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

1、车轮螺栓受力分析图

下图为汽车车轮螺栓的受力情况。

图中：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；

F M1—杯形螺母拧紧时产生的对车轮螺栓的拉力（预紧力）；

F X—转向或侧倾时产生的侧向横力；

F M—紧固螺母对F M1的反作用力；

F M2—紧固螺母对F X的反作用力；

F W—汽车牵引力作用于车轮螺栓上的力；

F S—汽车行驶阻力；

F Z—汽车制动时产生的制动力；

F G—轮毂对F Z的作用反力。

其中，G=N，F X= F M2，F M1= F M，F W= F S，F Z= F G

2、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。

图中：G —后轴负荷（重力）通过轮轮螺栓作用于车轮螺母上的力；

N —地面反力通过轮辋作用于车轮螺母上的力；

F M1—轮辋对车轮螺母的推力（预紧力）；

F X—转向或侧倾时产生的侧向力；

F M—紧固螺母对F M1的反作用力；

F M2—车轮螺栓对F X的反作用力；

F W—汽车牵引力作用于车轮螺母上的力；

F S—汽车行驶阻力；

F Z—汽车制动时产生的制动力；

F G — 通过轮毂传到螺母对F Z 的作用反力。

其中，G=N ，F X = F M2，F M1= F M ，F W = F S ，F Z = F G

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，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：

已知：M=515±30N.m ， D=37mm ，d=33mm ，p=1.5，d 2=19.025mm ， ??????=2d p atg πα=1.43763，螺纹副摩擦因数ξ取0.35（无润滑油取0.3至0.4），

ρ=atg ξ=19.29(ξ取0.3时，ρ=16.699)。单个车轮螺母拧紧预紧力为： ()()

()??????--++=222332022d D d d D tg d M P μρα=44848N （最小42235N ）

式中：

M — 车轮螺母拧紧力矩 α — 车轮螺栓螺纹螺旋角

ρ— 螺纹摩擦角 D — 螺母球面接触大径

d — 螺母球面接触小径 d 2 — 螺纹中径

μ— 摩擦因数，钢对钢取μ=0.15

N900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=63P 0=369088N

2、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=μ2P=55363.2N

3、后轮最大垂直负载（冲击力）计算：

N=1/2g 2k 2G 2=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），G 2为后轴满载轴荷。

4、最大制动力计算：

F Z =1/2g 2ψ2

G 2=0.539.830.832500=4900N

式中，ψ为路面附着系数，一般取ψ=0.8。

5、制动时重力与制动力的合力：

F ==+2

20Z F N 13194N 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）:

[]x S S σ

τ==720/5=144Mpa

式中：S σ为屈服极限，9.8级螺栓取720Mpa ；

x S 为螺栓联接的安全系数，对于合金钢，一般取3.5—5

B 、 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径d 0=19 S=π3d 02/4=283.5 mm 2

单个车轮螺栓所受的剪切应力:

τ=N/6S=30625/6/283.5=18N/mm2＜[]τ=144

（二）垂直于车轮平面受力情况

当汽车转向时，由于离心作用车辆发生侧倾，外铡车轮将受到一个路面反作用力—向心力。当汽车行驶在倾斜路面上时，车辆也会侧倾，重力将产生一个与路顺平行的分力。此两个力都是车轮螺栓承受的侧向力。

下图为车辆侧倾时车轮螺栓受力情况。

以左侧车轮为例：当车辆右倾时，轮毂上部受挤，上方车轮螺栓受拉力小，下方车轮螺栓受拉力最大；当车辆左倾时，轮毂下部受挤，上方车轮螺栓受拉力最大，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30°横向斜坡路面上时，车轮螺栓所受的侧向力Fy=0.5G 2。

假设最下方螺栓所受的拉力为侧向力的一半：

==y X F F 2112250N

车轮螺栓拉应力计算：

已知，9.8级螺栓屈服强度为σs=720 MPa

F=F X +F M1=44848+12250=57098N

σ=F/S=57098/283.5=201.4MPa

螺栓拧紧时还受到扭矩所产生的扭剪应力：

3

0223016d d D

d D P M W T

πμτ---===120MPa

根据材料力学第四强度理论（最大变形能理论），车轮螺栓最大应力为：

=289.4 MPa＜σs=720 Mpa

2

23τ

σ

σ+

=

ca

安全系数S=720/289.4=2.49

三、结论

从以上分析可知，满载情况下，车轮螺栓强度没有问题。

如果装配车轮螺母时，杯形螺母未拧紧，预紧力不够，从而造成轮辋与轮毂摩擦力过小，甚至造成内轮辋未与轮毂贴合。此时，上述各力均由车轮螺栓、螺母承受。

螺栓组受力分析与计算..

螺栓组受力分析与计算 一．螺栓组联接的设计 设计步骤： 1．螺栓组结构设计 2．螺栓受力分析 3．确定螺栓直径 4．校核螺栓组联接接合面的工作能力 5．校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。 1. 螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题： 1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形，三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。 接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置

3）螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接，螺栓的间距t0不得大于下表所推荐的数值。 扳手空间尺寸 螺栓间距t0 注：表中d为螺纹公称直径。 4）分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4，6，8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画线。同一螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。 5）避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保证被联接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等的粗糙表面上应安装螺栓时，应制成凸台或沉头座（下图1）。当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫圈（下图2）等。

轮子的受力分析

教程9：轮子的受力分析 问题阐述 下面所示为轮子的2D平面图，其中列出了该轮的基本尺寸（单位为毫米）。现要分析该轮仅承受绕Y轴旋转角速度的作用下，轮的受力及变形情况。 所给条件 已知角速度为525rad/s，材料的弹性模量为200GPa，泊松比为0.3，密度为7.5g/mm3。根据该轮的对称性，在分析时只要分析其中的一部分即可，即取模型的十六分之一。

交互式的求解过程 1．定义单元类型和材料特性 1.1 定义单元类型 1．Main Menu：Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete 2．按下Element Type窗口内的Add按钮。 3．在单元类型库中，选择左侧列表中的SOLID单元家族，及右侧列表中Brick 8node 45类型。 4．按下Apply按钮完成选择。 5．在单元类型库中，选择左侧列表中的SOLID单元家族，及右侧列表中Brick 20node 95类型。 6．按下OK按钮完成选择。 7．按下Close按钮关闭Element Type窗口。 1.2 定义材料特性 1．Main Menu：Preprocessor→Material Props→Material Models。 2．在材料定义窗口内选择：Structural→Linear→Elastic→Isotropic。 3．在EX后的文本框内输入数值2e5作为弹性模量。在PRXY 后的文本框内输入数值0.3作为泊松比。 4．按下OK按钮完成定义。 5．在材料定义窗口内选择：Structural→Density，在出现的对话框中输入DENS=7.5e-9作为密度。 6．按下OK按钮完成定义。 2. 建立2D模型 2.1 生成矩形面 1．Main Menu：Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Rectangle→By Dimension。 2．在出现的对话框中分别输入：X1=25.4，X2=38.1，Y1=0，Y2=127。 3．按下该窗口内的Apply按钮。 4．再次输入：X1=82.55，X2=95.25，Y1=12.7，Y2=95.25。 5．按下该窗口内的Apply按钮。 6．再次输入：X1=25.4，X2=95.25，Y1=38.1，Y2=57.15。

车轮拆装实训教案

车轮拆装实训 一、项目知识衔接 车轮螺栓标准扭矩：103Nm（卡罗拉） 车轮，一般是指由轮毂、轮盘、轮辋和轮胎所组成的总成。 车轮的功用是支持全车的重量，承受驱动力、制动力、以及地面对车轮的各种力，并通过轮胎与路面接触而实现汽车的运动。同时，转向轮还承担引导汽车前进方向的任务。轮毂，是车轮中心安装车轴的部分。它通过轴承装在车桥轴管或转向节上。轮盘，也叫做轮辐，是连接轮毂和轮辋的中间部分。轮辋，是轮毂周围边缘的部分，用来安装轮胎。 根据轮盘结构的不同，车轮可分为圆盘式和辐式两种。 辐式车轮用若干根轮辐或辐条连接轮辋和轮毂。其中，用钢丝辐条的，与自行车和摩托车的车轮相似，曾在老式汽车上广泛采用。用铸造轮辐的，多用于重型汽车。 现代汽车广泛采用圆盘式车轮，轮毂与轮辋用金属轮盘相连，而且通常将轮辋与轮盘做成一个整体。 有的车轮在外侧加有装饰罩，目的是改善车轮的外观。 二、项目教学目标 1、知识目标：了解车轮拆装顺序，并熟悉车轮螺栓力矩的标准值。 2、技能目标：通过本次实训使学生掌握如何安全规范的拆装车轮。 3、职业能力目标：通过学习车轮拆装，逐步培养学生独立操作的能力，提高学生的实验、实训技能水平，以及团队合作能力。 三、实训器材准备实（附图片说明） 卡罗拉汽车一台组合工具一套指针式扭力扳手一把举升机一台 四、教学组织与时间 教学组织：分组教学、详尽指导 教学时间：4课时 五、操作工艺流程（附图片说明）

将汽车开至举升区内，注意车与两举升柱距离尽量相等。 二、举升前准备 1、调整好举升臂和举升垫块，安放车轮挡块。 2、检查车辆周围有无障碍物，确认无障碍物后再举升。 三、拧松车轮紧固螺栓 选用指针式扭力扳手和套筒，加装中接杆，以拉力对角拧松螺栓。 四、举升 车辆稍微举起一段高度，当车轮离地时停止。 五、离地时检查 分别去车头、车尾用双手按两下，看车辆举升是否平稳，如果不平稳就重新降下来调整举升垫块，再次确认车辆周围无障碍物之后举升。

螺纹连接习题解答(讲解)

螺纹连接习题解答 11—1 一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上，如图所示。已知接合面间的摩擦系数 f=0.15，螺栓材料为Q235、强度级别为4.6 级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接 允许的最大牵引力。 解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型 例子．它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦力来传递横向外载荷F R。解题时，要先求出螺栓组所受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷F R。 解题要点： （1）求预紧力F′： 由螺栓强度级别4.6级知σS =240MPa，查教材表11—5（a），取S=1.35，则许用拉应力：[σ]=σS/S =240/1.35 MPa=178 MPa ，查（GB196—86）M10螺纹小径d1=8.376mm 由教材式（11—13）： 1.3F′/（πd21/4）≤[σ] MPa 得： /（4×1.3）=178 ×π×8.3762/5.2 N F′=[σ]πd2 1 =7535 N （2）求牵引力F R： =7535×0.15×2×由式（11—25）得F R=F′fzm/K f

1/1.2N=1883.8 N （取K =1.2） f 11—2 一刚性凸缘联轴器用6个M10的铰制孔用螺栓（螺栓 GB27—88）连接，结构尺寸如图所示。两半联轴器材料为HT200，螺栓材料为Q235、性能等级5.6级。试求：（1）该螺栓组连接允许传递的最大转矩T max。（2）若传递的最大转矩T max不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓直径，并确定其公称长度，写出螺栓标记。（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数K f=1.2）。 解题要点： （1）计算螺栓组连接允许传递的最大 转矩T max： 该铰制孔用精制螺栓连接所能传递 转矩大小受螺栓剪切强度和配合面 挤压强度的制约。因此，可先按螺栓剪 切强度来计算T max，然后较核配合面挤 压强度。也可按螺栓剪切强度和配合面挤压强度分别求出T max，取其值小者。本解按第一种方法计算 1）确定铰制孔用螺栓许用应力 由螺栓材料Q235、性能等级 5.6级知： σs300MPa 被连接件材料HT200 = σb500MPa、= = σb200MPa 。 （a）确定许用剪应力

螺栓组受力分析与计算

螺栓组受力分析与计算 螺栓组联接的设计 设计步骤： 1. 螺栓组结构设计 2. 螺栓受力分析 3. 确定螺栓直径 4. 校核螺栓组联接接合面的工作能力 5. 校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。 "1.螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题： 1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形, 三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接 合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。 塾〉不令 接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置

3）螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的 最小距离，应根 据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标 准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接， 螺栓的间距to 不得大于下表所推荐的数值 扳手空间尺寸 螺栓间距t o 注：表中d 为螺纹公称直径。 4） 分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成 4, 6, 8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画 线。同一螺栓 组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。 5） 避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保 证被联接件，螺 母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等的粗 糙表面上应安装螺栓时，应制成凸台或沉头座（下图 1）。当支承面为倾斜表面时，应采用 斜面垫圈（下图2）等。 1 ? 6*-4 4* 10 10* 1? 14-20 3W

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 1、车轮螺栓受力分析图 下图为汽车车轮螺栓的受力情况。 图中：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； F MI—杯形螺母拧紧时产生的对车轮螺栓的拉力（预紧力）； F X—转向或侧倾时产生的侧向横力； F M—紧固螺母对F MI的反作用力； F M2 —紧固螺母对F x的反作用力； F W—汽车牵引力作用于车轮螺栓上的力； F S—汽车行驶阻力； F Z —汽车制动时产生的制动力；

F G—轮毂对F Z的作用反力。 ,G=N F X= F M2, F M= F M, F W= F S , F Z= F G 2、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。 图中：G —后轴负荷（重力）通过轮轮螺栓作用于车轮螺母上的力; N —地面反力通过轮辋作用于车轮螺母上的力； F MI—轮辋对车轮螺母的推力（预紧力）； F X—转向或侧倾时产生的侧向力； F M—紧固螺母对F MI的反作用力； F M2—车轮螺栓对F X的反作用力； F W—汽车牵引力作用于车轮螺母上的力； F S—汽车行驶阻力； F Z—汽车制动时产生的制动力； F G—通过轮毂传到螺母对F Z的作用反力。 其中，G=N F X= F M2，F M= F M, F W= F S，F Z= F G 车轮螺栓、螺母受力情况分析

第6章螺纹联接讨论重点内容受力分析、强度计算。难点受翻转力矩

第6章 螺纹联接 讨论 重点内容：受力分析、强度计算 。 难点：受翻转力矩的螺栓组联接。 附加内容：螺纹的分类和参数 1．螺纹的分类 2. 螺纹参数 （1） 螺纹大径d （2）螺纹小径d 1 （3）螺纹中径d 2 （4）螺距p （5）线数n （6）导程S （7）螺纹升角ψ （8）牙型角α 6.1 螺纹联接的主要类型、材料和精度 6.1.1螺纹联接的主要类型 松联接 根据装配时是否拧紧分 图6.1 紧联接 螺栓联接 螺钉联接 按紧固件不同分 双头螺柱联接 紧定螺钉联接 受拉螺栓联接 按螺栓受力状况分 受剪螺栓联接 6.1.2螺纹紧固件的性能等级和材料 性能等级：十个等级 B σ=点前数字 ×100 ； S σ=10×点前数字×点后数字。 材料：按性能等级来选。 例如：螺栓的精度等级6.8级 6.2 螺纹联接的拧紧与防松 ???外螺纹内螺纹? ??左旋螺纹 右旋螺纹 ?? ?多线螺纹单线螺纹?? ? ??锯齿形螺纹梯形螺纹三角螺纹?? ?传动螺纹 联接螺纹?? ?圆锥螺纹圆柱螺纹

6.2.1螺纹联接的拧紧 拧紧的目的: 拧紧力矩: 21T T T += 431T T T += T 1螺纹力矩: ()V t d F d F T ρψ+?=? =tan 2 22'21 T 2螺母支承面摩擦力矩：r F T ?=' 2μ 2 213 3 131d D d D r --?= 将6410~M M 的相关参数（2d ，ψ ，1D ，0d ） 代入且取 15.0arctan =V ρ得：d F d F k T T T t ' '212.0≈=+= 标准扳手的长度 L=15d d F Fd FL T '2.015===∴ （图 6.2……） F F 75' = 要求拧紧的螺栓联接应严格控制其拧紧力矩，且不宜用小于1612~M M 的螺栓。 测力矩扳手或定力矩扳手 控制拧紧力矩的方法： 用液压拉力或加热使螺栓伸长到所需的变形量 6.2.2 螺纹联接的防松 为何要防松？ 自锁条件：ψ

螺栓组受力分析与计算..

螺栓组受力分析与计算 螺栓组受力分析与计算 一.螺栓组联接的设计 设计步骤： 1.螺栓组结构设计 2.螺栓受力分析 3.确定螺栓直径 4.校核螺栓组联接接合面的工作能力 5.校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。 H1.螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题： 1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形, 三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷的方

向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。 | 塾〉不令 接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置

3）螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接，螺栓的间距to不得大于下表所推 荐的数值。 扳手空间尺寸 螺栓间距t o 注：表中d为螺纹公称直径。 4）分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4, 6, 8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画线。同一螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。 5）避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保证被联接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等的粗糙表面上应安装螺栓时，应制成凸台或沉头座（下图1）。当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫圈（下图2）等。

螺栓组受力分析与计算

螺栓组受力分析与计算 一．螺栓组联接得设计 设计步骤： 1．螺栓组结构设计 2．螺栓受力分析 3．确定螺栓直径 4．校核螺栓组联接接合面得工作能力 5．校核螺栓所需得预紧力就是否合适 确定螺栓得公称直径后，螺栓得类型，长度，精度以及相应得螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板得厚度，螺栓在立柱上得固定方法及防松装置等全面考虑后定出。 1、螺栓组联接得结构设计 螺栓组联接结构设计得主要目得，在于合理地确定联接接合面得几何形状与螺栓得布置形式，力求各螺栓与联接接合面间受力均匀，便于加工与装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面得问题： 1）联接接合面得几何形状通常都设计成轴对称得简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形，三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组得对称中心与联接接合面得形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。 2）螺栓得布置应使各螺栓得受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷得方向上成排地布置八个以上得螺栓，以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓得位置适当靠近联接接合面得边缘，以减小螺栓得受力（下图）。如果同时承受轴向载荷与较大得横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓得预紧力及其结构尺寸。 接合面受弯矩或转矩时螺栓得布置

3）螺栓排列应有合理得间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线与机体壁间得最小距离，应根据扳手所需活动空间得大小来决定。扳手空间得尺寸（下图）可查阅有关标准。对于压力容器等紧密性要求较高得重要联接，螺栓得间距t0不得大于下表所推荐得数值。 扳手空间尺寸 螺栓间距t0 注：表中d为螺纹公称直径。 4）分布在同一圆周上得螺栓数目，应取成4，6，8等偶数，以便在圆周上钻孔时得分度与画线。同一螺栓组中螺栓得材料，直径与长度均应相同。 5）避免螺栓承受附加得弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保证被联接件，螺母与螺栓头部得支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等得粗糙表面上应安装螺栓时，应制成凸台或沉头座（下图1）。当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫圈（下图2）等。

螺栓组联接中螺栓的受力和相对刚性系数

螺栓组联接中螺栓的受力和相对刚性系数 一、实验目的 1.了解在受倾覆力矩时螺栓组联接中各螺栓的受力情况； 2.了解螺栓相对刚度系数即被联接件间垫片材料对螺栓受力的影响； 3.了解单个螺栓预紧力的大小对螺栓组中其它各螺栓受力的影响; 3.根据实验结果计算出螺栓相对刚性系数，填入实验报告。 4.了解和部分掌握电阻应变片技术、计算机技术在力测量中的应用。从而验证螺栓组联接受力分析理论和现代测量技术在机械设计中的应用。 二.实验要求： 1.实验前预习实验指导书和教科书中有关本实验的相关内容； 2.实验中按指导教师要求和实验指导书中实验步骤进行实验，注意观察实验中各螺栓载荷变化情况，并能用螺栓组联接受力分析理论解释其现象； 3.根据实验结果计算出螺栓相对刚性系数，填入实验报告。 4.按指导教师要求完成指定思考题。 三、实验设备： 1. 螺栓组实验台一台 2. 计算机一台 3. 10通道A/D转换板（包括放大器）一块 4. 调零接线盒一个 5. 25线联接电缆一条 四、实验原理 1. 机械部分： 当将砝码加上后通过杠杆增力系统可作用在被联接件上一个力P，该力对被联接件上的作用效果可产生一个力矩，为平衡该力矩，已加上预紧力的螺栓组中各螺栓受力状况会发生变化，且受力情况会因垫片材料不同而不同；螺栓所处位置不同而不同。测出各螺栓受力变化(如图11-2)，即可检验螺栓组受力理论。 螺栓实验台(如图一)本体由①机座、②螺栓（10个）、③被联接件、④1 75的杠杆增力系统、⑤砝码（2—2kg，1—1kg）、⑥垫片六部分组成。 各螺栓的工作拉力F i可根据支架静力平衡条件和变形协调条件求出。设在M（PL）作用下接触面仍保持为平面，且被联接件④在M作用下有绕O－O线翻转的趋势(如图11-3)。为平衡该翻转力矩M，各螺栓将承受工作拉力F i；此时，O－O 线上侧的螺栓进一步受拉，螺栓拉力加大；O－O 线下侧的螺栓则被放松，螺栓拉力减小。

螺纹连接受力分析

螺纹连接受力分析 一、 螺纹强度校核 把螺母的一圈螺纹沿大径展开，螺杆的一圈螺纹沿小径展开，视为悬臂梁，如图。 相关参数： 轴向力F ，旋合螺纹圈数z （因为旋合的各圈螺纹牙受力不均，因而z 不宜大于10）； 螺纹牙底宽度b ，螺纹工作高度h ，每圈螺纹牙的平均受力为F z ，作用在中径上。 螺母——内螺纹，大径、中径、小径分别为D 、2D 、1D 。 螺杆——外螺纹，大径、中径、小径分别为d 、2d 、1d 。 1. 挤压强度 螺母一圈挤压面面积为2D h π，螺杆一圈挤压面积为2d h π。 螺母挤压强度2[]p p F F z A D h πσ= =≤σ 螺杆挤压强度2[]p p F F z A d h σσπ= =≤ p σ为挤压应力， []p σ 为许用挤压应力。 2. 剪切强度 螺母剪切面面积为Db π，螺杆剪切面面积1d b π。 螺母，剪切强度[]F F z A Db ττπ= =≤ 螺母的一圈沿大径展开 螺杆的一圈沿小径展开

螺杆，剪切强度1[]F F z A d b ττπ= =≤ []0.6[]τσ=，[]s n σσ= 为材料许用拉应力，s σ为材料屈服应力。 安全系数，一般取3～5。 3. 弯曲强度 危险截面螺纹牙根部，A -A 。 螺母，弯曲强度23[]b b M Fh W Db z σσπ= =≤ 螺杆，弯曲强度213[]b b M Fh W d b z σσπ= =≤ 其中，L ：弯曲力臂，螺母22D D L -= ，螺杆2 2 d d L -= M ：弯矩，螺母22D D F M F L z -=?= ?，螺杆2 2 d d F M F L z -=?=? W ：抗弯模量，螺母2 6 Db W π= ，螺杆2 16 d b W π= []b σ：螺纹牙的许用弯曲应力，对钢材，[]1~1.2[]b σσ= 4. 自锁性能 自锁条件v ψψ≤， 其中，螺旋升角22 arctan arctan S np d d ψππ==，螺距、导程、线数之间关系：S =np ； 当量摩擦角arctan arctan cos v v f f ψβ ==， 当量摩擦系数cos v f f β= f 为螺旋副的滑动摩擦系数，无量纲，定期润滑条件下，可取0.13～0.17； β为牙侧角，为牙型角α的一半，2βα= 5. 螺杆强度 1、 实心

螺栓组受力分析与计算..

螺栓组受力分析与计算 1．螺栓组联接的设计 设计步骤： 1．螺栓组结构设计 2．螺栓受力分析 3．确定螺栓直径 4．校核螺栓组联接接合面的工作能力 5．校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。 1. 螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题： 1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形，三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。 接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置 3）螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标准。对于压力容器等紧密性

要求较高的重要联接，螺栓的间距t0不得大于下表所推荐的数值。 扳手空间尺寸 螺栓间距t0 注：表中d为螺纹公称直径。 4）分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4，6，8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画线。同一螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。 5）避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保证被联接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等的粗糙表面上应安装螺栓时，应制成凸台或沉头座（下图1）。当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫圈（下图2）等。 图1 凸台与沉头座的应用 图2 斜面垫圈的应 用

车轮螺栓受力分析复习课程

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 1、车轮螺栓受力分析图 下图为汽车车轮螺栓的受力情况。 图中：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； F M1—杯形螺母拧紧时产生的对车轮螺栓的拉力（预紧力）； F X—转向或侧倾时产生的侧向横力；

F M—紧固螺母对F M1的反作用力； F M2—紧固螺母对F X的反作用力； F W—汽车牵引力作用于车轮螺栓上的力； F S—汽车行驶阻力； F Z—汽车制动时产生的制动力； F G—轮毂对F Z的作用反力。 其中，G=N，F X= F M2，F M1= F M，F W= F S，F Z= F G 2、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。 图中：G —后轴负荷（重力）通过轮轮螺栓作用于车轮螺母上的力； N —地面反力通过轮辋作用于车轮螺母上的力；

F M1 — 轮辋对车轮螺母的推力（预紧力）； F X — 转向或侧倾时产生的侧向力； F M — 紧固螺母对F M1的反作用力； F M2 — 车轮螺栓对F X 的反作用力； F W — 汽车牵引力作用于车轮螺母上的力； F S — 汽车行驶阻力； F Z — 汽车制动时产生的制动力； F G — 通过轮毂传到螺母对F Z 的作用反力。 其中，G=N ，F X = F M2，F M1= F M ，F W = F S ，F Z = F G 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，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： 已知：M=515±30N.m ， D=37mm ，d=33mm ，p=1.5，d 2=19.025mm ， ??????=2d p atg πα=1.43763，螺纹副摩擦因数ξ取0.35（无润滑油取0.3 至0.4）， ρ=atg ξ=19.29(ξ取0.3时，ρ=16.699)。单个车轮螺母拧紧预紧力为：

ABAQUS在轿车车轮紧固螺栓强度仿真分析中的应用.

ABAQUS在轿车车轮紧固螺栓强度仿真分析中的应用 朱颀，龙弟德，廖世辉，毛显红 长安汽车工程研究总院 摘要：本文采用有限元方法对车轮紧固螺栓强度进行了分析，通过仿真手段得到了在螺栓预紧力相同条件下，不同螺栓孔分度圆直径对螺栓在设定工况下应力分布的影响，分析结果表明螺栓孔分度圆直径越大，螺栓在设定工况下应力越小。关键词：螺栓，强度，仿真分析 中图分类号：文献标识码： ABAQUS Application in Wheel Bolts Strength Simulation Analysis ZHU Qi, LONG Di-de, LIAO Shi-hui, MAO Xian-hong Changan Automobile Global Research and Development Center Abstract: This paper analyzed the wheel bolts strength based on the finite element analysis method,and the picture of the stress for the wheel bolts was obtained.The results show that the performance of the wheel bolts was effectde by the diameter of the circle.This simulation analysis results show that if the diameter of the bolts fixing-holes is bigger,the stress of the bolts will be lower. Key words：Bolt; Strength; Simulation Analysis 1引言 对于复杂结构进行有限元分析时，常遇到螺栓连接情况。在设计中往往要对螺栓施加较大的预紧力，大预紧力的存在而引起的各部件间摩擦力的作用，使得结构的传力路线复杂化，应用理论解进行结构分析会产生较大的误差。因此，应用有限元分析软件对结构进行数值模拟分析已经成为一种有效的途径。 轮胎车轮紧固螺栓是将车轮连接与底盘件的重要受力部件，一旦发生失效断裂将使行车时遭致严重的损失。本文仅以某款车型铝合金车轮M12紧固螺栓为例，应用前处理软件对实际结构中的螺栓建立了三维实体有限元模型，采用ABAQUS 软件加载螺栓预紧力，最后应用ABAQUS强大的非线性接触算法，对比分析螺栓安装孔分度圆直径大小对螺栓在设定工况下的应力分布影响。 [2][1]作者简介： 朱颀（1984-），女，吉林人，硕士，工程师，主要从事整车疲劳耐久分析工作。2有限元模型建立 2.1有限元模型建立 建立的有限元模型包括：车轮、轮毂轴承、制动盘、螺栓，螺母。其中，螺栓采用六面体实体单元建模，螺母采用四面体单元建模。在本文建模过程中，忽略了螺纹连接，仅在螺栓与螺母连接部位边缘采用共节点建立连接关系。车轮、轮毂轴承，制动盘采用壳单元建模，并赋予刚体属性。为了最大程度地模拟螺栓联接

轮胎螺栓断裂案例分析

L 轮胎螺栓断裂案例分析 一、螺栓断裂原因的理论分析 （1）材料 ●选用材料不合适；（35 ；40Cr ; 40CrM） ●机械性能等级选用不合理； ●配套厂家外购圆钢质量问题。 a、材料属非正规厂 b、料头选用产生低位组织问题 （2）机械加工工艺 ●冷墩工艺 ●热墩工艺 （冷墩的螺栓强度比热墩金加工的螺栓强度增加95%） ●标准P528注解 不同的螺纹加工方法造成的螺栓屈服比和屈服强度也是不同的，也就是冷墩和热墩加工方法的区别。

（3）热处理（可控气体连续炉及卧式网带炉） 热处理十分重要，同一种材料不同机械性能等级就是通过热处理来达到的。 35# ：8.8 , 10.9 40Cr : 9.8 , 10.9 , 12.9 （4）脱碳层：不同性能等级脱碳层有不同的要求 说明：1、热墩表面产生脱碳层，如加工过程处理不好就会影响性能等级，因此热墩产品质量不稳定。 2、冷墩表面基本不产生脱碳层。 （5）装配 1、止口初定位（上次讲课已告诉大家在汽车设计第几页） 初定位作用保证最终拧紧轮胎螺母时各螺母锥面正确对 中。（如11811，后轮辋改φ67初定位后基本未发现螺栓 剪切断裂） 2、轮毂：轮辋幅板间不得挂涂。（防止压不紧、摩擦传动力

矩不足而造成打滑并切断螺栓） 3、装配时要求杯形螺母内锥面有接触，并保证外锥面有间 隙。 （6）严重超载、车辆急转弯，导致侧向力过大，轮胎螺栓被拉断。 二、案例分析 案例一： 11811轮胎螺栓5根同时断裂 原因分析：没有初定中心，造成压力假象。行驶过程中螺母松动，5个螺栓全因剪切力而断裂（轮胎螺栓在行驶过程中只允许受拉伸力），见图1、2： 分析一： 图一中，用户在维修装轮胎时，由于半轴上无止口对轮辋幅板进行初定中心，在轮胎重力的作用下，轮辋锥面与轮胎螺栓锥面上表面单面接触，单个螺母拧紧靠摩擦力推举无法完成

机械设计习题集答案第十五章螺纹连接(解答)

15—4 一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上，如图所示。已知接合面间的摩擦系数f=0.15，螺栓材料为Q235、强度级别为4.6级， 装配时控制预紧力，试求螺栓组连接允许的最大牵引力。 解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型 例子．它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦 力来传递横向外载荷F R 。解题时，要先求出螺栓组所 受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算 准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷F R 。 题15—4图 解题要点： （1）求预紧力F ′： 由螺栓强度级别4.6级知σS =240MPa ，查教材表11—5（a ），取S=1.35，则许用拉应力： [σ]= σS /S =240/1.35 MPa=178 MPa ， 查（GB196—86）M10螺纹小径d 1=8.376mm 由教材式（11—13）： 1.3F ′/（πd 21/4）≤[σ] MPa 得： F ′=[σ]πd 21/（4×1.3）=178 ×π×8.3762 /5.2 N =7535 N （2） 求牵引力F R ： 由式（11—25）得F R =F ′fzm/K f =7535×0.15×2×1/1.2N=1883.8 N （取K f =1.2） 分析与思考： （1）常用螺纹按牙型分为哪几种？各有何特点？各适用于什么场合？连接螺纹用什么牙型？传动螺纹主要用哪些牙型？为什么？ 答：根据牙型，螺纹可以分为三角形、矩形、梯形、锯齿形等。选用时要根据螺纹连接的工作要求，主要从螺纹连接的效率和自锁条件两个方面考虑，结合各种螺纹的牙形特点。例如三角形螺纹，由于它的牙形角α较大，当量摩擦角υρ也较大（βρυυcos arctan arctan f f ==），分 析螺纹的效率() υρη+ψψ=tan tan 和自锁条件 Ψυρ≤，可知三角形螺纹效率较低，但自锁条件较好，因此用于连接。同理可知矩形、梯形和锯齿形螺纹等当量摩擦角υρ较小，效率较高，自锁条件较差，因此用于传动。 （2）从自锁和效率的角度比较不同线数螺纹的特点，为什么多线螺纹主要用于传动？螺纹线数一般控制在什么范围内？为什么？ 答：当螺纹副的当量摩擦系数一定时，螺纹线数越多，螺纹升角越大，效率越高，越不易自锁，

机械设计螺栓计算题

1. 用于紧联接的一个M16普通螺栓，小径d 1=14.376mm, 预紧力F ˊ=20000N,轴向工作载荷F =10000N,螺栓刚度C b =1 ×106N/mm,被联接件刚度C m =4×106N/mm,螺栓材料的许用应力[σ]=150N/mm 2; （1）计算螺栓所受的总拉力F （2）校核螺栓工作时的强度。 1. 解 （1） 2.010)41(1016 6 =?+?=+m b b C C C =20000+0.2×10000=22000N ………………（5分） (2) () 2210 376.144220003.143.1??==ππ σd F ca =176.2N/mm 2>[]σ ………………（5分） 2.图c 所示为一托架，20kN 的载荷作用在托架宽度方向的对称线上，用四个螺栓将托架连接在一钢制横梁上，螺栓的相对刚度为0.3，螺栓组连接采用普通螺栓连接形式，假设被连接件都不会被压溃，试计算: 1) 该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力F′ 至少应大于多少？（接合面的抗弯剖面模量W=12.71×106mm 3）（7分） 2）若受力最大螺栓处接合面间的残余预紧力F ′′ 要保证6956N ， 计算该螺栓所需预紧力F ′ 、所受的总拉力F 0。（3分） （1）、螺栓组联接受力分析：将托架受力 情况分解成下图所示的受轴向载荷Q 和受倾覆力矩M 的两种基本螺栓组连接情况分别考虑。 （2）计算受力最大螺栓的工作载荷F ：（1分） Q 使每个螺栓所受的轴向载荷均等，为:)(50004 200001N Z Q F === 倾覆力矩M 使左侧两个螺栓工作拉力减小；使右侧两个螺栓工作拉力增加，值为：)(41.65935.22745.22710626412 max 2N l Ml F i i =???==∑= 显然，轴线右侧两个螺栓所受轴向工作载荷最大，均为： (3)根据接合面间不出现间隙条件确定螺栓所需的预紧力F ’：

关于车轮螺栓匹配设计的研究

10.16638/https://www.wendangku.net/doc/a115936171.html,ki.1671-7988.2017.04.024 关于车轮螺栓匹配设计的研究 杨波，邢志斌 （安徽江淮汽车集团股份有限公司商用车研究院，安徽合肥230601） 摘要：文章通过受力分析及理论校核，为车轮螺栓的匹配校核提供了方法和依据。 关键词：车轮螺栓、力矩、强度 中图分类号：U463.345 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)04-70-03 Study on design and check of wheel bolt Yang Bo, Xing Zhibin ( Anhui Jianghuai Automobile Group Corp., Ltd. Commercial Vehicle Research Institute, Auhui Hefei 230601 ) Abstract: In this paper, the force analysis and theory check are provided for matching design of the wheel bolt. Keywords: wheel bolt; torque; strength CLC NO.: U463.345 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)04-70-03 引言 车轮螺栓的作用是连接车轮和车桥，承受着整车重量及在车辆运行过程中产生的各种作用力，其强度是否满足使用要求，关系到整车是否能够安全行驶，驾驶员的人生财产安全是否能够得到保障的问题，故车轮螺栓的匹配设计在整车设计过程中显得极为重要。本文阐述了一种车轮螺栓的匹配设计方法。 1、车轮螺栓受力分析 车轮与车桥的安装是通过若干个车轮螺栓与螺母来完成的，主要承受的外力是在车辆转向时产生的对螺栓的拉压交变应力，如下图：（在预紧力不足或螺母松动时，车轮螺栓受剪切力，为危险工况，由于其产生原因为工艺或质量不达标，故本文不做考虑）。 图1 在车辆转向的时候，地面给车轮一个支反力F z，车轮同时受到一个横向力F y，由F y产生翻转力矩M以及车桥转动产生转矩M1。在螺栓与螺母不松脱的情况下，F z和转矩M1由螺母与轮辋摩擦面及轮辋来承受。以6个螺栓固定的车轮为例，翻转力矩产生的受力简图如下： 图2 作者简介：杨波，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，主要从事轻车驱动系统的设计。

螺栓组受力分析与计算

一．螺栓组联接的设计 设计步骤： 1．螺栓组结构设计 2．螺栓受力分析 3．确定螺栓直径 4．校核螺栓组联接接合面的工作能力 5．校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。 1. 螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题： 1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形，三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。 接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置 3）螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接，螺栓的间距t0不得大于下表所推荐的数值。

扳手空间尺寸 螺栓间距t0 注：表中d为螺纹公称直径。 4）分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4，6，8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画线。同一螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。 5）避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保证被联接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等的粗糙表面上应安装螺栓时，应制成凸台或沉头座（下图1）。当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫圈（下图2）等。