改进汽车轮胎螺栓结构的设计.doc

改进汽车轮胎螺栓结构的设计
p1绪论
汽车轮胎螺栓的功用是用来固联轮毂(轮芯)与轮盘(轮辐)。在汽车行驶过程中,如果出现轮胎螺栓松动乃至折断,将严重危及车辆的行驶安全。目前,载重汽车(特别是重型载重汽车)轮胎螺栓在结构上存在有一定的缺陷,在车辆运行过程中常常出现轮胎螺栓相对于轮毂(轮芯)松动而滑转、轮盘(轮辐)与车轴不在同一轴线上而导致车辆运行过程中容易产生折断,这已成为车辆经营者的一种心理包袱,也成为轮胎螺栓制造商急待解决的问题。
现行轮胎螺栓在结构上存在的缺陷,主要表现几个方面:
目前,公知的汽车轮胎螺栓如下图所示,其与轮毂的接合面1a是光滑面,而车轮轮毂上的螺栓孔的壁面也是光滑的,。由于车辆运行一定的里程后,轮胎螺栓会损坏,在多次更换轮胎螺栓过程中,轮毂上的轮胎螺栓孔将会扩大。这时,维修中再将新的轮胎螺栓安装上,新的轮胎螺栓不能与轮毂实现过盈配合或过渡配合,只能靠小螺母进行定位,在车辆行驶一定里程后,螺母松动,导致轴孔相对滑转,这就造成螺栓折断。同时,由于磨损使轮毂螺栓孔圆柱度和圆度失准,安装了新的轮胎螺栓后轴孔不同心,这就不能保证轮胎螺栓中心线与轮毂端面垂直。这也是造成轮胎螺栓折断的原因。正因为如此,现有技术中经过更换轮胎螺栓的维修之后,极为容易造成轮胎螺栓在汽车行驶中因松动而再次折断的情况。
目前,汽车轮胎螺栓01(如图1a、1b所示),其端盘02圆周上轴向的截面03为直线型。轮胎螺栓安装在轮毂G上时,其端盘02与圆弧型轮毂G的接触点只在直线的中心点A上(如图2所示)。车辆运行过程中,由于会频繁出现起步、加速、紧急制动等情况,导致轮胎螺栓端面直线与圆弧型轮毂G接触点出现晃动现象,即:螺栓相对轴孔滑转,其结果是使轮胎螺栓松动乃至折断。
目前,为了便于车轮的拆装,汽车轮胎螺栓组合件的螺杆直径比轮盘螺栓孔直径小4～6mm,轮胎螺母与轮盘的接触端面01是一个平面且与轮盘平面是平行的(如图1a、1b所示),其安装后的结果是:①车轮装上轮毂时,车轮本身自重在地球引力的作用下垂直下移,由于上述孔和杆直径差的因素,引起轮毂中心线与车轮中心线不能在同一轴线上,导致车轮旋转时形成不规则的运转。②汽车行驶时的扭矩传递路线是:扭矩经轮毂传递给轮胎螺栓,再传递给轮盘(即车轮)。
上述几种情况导致轮胎螺栓折断使许多的轮胎螺栓生产制造商都感到束手无策,他们都是从选择优质轮胎螺栓材料和调质处理方面做文章,但收效并不明显。笔者认为,从改进轮胎螺栓结构上能很大程度上解决轮胎螺栓折断的难题。
2 改进轮胎螺栓结构方案设计
为了解决轮胎螺栓因为结构上的缺陷,导致上述几种情况致使轮胎螺栓折断的现象,笔者经过多年的研究、设计、实验,研制出“花键式轮胎螺栓”、“V型端盘轮胎螺栓”、“定位组合式轮胎螺母”三项新技术,具体如下:

本项新技术的目的在于改进现有技术的缺陷,提供一种可以与轮毂上的光滑孔壁的轮胎螺栓孔匹配的双头的花键轮胎螺栓,其可以与多次维修螺栓孔变形扩大了的螺栓孔构成过渡或过盈配合从而确保螺栓在汽车运行中不松动、不折断。
本项新技术的目的是这样实现的:
本项新技术提供的花键轮