一種用于車輛的全浮動式后驅(qū)動橋的多邊形轂的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于車輛的全浮動后驅(qū)動橋的多邊形轂，該多邊形轂用于制動鼓和車輪組件中，包括在橋傳動軸的支承構(gòu)件（10）上旋轉(zhuǎn)的轂（4），所述轂（4）與外殼中的內(nèi)軸承（5）和外軸承（7）組裝，以使得能繞一軸線自如旋轉(zhuǎn)，并與所述支承構(gòu)件（10）固定就位；完整的輪端組件再用鎖緊螺母（12）壓緊；具有法蘭（15）的所述轂載有車輪螺栓（2），可為制動鼓（1）和輪輞提供座部，并用車輪螺母（3）固定；所述轂（4）為鑄造件，具有中央部（17），所述中央部（17）是所述轂（4）的主要部分。本發(fā)明包括為所述轂的中央部分提供六邊形以取代圓形。這樣使得在車輪處于不同的運(yùn)行狀況下時，轂?zāi)軌虺惺芨鞣N負(fù)載（即車輛總重，轉(zhuǎn)彎，制動和扭矩負(fù)載）的強(qiáng)度提高了10%。此外，在所述中央六邊形轂的每一邊的外半部周邊形成有小六邊形。所述六邊形（18）的內(nèi)半部與中央六邊形部（17）合并。交叉的六邊形邊緣（21）布置成所述小六邊形的兩個邊分別平行于中央六邊形的兩個邊（22）。如圖1和圖3所示，小六邊形（18）將中央六邊形（17）與轂法蘭（15）連結(jié)起來，提供了所需的強(qiáng)度和剛度。
【專利說明】—種用于車輛的全浮動式后驅(qū)動橋的多邊形轂
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于車輛的全浮動式后驅(qū)動橋的輪轂。更特別地，本發(fā)明涉及一種具有最佳材料含量并實(shí)現(xiàn)更高的強(qiáng)度對重量比的適用于任何用途的用于車輛的多邊形轂。
【背景技術(shù)】
[0002]轂安裝在軸箱主軸上，通過鎖定裝置與軸承和密封件組裝在一起。轂位于傳動齒輪和如輪輞、制動鼓、輪胎之類的輪端部件之間。軸轂的基本功能是:
[0003]-支撐共同作用于軌跡點(diǎn)(trackpoint)的車輛自重與其他負(fù)載，即轉(zhuǎn)彎、斷裂負(fù)載和牽引轉(zhuǎn)矩負(fù)載等；
[0004]-為輪輞、制動鼓和ABS配件提供安裝接口；
[0005]-包封子組裝零件，例如軸承，密封件，墊片，鎖定配件及潤滑油等。
[0006]軸轂主要呈圓形，由鑄造材料制成。但是，這些轂在車輛運(yùn)行過程中會受到如下所述的不同方向上的有效載荷的作用:
[0007]-由于在驅(qū)動軸連接部處的轉(zhuǎn)矩傳遞而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩負(fù)載；
[0008]-自重引起的豎直負(fù)載；
[0009]-制動負(fù)載；
[0010]-由于轉(zhuǎn)彎或撞擊路緣(kerbstrike)引起的橫向負(fù)載。
[0011]現(xiàn)有軸轂的設(shè)計方法通?；谝韵聨追矫?
[0012]1.轂的外形為圓形，具有最大的截面厚度以達(dá)到最高強(qiáng)度。
[0013]2.豎直的實(shí)心肋用于達(dá)到所需的剛度而無任何偏斜。
[0014]3.被外部圓形部分覆蓋的內(nèi)部橢圓形以達(dá)到所述強(qiáng)度。
[0015]4.軸承之間的橋狀結(jié)構(gòu)以滿足所有車輛負(fù)載條件下的強(qiáng)度。
[0016]5.可行設(shè)計的本領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)。
[0017]基于這些傳統(tǒng)設(shè)計因素，現(xiàn)有的轂并不是最佳的，因?yàn)?
[0018]-由于圓形的最多的材料含量在負(fù)載線區(qū)域(即軌跡點(diǎn))，因此使得轂更重。
[0019]-這些轂具有較小的強(qiáng)度對重量比。
[0020]-冷卻區(qū)域不是最佳的。
[0021]為了達(dá)到轂的所需的強(qiáng)度和剛度特性，轂的設(shè)計者們采用更多的材料，這導(dǎo)致轂的應(yīng)用的重量增大，強(qiáng)度對重量比更低。輪轂的現(xiàn)有設(shè)計理念不利于使之達(dá)到足夠的強(qiáng)度，反而使其體積大并因而很重。
[0022]日本專利JP2003285603A公開了一種圓形轂，在鑄件中有橢圓形的中央孔，該轂可以滿足所需的剛度和強(qiáng)度。而除了強(qiáng)度以外，這些轂體積很大，并且因此承載更多的載荷。這類轂以與圓形轂類似的方式運(yùn)行。但是這種設(shè)計的最主要的缺點(diǎn)是前部被覆蓋有較大的外圓形，該外圓形具有最大的截面模量，并且比輪轂后部(即法蘭的背面)強(qiáng)度更高，從而導(dǎo)致該區(qū)域應(yīng)力集中。[0023]韓國專利KR20090050233A描述了一種設(shè)置在螺栓區(qū)域中的附加的三角形肋的圓形轂。這將給法蘭區(qū)域提供更高的剛度，從而在轉(zhuǎn)彎和豎直負(fù)載中獲益以避免偏斜。但是由于這類轂的中央部是圓形的，因此這些轂總是具有較小的強(qiáng)度對重量比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0024]發(fā)明目的
[0025]本發(fā)明的主要目的是提供一種多邊形結(jié)構(gòu)的輪轂，更具體而言是一種六邊形結(jié)構(gòu)的轂。
[0026]本發(fā)明的另一目的是提供一種能達(dá)到最高強(qiáng)度，具有最佳材料含量的六邊形轂。
[0027]本發(fā)明的另一目的是提供一種能延長零件使用壽命，使用更少的材料含量，具有更高的強(qiáng)度對重量比的六邊形轂。
[0028]本發(fā)明的陳述
[0029]相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種用于車輛的全浮動后驅(qū)動橋的多邊形轂，該轂用于制動鼓和車輪組件中，包括在橋傳動軸的支承構(gòu)件上旋轉(zhuǎn)的轂，其與內(nèi)軸承和外軸承組裝在外殼中，所述轂中還有密封潤滑劑，以使得能繞一軸線自如旋轉(zhuǎn)，并與所述構(gòu)件固定就位；完整的輪端組件再用鎖緊螺母壓緊；具有法蘭的所述轂載有車輪螺栓，可為制動鼓和輪輞提供座部，用車輪螺母固定；所述轂為鑄造件形成，具有中央部，所述中央部是轂的主要部分，其特征在于所述中央部分制成為六邊形形狀，以便在車輪的不同的運(yùn)行條件期間，中央部能安全地承受各種負(fù)載(即車輛總重，轉(zhuǎn)彎，制動和轉(zhuǎn)矩負(fù)載)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]結(jié)合以下附圖來閱讀可以更好地理解本發(fā)明，其中:
[0031]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的多邊形(六邊形)轂的等軸視圖。
[0032]圖2示出本發(fā)明的轂安裝在驅(qū)動橋上的位置的剖視圖。
[0033]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的轂的六邊形結(jié)構(gòu)的正視圖。
[0034]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的轂的局部剖視圖，示出了在負(fù)載線處的六邊形結(jié)構(gòu)。
[0035]圖5示出本發(fā)明的由于六邊形結(jié)構(gòu)而引起的扭矩反作用消除的示意圖。
[0036]圖6示出通過CAE分析得到的現(xiàn)有轂與本發(fā)明的六邊形轂受到的豎直沖擊負(fù)載時的應(yīng)力圖。
[0037]圖7示出通過CAE分析得到的現(xiàn)有轂與本發(fā)明的六邊形轂受到撞擊路緣負(fù)載時的應(yīng)力圖。
[0038]圖8示出通過CAE分析得到的現(xiàn)有轂與本發(fā)明的六邊形轂受到轉(zhuǎn)彎負(fù)載時的應(yīng)力圖。
[0039]圖9示出通過CAE分析得到的現(xiàn)有轂與本發(fā)明的六邊形轂受到凹坑負(fù)載時的應(yīng)力圖。
[0040]圖10示出通過CAE分析得到的現(xiàn)有轂與本發(fā)明的六邊形轂受到轉(zhuǎn)矩負(fù)載時的應(yīng)力圖解。
【具體實(shí)施方式】[0041]針對圖1和圖2所示，本發(fā)明的轂組件(14)聯(lián)接車輛的輪(未圖示)和車輛的制動鼓(I)，其被組裝在全浮式橋上。懸架系統(tǒng)(未圖示)通過U形螺栓安裝在橋殼上，其通常在車輛上豎直移動，以抵抗彈簧的偏壓。對于前輪的情況，轂被安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)(未圖示)處，從而有利于車輛的可操作能力。
[0042]轂組件(14)包括在構(gòu)件(10)上轉(zhuǎn)動的轂(4)，轂(4)與內(nèi)軸承(5)和外軸承(7)組裝。這些軸承有助于繞一軸線旋轉(zhuǎn)并與構(gòu)件(10)固定就位。此完整的輪端組件然后用鎖緊螺母(12)壓緊。軸轂(4)可用作軸承(5)和(7)、密封件(6)和(11)以及潤滑介質(zhì)的外罩。轂法蘭(15)載有車輪螺栓(2)，其為制動鼓(I)和輪輞提供座部，并利用車輪螺母(3)固定。轂(4)采用鑄造而形成。
[0043]參照圖1，作為轂(4)的主要部分的中央部(17)是六邊形并在車輪不同的運(yùn)行情況下承擔(dān)不同的負(fù)載(即車輛總重，轉(zhuǎn)彎，制動和轉(zhuǎn)矩負(fù)載)。這種六邊形的轂輪廓相比于圓形輪廓有更多技術(shù)上的優(yōu)勢，因?yàn)槎噙呅谓孛姹认嗤叽绲膱A形截面有更高的截面模量?；诮孛婺Ａ康睦碚撚嬎悖迷谪?fù)載線區(qū)域的六邊形截面(17)能比該處類似的圓形截面多承受10%的力。因此,小六邊形(18)將中央六邊形(17)與轂法蘭(15)連結(jié)在一起,從而提供所需的強(qiáng)度和剛度。在轂(4)中，部分(24)是非常重要的，因?yàn)檩灥脑摬糠忠惺芩械能囕v負(fù)載。該區(qū)域還易于耗散制動鼓的熱量。
[0044]整體的六邊形(18)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以便以最小的質(zhì)量含量提高轂的剛度。這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是由于負(fù)載線(23)而形成的，其轉(zhuǎn)移和消除負(fù)載，降低負(fù)載線(23)區(qū)域的負(fù)載及應(yīng)力的強(qiáng)度。交叉的六邊形邊緣(21)以平行于中央六邊形的兩邊(22)布置。在豎直負(fù)載(負(fù)載‘P’)期間，面對面相交的六邊形形成橢圓形的負(fù)載線(23)，從而減小轂的集中載荷。這樣，帶有相交的六邊形的中央主六邊形就使轂組件的強(qiáng)度比圓形的轂組件的強(qiáng)度提高了10%。
[0045]此外，交叉的六邊形消除了由于驅(qū)動軸(8)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩反作用，驅(qū)動軸(8)通過法蘭螺栓(9)與轂相聯(lián)接。驅(qū)動軸(8)傳遞從車軸傳動系接收的轉(zhuǎn)矩負(fù)載，該轉(zhuǎn)矩負(fù)載通過轂傳遞至車輪。如圖5所示，由于交叉的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩反作用(24)和(25)被降低，其中由于中央六邊形(17)的細(xì)木工(joinery)區(qū)域和驅(qū)動軸接收區(qū)域(19)處的質(zhì)量含量也達(dá)到最佳。圖6，7，8，9和10是通過CAE分析，測試得出的在相同的負(fù)載量的情況下，六邊形轂與圓形轂受到各種負(fù)載時應(yīng)力分布情況的對比，結(jié)果表明，新型的轂具有降低的應(yīng)力，并具有最佳的材料含量。六邊形和圓形轂的應(yīng)力對比數(shù)據(jù)列于下表。
[0046]
【權(quán)利要求】
1.一種用于車輛的全浮動后驅(qū)動橋的多邊形轂，所述轂用于制動鼓和車輪組件中，包括在橋傳動軸的支承構(gòu)件上旋轉(zhuǎn)的轂，所述轂與外殼中的內(nèi)軸承和外軸承組裝，所述轂中還有密封潤滑劑以使得能繞一軸線自如旋轉(zhuǎn)，并與所述構(gòu)件固定就位；完整的輪端組件再用鎖緊螺母壓緊；具有法蘭的所述轂載有車輪螺栓，所述車輪螺栓為制動鼓和輪輞提供座部，并用車輪螺母固定；所述轂通過鑄造形成，具有中央部，所述中央部是所述轂的主要部分，其特征在于所述中央部被制成六邊形形狀，在車輪的不同的運(yùn)行條件期間，所述中央部能安全地承受各種負(fù)載(即車輛總重，轉(zhuǎn)彎，制動和轉(zhuǎn)矩負(fù)載)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的全浮動后驅(qū)動橋的多邊形轂，其中，所述中央六邊形轂的每條邊上在外半部周邊處形成有小六邊形，使得所述小六邊形的外半部分周邊與中央六邊形相交，而內(nèi)半部周邊則與中央六邊形部合并，使得交叉的六邊形的邊緣是按照所述小六邊形的兩邊分別平行于中央六邊形的兩邊的方式排列的，并且所述小六邊形將所述中央六邊形與轂法蘭連結(jié)起來，從而提供了如本文所述的需要的強(qiáng)度和剛度。
【文檔編號】B60B27/06GK103889735SQ201280050072
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月11日
【發(fā)明者】阿爾溫德·哈納曼·薩萬特 申請人:馬欣德拉納維斯塔爾汽車有限公司