CN209395506U - 一种混杂复合材料汽车轮毂以及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种混杂复合材料汽车轮毂以及汽车，涉及轮毂技术领域，该混杂复合材料汽车轮毂包括轮辋、轮辐、轮毂本体以及二次浇注体，轮辐的一端与轮毂本体连接，轮辐的另一端与轮辋连接，二次浇注体设置在轮辐与轮辋的连接处，用于加强轮辐与轮辋的连接强度。通过在轮辐与轮辋的连接处设置二次浇注体，以二次固化的形式进一步加强了连接结构强度，消除了轮辋与轮辐过渡区域的应力集中现象，提高了轮毂本体整体的抗冲击能力。相较于现有技术，本实用新型提供的混杂复合材料汽车轮毂，结构强度高，抗冲击能力强。

Description

一种混杂复合材料汽车轮毂以及汽车

技术领域

本实用新型涉及轮毂技术领域，具体而言，涉及一种混杂复合材料汽车轮毂以及汽车。

背景技术

目前较为成熟的复合材料轮毂多为碳纤维复合材料轮毂，碳纤维成本较高。而采用其他成本相对较低的纤维如玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、凯夫拉纤维等作为增强体制造的复合材料轮毂强度和刚度又不能满足使用标准，且减重效果不如碳纤维轮毂。

在现有技术中，轮毂通常采用一体式构建，轮辋与轮辐之间通常是通过焊接或者一体成型的技术固定连接，这种连接方式无疑增加了轮辋与轮辐之间的过渡区域的应力集中，极大地降低了轮毂整体的抗冲击能力。

有鉴于此，设计制造出一种能够消除轮辋与轮辐之间的过渡区域的应力集中，提高轮毂整体的抗冲击能力的混杂复合材料汽车轮毂就显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种混杂复合材料汽车轮毂，能够消除轮辋与轮辐之间的过渡区域的应力集中，提高轮毂本体整体的抗冲击能力。

本实用新型的另一目的在于提供一种汽车，其轮毂本体的抗冲击能力强。

本实用新型是采用以下的技术方案来实现的。

一种混杂复合材料汽车轮毂，包括轮辋、轮辐、轮毂本体以及二次浇注体，轮辐的一端与轮毂本体连接，轮辐的另一端与轮辋连接，二次浇注体设置在轮辐与轮辋的连接处，用于加强轮辐与轮辋的连接强度。

进一步地，二次浇注体呈环状并贴合设置在轮辋的表面，且二次浇注体渗入轮辐与轮辋之间并分别与轮辐与轮辋固定连接。

进一步地，轮辐上设置有连接齿，轮辋上设置有连接槽，连接齿伸入连接槽，以使轮辋与轮辐通过齿啮合连接。

进一步地，轮辋包括内层和外层，内层与外层固定成型，轮辐的端部与内层连接。

进一步地，内层的厚度大于外层的厚度。

进一步地，外层的厚度为1-3mm，内层的厚度为3mm以上。

进一步地，轮毂本体上开设有第一定位通孔，轮辐远离轮辋的一端开设有第二定位通孔，第一定位通孔和第二定位通孔相对应，且第一定位通孔内设置有贯穿至第二定位通孔的连接螺栓。

进一步地，轮辐的一端设置有安装台，安装台贴设在轮毂本体的端面，第二定位通孔开设在安装台的中部。

进一步地，安装台与轮毂本体的端面粘接或者卡接。

一种汽车，包括混杂复合材料汽车轮毂，混杂复合材料汽车轮毂包括轮辋、轮辐、轮毂本体以及二次浇注体，轮辐的一端与轮毂本体连接，轮辐的另一端与轮辋连接，二次浇注体设置在轮辐与轮辋的连接处，用于加强轮辐与轮辋的连接强度。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种混杂复合材料汽车轮毂，轮辐的一端与轮毂本体连接，轮辐的另一端与轮辋连接，二次浇注体设置在轮辐与轮辋的连接处，用于加强轮辐与轮辋的连接强度。通过在轮辐与轮辋的连接处设置二次浇注体，以二次固化的形式进一步加强了连接结构强度，消除了轮辋与轮辐过渡区域的应力集中现象，提高了轮毂本体整体的抗冲击能力。相较于现有技术，本实用新型提供的混杂复合材料汽车轮毂，结构强度高，抗冲击能力强。

本实用新型提供的一种混杂复合材料汽车轮毂，在轮辐上设置有连接齿，在轮辋上设置有连接槽，连接齿伸入连接槽，使得轮辋与轮辐通过齿啮合连接。通过将轮辐与轮辋分体设置，并通过齿啮合连接，方便安装的同时也降低了连接处出现应力集中现象，提高了抗冲击能力。

本实用新型提供的一种混杂复合材料汽车轮毂，轮辋的内层厚度大于轮辋的外层厚度，其中内层厚度较大，加强了内层材料对冲击功的吸收，提高整体抗冲击能力，而外层厚度较小，能够节省高强度高成本材料的用量，降低制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的混杂复合材料汽车轮毂的整体结构示意图；

图2为图1中轮辋的结构示意图；

图3为图1中轮辐的连接结构示意图；

图4为本实用新型第一实施例提供的混杂复合材料汽车轮毂的局部结构示意图；

图5为为本实用新型第一实施例提供的混杂复合材料汽车轮毂的分解结构示意图。

图标：100-混杂复合材料汽车轮毂；110-轮辋；111-内层；113- 外层；115-连接槽；130-轮辐；131-连接齿；133-第二定位通孔；150- 轮毂本体；151-第一定位通孔；170-二次浇注体。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

通过轮胎与路面接触传递力和力矩，汽车轮毂所受到的力主要来自固定在轮辋上的充气内胎的局部胎压。由于轮胎的挤压变形，汽车轮毂的实际受力部位不再是沿着轮辋轴向方同的一条线了，而是与轮辋接触部位附近的一块圆弧曲面，所受的力的大小沿轮辋的该接触部位向两侧的周向方向急剧递减。因此，汽车轮毂的受力部位主要还是集中在与轮辋接触的那段圆弧曲面上。而应力集中的部位通常情况下位于轮毂背面螺栓孔处，其次则为轮辐与轮辋连接的过渡区域。此外，轮缘的外沿部分易受到外力载荷冲击，抗变形能力较差，因此轮缘部位也为轮毂受力的危险区域。

本实用新型通过在轮辐与轮辋连接的过渡区域设置二次浇注体，并通过材料和制作工艺上的合理选用，能够大幅增加汽车轮毂的抗冲击能力。

通过轮胎与路面接触传递力和力矩，轮毂所受到的力主要来自固定在轮辋上的充气内胎的局部胎压。由于轮胎的挤压变形，轮毂的实际受力部位不再是沿着轮辋轴向方同的一条线了，而是与轮辋接触部位附近的一块圆弧曲面，所受的力的大小沿轮辋的该接触部位向两侧的周向方向急剧递减。因此，轮毂的受力部位主要还是集中在与轮辋接触的那段圆弧曲面上。而应力集中的部位通常情况下位于轮毂背面螺栓孔处，其次则为轮辐与轮辋连接的过渡区域。此外，轮缘的外沿部分易受到外力载荷冲击，抗变形能力较差，因此轮缘部位也为轮毂受力的危险区域。通过有限元模拟分析和实验测试可得出强度刚度需求范围，指导后续的材料选型和结构设计。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

结合参见图1和图2，本实施例提供了一种混杂复合材料汽车轮毂100，包括轮辋110、轮辐130、轮毂本体150以及二次浇注体170，轮辐130的一端与轮毂本体150连接，轮辐130的另一端与轮辋110 连接，二次浇注体170设置在轮辐130与轮辋110的连接处，用于加强轮辐130与轮辋110的连接强度。

值得注意的是，本实施例中轮辐130的个数为多个，多个轮辐 130均匀绕设在轮毂本体150的周围并与轮辋110连接。本实施例中轮辐130的个数为5个，当然，也可以是4个或者6个等，在此不作具体限定。

在本实施例中，轮辋110包括内层111和外层113，内层111和外层113固定成型，轮辐130与内层111连接，外层113用于安装轮胎。

需要说明的是，轮辋110的内层111、外层113可采用纤维布预浸料铺贴至设计厚度，通过模压、注射、热压罐等工艺制造完成。根据技术指标选择不同增强体和基体以及调整不同增强体的含量可保证所需轮辋110的使用要求。也可采用缠绕成型工艺，内层111在芯模上缠绕完成后再缠绕外层113；若内层111由纤维布铺贴固化成型则可直接在内层111缠绕完成外层113成型。同理，也可内层111缠绕，外层113铺贴固化成型。

具体地，外层113采用强度较高又不失韧性的碳纤维与芳纶纤维编织而成的纤维布预浸料铺贴至设计厚度备用，根据技术指标通过调整两种纤维的含量可调整外层113的强度和刚度，保证轮辋110外轮廓满足强度需求且在受冲击载荷下不易发生变形。内层111则采用成本较低，韧性较好的玄武岩纤维布预浸料铺贴至设计厚度备用。轮辋 110的内层111和外层113在模具中铺贴好后固化一体成型。

在本实用新型其他较佳的实施例中，内层111使用成本较低，韧性较好的玄武岩纤维布预浸料铺贴至设计厚度固化成型，在外层113 采用强度较高又不失韧性的碳纤维与芳纶纤维的混合丝束在轮辋110 下层上缠绕成型。根据技术指标通过调整两种纤维的含量可调整外层 113的强度和刚度，保证轮辋110外轮廓满足强度需求且在受冲击载荷下不易发生变形。轮辋110的内层111和外层113在模具中铺贴好后固化一体成型。

在本实施例中，内层111的厚度大于外层113的厚度。内层111 厚度较大，加强了内层111材料对冲击功的吸收，提高整体抗冲击能力，而外层113厚度较小，能够节省高强度高成本材料的用量，降低制造成本。

具体地，外层113的厚度为1-3mm，内层111的厚度为3mm以上。优选地，外层113的厚度为2mm，内层111的厚度为4mm。

结合参见图3和图4，二次浇注体170呈环状并贴合设置在轮辋 110的表面，且二次浇注体170渗入轮辐130与轮辋110之间并分别与轮辐130与轮辋110固定连接。通过设置二次浇注体170进行二次固定，能够增加轮辐130与轮辋110的连接强度。

在本实施例中，二次浇注体170采用二次固化树脂浇注而成，具体地，采用短切或长切玄武岩纤维环氧树脂注射固化一体成型。

在本实施例中，轮辐130上设置有连接齿131，轮辋110上设置有连接槽115，连接齿131伸入连接槽115，以使轮辋110与轮辐130 通过齿啮合连接。具体地，连接槽115的形状与连接齿131的形状相匹配，同时连接槽115的尺寸略大于连接齿131的尺寸，方便二次浇注体170渗入连接槽115中，提高连接强度。

在本实施例中，轮辐130与轮辋110连接的端面形状与轮辋110 的表面形状相吻合，同时连接齿131设置在轮辐130的端面，连接齿 131设置在轮辋110的表面。具体地，连接齿131呈长条矩形体状，连接槽115与连接齿131的形状相匹配，且连接齿131与连接槽115均为三个。

在本实施例中，轮辐130采用模压、注射、热压罐等工艺制造，同芯模一样，对于连接齿131的特征由事先准备好的模具成型出相应凸面。连接齿131凸面轮廓略小于连接槽115，便于二次固化树脂浸润和粘接剂进入，二次固化时的装配精度由模具保障，一般实现工艺为注塑(RIM)成型。

参见图5，轮毂本体150上开设有第一定位通孔151，轮辐130 远离轮辋110的一端开设有第二定位通孔133，第一定位通孔151和第二定位通孔133相对应，且第一定位通孔151内设置有贯穿至第二定位通孔133的连接螺栓。

轮辐130的一端设置有安装台，安装台贴设在轮毂本体150的端面，第二定位通孔133开设在安装台的中部。

在本实施例中，安装台粘接在轮毂本体150的端面。优选地，安装台与轮毂本体150的端面之间在胶结后二次固化成型。当然，此处安装台与轮毂本体150的端面之间也可以采用卡接的形式连接，具体地，可以采用齿啮合的方式、凹凸点配合的方式或者平面卡接的方式进行连接，其具体连接形式在此不作具体限定，但凡是能够实现安装台与轮毂本体150的端面之间相互连接的方式均在本实用新型的保护范围之内。

综上所述，本实施例提供了一种混杂复合材料汽车轮毂100，轮辐130的一端与轮毂本体150连接，轮辐130的另一端与轮辋110 连接，二次浇注体170设置在轮辐130与轮辋110的连接处，用于加强轮辐130与轮辋110的连接强度。通过在轮辐130与轮辋110的连接处设置二次浇注体170，以二次固化的形式进一步加强了连接结构强度，消除了轮辋110与轮辐130过渡区域的应力集中现象，提高了轮毂本体150整体的抗冲击能力。在轮辐130上设置有连接齿131，在轮辋110上设置有连接槽115，连接齿131伸入连接槽115，使得轮辋110与轮辐130通过齿啮合连接。通过将轮辐130与轮辋110分体设置，并通过齿啮合连接，方便安装的同时也降低了连接处出现应力集中现象，提高了抗冲击能力，轮辋110的内层111厚度大于轮辋110的外层113厚度，其中内层111厚度较大，加强了内层111材料对冲击功的吸收，提高整体抗冲击能力，而外层113厚度较小，能够节省高强度高成本材料的用量，降低制造成本。相较于现有技术，本实用新型提供的混杂复合材料汽车轮毂100，结构强度高，抗冲击能力强，同时能够降低制造成本。

第二实施例

本实施例提供了一种汽车，包括车体和多个混杂复合材料汽车轮毂100，其中混杂复合材料汽车轮毂100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

车体具有两个车轴，混杂复合材料汽车轮毂100为四个，四个混杂复合材料汽车轮毂100分别设置在两个车轴的两端，混杂复合材料汽车轮毂100包括轮辋110、轮辐130、轮毂本体150以及二次浇注体170，轮辐130的一端与轮毂本体150连接，轮辐130的另一端与轮辋110连接，二次浇注体170设置在轮辐130与轮辋110的连接处，用于加强轮辐130与轮辋110的连接强度。车轴伸出到轮毂本体150 内，从而实现传动连接。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混杂复合材料汽车轮毂，其特征在于，包括轮辋、轮辐、轮毂本体以及二次浇注体，所述轮辐的一端与所述轮毂本体连接，所述轮辐的另一端与所述轮辋连接，所述二次浇注体设置在所述轮辐与所述轮辋的连接处，用于加强所述轮辐与所述轮辋的连接强度。

2.根据权利要求1所述的混杂复合材料汽车轮毂，其特征在于，所述二次浇注体呈环状并贴合设置在轮辋的表面，且所述二次浇注体渗入所述轮辐与所述轮辋之间并分别与所述轮辐与所述轮辋固定连接。

3.根据权利要求2所述的混杂复合材料汽车轮毂，其特征在于，所述轮辐上设置有连接齿，所述轮辋上设置有连接槽，所述连接齿伸入所述连接槽，以使所述轮辋与所述轮辐通过齿啮合连接。

4.根据权利要求1所述的混杂复合材料汽车轮毂，其特征在于，所述轮辋包括内层和外层，所述内层与所述外层固定成型，所述轮辐的端部与所述内层连接。

5.根据权利要求4所述的混杂复合材料汽车轮毂，其特征在于，所述内层的厚度大于所述外层的厚度。

6.根据权利要求4所述的混杂复合材料汽车轮毂，其特征在于，所述外层的厚度为1-3mm，所述内层的厚度为3mm以上。

7.根据权利要求1所述的混杂复合材料汽车轮毂，其特征在于，所述轮毂本体上开设有第一定位通孔，所述轮辐远离所述轮辋的一端开设有第二定位通孔，所述第一定位通孔和所述第二定位通孔相对应，且所述第一定位通孔内设置有贯穿至所述第二定位通孔的连接螺栓。

8.根据权利要求7所述的混杂复合材料汽车轮毂，其特征在于，所述轮辐的一端设置有安装台，所述安装台贴设在所述轮毂本体的端面，所述第二定位通孔开设在所述安装台的中部。

9.根据权利要求8所述的混杂复合材料汽车轮毂，其特征在于，所述安装台与所述轮毂本体的端面粘接或者卡接。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的混杂复合材料汽车轮毂。