一种乘用车车轮紧固件组选型及拧紧力矩设计方法技术

本发明专利技术涉及一种乘用车车轮紧固件组选型及拧紧力矩设计方法，包括以下步骤：紧固件组强度校核：针对车轮紧固件组的受力情况，对多种极限工况进行CAE分析，计算得出轮心处受力情况，基于步骤A1的受力CAE计算结果对车轮紧固件组进行受力分析，对单个车轮紧固件受力情况进行确认，计算单个车轮紧固件处多种极限工况下受力情况，选出多种极限工况中出现的剪切力需求夹紧力和轴向力夹紧力最大值并累计相加，进行紧固件最小夹紧力计算校核，完成车轮紧固件组方案选型；对进行试验验证强度及耐久性。本发明专利技术设计方法规定明确了乘用车车轮紧固件组选型及拧紧力矩计算方法，试验验证方法，满足乘用车车轮紧固件组开发。满足乘用车车轮紧固件组开发。满足乘用车车轮紧固件组开发。

【技术实现步骤摘要】
一种乘用车车轮紧固件组选型及拧紧力矩设计方法


[0001]本专利技术属于乘用车
，具体涉及一种乘用车车轮紧固件组选型及拧紧力矩设计方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济的不断进步，乘用车车辆的配置越来越多及外廓尺寸不断增大造成整车重量的不断增加。车轮一般通过4颗、5颗或8颗紧固件固定至轮毂轴承上，需要重视固定车轮用紧固件的选型及拧紧力矩计算。目前，单个紧固件已经有详细的设计计算方法，但是多个紧固件组成紧固件组共同起作用时由于工况复杂，难以形成通用的计算方法。
[0003]轮紧固件组在实际使用中受力情况较复杂，承受车辆加速减速产生的整车前后方向的力，承受车辆转弯时产生的整车侧向方向的力，承受车辆颠簸时产生的整车上下方向的力，并且车辆加减速、转弯、颠簸等工况可能会同时出现，使车轮紧固件组的计算更复杂。由于有爆胎或者更换冬季胎等情况导致车轮紧固件组存在多次重复使用的要求，车轮紧固件组设计需要具有足够的安全余量满足多次重复使用要求。针对此问题，现有的解决方式是具体工况具体分析，但车轮紧固件组一直未有明确的设计计算方法，车轮紧固件组作为重要保安件需要严谨可靠进行方案选型及拧紧力矩计算。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就在于提供一种乘用车车轮紧固件组选型及拧紧力矩设计方法，明确了乘用车车轮紧固件组选型及拧紧力矩设计方式，以解决乘用车车重不断增大导致车轮紧固件组需要重新选型并确定拧紧力矩的问题。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种乘用车车轮紧固件组选型及拧紧力矩设计方法，包括以下步骤：
[0007]A、紧固件组强度校核
[0008]A1、针对车轮紧固件组的受力情况，对多种极限工况进行CAE分析，计算得出轮心处受力情况；
[0009]A2、基于步骤A1的受力CAE计算结果对车轮紧固件组进行受力分析；
[0010]A3、对单个车轮紧固件受力情况进行确认，计算单个车轮紧固件处多种极限工况下受力情况；
[0011]A4、选出多种极限工况中出现的剪切力需求夹紧力和轴向力夹紧力最大值并累计相加，进行紧固件最小夹紧力计算校核，完成车轮紧固件组方案选型；
[0012]B、对进行试验验证强度及耐久性。
[0013]进一步地，步骤A1，所述工况为9种，分别为垂直冲击、转弯、倒车制动、最大制动、最大加速、侧向冲击、前进拉手刹、倒车拉手刹和路缘冲击工况。
[0014]更进一步地，垂直冲击、倒车制动、最大制动、最大加速、前进拉手刹以及倒车拉手刹时，加载位置为两侧轮心。
[0015]更进一步地，转弯、侧向冲击以及路缘冲击时，加载位置为左侧轮心。进一步地，步骤A3，单个车轮紧固件受力情况进行确认时，车轮紧固件组不需要考虑密封需求。
[0016]进一步地，步骤A3，计算单个车轮紧固件处多种极限工况下受力情况包括：计算单个车轮的剪切力需求夹紧力和和轴向力夹紧力。
[0017]更进一步地，车轮的剪切力需求夹紧力包括切向力需求夹紧力和扭矩需求夹紧力。
[0018]更进一步地，将轮心处载荷按照紧固件组紧固件数量进行均分，并进行坐标变换，可得出单个车轮紧固件处多种极限工况下受力情况。
[0019]进一步地，步骤B，采用完整的整车强化坏路、地区适应性、综合耐久、海南五指山道路试验等实车试验进一步验证强度及耐久性。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术乘用车车轮紧固件组选型及拧紧力矩设计方法，规定明确了乘用车车轮紧固件组选型及拧紧力矩计算方法，试验验证方法，满足乘用车车轮紧固件组开发，解决乘用车车重不断增大导致车轮紧固件组需要重新选型并确定拧紧力矩的问题。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0023]图1乘用车车轮紧固件组选型及拧紧力矩设计方法流程图。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明：
[0025]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0026]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0027]如图1所示，本专利技术乘用车车轮紧固件组选型及拧紧力矩设计方法，包括紧固件组强度校核和试验验证。
[0028]其中，紧固件组强度计算校核是设计的关键，通过强度校核可实现乘用车车轮紧固件组强度选型计算和乘用车车轮紧固件组拧紧力矩计算。
[0029]1、紧固件组强度校核：
[0030]如果紧固件组强度偏低将导致螺纹损伤甚至紧固件断裂进而引发车辆失稳，给用户的用车体验和用车安全带来极大的影响。因此，需要严谨可靠确定车轮紧固件组强度。
[0031]根据单个紧固件开发经验，紧固件计算校核主要考虑最小夹紧力，而最小夹紧力与剪切力需求夹紧力、密封需求夹紧力、轴向力需求夹紧力有关，计算公式如(1)所示。如何
得到各个工况下车轮紧固件组的受力情况，并将紧固件组受力情况转化为单个紧固件受力情况，这是本专利技术研究的关键。
[0032]F
最小夹紧力
＝max(F
剪切力需求夹紧力
；F
密封功能需求夹紧力
+F
轴向力需求夹紧力
)
ꢀꢀ
(1)
[0033]针对车轮紧固件组的受力情况，对车辆的多种极限工况进行CAE分析，计算得出轮心处受力情况。
[0034]车轮紧固件组受力情况已经得出，下一步需要对单个车轮紧固件受力情况进行确认。普通紧固件受力时需要根据剪切力需求夹紧力、密封需求夹紧力、轴向力需求夹紧力计算出最小夹紧力。车轮紧固件组不需要考虑密封需求。
[0035]车轮的剪切力需求夹紧力主要由切向力需求夹紧力和扭矩需求夹紧力组成，单个车轮紧固件计算时主要考虑切向力需求夹紧力、扭矩需求夹紧力和轴向力夹紧力。
[0036]将轮心处载荷按照紧固件组紧固件数量进行均分，并进行坐标变换，可得出单个车轮紧固件处多种极限工况下受力情况。
[0037]由于多种极限工况不可能同时存在，切向力需求夹紧力、扭矩需求夹紧力和轴向力夹紧力的最大值会出现在多种不同的工况中，但为保证车轮紧固件强度，并结合整车试验结果，分别选出多种极限工况中出现的切向力需求夹紧力、扭矩需求夹紧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乘用车车轮紧固件组选型及拧紧力矩设计方法，其特征在于，包括以下步骤：A、紧固件组强度校核A1、针对车轮紧固件组的受力情况，对多种极限工况进行CAE分析，计算得出轮心处受力情况；A2、基于步骤A1的受力CAE计算结果对车轮紧固件组进行受力分析；A3、对单个车轮紧固件受力情况进行确认，计算单个车轮紧固件处多种极限工况下受力情况；A4、选出多种极限工况中出现的剪切力需求夹紧力和轴向力夹紧力最大值并累计相加，进行紧固件最小夹紧力计算校核，完成车轮紧固件组方案选型；B、对进行试验验证强度及耐久性。2.根据权利要求1所述的一种乘用车车轮紧固件组选型及拧紧力矩设计方法，其特征在于：步骤A1，所述工况为9种，分别为垂直冲击、转弯、倒车制动、最大制动、最大加速、侧向冲击、前进拉手刹、倒车拉手刹和路缘冲击工况。3.根据权利要求2所述的一种乘用车车轮紧固件组选型及拧紧力矩设计方法，其特征在于：垂直冲击、倒车制动、最大制动、最大加速、前进拉手刹以及倒车拉手刹时，加载位置为两侧轮心。4.根据权利要求2所述的一种乘用车车轮紧固件组选型及拧紧力矩设计方...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢浩森，高尚，费二威，王绍龙，王云龙，刘志潘，胡安辉，李刚，陈阳，高辉，张春雷，马将军，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：