摩擦力。而车轮受到的各种平行于车轮平面的力，如重力、阻力、路面冲击力以及制动力等，不全部是由车轮螺栓、螺母承受，它还要克服轮辋与轮毂之间摩擦力。也就是说

4、，轮毂、半轴及桥壳也承受分担了上述各种力。1、车轮螺母拧紧预紧力计算：已矢11:M=515±30N.m,D=37mm,d=33mm,p=1.5,d2=19.025mm,??atg??p??=1.43763,螺纹副摩擦因数I?d2??取0.35（无润滑油取0.3至0.4）,P=atg=19.29（€取0.3时，P=16.699）。单个车轮螺母拧紧预紧力为P0?2M?2?D?d?d2?tg??????22?dD?d2???33?=44848N（最小42235N式屮：M-车轮螺母拧紧力矩?一车轮螺栓螺纹螺旋角螺纹摩擦角螺母球面接触人

5、径d2—螺纹中径P—摩擦因数，钢对钢取P=0.15N900车每侧车轮螺栓数为6个，因此，每侧车轮螺母总的预紧力为P=63P0=369088N2、轮辋与轮毂之间的摩擦力计算：轮辋与轮毂之间的最大静摩擦力为：F=U2P=55363.2N3、后轮最大垂直负载（冲击力）计算：N=l/2g2k2G2=0.539.832.532500=30625N式中，g为重力加速度，k为过载系数（货车取2.5），G2为后轴满载轴荷。4、最大制动力计算：FZ=l/2g2ip2G2=0.539.830.832500=4900N式屮，巾为路面附着系数，一般取

6、巾=0.8。5、制动时重力与制动力的合力：F=N0?FZ?13194N22比较上面计算结果可以看出，路面最大冲击力最大。而轮辋与轮毂之间的摩擦力要比它大得多。一般货车正常行驶时，路面冲击力还要小些。6、车轮螺栓所受的剪切力计算：A、螺栓联结件的许用剪切应力（参见GB3098.1-82）:S?????Sx=720/5=144Mpa式中：？S为屈服极限，9.8级螺栓取720Mpa;Sx为螺栓联接的安全系数，对于合金钢，一般取3.5—5B、螺栓所受的剪切应力计算：车轮螺栓规格6-M2031.5,机械性能等级9.8,螺栓受剪切处最小直

7、径d0=19S=3d02/4=283.5mm2单个车轮螺栓所受的剪切应力：t=N/6S=30625/6/283.5=18N/mm2

8、大，下方车轮螺栓受拉力小车轮螺栓所受拉力计算:下面计算当车辆右倾极限情况下，左侧车轮螺栓所受的拉力。当车辆在30Q横向斜坡路面上时，车轮螺栓所受的侧向力Fy=0.5G2。假设最下方螺栓所受的拉力为侧向力的一半：FX?12Fy?12250N车轮螺栓拉应力计算：已知，9.8级螺栓