車輪螺栓及車輪螺母設(shè)計(jì)優(yōu)化

螺栓連接的強(qiáng)度主要取決于螺栓的強(qiáng)度，因此，研究影響螺栓強(qiáng)度的因素和提高螺栓強(qiáng)度的措施，對提高連接的可靠性有著重要的意義。

螺栓上的螺紋（特別是螺紋的收尾)、螺栓頭和螺栓桿的過渡處以及螺栓橫截面面積發(fā)生變化的部位等，可能會由于結(jié)構(gòu)的變化發(fā)生應(yīng)力集中，而應(yīng)力集中可能導(dǎo)致斷裂發(fā)生。故為了分析解決螺栓斷裂的問題，首先應(yīng)考慮解決應(yīng)力集中的情況。一般情況下，結(jié)構(gòu)變化處采用圓角、卸載結(jié)構(gòu)，或?qū)⒙菁y收尾改成退刀槽等，對減小應(yīng)力集中會起到明顯的效果。

目前車輪螺栓根部有退刀槽過渡，還有圓角過渡，但是退刀槽的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如圓角的應(yīng)用廣泛，因?yàn)橥说恫鄣膽?yīng)用斷裂現(xiàn)象比較明顯，所以我們還是推薦采用較大的圓角來減小應(yīng)力集中。

通過和材質(zhì)專家的研究，我們決定將現(xiàn)有的40Cr材質(zhì)更換為ML35CrMo,硬度提高，屈服強(qiáng)度提高。在工藝上，我們也將先滾螺紋后調(diào)質(zhì)更改為先調(diào)質(zhì)再滾螺紋。實(shí)驗(yàn)證明，這種的作用還是很明顯的。

我們只能對其進(jìn)行操作上的指導(dǎo)。采用冷鐓螺栓頭部和滾壓螺紋的工藝方法，可以顯著提高螺栓的疲勞強(qiáng)度。這是因?yàn)槌山档蛻?yīng)力集中外，冷鐓和滾壓工藝不切斷材料纖維，金屬流線的走向合理，而且有冷作硬化的效果，并使表面留有殘余應(yīng)力。因而滾壓螺紋的疲勞強(qiáng)度可較切削螺紋的疲勞強(qiáng)度提高30%?40%。如果熱處理后再滾壓螺紋，其疲勞強(qiáng)度和提高70%?100%。這種冷鐓和滾壓工藝還具有材料利用率高，生產(chǎn)效率高，和制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。

車輪螺母松退導(dǎo)致的車輪螺栓滑扣，斷裂問題仍然很嚴(yán)重，經(jīng)過不斷的摸索，我們開發(fā)了一個(gè)新的生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)變牙型車輪螺母以下是供貨商給我們提供的，將普通的標(biāo)準(zhǔn)螺母和變牙型防松螺母用同樣的螺栓配兩種螺母的光彈

為了更好的觀察自鎖螺母在載荷下負(fù)載的分布情況。即普通螺母與變牙型防松螺母所承載的載荷分布相比較，很顯然，變牙型螺紋載荷的分布均勻，而標(biāo)準(zhǔn)螺母的載荷集中在前兩扣牙上。

通過本文的分析，大家對螺栓、螺母的設(shè)計(jì)思路應(yīng)該都比較明了了，超大力矩?cái)Q緊車輪螺母是目前我們存在一個(gè)很嚴(yán)重的誤區(qū)，增加螺栓的硬度，防滑轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，變牙型螺紋的應(yīng)用給車輪螺栓、車輪螺母的改進(jìn)有非常重要的作用。