道路车辆 3.5t以下挂车 钢制牵引杆机械强度计算编辑说明

国家标准

道路车辆3.5t以下挂车钢制牵引杆机械

强度计算

（征求意见稿）

编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

随着人民生活水平的提高，旅居车辆成为居家休闲旅游的首选，特别是3.5t

以下旅居挂车越来越受到人们的青睐。而3.5t以下旅居挂车和轻型挂车普遍使用

钢制牵引杆，由于其小巧、结构多样，车辆的定制化较为严重。为了便于对不同

的钢制牵引杆进行强度校核，在一定程度上降低企业试验费用，在参考ISO标

准的基础上，拟采用计算的方式进行校核。

2020年，交通运输部公路科学研究所等单位结合国内对于轻型挂车零部件

的需求，在参考全国汽车标准化技术委员会挂车分技术委员会（以下简称：挂车

分标委）的标准体系后，申报了国家标准制定计划。2021年3月，在国家标准

化技术委员会（国标委）组织的标准立项评审上，该项目通过立项申请。2021

年6月，标准计划在国标委网站上进行公示，并于8月中旬完成标准计划公示。

2021年8月24日，国家标准化管理委员会在其网站公布了《国家标准化管理委

员会关于下达2021年第二批国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》（国标

委发〔2021〕23号），下达的标准计划名称为《道路车辆3.5t以下挂车钢制牵

引杆机械强度计算》，计划编号为20213586-T-339，标准起草单位为交通运输部

公路科学研究所、山东理工大学等，制定周期为18个月。

在标准计划公示期间，交通运输部公路科学研究所着手研究标准制定中的技

术细节问题，在2021年7月组织成立了标准起草小组，开展标准编写工作。

（二）协作单位

按照国家标准化管理委员会下达的标准计划，标准由交通运输部公路科学研

究所负责起草，相关协作单位主要包括山东理工大学等，项目计划下达后，交通

运输部公路科学研究所组建了起草组，其中包括：山东理工大学，烟台爱科机械

设备有限公司，武汉理工大学，山东嵘野房车制造服务有限公司、青岛春田科技

车辆有限公司等，共同开展标准的研究与制定工作。此外，标准在研究制定过程

中，也得到了其他半挂车企业的大力协助。

（三）主要工作过程

为了确保标准内容制定的准确性、实用性，且充分反映实际情况、能够真正

1

指导小吨位钢制牵引杆生产企业对相关产品进行有效设计，保证标准内容科学、

合理、协调、可行，在适用性、可操作性等方面有所体现。接到标准制订任务后，

交通运输部公路科学研究所与国外牵引杆生产企业进行了调研，主要包括标准相

关翻译术语、标准实际使用情况等。

在2021年7月初，标准形成了翻译初稿，并在山东理工大学组织专家召开

了技术研讨会，会后结合研讨会的意见，对标准初稿进行了修改。

2021年8月～9月，结合修改后的标准草案，形成了标准征求意见初稿。2022

年5月，挂车分标委秘书处组织了标准督查检查和技术研讨，标准起草组结合对

国内外标准的最新理解，对标准征求意见初稿进行了重新梳理，编写了编制说明，

形成了标准征求意见稿。

2022年6月，挂车分标委秘书处组织召开了标准技术研讨会，对ISO标准

转化过程中存在的疑点进行了探讨，提出了相关修改意见。7月，对其中涉及到

的计算内容进行了补充完善。

2022年8月，标准第一起草单位对标准内容进行了完善，并经过审核，形

成了标准的征求意见稿，报送至全国汽车标准化技术委员会挂车分技术委员会秘

书处，准备征求意见。

（四）标准起草人及其所做工作

标准起草组成员主要对标准中涉及的相关技术细节，进行了现场调研、网络

检索等方面的工作，对国外标准以及相关技术来源进行了深入探讨，并对相关技

术条款在国内的适用情况进行了研究。相关标准起草人员包括：宗成强、张红卫、

高松、焦延昌、张学礼、徐艺、贺宜、鞠洪波、李希春、张浩、代祥俊、李月、

区传金，所在单位及所做的相关工作见表1。

表1标准起草人员分工

序号姓名单位起草人所做工作

负责标准总体把关、标准翻译与协

交通运输部公路科学研

1宗成强调，负责整个标准的起草以及编制说

究所

明编写工作。

交通运输部公路科学研参与整个标准的起草与质量把关工

2张红卫

究所作。

参与第3章翻译及5.3条计算整合工

3徐艺山东理工大学

作。

2

序号姓名单位起草人所做工作

烟台爱科机械设备有限

4焦延昌参与5.3条计算校核工作。

公司

交通运输部公路科学研

5张学礼参与第3章翻译与编写工作。

究所

6高松山东理工大学参与第4章翻译与编写工作。

参与5.3条相关力学词汇翻译及计算

7贺宜武汉理工大学

术语编写。

山东嵘野房车制造服务参与5.1，5.2编写工作，附录A的

8王威程

有限公司翻译工作。

青岛春田科技车辆有限

9董金慧参与附录A的翻译工作。

公司

交通运输部公路科学研

10张浩参与附录A的翻译工作。

究所

参与5.3.4、5.3.5翻译和图片重绘工

11代祥俊山东理工大学

作。

12李月交通运输部公路科学研参与附录A的翻译工作。

13区传金究所参与附录A的翻译工作。

二、标准编制原则及相关论据

（一）编制原则

本标准制定的主要目的是通过转化、采用国际标准，完善我国旅居车辆标准

体系。标准的编写主要依据以下原则进行：

1.规范性

本标准依据《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》

（GB/T1.1—2020）和《标准化工作导则第2部分：以ISO/IEC标准化文件为

基础的标准化文件起草规则》（GB/T1.2—2020）给出的规则，同时在转化过程

中也参照《标准化工作指南第2部分：采用国际标准》（GB/T20000.2—2009）

进行起草。

2.广泛性

本标准在制定过程中广泛考虑我国相关企业实际情况，针对标准中涉及到的

技术要求，在标准起草过程中听取了检测机构、汽车制造商、科研机构等专家的

意见反馈。

3.可行性

采用的国际标准已发布实施近10年，本标准的各项要求及相应试验方法在

3

采用国际标准的基础上经过了充分的调研和评估，总的来说标准具备可行性。

4.一致性

本标准修改采用ISO7641:2012，与国际标准在技术内容上保持一致，在文

本格式上稍有调整，并与现行有效的国家法律、法规、标准保持一致，同时符合

国家在语言文字方面的规定。

（二）主要技术内容

1.标准与ISO7641的差别

国家标准与ISO7641的一致性程度为修改采用，主要原因是ISO7641标准

已实施多年，已经经历了两个标准复审周期，仍有效，且国内相关产品主要是以

出口为主，国内厂商的设计依据也是依据该标准，因此大部分数据仍以其作为基

准，为了完善标准中缺失的e/l=0.15，ex/lx=0.15情况，在经过数据计算的基

础上，为确保牵引杆的安全性，将其归为e/l<0.15，ex/lx<0.15相同的计算公

式，计算出的力矩较大。标准在转化过程中，也参照GB/T1.1—2020对标准内

容进行了起草，与ISO的标准差异如下：

——更改了ISO7641:2012中的3.2，增加了k在l≤2.5m的取值，见表1，

主要是为了简化ISO标准中的计算公式，将计算公式不再按l值的不同进行单列；

——更改了ISO7641:2012中的4.3.2，增加了e/l=0.15，ex/lx=0.15的情况，

将数据形成闭环，考虑到取值更接近实际，将其计算方式与e/l<0.15，ex/lx<0.15

相同；

——将ISO标准中4.3.3处计算公式的MfR修改为MfP，主要原因是该标准

中并未再次出现力矩MfR的描述或计算，而MfP与其他两个弯矩Mf，MfD计算同

步出现，因此将其认为是标准编写中的笔误。

与ISO7641:2012相比，国家标准还做了结构调整：

——第3章对应ISO7641:2012的3.1；

——第4章对应ISO7641:2012的3.2；

——第5章对应ISO7641:2012的第4章；

——将图2和图3的顺序按照先后引用的顺序进行了调整。

此外，还在ISO标准转化时进行了编辑性改动：

——“本文件”代替“本国际标准”；

4

——增加了我国标准的前言；

——修改了国际标准中的规范性引用文件；

——将图2和图3的顺序按照先后引用的顺序进行了调整。

2.关于标准范围

本标准主要是3.5t以下挂车使用的钢制牵引杆的弯曲机械强度简化计算程

序提出了要求。

本标准规定了相应计算参数的定义，技术要求，并在附录中给出了典型牵引

杆的示例。

本标准适用于装备钢制牵引杆的O1和O2类中置轴挂车。

3.规范性引用文件

该部分主要是对标准中使用到的相关标准内容进行了列举，也是标准编写中

必备的相关环节，本标准未引用标准，但在参考文献中给出了引用GB/T3730.2

《道路车辆质量词汇和代码》，与ISO标准中的参考文献相对应。

4.术语和定义

术语与定义中主要给出了机械连接装置、牵引杆、底盘零件、简式牵引杆、

中置轴挂车等5个术语。

5个术语和定义均参考了ISO原标准，均未对术语的内容进行修改。

5.计算参数定义

该部分相关描述同样直接使用ISO标准中的相关定义和符号，本部分增加

了k的取值。

6.技术要求

技术要求参照ISO标准中的相关要求进行，主要是修改了原ISO标准中的

弯矩表达符号，其余部分按照力学中的相关要求进行了描述。

此外，更改了ISO标准中的4.3.2，增加了e/l=0.15，ex/lx=0.15的情况，

将数据形成闭环，考虑到取值更接近实际，将其计算方式与e/l<0.15，ex/lx<0.15

相同。

7.资料性附录

5

资料性附录给出了9种典型的3.5t以下牵引杆结构型式，重点对牵引杆的哪

些部件是独立单元进行了说明，主要是为了明确在计算过程中，相关的责任方。

三、试验分析、技术经济论证、预期经济效果

标准主要是对ISO标准进行转化，其主要内容涉及到的是相应计算工作。

目前零部件及整车企业均按照现行标准进行出口，在国外市场销售情况良好，未

出现安全事故，因此本标准选取了相应企业的零部件产品（见图1），相关基础

数据为最大允许总质量为1200kg、连接装置的垂直静载荷为980N，采用Q355

材料、外径为82mm，厚度为5mm的圆管，且不带制动功能的非焊接牵引杆，

对其进行计算。

图1管式牵引杆

按照标准第4章的内容，相关参数取值见表2。

表2牵引杆各参数取值

参数值单位

ex0.228m

lx1.375m

P1200kg

D11334.94N

k1

6

S980N

2

σs355N/mm

2

σb470N/mm

该结构为不带制动功能的非焊接牵引杆，lx=1.375<2.5m，且ex/lx=0.166>

0.15，因此，其承受的弯矩按下式进行计算，并取其中的最大值。

Mf=0.24×P×g×lx=0.24×1200×9.8×1.375=3880.8（N·m）

MfD=D×ex=11334.94×0.228=2584.37（N·m）

MfP=0.75×（Mf+MfD）=0.75×（3880.8+2584.37）=4848.87（N·m）

牵引杆使用的是82×5圆钢，I=π×（D4-d4）/64=3.14×（824-724）/64=899723.83

mm⁴

V取值为高度的一半，即为41mm

Mf

通过σ=，可计算出牵引杆对应的许用应力，σ=4848.87×1000×41/

I/V

899723.83=220.96（N/mm2）

2

许用应力需要满足σc<0.8σs,且σc<0.6σBmin，可分别计算得到σc=284（N/mm）

22

和σc=282（N/mm），通过对力矩计算得到的σ为220.96（N/mm），小于σc，计

算结果为产品合格。

关于e/l=0.15和ex/lx=0.15时，最大弯矩Mf取值按哪个公式进行计算的

问题，项目组在进行实际举例测算，发现采用e/l<0.15和ex/lx<0.15时，相关弯

矩值较大，较ex/lx>0.15大5%左右，更偏安全。同时也结合零部件企业的生产实

际情况，将ex/lx=0.15与ex/lx<0.15归在同一计算公式。

目前我国已经开放机动车C6驾驶证的考试工作，驾驶员持C6驾照后，可

牵引小型挂车上路行驶，而该标准计算的牵引杆是小型挂车的必备部件之一，该

标准发布实施后，将会有效的提升小型中置轴挂车的安全性，为旅游的发展提供

支持。

四、标准中涉及专利的情况

本标准为相关计算，不涉及专利内容。

7

五、预期达到的社会效益

本标准发布实施后，可有效的弥补国内相关产品在设计时的依据，为3.5t

以下挂车在社会上的推广与应用提供有力的技术支撑。

六、采用国际标准和国外先进标准的程度对比分析

目前国外执行的是ISO7641：2012标准，新制定的国标与ISO标准相比，

完善了ISO标准中的相关技术内容，标准的适应性更好。

七、与现行有关法律、法规和强制性标准的关系

2022年4月1日起，公安部实施的《机动车驾驶证申领和使用规定》中，

新增了C6驾照，准驾车型“轻型牵引挂车”，该车型允许牵引总质量小于4500kg

轻型挂车。相关车型属于轻型挂车，需要装配该标准中提到的钢制牵引杆。《道

路车辆牵引旅居挂车或轻型挂车的牵引连接装置机械强度试验》（GB/T

25988-2010）规定了安装在牵引车上用于牵引O1、O2类旅居挂车或轻型挂车的

连接装置的强度试验方法。本标准与现有相关标准、法规、强制性标准中的规定

及技术要求无冲突。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

由于本标准有ISO标准作为技术支撑，且国内有相关生产企业按该标准生

产出口车型，ISO标准在国内已实施，标准编写过程中未出现重大分歧意见。

九、作为强制性标准或推荐性标准的建议

建议将该标准作为推荐性国家标准。

十、贯彻标准的要求和措施建议

该标准相关内容的实施，需要在工信部的推广下，对从事小型中置轴挂车及

相关型号零部件的生产企业进行推介，实现经济产出的最大化。本标准为推荐性

8

国家标准，建议自标准发布日之起实施。

十一、废止现行有关标准的建议

本标准为首次制定，与其他现有标准不存在冲突，不需要废止相关标准。

十二、其他应予以说明的事项

无。

9

目录

一、工作简况...............................................................................................................1

二、标准编制原则及相关论据...................................................................................3

三、试验分析、技术经济论证、预期经济效果.......................................................6

四、标准中涉及专利的情况.......................................................................................7

五、预期达到的社会效益...........................................................................................8

六、采用国际标准和国外先进标准的程度对比分析...............................................8

七、与现行有关法律、法规和强制性标准的关系...................................................8

八、重大分歧意见的处理经过和依据.......................................................................8

九、作为强制性标准或推荐性标准的建议...............................................................8

十、贯彻标准的要求和措施建议...............................................................................8

十一、废止现行有关标准的建议...............................................................................9

十二、其他应予以说明的事项...................................................................................9

GB/TXXXXX—20XX

a)不带脚跟挡块的落地式加速踏板

b)吊挂式加速踏板

c)带固定脚跟挡块的落地式加速踏板

d)带搁脚板的落地式加速踏板

图2AHP的定义

8

GB/TXXXXX—20XX

表2踏板位置和布置

尺寸单位为毫米

项目规定值推荐值备注

1加速踏板

1.1AHP坐标（X/Y/Z）0/≤300/00/≤250/0

1.2踏板相对于0-Y平面的旋转角度5°～15°12°

1.3怠速位置32°～60°43°～49°a

1.4操作角度12°～30°20°

1.5操作力20N～45N30N～35N

1.6加速踏板和车身之间的纵向间隙（X方向）≥50

1.7加速踏板和车身之间的横向间隙（沿Y方向）≥30

1.8加速踏板和制动踏板之间的间隙≥3050～75

1.9加速踏板宽度≥40

2制动踏板

2.1踏板相对于0-Y平面的旋转角度0°～8°5°

2.2怠速位置43°～60°43°～49°a

2.3操作角度20°～30°25°

2.4最大制动力≤700N≤250N

2.5制动踏板宽度