CN218112241U - 轻量化轮毂及轮毂单元总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了轻量化轮毂及轮毂单元总成，涉及商用车轮毂技术领域，轻量化轮毂的第一轴承孔和第二轴承孔相连为一体且整体呈直孔状，轮毂本体包括第一轮毂部和第二轮毂部，沿轮毂本体的轴向上，第一轮毂部和第二轮毂部分别位于法兰盘两侧，第一轮毂部设置有齿圈安装凸环和筒体部，筒体部和齿圈安装凸环之间设置有环形凹陷部，环形凹陷部内设置有多个间隔设置的加强连接筋，第二轮毂部周向上间隔均布有多个圆柱形凸峰，相邻两个圆柱形凸峰之间形成内凹谷，内凹谷由谷底位置逐渐加厚过渡至圆柱形凸峰；第一轴承孔位于筒体部内，第二轴承孔位于第二轮毂部内。该轻量化轮毂在达到结构强度要求的同时实现了轮毂及轮毂单元总成的轻量化。

Description

轻量化轮毂及轮毂单元总成

技术领域

本实用新型涉及轮毂技术领域，具体涉及轻量化轮毂及轮毂单元总成。

背景技术

近年来，随着计重收费和燃油税政策的推出，为了节能降耗，减少废气的排放，提高车辆的动力学性能，现代卡车正在向轻量化发展，轮毂作为卡车中使用数量较多且体积较大的通用产品，其是承载和使车辆转动的重要安全零部件，轮毂的轻量化具有重要的意义。但是轮毂是一个承受随机疲劳载荷的旋转壳体结构，在卡车行驶中所受到的各种载荷向轮毂的传递也十分复杂，因此轮毂的几何形状和力学特征的复杂性给研究工作带来很大的困难，这就需要具有很高研发实力的轮毂供应商提供更轻、更高效、更可靠、更安全的高品质铸件。

目前比较通用方法有如下；

一种是使用更轻的零部件材料，主流的选择是用铝替代铁，由于材料铝的密度相对于铁件轻得多，以此来达到减重的目的。但是由于铝材料价格较高，由此带来了成本攀升，同时也降低了竞争优势。

另一种方法是应用高强度材料，通过对铸铁零部件结构进行优化设计，去除冗余材料来达到减重的目的。

还有一种方法就是零件的集成化设计，这样不仅可以减少连接件的使用降低重量，而且还会减少装配工序，从而可以减少成本，同时还可以大大的提高零件的质量稳定性。

实用新型内容

为克服上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种轻量化轮毂，该轮毂既能实现轮毂的轻量化，其结构具有较高的强度。

一种轻量化轮毂，其特征在于：包括轮毂本体，所述轮毂本体设置有法兰盘，所述轮毂本体内腔开设有第一轴承孔和第二轴承孔，其特征在于：

所述第一轴承孔和所述第二轴承孔相连为一体且整体呈直孔状，

所述轮毂本体包括第一轮毂部和第二轮毂部，沿轮毂本体的轴向上，所述第一轮毂部和所述第二轮毂部分别位于所述法兰盘两侧，

所述第一轮毂部设置有齿圈安装凸环和筒体部，所述筒体部和所述齿圈安装凸环之间设置有环形凹陷部，所述环形凹陷部内设置有多个间隔设置的加强连接筋，所述加强连接筋连接所述筒体部和所述齿圈安装凸环；

所述第二轮毂部周向上间隔均布有多个圆柱形凸峰，相邻两个所述圆柱形凸峰之间形成内凹谷，所述内凹谷由谷底位置逐渐加厚过渡至所述圆柱形凸峰；

所述第一轴承孔位于所述筒体部内，所述第二轴承孔位于所述第二轮毂部内。

优选的：轮胎受力中心线位于所述第二轮毂部，所述法兰盘的外端面与所述轮胎受力中心线的距离设为X，X的取值为25mm～35mm。

优选的：所述法兰盘的内端设置有多个间隔设置的轮毂螺栓安装凸块，多个所述轮毂螺栓安装凸块绕所述轮毂本体的轴线圆周均布，所述轮毂螺栓安装凸块上开设有螺栓孔。

优选的：相邻的两个轮毂螺栓安装凸块之间通过连接筋板连接，所述连接筋板的厚度小于轮毂螺栓安装凸块的厚度。

优选的：所述内凹谷设为向轮毂本体径向上内凹圆弧面，所述内凹圆弧面平缓过渡至所述圆柱形凸峰。

优选的：多个所述加强连接筋绕轮毂本体轴线呈圆周均布。

优选的：所述轮毂采用球墨铸铁材料。

一种轮毂单元总成，包括所述的轻量化轮毂。

所述轮毂本体内设置有轴管，所述轴管与所述轮毂本体之间有轴承单元，所述轴承单元安装在所述第一轴承孔和所述第二轴承孔处，所述轴管的外端部螺纹连接有锁紧螺母，所述锁紧螺母与所述轴承单元之间夹设有垫片，

所述轮毂本体安装在车桥上，所述车桥设置有半轴，所述半轴穿过所述轴管且一端伸出所述轮毂本体，所述半轴的伸出端设为凸缘，所述凸缘与所述轮毂本体螺栓连接，所述凸缘与所述轴承单元之间设置有隔圈，所述隔圈一端顶靠所述凸缘，另一端顶靠所述轴承单元的外圈。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的轻量化轮毂借助有限元分析的手段，并结合路试实验，分析出高载荷部分和低载荷部分，将高载荷部分的强度加强，尽可能的减少低载荷部分的材料，如筒体部和齿圈安装凸环之间设置有环形凹陷部，环形凹陷部内设置有多个间隔设置的加强连接筋，加强连接筋连接筒体部和齿圈安装凸环；第二轮毂部周向上间隔均布有多个圆柱形凸峰，相邻两个圆柱形凸峰之间形成内凹谷，内凹谷由谷底位置逐渐加厚过渡至圆柱形凸峰。

本实用新型的轻量化轮毂并不损失轮毂的可制造性和实用性，使其优化后的轮毂重量减轻，同时也满足了轮毂的功能和使用要求，即使得该轻量化轮毂在达到结构强度要求的同时实现了轮毂的轻量化，进而达到减轻轮毂单元的重量以及减轻车重、省油和节能减排的目的。

附图说明

图1是本实用新型轻量化轮毂的立体图；

图2是图1中的B向视图；

图3是图2中A-A处的剖视图；

图4是本实用新型轮毂单元总成的示意图；

图中：L、轮毂本体；1、法兰盘；101、轮毂螺栓安装凸块；102、螺栓孔；103、连接筋板；2、第一轴承孔；3、第二轴承孔；4、第一轮毂部；401、齿圈安装凸环；402、筒体部；403、环形凹陷部；5、第二轮毂部；501、圆柱形凸峰；502、内凹谷；6、加强连接筋；7、轴管；8、轴承单元；9、锁紧螺母；10、垫片；11、半轴；110、凸缘；12、隔圈；Y、轮胎受力中心线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。

车桥上的一对轮毂单元总成安装在车上时，以车厢两侧外部的区域为“外端”，对应车厢的(两个车轮之间)区域为“内端”，图4中，轮毂总成左端为外端，右端为内端。

如图1至图3共同所示的轻量化轮毂，轮毂本体L设置有法兰盘1，所述轮毂本体L内腔开设有第一轴承孔2和第二轴承孔3，所述第一轴承孔2和所述第二轴承孔3相连为一体且整体呈直孔状，第一轴承孔2位于轮毂本体L外端，第二轴承孔3位于轮毂本体L内端。

所述轮毂本体L包括第一轮毂部4和第二轮毂部5，沿轮毂本体L的轴向上，所述第一轮毂部4和所述第二轮毂部5分别位于所述法兰盘1两侧，

所述第一轮毂部4设置有齿圈安装凸环401和筒体部402，所述筒体部402和所述齿圈安装凸环401之间设置有环形凹陷部403，所述环形凹陷部403内设置有多个间隔设置的加强连接筋6，所述加强连接筋6连接所述筒体部402和所述齿圈安装凸环401；环形凹陷部403最大限度地减少了材料，进而减轻轮毂的重量，加强连接筋6提高第一轮毂部4和法兰盘1的连接强度，从而提高了轮毂的结构强度。

所述第二轮毂部5周向上间隔均布有多个圆柱形凸峰501，相邻两个所述圆柱形凸峰501之间形成内凹谷502，所述内凹谷502由谷底位置逐渐加厚过渡至所述圆柱形凸峰501；所述内凹谷502设为向轮毂本体L径向上内凹圆弧面，所述内凹圆弧面平缓过渡至所述圆柱形凸峰501。

所述第一轴承孔2位于所述筒体部402内，所述第二轴承孔3位于所述第二轮毂部5内。

由于第一轴承孔2和第二轴承孔3为主要承载力区域，因此，对应第一轴承孔2的筒体部402和对应第二轴承孔3的第二轮毂部5，因而需要较高的强度与硬度，所以设置内凹谷502以减轻重量，但在减轻重量的同时增加强度，内凹谷502由谷底位置逐渐加厚过渡至所述圆柱形凸峰501，逐渐加厚材料提高了该区域的结构强度。

如图3所示，轮胎受力中心线Y位于所述第二轮毂部5，所述法兰盘1的外端面与所述轮胎受力中心线Y的距离设为X，X的取值为25mm～35mm。

所述法兰盘1的内端设置有多个间隔设置的轮毂螺栓安装凸块101，多个轮毂螺栓安装凸块101绕所述轮毂本体L的轴线圆周均布，所述轮毂螺栓安装凸块101上开设有螺栓孔102。

相邻的两个轮毂螺栓安装凸块101之间通过连接筋板103连接，所述连接筋板103的厚度小于轮毂螺栓安装凸块101的厚度。连接筋板103的厚度较薄，在保证连接强度的同时减少材料。

多个所述加强连接筋6绕轮毂本体L轴线呈圆周均布。

该轮毂采用高强度的球墨铸铁材料，球墨铸铁材料疲劳强度高，在保证车辆安全的前提下，实现了更轻的产品重量。

本实用新型还提供了一种轮毂单元总成，该轮毂单元总成包括上述的轻量化轮毂。

如图4所示的轮毂单元总成，包括上述轻量化轮毂。轮毂本体L内设置有轴管7，轴管7与所述轮毂本体L之间有轴承单元8，所述轴承单元8安装在所述第一轴承孔2和所述第二轴承孔3处，所述轴管7的外端部螺纹连接有锁紧螺母9，所述锁紧螺母9与所述轴承单元8之间夹设有垫片10，所述轮毂本体L安装在车桥上，所述车桥设置有半轴11，所述半轴11穿过所述轴管7且一端伸出所述轮毂本体L，所述半轴11的伸出端设为凸缘110，所述凸缘110与所述轮毂本体L螺栓连接，所述凸缘110与所述轴承单元8之间设置有隔圈12，所述隔圈12一端顶靠所述凸缘110，另一端顶靠所述轴承单元8的外圈。轴承单元8为圆锥滚子轴承。

本实用新型的轻量化轮毂借助有限元分析的手段，并结合路试实验，分析出高载荷部分和低载荷部分，将高载荷部分的强度加强，尽可能的减少低载荷部分的材料，并不损失轮毂的可制造性和实用性，使其优化后的轮毂重量减轻，同时也满足了轮毂的功能和使用要求，即使得该轻量化轮毂在达到结构强度要求的同时实现了轮毂的轻量化，进而达到减轻轮毂单元的重量以及减轻车重、省油和节能减排的目的。

上述的相关零部件也可以有其他的结构，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，只要包含本实用新型的轻量化轮毂的其他轮毂单元总成也在本实用新型的保护范围之内。

凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轻量化轮毂，其特征在于：包括轮毂本体，所述轮毂本体设置有法兰盘，所述轮毂本体内腔开设有第一轴承孔和第二轴承孔，其特征在于：

所述第一轴承孔和所述第二轴承孔相连为一体且整体呈直孔状，

所述轮毂本体包括第一轮毂部和第二轮毂部，沿轮毂本体的轴向上，所述第一轮毂部和所述第二轮毂部分别位于所述法兰盘两侧，

所述第一轮毂部设置有齿圈安装凸环和筒体部，所述筒体部和所述齿圈安装凸环之间设置有环形凹陷部，所述环形凹陷部内设置有多个间隔设置的加强连接筋，所述加强连接筋连接所述筒体部和所述齿圈安装凸环；

所述第二轮毂部周向上间隔均布有多个圆柱形凸峰，相邻两个所述圆柱形凸峰之间形成内凹谷，所述内凹谷由谷底位置逐渐加厚过渡至所述圆柱形凸峰；

所述第一轴承孔位于所述筒体部内，所述第二轴承孔位于所述第二轮毂部内。

2.如权利要求1所述的轻量化轮毂，其特征在于：轮胎受力中心线位于所述第二轮毂部，所述法兰盘的外端面与所述轮胎受力中心线的距离设为X，X的取值为25mm～35mm。

3.如权利要求2所述的轻量化轮毂，其特征在于：所述法兰盘的内端设置有多个间隔设置的轮毂螺栓安装凸块，多个所述轮毂螺栓安装凸块绕所述轮毂本体的轴线圆周均布，所述轮毂螺栓安装凸块上开设有螺栓孔。

4.如权利要求3所述的轻量化轮毂，其特征在于：相邻的两个轮毂螺栓安装凸块之间通过连接筋板连接，所述连接筋板的厚度小于轮毂螺栓安装凸块的厚度。

5.如权利要求1所述的轻量化轮毂，其特征在于：所述内凹谷设为向轮毂本体径向上内凹圆弧面，所述内凹圆弧面平缓过渡至所述圆柱形凸峰。

6.如权利要求1所述的轻量化轮毂，其特征在于：多个所述加强连接筋绕轮毂本体轴线呈圆周均布。

7.如权利要求1所述的轻量化轮毂，其特征在于：所述轮毂采用球墨铸铁材料。

8.一种轮毂单元总成，其特征在于：包括权利要求1至7中任意一项所述的轻量化轮毂。

9.如权利要求8所述的轮毂单元总成，其特征在于：所述轮毂本体内设置有轴管，所述轴管与所述轮毂本体之间有轴承单元，所述轴承单元安装在所述第一轴承孔和所述第二轴承孔处，所述轴管的外端部螺纹连接有锁紧螺母，所述锁紧螺母与所述轴承单元之间夹设有垫片，

所述轮毂本体安装在车桥上，所述车桥设置有半轴，所述半轴穿过所述轴管且一端伸出所述轮毂本体，所述半轴的伸出端设为凸缘，所述凸缘与所述轮毂本体螺栓连接，所述凸缘与所述轴承单元之间设置有隔圈，所述隔圈一端顶靠所述凸缘，另一端顶靠所述轴承单元的外圈。

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