一種抗震性能好的汽車輪轂的設計

張圓　丁紅蕊　胡恒濤　費維倩　鄭超

摘要：隨著我國經濟的快速發展，人們生活收入水平的提高，汽車的數量不斷增加，越來越普及。在汽車行駛過程中，汽車輪轂單元的作用是承重和為輪轂的轉動提供精確引導，既承受軸向載荷又承受徑向載荷，是一個非常重要的零部件。但由于汽車輪轂的問題，汽車在行駛過坑洼地面時，汽車會非常的顛簸、震動，有時甚至會導致交通事故的發生，使駕駛員和乘客無法安全舒適的駕駛乘坐汽車。因此，針對以上問題，提出設計研發一種抗震性能好的汽車輪轂，利用減震彈簧的不斷的復位緊壓和加強圈的強度，進而使其達到減震和提高安全系數的效果。

關鍵詞：彈簧；加強圈；固定軸；減震

一、引言

（一）課題背景

1. 社會背景

近幾年來汽車的快速發展，汽車出行對人們的安全產生了巨大的影響。每當汽車，在行駛過坑洼地面時，汽車會非常的顛簸、震動，有時甚至會導致交通事故的發生，所以人們需求降低顛簸、震動、提高安全出行的辦法，例如避免失圓或斷裂的減震輪轂等。但是伴隨著避免失圓或斷裂的減震輪轂的使用，人們發現其不僅不夠美觀，而且容易因外界因素而受到損傷，影響輪轂的使用壽命。所以，設計一個一種抗震性能好的汽車輪轂對改善人們的安全舒適出行有著重大意義。

2. 國內外研究狀況

據報道德國KW減震系統采用新的‘INOX-LINE不銹鋼技術，為那些既對駕駛及汽車運動有特殊要求，又要保留安全舒適的駕駛感受，及適當獨特的車身視覺效果特別設計，使用該系統的車輛可以選擇性降低車身高度5～45毫米，加大可調范圍的回彈力可調的減震桶用來保證足夠的舒適性，精準的操控要求、舒適的駕駛體驗，被玩家冠以歐洲避震之王美譽。

臺灣BC19寸鋼琴黑輪轂，作為我國臺灣的改裝件品牌BC還是很有實力的。這款19寸輪轂無論做工還是設計都不輸國際知名品牌。BC19寸鋼琴黑輪轂注重操控性能的提升，同時改裝避震、輪轂。BC19寸鋼琴黑輪轂的配件是很不錯的，所以使用BC19寸鋼琴黑輪轂，整車操控大幅度提升。車身的降低也使整車看起來更漂亮“一低遮百丑”的說法是很有道理的。

（二）課題的目的和意義

近幾年來汽車的快速發展，汽車出行對人們的安全產生了巨大的影響。每當汽車，在行駛過坑洼地面時，汽車會非常的顛簸、震動，有時甚至會導致交通事故的發生，但是伴隨著避免失圓或斷裂的減震輪轂的使用，人們發現其不僅不夠美觀，而且容易因外界因素而受到損傷，影響輪轂的使用壽命。所以，設計一個一種抗震性能好的汽車輪轂對改善人們的安全舒適出行有著十分重大的實用價值和實用意義。

（三）設計思路

整個抗震性能主要利用汽車輪轂的外輪輞和內輪輞之間通過若干均勻分布的固定軸固定連接，內輪輞上設置有若干均勻分布的安裝孔，固定軸的內部設置有減震槽，減震槽的表面設置有卡槽，減震槽內部的上下端分別安裝有上減震軸和下減震軸，上減震軸和下減震軸的表面套裝有減震彈簧，卡槽內安裝有密封板。外輪轂設置一層加強圈，加強圈能增強輪轂的強度，使其不易出現失圓或斷裂，提高了輪轂的安全系數。減震彈簧和加強圈是抗震性能的關鍵。

二、抗震性能理論

抗震性能好的汽車輪轂的外輪輞和內輪輞之間通過若干均勻分布的固定軸固定連接，固定軸的內部設置有減震槽，減震槽的表面設置有卡槽，減震槽內部的上下端分別安裝有上減震軸和下減震軸，上減震軸和下減震軸的表面套裝有減震彈簧。上減震軸和下減震軸的長度之和小于所述減震彈簧未形變時的原始長度。

在汽車運行的過程中，由于上減震軸和下減震軸的長度之和小于減震彈簧未形變時的原始長度，使減震彈簧擁有足夠的形變量受到間斷性的擠壓力，從而不斷的完成擠壓復位工作，讓汽車達到更好的減震效果，且減震彈簧安裝于輪轂固定軸的內部，既不影響輪轂的美觀效果，也不影響輪轂的安全性能。

三、抗震性能系統

（一）內輪轂

在這種抗震性能良好的汽車輪轂的內輪輞上設置有若干均勻分布的安裝孔，這種安裝孔為螺紋孔。輪轂通過螺紋孔和螺栓安裝到汽車上。

（二）外輪轂

在這種抗震性能良好的汽車輪轂的外輪輞表面設置有一層加強圈，加強圈能增強輪轂的強度，使其在行駛過坑洼地面時不易出現失圓或斷裂，提高了輪轂的安全系數。

（三）固定軸

在這種抗震性能好的汽車輪轂的外輪輞和內輪輞之間通過若干均勻分布的固定軸固定連接，固定軸的內部設置有減震槽。在減震槽的表面設置有卡槽，內部的上下端分別安裝有上減震軸和下減震軸。在卡槽內設置密封墊圈，使密封板在卡槽內安裝得更加緊密，防止灰塵等進入減震槽內。在減震槽內部的上減震軸和下減震軸的表面裝有減震彈簧，上減震軸和下減震軸的長度之和小于減震彈簧未形變時的原始長度，使彈簧擁有足夠的形變量不斷復位緊壓來完成減震過程。

在汽車運行的過程中，由于裝在減震槽內部的上減震軸和下減震軸的長度之和小于減震彈簧未形變時的原始長度，從而使減震彈簧擁有足夠的形變量受到間斷性的擠壓力，以此不斷的完成擠壓復位工作，讓汽車達到更好的減震效果，并且減震彈簧安裝于輪轂固定軸的內部，既不影響輪轂的美觀效果，也不影響輪轂的安全性能。

四、實驗仿真

如圖2、3所示，這種抗震性能好的汽車輪轂，包括外輪輞和內輪輞，外輪輞和內輪輞之間通過若干均勻分布的固定軸固定連接，內輪輞上設置有若干均勻分布的安裝孔，固定軸的內部設置有減震槽，減震槽的表面設置有卡槽，減震槽內部的上下端分別安裝有上減震軸和下減震軸，上減震軸和下減震軸的表面套裝有減震彈簧，卡槽內安裝有密封板。上減震軸和下減震軸的長度之和小于減震彈簧未形變時的原始長度，使彈簧擁有足夠的形變量不斷復位緊壓來完成減震過程。卡槽內設置有密封墊圈，使密封板在卡槽內安裝得更加緊密，防止灰塵等進入減震槽內。外輪輞的表面設置有一層加強圈，能增強輪轂的強度，提高了輪轂的安全系數。安裝孔為螺紋孔，輪轂通過螺紋孔和螺栓安裝到汽車上。

工作原理：在汽車運行的過程中，通過彈簧不斷的復位緊壓，使汽車更好的達到減震的效果，且減震彈簧安裝于輪轂固定軸的內部，既不影響輪轂的美觀效果，也不影響輪轂的安全性能；該輪轂的輪輞內設有加強圈，能增強輪轂的強度，使其在行駛過坑洼地面時不易出現失圓或斷裂，提高了輪轂的安全系數。

參考文獻：

[1]邱東華，格寧，葉紅.外壓容器扁鋼加強圈設計方法探討[J].遼寧石油化工大學學報，2004（02）.

[2]吳波，祁向榮，江征風，丁毓峰.基于多失效模式的軸承滾動體可靠性模型[J].軸承，2005（09）.

*項目名稱：一種可掃除盲區的汽車后視鏡，項目編號：201710959024，項目類別：創新訓練項目。

（作者單位：安徽三聯學院）