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轮辋设计_金年会
2024-03-17

  金年会轮辐掏料的设计主要考虑到轻量化,平衡轮辐应力和铸造等方面的因素。下面为轮辐的一个掏料设计示意图:

  掏料设计主要根据车轮冲击和弯曲的有限元分析来进行。做初步的掏料设计时,可参考下面的参数(如上图A-A’截面)进行:

  (1)轮辐厚度H2:厚度范围在20~26mm之间(根据轮辐的宽度来设计具体的数值)然后以3~6度的梯度递增。

  按照轮辋的使用情况,轮辋可分成正向轮辋和反向轮辋,但两种结构的胎圈座结构都用上面的结构设计。下面为应用正向轮辋和反向轮辋的示意图:

  轮辋的选用主要根据车轮的形状、轮缘深度(LIP)、装车情况等参数来确定。

  根据载荷和轮辐宽度的差异,对于靠近轮辋部位的轮辐厚度,设计时可先考虑在20mm到26mm之间波动。而靠近安装盘部位的轮辐厚度金年会,设计时可先考虑在25mm到32mm之间波动。

  而应用覆盖螺栓孔的装饰盖设计时,可把安装盘的厚度控制在20~25mm之间,而安装盘和轮辐之间的“脖子”厚度控制在25~27mm之间。

  (1)、根据车轮的装车情况对设计的车轮进行归类,并初定出车轮的各种装配参数。

  (2)、车轮装配参数确定后,根据车轮的外观形状和偏距、装配情况等要素来确定车轮选用正向轮辋还是反向轮辋及其形状。

  1、一般在设计的初期,客户会提供设计新开发车轮的一些装车要求,如车轮的PCD金年会、偏距、规格、装车情况等信息。如果客户输入不清晰,根据设计的车轮是用于轿车还是卡车(或SUV)我们可以大概设定出这个车轮的装配参数,见下表:

  不休钢圈是车轮的一种装饰物,通过把不锈钢圈包扎在正面轮辋的外围,可使车轮呈现出一种轮缘车亮面的效果,见下图。

  轮辋是车轮结构里面标准化的一部分,由于轮辋和轮胎装胎时要保证两者的配合处有良好的气密性,所以轮辋胎圈座的两侧要严格按照标准执行。

  3、偏距:轮辋中心面到轮辐安装面间的距离。有正偏距、零偏距、负偏距之分。

  (2)、根据装配的需要,一般要求车轮安装面的平面度在0.1mm以下。为了更好的减少安装面平面度对车轮与车辆之间配合的影响,设计时可让车轮安装面向内倾斜,即成锥面结构(见下图)。斜面与轮辋中心平面的夹角为0.2度。

  (3)、车轮安装面不须涂装或电镀处理,原因是车轮安装面要与车轴连接面相配合、车轮的装拆易使涂层脱落,难于确保安装面的平面度,使车辆行驶时性能(车身振动金年会、松动等)受其影响。

  注:A、上面附图为5度深槽J型轮辋圆凸峰设计的常规尺寸(适用于TRA标准,适用的规格范围为14英寸到28英寸);

  由于国家地域的差异,为不同地区设计的车轮载荷也不一样,一般设计时按客户提供的参数来决定。比如为北美设计的车轮,设计的载荷可按照下表来大致确定:

  轮辋正面的轮缘设计主要涉及到铸造,轻量化和冲击试验等方面的因素。在符合轮辋标准的同时,下面为轮辋正面轮缘的常用设计结构。

  (3)轮辋确定后就可以根据装车的要求、车轮形状和载荷等确定出车轮安装盘和轮辐的初步设计。

  (4)、根据轮辐形状、轮辋形状和车轮的规格定义出机加余量和掏料结构的设计。

  (6)、对做出的车轮进行重量计算和有限元分析,确定是否需要进一步优化车轮的产品结构。

  (7)、如果重量计算和有限元分析合理,即可完成车轮的结构设计并输出工程图纸,如果不合理则重复上面步骤进行更改。

  2、对用于轿车车轮,规格小于17英寸时,尽量采用正向轮辋,3、对用于SUV或卡车车轮,规格小于18英寸时,尽量采用正向轮辋。

  注:A、上面附图为5度深槽J型轮辋扁平峰设计的常规尺寸(适用于TRA标准,适用的规格范围为14英寸到28英寸);

  当车轴与中心孔之间进行配合时,除了保证车轮中心孔与车轴之间的配合为间隙配合外,还要求中心孔有足够的高度,以保证中心孔或装饰盖和车轴顶部不会干涉。常见的车轴结构如下图:

  由于有些汽车车轴与车轴连接面之间可能存在着倒角关系,所以一般在中心孔安装面处设计一个倒角过渡(倒角结构见下图),以适应上面的需要。

  车轮中心孔与车轴之间的配合为间隙配合,假使车轴直径为D1,中心孔直径为D,则两者正常的装配关系可用下面的公式表示:

  (3)掏料斜面和窗口面之间的夹角:夹角范围在3~5度之间(比如窗口的拔模角度为7度时,掏料的拔模角度为10~12度之间)。

  (4)、掏料底部圆角:对此处的R角可尽量设大一点,一般R角的范围在R5~R9之间。

  (5)、掏料侧边厚度P:厚度范围在6~8mm之间,然后以2~4度的梯度递增。

  按轮辋和轮辐结合形式的不同,车轮可分为如下结构,其代表型结构用图例来表示:

  2、组合式:由2个以上的零件组合而成的车轮,其组成的零件可以分开,按其组合形式可分为三类:

  中心孔结构的设计主要是需要更多的考虑装配的关系,即中心孔与车轴之间、中心孔与卡口盖之间、中心孔与杯盖之间的配合。

  由于每个汽车厂商的车轴直径、车轴长度及其形状设计不一样,所以对中心孔设计的统一比较困难。

  一般中心孔的设计需要根据客户提供的中心孔直径参数和该车型的装车曲线、中心孔安装面倒角的设计:

  (3)、辐条式车轮:轮辋与中央轮盘部件,通过很多辐条实现连结的车轮结构。

  C、对于小孔直径d,常规情况下用11.5mm,而对于公司的德国客户则要求小孔直径为11.3mm。

  安装盘为车轮与车轴之间的连接面,安装盘直径的设计要考虑两个连接面之间的配合问题。

  一般轮辐设计的顺序是先根据车轮的外观设计出轮辐正面的轮廓线,再设计轮辐背面的轮廓线,然后根据装车空间的需要进行调整两条线的位置,确定车轮剖截面的设计。下图为设计好的一个轮辐示意图。

  从上图的结构可以看出,轮辐的设计特点是靠近轮辋位置的轮辐截面积最小,然后越靠近安装盘轮辐的截面积就越大。这是因为考虑到轮辐的受力分布(越靠近安装盘,轮辐受到的应力就越大)、铝液顺序凝固和补缩通道的需要。

  注:A、对于小孔厚度H,常规情况下用3.5mm,而对于公司的AR客户则要求小孔厚度H值为3.68mm。

  B、根据JIS中的TR 413标准,采用无内胎场合时,气门嘴部位的壁厚,理想情况为3.0~4.5mm。

  比如我们要设计一个用于轿车的车轮,根据上面的表我们选用这个车轮的装配参数如下: