車輪螺栓及車輪螺母設計優化

螺栓連接的強度主要取決于螺栓的強度，因此，研究影響螺栓強度的因素和提高螺栓強度的措施，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生變化的部位等，可能會由于結構的變化發生應力集中，而應力集中可能導致斷裂發生。故為了分析解決螺栓斷裂的問題，首先應考慮解決應力集中的情況。一般情況下，結構變化處采用圓角、卸載結構，或將螺紋收尾改成退刀槽等，對減小應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，但是退刀槽的應用遠遠不如圓角的應用廣泛，因為退刀槽的應用斷裂現象比較明顯，所以我們還是推薦采用較大的圓角來減小應力集中。

通過和材質專家的研究，我們決定將現有的40Cr材質更換為ML35CrMo,硬度提高，屈服強度提高。在工藝上，我們也將先滾螺紋后調質更改為先調質再滾螺紋。實驗證明，這種的作用還是很明顯的。

我們只能對其進行操作上的指導。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度。這是因為除可降低應力集中外，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力。因而滾壓螺紋的疲勞強度可較切削螺紋的疲勞強度提高30%?40%。如果熱處理后再滾壓螺紋，其疲勞強度和提高70%?100%。這種冷鐓和滾壓工藝還具有材料利用率高，生產效率高，和制造成本低等優點。

車輪螺母松退導致的車輪螺栓滑扣，斷裂問題仍然很嚴重，經過不斷的摸索，我們開發了一個新的生產廠家，生產變牙型車輪螺母以下是供貨商給我們提供的，將普通的標準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，而標準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、螺母的設計思路應該都比較明了了，超大力矩擰緊車輪螺母是目前我們存在一個很嚴重的誤區，增加螺栓的硬度，防滑轉結構的設計，變牙型螺紋的應用給車輪螺栓、車輪螺母的改進有非常重要的作用。