一种辐板式车轮及其制作方法 |
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| 申请号 | CN201510201742.5 | 申请日 | 2015-04-24 | 公开(公告)号 | CN104773030A | 公开(公告)日 | 2015-07-15 |
| 申请人 | 李磊; 李春旦; | 发明人 | 李磊; 李春旦; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种辐板式 车轮 通过 轮辋 与 轮辐 过盈配合 结合胶粘连接的方式代替 现有技术 中轮辋与轮辐 焊接 连接的方式，过盈配合能够有效分散轮辐 辐条 在周向上的应 力 集中，提高辐板式车轮抵抗周向 应力 的能力，从而有效提高了辐板式车轮的使用寿命。本方案提供的装置中轮辋外缘的内壁与第一轮辐凸壁配合，轮胎 支撑 壁的内壁与加强壁贴合，轮辋圆峰的内壁设置有凹槽，加强壁上设置有与凹槽过盈配合的第二轮辐凸壁，凹槽与第二轮辐凸壁的过盈配合，保证轮辋与轮辐轴向配合的 稳定性 ，能够有效应对轮辐式车轮使用过程中的轴向应力、周向应力和径向应力。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种辐板式车轮，包括轮辋(1)和轮辐(2)，所述轮辋(1)沿其轴线方向自所述轮辋(1)的端部至中间依次设置有轮辋外缘(11)、能够与轮胎配合的轮胎支撑壁(7)和轮辋圆峰(5)，所述轮辋圆峰(5)的内壁设置有凹槽(5b)，所述轮辐(2)上设置有与所述轮辋外缘(11)的内壁配合的第一轮辐凸壁(9)和与所述轮胎支撑壁(7)的内壁贴合的加强壁(8)，其特征在于，所述加强壁(8)上设置有与所述凹槽(5b)过盈配合的第二轮辐凸壁(4)，所述轮辋(1)与所述轮辐(2)胶粘连接。 |
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| 说明书全文 | 一种辐板式车轮及其制作方法技术领域[0001] 本发明涉及车辆工程技术领域，特别涉及一种辐板式车轮及其制作方法。 背景技术[0002] 辐板式车轮包括轮辐和轮辋，在轮辐式车轮的使用过程中会承受三个方向的负载，第一径向负载，径向负载来自车体重量，第二周向负载，周向负载来自车体制动及刹车，第三轴向负载，轴向负载来自车轮固定部偏心及车轮弯道行驶，且上述三种负载都是不恒定的疲劳负载。现有技术中轮辋与轮辐的槽底内焊接连接，径向负载对轮辐与轮辋的焊缝没有明显影响，周向负载对连接焊缝的作用力为剪应力，焊缝缺陷对剪应力的敏感性不大，但是轴向负载对轮辐与轮辋连接焊缝的作用力为拉应力，本领域技术人员公知的是，就对抗拉应力的可靠性而言，螺栓连接和嵌合铆接最好，焊接与粘结最差，焊接与粘结的连接缺陷对拉应力尤其敏感，虽然通过对产品的结构优化及工艺控制可以降低应力集中及焊接缺陷，但是效果有限，导致辐板式车轮的使用寿命短。 [0003] 因此，如何降低拉应力对轮辐与轮辋连接处的影响，进而提高辐板式车轮的使用寿命，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。 发明内容[0004] 有鉴于此，本发明提供了一种辐板式车轮，以降低拉应力对轮辐与轮辋连接处的影响，提高辐板式车轮的使用寿命。本发明还提供了一种辐板式车轮的制作方法。 [0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0006] 一种辐板式车轮，包括轮辋和轮辐，所述轮辋沿其轴线方向自所述轮辋的端部至中间依次设置有轮辋外缘、能够与轮胎配合的轮胎支撑壁和轮辋圆峰，所述轮辋圆峰的内壁设置有凹槽，所述轮辐上设置有与所述轮辋外缘的内壁配合的第一轮辐凸壁和与所述轮胎支撑壁的内壁贴合的加强壁，所述加强壁上设置有与所述凹槽过盈配合的第二轮辐凸壁，所述轮辋与所述轮辐胶粘连接。 [0007] 优选的，在上述辐板式车轮中，所述轮辋外缘上设置有与所述第一轮辐凸壁过盈配合用于限制所述轮辐位置的限位凹槽。 [0008] 优选的，在上述辐板式车轮中，所述轮辐为一体成型的轮辐。 [0009] 优选的，在上述辐板式车轮中，所述轮辐的辐条包括与所述第一轮辐凸壁连接且沿所述轮辐的径向布置的辐条凸壁、与所述辐条凸壁连接且向内侧凹伸的辐条加强壁和与所述辐条加强壁连接且沿所述轮辐的径向布置的辐条凹壁，所述辐条凸壁位于所述辐条凹壁的外侧。 [0011] 优选的，在上述辐板式车轮中，还包括与所述辐条凹壁连接且沿所述轮辐的边缘周向布置的轮辐边缘凹壁，所述轮辐边缘凹壁与所述加强壁连接。 [0012] 优选的，在上述辐板式车轮中，所述轮辐的凹壁风孔由相邻的两条所述辐条、位于相邻两条所述辐条之间的所述轮辐固定部和与相邻两条所述辐条连接的所述轮辐边缘凹壁组成的封闭孔。 [0013] 优选的，在上述辐板式车轮中，所述凹槽为梯形状凹槽，且所述梯形状凹槽沿所述轮辋径向方向设置的槽壁与所述轮辐边缘凹壁贴合。 [0014] 一种辐板式车轮的制作方法，包括： [0015] 步骤1)制造所述轮辋，所述轮辋的所述轮辋圆峰的内壁设置有所述凹槽； [0016] 步骤2)制造所述轮辐，所述轮辐的所述第一轮辐凸壁、所述加强壁和所述轮辐边缘凹壁分别与所述轮辋外缘的内壁、所述轮胎支撑壁的内壁和所述槽壁粘接贴合，粘接后所述轮辋外缘、所述轮胎支撑壁和所述槽壁进入扩胀铆合模凹腔； [0017] 步骤3)通过扩胀铆合模对所述轮辐的所述加强壁的内壁进行扩胀形成第二轮辐凸壁，所述第二轮辐凸壁与所述凹槽过盈配合； [0018] 步骤4)将所述轮辋的所述轮辋外缘通过弯折工艺制作所述限位凹槽，所述限位凹槽与所述第一轮辐凸壁过盈配合。 [0019] 优选的，在上述辐板式车轮的制作方法中，所述凹槽为梯形状凹槽。 [0020] 从上述技术方案可以看出，本发明提供的辐板式车轮通过轮辋与轮辐过盈配合结合胶粘连接的方式代替现有技术中轮辋与轮辐焊接连接的方式，过盈配合能够有效分散轮辐辐条在周向上的应力集中，提高辐板式车轮抵抗周向应力的能力，从而有效提高了辐板式车轮的使用寿命。本方案提供的装置中轮辋外缘的内壁与第一轮辐凸壁配合，轮胎支撑壁的内壁与加强壁贴合，轮辋圆峰的内壁设置有凹槽，加强壁上设置有与凹槽过盈配合的第二轮辐凸壁，凹槽与第二轮辐凸壁的过盈配合，保证轮辋与轮辐轴向配合的稳定性，能够有效应对轮辐式车轮使用过程中的轴向应力、周向应力和径向应力。附图说明 [0021] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。 [0022] 图1为本发明实施例提供的辐板式车轮的结构示意图； [0023] 图2为本发明实施例提供的图1中I-I的剖视图； [0024] 图3为本发明实施例提供的图2中A处的局部放大图； [0025] 图4为本发明实施例提供的图2中B处的局部放大图； [0026] 图5为本发明实施例提供的辐板式车轮的轮辐的结构示意图。 [0027] 1、轮辋，2、轮辐，3、轮辐边缘凹壁，3a、辐条凹壁，4、第二轮辐凸壁，5、轮辋圆峰，5b、凹槽，6、端缘槽壁，7、轮胎支撑壁，8、加强壁，8a、辐条加强壁，9、第一轮辐凸壁，9a、辐条凸壁，10、边缘端面，11、轮辋外缘，12、限位凹槽，13、轮辐固定部，14、第一拐点，15、第二拐点，16b、槽壁，18、凹壁风孔，19、凸壁风孔。 具体实施方式[0028] 本发明公开了一种辐板式车轮，以降低拉应力对轮辐与轮辋连接处的影响，提高辐板式车轮的使用寿命。本发明还公开了一种辐板式车轮的制作方法。 [0029] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0030] 请参阅图1-图5，图1为本发明实施例提供的辐板式车轮的结构示意图；图2为本发明实施例提供的图1中I-I的剖视图；图3为本发明实施例提供的图2中A处的局部放大图；图4为本发明实施例提供的图2中B处的局部放大图；图5为本发明实施例提供的辐板式车轮的轮辐的结构示意图。 [0031] 本发明公开了一种辐板式车轮，包括轮辋1和轮辐2，轮辋1沿其轴线方向自轮辋1的端部至中间依次设置有轮辋外缘11、能够与轮胎配合的轮胎支撑壁7和轮辋圆峰5，轮辋圆峰5的内壁设置有凹槽5b，轮辐2上设置有与轮辋外缘11的内壁配合的第一轮辐凸壁 9和与轮胎支撑壁7的内壁贴合的加强壁8，加强壁8上设置有与凹槽5b过盈配合的第二轮辐凸壁4，轮辋1与轮辐2胶粘连接。 [0032] 本方案中轮辋1与轮辐2通过胶粘的方式连接，过盈配合与胶粘组合的连接方式相对于焊接连接，产品生产的一致性良好，能够在一定程度上降低了产品生产的校验成本；过盈配合与胶粘组合的连接方式相对于焊接能够缩短轮辋1与轮辐2组合的时间，因此能够提高产品的生产效率；过盈配合与胶粘组合的连接方式相对于焊接连接能够有效避免由于焊接造成的轮辋1和轮辐2的形变，钢材的形变量越小，强度越高，因此可以在一定程度上提高轮辋1与轮辐2的使用强度，在实际生产的过程中可以选取强度较高的板材，保证辐板式车轮的使用寿命。 [0033] 轮辋1与轮辐2胶粘连接进一步保证了轮辋1与轮辐2配合的稳定性，由于车辆的制动力矩或者刹车力矩首先通过车轮法兰传递给轮辐2，然后由轮辐2传递给轮辋1，最后由轮辋1通过轮胎传递给地面，轮辋1与轮辐2通过过盈配合与胶粘方式配合，使得轮辐2与轮辋1周向上抵抗剪切力的能力大于轮胎与地面之间的摩擦力，且大于充气后的轮胎与轮辋1之间的摩擦力，进而保证了轮辋1与轮辐2连接的稳定性。 [0034] 轮辋1与轮辐2的轴向约束采用限位凹槽12和第一轮辐凸壁9过盈配合与凹槽5b和第二轮辐凸壁4过盈配合的刚性连接，轮辋1与轮辐2的周向约束采用胶粘刚性连接，轮辋1与轮辐2的径向约束通过过盈嵌入刚性连接和胶粘连接共同实现。 [0035] 轮辋1的生产采用传统的三滚成型工艺，且在制作的过程中遵守GB/T3487-2005或者ISO4000-2:2001中的轮辋标准。生产过程：第一步，按照标准生产符合要求的轮辋1，轮辋1的轮辋圆峰5的内壁设置有凹槽5b；第二步，生产符合要求的轮辐2，组合轮辋1与轮辐2，轮辐2的第一轮辐凸壁9与轮辋外缘11的内壁贴合胶粘连接，加强壁8与轮胎支撑壁7的内壁贴合胶粘连接，轮辐边缘凹壁与槽壁16b贴合胶粘连接；第三步，通过扩胀铆合模对加强壁8进行扩胀，在加强壁8上形成第二轮辐凸壁4，第二轮辐凸壁4与凹槽5b过盈配合。 [0036] 第二轮辐凸壁4与凹槽5b过盈配合后，首先实现了轮辋1与轮辐2的过盈配合，为了进一步提高轮辋1与轮辐2的连接处抵抗轴向拉应力的能力，轮辋外缘11上设置有与第一轮辐凸壁9过盈配合用于限制轮辐2位置的限位凹槽12，限位凹槽12通过弯折工艺制作。 [0037] 在轮辐式车轮的生产过程中还包括第四步通过弯折工艺对轮辋外缘11的端缘槽壁6进行弯折，制作限位凹槽12。 [0038] 第一轮辐凸壁9的边缘端面10与弯折后的端缘槽壁6配合，限位凹槽12与第一轮辐凸壁9过盈配合，进一步保证了轮辋1对轮辐2的轴向限位作用。 [0039] 为了进一步优化上述技术方案，在本发明的一具体实施例中，轮辐2为一体成型的轮辐，一体成型能够保证轮辐2的整体强度，且一体成型的工艺制造便利，在一定程度上提高了生产轮辐2的生产效率。 [0040] 轮辋1和轮辐2的材料的选择很有多，优选的，本方案中选用钢板制作轮辋1和轮辐2，钢板的使用强度高，能够满足轮辐式车轮的强度要求，另外，轮辋1和轮辐2也可以采用铝合金制作，铝合金既能保证轮辐式车轮的使用强度，同时能够降低轮辐式车轮的重量。 [0041] 如图5所示，轮辐2的辐条包括与第一轮辐凸壁9连接且沿轮辐2的径向布置的辐条凸壁9a、与辐条凸壁9a连接且向内侧凹伸的辐条加强壁8a和与辐条加强壁8a连接且沿轮辐2的径向布置的辐条凹壁3a，辐条凸壁9a位于辐条凹壁3a的外侧，本方案中设计的辐条能够增强辐条承受力的能力，辐条整体呈台阶状，另外，辐条凸壁9a位于辐条凹壁3a的外侧，此处外侧的定义是以车体为基准，靠近车体中间的一侧即为内侧，远离车体中的一侧即为外侧。 [0042] 为了进一步保证轮辐2的使用强度，还包括与辐条凹壁3a连接且沿轮辐2的周向布置的轮辐边缘凹壁3，轮辐边缘凹壁3与加强壁8连接，轮辐边缘凹壁3的设计起到了加固第一轮辐凸壁9和辐条的作用，进一步提高了轮辐2承受外力的能力。 [0043] 为了减轻轮辐式车轮的质量，在轮辐2上设置有风孔，风孔的形式有多种，风孔可以为长条形风孔，也可以为扇形风孔，或者为其他形式的风孔，本方案中提供了风孔的两种形式： [0044] 凸壁风孔19为由相邻的两条辐条、位于相邻两条辐条之间的轮辐2的轮辐固定部13和与相邻两条辐条连接的第一轮辐凸壁9组成的封闭孔，如图5中所示的长条形风孔； [0045] 凹壁风孔18由相邻的两条辐条、位于相邻两条辐条之间的轮辐固定部13和与相邻两条辐条连接的轮辐边缘凹壁3组成的封闭孔，如图5中所示的扇形风孔。 [0046] 凸壁风孔19和凹壁风孔18可以为扇形，也可以为长条形，且凸壁风孔19和凹壁风孔18的形状不局限于上述两种，另外需要指出的是，凸壁风孔19位于轮辐2的外侧，凹壁风孔18位于轮辐2的内侧，此处内侧与外侧的定义也是以车体为基准，靠近车体中间的一侧为内侧，远离车体中间的一侧为外侧。 [0047] 另外，位于风孔18内的轮辐边缘凹壁3的两端在与辐条凹壁3a的连接处会形成两个拐点，即图5中的第一拐点14和第二拐点15，通过改变第一拐点14和第二拐点15的位置可以改变风孔18的形状。 [0048] 凸壁风孔19和凹壁风孔18的设置不仅减轻了轮辐式车轮的质量，同时加强了轮辐式车轮的散热能力，为车辆刹车系统预留了较大的空间，且能够从外观上给人以较大尺寸的感觉。 [0049] 为了进一步优化上述技术方案，在本发明的一具体实施例中，凹槽5b为梯形状凹槽，图3和图4梯形状凹槽为轮辋1沿其轴向方向的剖面图，梯形状凹槽的结构如图所示，梯形状凹槽沿轮辋1径向方向设置的槽壁16b与轮辐边缘凹壁3贴合，梯形状凹槽与槽壁16b相对的槽壁和梯形状凹槽的上底面与第二轮辐凸壁4配合，梯形状凹槽与第二轮辐凸壁4过盈配合，槽壁16b对轮辐2的运动起到了限位的作用，此处过盈配合与限位作用结合，进一步提高了轮辋1与轮辐2配合的稳定性。凹槽5b不局限于上述形状，凹槽5b也可以为圆弧形凹槽，圆弧形凹槽槽壁的一端与第二轮辐凸壁4配合，另一端与轮辐边缘凹壁3贴合，当然凹槽5b也可以为其他能够实现本方案的形状。 [0050] 一种辐板式车轮的制作方法，其特征在于，包括： [0051] 步骤1)制造轮辋1，轮辋1的轮辋圆峰5的内壁设置有凹槽5b； [0052] 步骤2)制造轮辐2，轮辐2的第一轮辐凸壁9、加强壁8和轮辐边缘凹壁3分别与轮辋外缘11的内壁、轮胎支撑壁7的内壁和槽壁16b粘接贴合，粘接后轮辋外缘11、轮胎支撑壁7和槽壁16b进入扩胀铆合模凹腔； [0053] 步骤3)通过扩胀铆合模对轮辐2的加强壁8的内壁进行扩胀形成第二轮辐凸壁4，第二轮辐凸壁4与凹槽5b过盈配合； [0054] 步骤4)将轮辋1的轮辋外缘11的端缘槽壁6通过弯折工艺制作限位凹槽12，限位凹槽12与第一轮辐凸壁9过盈配合。 [0055] 第二轮辐凸壁4与凹槽5b的配合实现了轮辋1与轮辐2的第一步过盈配合，限位凹槽12与第一轮辐凸壁9的配合实现了轮辋1与轮辐2的第二步过盈配合，上述两步过盈配合实现了轮辋1与轮辐2的稳定连接，且过盈配合能够有效分散辐条在轴向上对轮辋1的应力，缓解应力集中，提高轮辋1与轮辐2在连接处抵抗拉应力的能力。 [0056] 轮辋1与轮辐2的轴向约束采用过盈配合刚性连接，轮辋1与轮辐2的周向约束采用胶粘刚性连接，轮辋1与轮辐2的径向约束通过过盈嵌入刚性连接和胶粘连接共同实现。 [0057] 该方法通过过盈配合与胶粘结合连接的方式与现有技术中焊接连接的方式相比，能够在一定程度上降低产品生产的校验成本，同时提高产品的生产效率；过盈配合与胶粘的连接方式相对于焊接连接的方式，能够降低轮辋1与轮辐2的形变量，由于钢材的形变量与强度成反比，轮辋1与轮辐2的形变量变小，因而可以保证轮辋1与轮辐2的使用强度，在实际生产的过程中也可以选取强度较高的板材，从而保证辐板式车轮的使用寿命。 [0058] 为了进一步优化上述技术方案，在本发明的一具体实施例中，凹槽5b为梯形状凹槽，图3和图4梯形状凹槽为轮辋1沿其轴向方向的剖面图，梯形状凹槽的结构如图所示，梯形状凹槽沿轮辋1径向方向设置的槽壁16b与轮辐边缘凹壁3贴合，梯形状凹槽与槽壁16b相对的槽壁和梯形状凹槽的上底面与第二轮辐凸壁4配合，梯形状凹槽与第二轮辐凸壁4过盈配合，槽壁16b对轮辐2的运动起到了限位的作用，此处过盈配合与限位作用结合，进一步提高了轮辋1与轮辐2配合的稳定性。凹槽5b不局限于上述形状，凹槽5b也可以为圆弧形凹槽，圆弧形凹槽槽壁的一端与第二轮辐凸壁4配合，另一端与轮辐边缘凹壁3贴合，当然凹槽5b也可以为其他能够实现本方案的形状。 [0059] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 |
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