國家標準

道路車輛3.5t以下掛車鋼制牽引桿機械

強度計算

（征求意見稿）

編制說明

標準起草組

2022年9月

一、工作簡況

（一）任務來源

隨著人民生活水平的提高，旅居車輛成為居家休閑旅游的首選，特別是3.5t

以下旅居掛車越來越受到人們的青睞。而3.5t以下旅居掛車和輕型掛車普遍使用

鋼制牽引桿，由于其小巧、結構多樣，車輛的定制化較為嚴重。為了便于對不同

的鋼制牽引桿進行強度校核，在一定程度上降低企業試驗費用，在參考ISO標

準的基礎上，擬采用計算的方式進行校核。

2020年，交通運輸部公路科學研究所等單位結合國內對于輕型掛車零部件

的需求，在參考全國汽車標準化技術委員會掛車分技術委員會（以下簡稱：掛車

分標委）的標準體系后，申報了國家標準制定計劃。2021年3月，在國家標準

化技術委員會（國標委）組織的標準立項評審上，該項目通過立項申請。2021

年6月，標準計劃在國標委網站上進行公示，并于8月中旬完成標準計劃公示。

2021年8月24日，國家標準化管理委員會在其網站公布了《國家標準化管理委

員會關于下達2021年第二批國家標準計劃及相關標準外文版計劃的通知》（國標

委發〔2021〕23號），下達的標準計劃名稱為《道路車輛3.5t以下掛車鋼制牽

引桿機械強度計算》，計劃編號為20213586-T-339，標準起草單位為交通運輸部

公路科學研究所、山東理工大學等，制定周期為18個月。

在標準計劃公示期間，交通運輸部公路科學研究所著手研究標準制定中的技

術細節問題，在2021年7月組織成立了標準起草小組，開展標準編寫工作。

（二）協作單位

按照國家標準化管理委員會下達的標準計劃，標準由交通運輸部公路科學研

究所負責起草，相關協作單位主要包括山東理工大學等，項目計劃下達后，交通

運輸部公路科學研究所組建了起草組，其中包括：山東理工大學，煙臺愛科機械

設備有限公司，武漢理工大學，山東嶸野房車制造服務有限公司、青島春田科技

車輛有限公司等，共同開展標準的研究與制定工作。此外，標準在研究制定過程

中，也得到了其他半掛車企業的大力協助。

（三）主要工作過程

為了確保標準內容制定的準確性、實用性，且充分反映實際情況、能夠真正

1

指導小噸位鋼制牽引桿生產企業對相關產品進行有效設計，保證標準內容科學、

合理、協調、可行，在適用性、可操作性等方面有所體現。接到標準制訂任務后，

交通運輸部公路科學研究所與國外牽引桿生產企業進行了調研，主要包括標準相

關翻譯術語、標準實際使用情況等。

在2021年7月初，標準形成了翻譯初稿，并在山東理工大學組織專家召開

了技術研討會，會后結合研討會的意見，對標準初稿進行了修改。

2021年8月～9月，結合修改后的標準草案，形成了標準征求意見初稿。2022

年5月，掛車分標委秘書處組織了標準督查檢查和技術研討，標準起草組結合對

國內外標準的最新理解，對標準征求意見初稿進行了重新梳理，編寫了編制說明，

形成了標準征求意見稿。

2022年6月，掛車分標委秘書處組織召開了標準技術研討會，對ISO標準

轉化過程中存在的疑點進行了探討，提出了相關修改意見。7月，對其中涉及到

的計算內容進行了補充完善。

2022年8月，標準第一起草單位對標準內容進行了完善，并經過審核，形

成了標準的征求意見稿，報送至全國汽車標準化技術委員會掛車分技術委員會秘

書處，準備征求意見。

（四）標準起草人及其所做工作

標準起草組成員主要對標準中涉及的相關技術細節，進行了現場調研、網絡

檢索等方面的工作，對國外標準以及相關技術來源進行了深入探討，并對相關技

術條款在國內的適用情況進行了研究。相關標準起草人員包括：宗成強、張紅衛、

高松、焦延昌、張學禮、徐藝、賀宜、鞠洪波、李希春、張浩、代祥俊、李月、

區傳金，所在單位及所做的相關工作見表1。

表1標準起草人員分工

序號姓名單位起草人所做工作

負責標準總體把關、標準翻譯與協

交通運輸部公路科學研

1宗成強調，負責整個標準的起草以及編制說

究所

明編寫工作。

交通運輸部公路科學研參與整個標準的起草與質量把關工

2張紅衛

究所作。

參與第3章翻譯及5.3條計算整合工

3徐藝山東理工大學

作。

2

序號姓名單位起草人所做工作

煙臺愛科機械設備有限

4焦延昌參與5.3條計算校核工作。

公司

交通運輸部公路科學研

5張學禮參與第3章翻譯與編寫工作。

究所

6高松山東理工大學參與第4章翻譯與編寫工作。

參與5.3條相關力學詞匯翻譯及計算

7賀宜武漢理工大學

術語編寫。

山東嶸野房車制造服務參與5.1，5.2編寫工作，附錄A的

8王威程

有限公司翻譯工作。

青島春田科技車輛有限

9董金慧參與附錄A的翻譯工作。

公司

交通運輸部公路科學研

10張浩參與附錄A的翻譯工作。

究所

參與5.3.4、5.3.5翻譯和圖片重繪工

11代祥俊山東理工大學

作。

12李月交通運輸部公路科學研參與附錄A的翻譯工作。

13區傳金究所參與附錄A的翻譯工作。

二、標準編制原則及相關論據

（一）編制原則

本標準制定的主要目的是通過轉化、采用國際標準，完善我國旅居車輛標準

體系。標準的編寫主要依據以下原則進行：

1.規范性

本標準依據《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》

（GB/T1.1—2020）和《標準化工作導則第2部分：以ISO/IEC標準化文件為

基礎的標準化文件起草規則》（GB/T1.2—2020）給出的規則，同時在轉化過程

中也參照《標準化工作指南第2部分：采用國際標準》（GB/T20000.2—2009）

進行起草。

2.廣泛性

本標準在制定過程中廣泛考慮我國相關企業實際情況，針對標準中涉及到的

技術要求，在標準起草過程中聽取了檢測機構、汽車制造商、科研機構等專家的

意見反饋。

3.可行性

采用的國際標準已發布實施近10年，本標準的各項要求及相應試驗方法在

3

采用國際標準的基礎上經過了充分的調研和評估，總的來說標準具備可行性。

4.一致性

本標準修改采用ISO7641:2012，與國際標準在技術內容上保持一致，在文

本格式上稍有調整，并與現行有效的國家法律、法規、標準保持一致，同時符合

國家在語言文字方面的規定。

（二）主要技術內容

1.標準與ISO7641的差別

國家標準與ISO7641的一致性程度為修改采用，主要原因是ISO7641標準

已實施多年，已經經歷了兩個標準復審周期，仍有效，且國內相關產品主要是以

出口為主，國內廠商的設計依據也是依據該標準，因此大部分數據仍以其作為基

準，為了完善標準中缺失的e/l=0.15，ex/lx=0.15情況，在經過數據計算的基

礎上，為確保牽引桿的安全性，將其歸為e/l<0.15，ex/lx<0.15相同的計算公

式，計算出的力矩較大。標準在轉化過程中，也參照GB/T1.1—2020對標準內

容進行了起草，與ISO的標準差異如下：

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

主要是為了簡化ISO標準中的計算公式，將計算公式不再按l值的不同進行單列；

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

將數據形成閉環，考慮到取值更接近實際，將其計算方式與e/l<0.15，ex/lx<0.15

相同；

——將ISO標準中4.3.3處計算公式的MfR修改為MfP，主要原因是該標準

中并未再次出現力矩MfR的描述或計算，而MfP與其他兩個彎矩Mf，MfD計算同

步出現，因此將其認為是標準編寫中的筆誤。

與ISO7641:2012相比，國家標準還做了結構調整：

——第3章對應ISO7641:2012的3.1；

——第4章對應ISO7641:2012的3.2；

——第5章對應ISO7641:2012的第4章；

——將圖2和圖3的順序按照先后引用的順序進行了調整。

此外，還在ISO標準轉化時進行了編輯性改動：

——“本文件”代替“本國際標準”；

4

——增加了我國標準的前言；

——修改了國際標準中的規范性引用文件；

——將圖2和圖3的順序按照先后引用的順序進行了調整。

2.關于標準范圍

本標準主要是3.5t以下掛車使用的鋼制牽引桿的彎曲機械強度簡化計算程

序提出了要求。

本標準規定了相應計算參數的定義，技術要求，并在附錄中給出了典型牽引

桿的示例。

本標準適用于裝備鋼制牽引桿的O1和O2類中置軸掛車。

3.規范性引用文件

該部分主要是對標準中使用到的相關標準內容進行了列舉，也是標準編寫中

必備的相關環節，本標準未引用標準，但在參考文獻中給出了引用GB/T3730.2

《道路車輛質量詞匯和代碼》，與ISO標準中的參考文獻相對應。

4.術語和定義

術語與定義中主要給出了機械連接裝置、牽引桿、底盤零件、簡式牽引桿、

中置軸掛車等5個術語。

5個術語和定義均參考了ISO原標準，均未對術語的內容進行修改。

5.計算參數定義

該部分相關描述同樣直接使用ISO標準中的相關定義和符號，本部分增加

了k的取值。

6.技術要求

技術要求參照ISO標準中的相關要求進行，主要是修改了原ISO標準中的

彎矩表達符號，其余部分按照力學中的相關要求進行了描述。

此外，更改了ISO標準中的4.3.2，增加了e/l=0.15，ex/lx=0.15的情況，

將數據形成閉環，考慮到取值更接近實際，將其計算方式與e/l<0.15，ex/lx<0.15

相同。

7.資料性附錄

5

資料性附錄給出了9種典型的3.5t以下牽引桿結構型式，重點對牽引桿的哪

些部件是獨立單元進行了說明，主要是為了明確在計算過程中，相關的責任方。

三、試驗分析、技術經濟論證、預期經濟效果

標準主要是對ISO標準進行轉化，其主要內容涉及到的是相應計算工作。

目前零部件及整車企業均按照現行標準進行出口，在國外市場銷售情況良好，未

出現安全事故，因此本標準選取了相應企業的零部件產品（見圖1），相關基礎

數據為最大允許總質量為1200kg、連接裝置的垂直靜載荷為980N，采用Q355

材料、外徑為82mm，厚度為5mm的圓管，且不帶制動功能的非焊接牽引桿，

對其進行計算。

圖1管式牽引桿

按照標準第4章的內容，相關參數取值見表2。

表2牽引桿各參數取值

參數值單位

ex0.228m

lx1.375m

P1200kg

D11334.94N

k1

6

S980N

2

σs355N/mm

2

σb470N/mm

該結構為不帶制動功能的非焊接牽引桿，lx=1.375<2.5m，且ex/lx=0.166>

0.15，因此，其承受的彎矩按下式進行計算，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）

牽引桿使用的是82×5圓鋼，I=π×（D4-d4）/64=3.14×（824-724）/64=899723.83

mm?

V取值為高度的一半，即為41mm

Mf

通過σ=，可計算出牽引桿對應的許用應力，σ=4848.87×1000×41/

I/V

899723.83=220.96（N/mm2）

2

許用應力需要滿足σc<0.8σs,且σc<0.6σBmin，可分別計算得到σc=284（N/mm）

22

和σc=282（N/mm），通過對力矩計算得到的σ為220.96（N/mm），小于σc，計

算結果為產品合格。

關于e/l=0.15和ex/lx=0.15時，最大彎矩Mf取值按哪個公式進行計算的

問題，項目組在進行實際舉例測算，發現采用e/l<0.15和ex/lx<0.15時，相關彎

矩值較大，較ex/lx>0.15大5%左右，更偏安全。同時也結合零部件企業的生產實

際情況，將ex/lx=0.15與ex/lx<0.15歸在同一計算公式。

目前我國已經開放機動車C6駕駛證的考試工作，駕駛員持C6駕照后，可

牽引小型掛車上路行駛，而該標準計算的牽引桿是小型掛車的必備部件之一，該

標準發布實施后，將會有效的提升小型中置軸掛車的安全性，為旅游的發展提供

支持。

四、標準中涉及專利的情況

本標準為相關計算，不涉及專利內容。

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五、預期達到的社會效益

本標準發布實施后，可有效的彌補國內相關產品在設計時的依據，為