一种抗震性能好的汽车轮毂的设计

张圆　丁红蕊　胡恒涛　费维倩　郑超

摘要：随着我国经济的快速发展，人们生活收入水平的提高，汽车的数量不断增加，越来越普及。在汽车行驶过程中，汽车轮毂单元的作用是承重和为轮毂的转动提供精确引导，既承受轴向载荷又承受径向载荷，是一个非常重要的零部件。但由于汽车轮毂的问题，汽车在行驶过坑洼地面时，汽车会非常的颠簸、震动，有时甚至会导致交通事故的发生，使驾驶员和乘客无法安全舒适的驾驶乘坐汽车。因此，针对以上问题，提出设计研发一种抗震性能好的汽车轮毂，利用减震弹簧的不断的复位紧压和加强圈的强度，进而使其达到减震和提高安全系数的效果。

关键词：弹簧；加强圈；固定轴；减震

一、引言

（一）课题背景

1. 社会背景

近几年来汽车的快速发展，汽车出行对人们的安全产生了巨大的影响。每当汽车，在行驶过坑洼地面时，汽车会非常的颠簸、震动，有时甚至会导致交通事故的发生，所以人们需求降低颠簸、震动、提高安全出行的办法，例如避免失圆或断裂的减震轮毂等。但是伴随着避免失圆或断裂的减震轮毂的使用，人们发现其不仅不够美观，而且容易因外界因素而受到损伤，影响轮毂的使用寿命。所以，设计一个一种抗震性能好的汽车轮毂对改善人们的安全舒适出行有着重大意义。

2. 国内外研究状况

据报道德国KW减震系统采用新的‘INOX-LINE不锈钢技术，为那些既对驾驶及汽车运动有特殊要求，又要保留安全舒适的驾驶感受，及适当独特的车身视觉效果特别设计，使用该系统的车辆可以选择性降低车身高度5～45毫米，加大可调范围的回弹力可调的减震桶用来保证足够的舒适性，精准的操控要求、舒适的驾驶体验，被玩家冠以欧洲避震之王美誉。

台湾BC19寸钢琴黑轮毂，作为我国台湾的改装件品牌BC还是很有实力的。这款19寸轮毂无论做工还是设计都不输国际知名品牌。BC19寸钢琴黑轮毂注重操控性能的提升，同时改装避震、轮毂。BC19寸钢琴黑轮毂的配件是很不错的，所以使用BC19寸钢琴黑轮毂，整车操控大幅度提升。车身的降低也使整车看起来更漂亮“一低遮百丑”的说法是很有道理的。

（二）课题的目的和意义

近几年来汽车的快速发展，汽车出行对人们的安全产生了巨大的影响。每当汽车，在行驶过坑洼地面时，汽车会非常的颠簸、震动，有时甚至会导致交通事故的发生，但是伴随着避免失圆或断裂的减震轮毂的使用，人们发现其不仅不够美观，而且容易因外界因素而受到损伤，影响轮毂的使用寿命。所以，设计一个一种抗震性能好的汽车轮毂对改善人们的安全舒适出行有着十分重大的实用价值和实用意义。

（三）设计思路

整个抗震性能主要利用汽车轮毂的外轮辋和内轮辋之间通过若干均匀分布的固定轴固定连接，内轮辋上设置有若干均匀分布的安装孔，固定轴的内部设置有减震槽，减震槽的表面设置有卡槽，减震槽内部的上下端分别安装有上减震轴和下减震轴，上减震轴和下减震轴的表面套装有减震弹簧，卡槽内安装有密封板。外轮毂设置一层加强圈，加强圈能增强轮毂的强度，使其不易出现失圆或断裂，提高了轮毂的安全系数。减震弹簧和加强圈是抗震性能的关键。

二、抗震性能理论

抗震性能好的汽车轮毂的外轮辋和内轮辋之间通过若干均匀分布的固定轴固定连接，固定轴的内部设置有减震槽，减震槽的表面设置有卡槽，减震槽内部的上下端分别安装有上减震轴和下减震轴，上减震轴和下减震轴的表面套装有减震弹簧。上减震轴和下减震轴的长度之和小于所述减震弹簧未形变时的原始长度。

在汽车运行的过程中，由于上减震轴和下减震轴的长度之和小于减震弹簧未形变时的原始长度，使减震弹簧拥有足够的形变量受到间断性的挤压力，从而不断的完成挤压复位工作，让汽车达到更好的减震效果，且减震弹簧安装于轮毂固定轴的内部，既不影响轮毂的美观效果，也不影响轮毂的安全性能。

三、抗震性能系统

（一）内轮毂

在这种抗震性能良好的汽车轮毂的内轮辋上设置有若干均匀分布的安装孔，这种安装孔为螺纹孔。轮毂通过螺纹孔和螺栓安装到汽车上。

（二）外轮毂

在这种抗震性能良好的汽车轮毂的外轮辋表面设置有一层加强圈，加强圈能增强轮毂的强度，使其在行驶过坑洼地面时不易出现失圆或断裂，提高了轮毂的安全系数。

（三）固定轴

在这种抗震性能好的汽车轮毂的外轮辋和内轮辋之间通过若干均匀分布的固定轴固定连接，固定轴的内部设置有减震槽。在减震槽的表面设置有卡槽，内部的上下端分别安装有上减震轴和下减震轴。在卡槽内设置密封垫圈，使密封板在卡槽内安装得更加紧密，防止灰尘等进入减震槽内。在减震槽内部的上减震轴和下减震轴的表面装有减震弹簧，上减震轴和下减震轴的长度之和小于减震弹簧未形变时的原始长度，使弹簧拥有足够的形变量不断复位紧压来完成减震过程。

在汽车运行的过程中，由于装在减震槽内部的上减震轴和下减震轴的长度之和小于减震弹簧未形变时的原始长度，从而使减震弹簧拥有足够的形变量受到间断性的挤压力，以此不断的完成挤压复位工作，让汽车达到更好的减震效果，并且减震弹簧安装于轮毂固定轴的内部，既不影响轮毂的美观效果，也不影响轮毂的安全性能。

四、实验仿真

如图2、3所示，这种抗震性能好的汽车轮毂，包括外轮辋和内轮辋，外轮辋和内轮辋之间通过若干均匀分布的固定轴固定连接，内轮辋上设置有若干均匀分布的安装孔，固定轴的内部设置有减震槽，减震槽的表面设置有卡槽，减震槽内部的上下端分别安装有上减震轴和下减震轴，上减震轴和下减震轴的表面套装有减震弹簧，卡槽内安装有密封板。上減震轴和下减震轴的长度之和小于减震弹簧未形变时的原始长度，使弹簧拥有足够的形变量不断复位紧压来完成减震过程。卡槽内设置有密封垫圈，使密封板在卡槽内安装得更加紧密，防止灰尘等进入减震槽内。外轮辋的表面设置有一层加强圈，能增强轮毂的强度，提高了轮毂的安全系数。安装孔为螺纹孔，轮毂通过螺纹孔和螺栓安装到汽车上。

工作原理：在汽车运行的过程中，通过弹簧不断的复位紧压，使汽车更好的达到减震的效果，且减震弹簧安装于轮毂固定轴的内部，既不影响轮毂的美观效果，也不影响轮毂的安全性能；该轮毂的轮辋内设有加强圈，能增强轮毂的强度，使其在行驶过坑洼地面时不易出现失圆或断裂，提高了轮毂的安全系数。

参考文献：

[1]邱东华，格宁，叶红.外压容器扁钢加强圈设计方法探讨[J].辽宁石油化工大学学报，2004（02）.

[2]吴波，祁向荣，江征风，丁毓峰.基于多失效模式的轴承滚动体可靠性模型[J].轴承，2005（09）.

*项目名称：一种可扫除盲区的汽车后视镜，项目编号：201710959024，项目类别：创新训练项目。

（作者单位：安徽三联学院）