轮辋设计.docx

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1、目录令车轮产品结构基本知识一、车轮结构各部位名称二、车轮的种类三、车轮的基本装配知识令产品设计工作流程令产品结构设计一、确定车轮的参数二、5度深槽轮辆轮耦设计三、气门孔尺寸和位置四、车轮安装盘设计五、车轮轮辐结构设计六、轮辐掏料结构设计七、车轮中心孔结构设计八、螺栓孔结构设计九、装饰盖结构设计十、车轮机加余量的常规性设计十一、各种规格车轮的重量设计标准十二、常用PCD与中心孔对应表令车轮飞轮结构设计 令车轮产品结构基本知识一、车轮结构各部位名称1、轮辆：与轮胎装配配合，支撑轮胎的车轮部分。2、轮辐：与车轴轮毂实施安装连接，支撑轮辗I的车轮部分。3、偏距：轮辆中心面到轮辐安装面间的距离。有正偏距

2、零偏距、 负偏距之分。4、轮缘：保持并支撑轮胎方向的轮辆部分。5、胎圈座：与轮胎圈接触，支撑维持轮胎半径方向的轮辆部分。6、槽底：为方便轮胎装拆，在轮辆上留有一定深度和宽度的凹坑。7、气门孔：安装轮胎气门嘴的孔。1轮槽宽度2轮辆名义直3轮缘4胎圈座5凸峰6槽底7气门孔8偏距9中心孔二、车轮的种类按轮辆和轮辐结合形螺栓孔节圆直径 螺栓孔直径一 轮辐安装面 安装面直径一后距一轮辐一轮辆 一轮辆中心线整体式车轮J如下结构，其代表型结构用图例来表示:1、整体式：轮辐和轮辆是由一个整体组成的。2、组合式：由2个以上的零件组合而成的车轮，其组成的零件可以分开，按其组合形式可分为三类：(1)、两片式车轮：

3、由轮辆和轮辐结合起来的结构；(2)、三片式车轮：由两个轮车罔零件和一个轮辐结合起来的结构。(3)、辐条式车轮：轮辆与中央轮盘部件，通过很多辐条实现连结的车轮结构。(2)、车轮装配参数确定后，根据车轮的外观形状和偏距、装 配情况等要素来确定车轮选用正向轮辆还是反向轮辆及其形状。(3)轮辆确定后就可以根据装车的要求、车轮形状和载荷等确 定出车轮安装盘和轮辐的初步设计。(4)、根据轮辐形状、轮辆形状和车轮的规格定义出机加余量 和掏料结构的设计。(6)、对做出的车轮进行重量计算和有限元分析，确定是否需PCD5X120. 65 时16005X120.656X139. 721002200PCD8X165.

4、 131003200二、5度深槽轮辆轮辆设计（参考各国的轮辆标准）1、轮槽直径（J型轮辆）A、16英寸及其以下：名义直径减去0.8mm （0.032In）；B、17英寸及其以上：名义直径加上4.8mm （0. 188In） 0轮辆轮廓种类轮辆名称（in）名义直径（mm）5度深槽轮桐10253. 21230413329.414354.815380.216405. 617436. 61846219487.420512.821538. 222563. 62358924614.426665. 2287162、轮辆宽度（J型轮辆）轮辆轮廓种类轮辆名称（in）轮辆直径（mm）5度深槽轮辆4. 5114.

5、351275. 5139. 76152.46. 5165. 171787. 5190. 582038. 52169228. 59. 5241. 31025410. 5266. 711279. 512305133303、轮辆厚度规定（只适用于压铸轮辆）尺寸（in）载荷（LBS）轮辆厚度（mm）1516004.215-174. 518-194.820-225. 0235. 515210025004. 515-174.818-195. 020 225. 2235.81531005. 015-175. 218-195. 520 225.8236.04、车轮胎圈座组合胎圈座组合表组合状态内侧外侧标准（适

6、用正向轮辆）圆峰平峰选用（适用反向轮辆）平峰圆峰选用圆峰圆峰（凸峰圆角R4取36mm）轮辆轮缘高胎座宽度轮缘厚轮缘圆胎座圆凸峰圆凸峰侧凸峰侧标准度度Pl度P3角R2角R3角R5圆角R4圆角R6TRA标 准17. 5min21minIlmin9. 5min6. 5max8min3min3min注：A、上面附图为5度深槽J型轮槽圆凸峰设计的常规尺寸（适用于TRA标准，适用的规格范围为14英寸到28英寸）；B、其中min为最小值的意思；max为最大值的意思。7、轮辆正面轮缘结构设计轮辆正面的轮缘设计主要涉及到铸造，轻量化和冲击试验等方面的因素。在符合轮辆标准的同时，下面为轮辆正面轮缘的常用设计结16

7、x11. 5x3. 5少用型注：A、对于小孔厚度H,常规情况下用3.5mm,而对于公司的AR客户则要求小 孔厚度H值为3. 68mmoB、根据JIS中的TR 413标准，采用无内胎场合时，气门嘴部位的壁厚，理 想情况为3. 04. 5mmoC、对于小孔直径d,常规情况下用. 5mm,而对于公司的德国客户则要求 小孔直径为11. 3mmo四、车轮安装盘设计1、安装盘直径设计（I）、使用裸露螺栓孔的装饰盖时的安装盘直径:设计E安装盘直径（0155向 PCD 5X100120,65轮辆斗PCD 6X114.3/6X115PCD 4X100-114.3安装盘直径（S175瓯）PCD范围 6X12713

8、9. 7PCD范围 5X127139, 7安装盘直径（0205晒）PCD 范围 8X165,170PCD 范围 5X150PCD 范围 7X150原因是车轮安装面要落，难于确保安装面的 等）受其影响。心设计出轮辐正面的轮 足空间的需要进行调整两条线的位置，确定车轮剖截面的设计。下图为设计好的一个轮辐示 意图。而应用覆盖螺栓孔的装饰盖设计时，可把安装盘的厚度控制在 2025mm之间，而安装盘和轮辐之间的“脖子”厚度控制在25-27mm 之间。六、轮辐掏料结构设计轮辐掏料的设计主要考虑到轻量化，平衡轮辐应力和铸造等方面 的因素。下面为轮辐的一个掏料设计示意图：（3）掏料斜面和窗口面之间的夹角：夹角

9、范围在35度之间（比 如窗口的拔模角度为7度时，掏料的拔模角度为1012度之间）。（4）、掏料底部圆角：对此处的R角可尽量设大一点，一般R角 的范围在R5R9之间。（5）、掏料侧边厚度P：厚度范围在68mm之间，然后以24 度的梯度递增。七、车轮中心孔结构设计中心孔结构的设计主要是需要更多的考虑装配的关系，即中心孔 与车轴之间、中心孔与卡口盖之间、中心孔与杯盖之间的配合。由于每个汽车厂商的车轴直径、车轴长度及其形状设计不一样， 所以对中心孔设计的统一比较困难。一般中心孔的设计需要根据客户提供的中心孔直径参数和该车 型的装车曲线来确定。1、中心孔安装面倒角的设计：Q假使车轴直径为Dl,丽的公式表

10、示：由于有些汽车车轴与车轴连接面之间可能存在着倒角关系，所以 一般在中心孔安装面处设计一个倒角过渡（倒角结构见下图），以适 应上面的需要。2、中心孔直径车轮中心孔与李中心孔直径为D,贝亦以避免与车轴的干涉，同样的：当车轮应用于轿车时，中心孔安装面到装饰盖底部的距离设计 H2最好为45以上；当车轮应用于卡车或SUV时，H2为最好为65以上。而对于中心孔结构(C),根据上面车轴结构来看，其中心孔有 效高度有两个，即为Hl和H2。若非特别需要，或装车的情况不清楚, 这种结构应该尽量免用，同样的：车轮应用于轿车时，中心孔安装面到装饰盖底部的距离设计H2 最好为45mm以上；而Hl最好为14mm以上。当

11、车轮应用于卡车或SUV时，H2为最好为65m以上，而Hl最 好为18mm以上。注：以上提供的中心孔有效高度为装车情况不清楚时的一般性数据，当有 足够关于车轴的数据时，应根据其数据来设计有具体数据的中心孔结构，以进一 步的优化中心孔结构。八、螺栓孔结构设计1、螺栓孔结构根据车辆与车轮之间的安装方式，一般螺栓孔结构有以下三种：(2)、对于螺栓孔通孔的直径尺寸d,根据现有生产车辆的统计,绝大部分汽车车轴上的螺栓规格设计有两种:A： 12mmXl. 5inB： 14mmXl. 5in根据上面车轴螺栓的设计，螺栓通孔直径尺寸d 一般不应小于 14. 5mmo对于要求尺寸d小于14mm的螺栓孔设计，可让客

12、户提供车 轴螺栓的规格，以确定具体尺寸d。(3)、对于螺栓孔沉孔直径D, 一般设计直径在28mm以上，以 适应可用多种螺母的需要。(4)、为适应一些车轴螺栓底部存在倒角或凸台的需要，要在 螺栓孔的底部增加浅沉孔结构，保证螺栓和螺栓孔的准确配合。一般沉孔直径设计为27mm；深度为2. 5mm (见下图)。2、在一些常用口I ! J浅沉孔结构构是需要考虑的,这(1)：锥面螺栓孔结构：(2):球rlxF九、装饰盖结构rx45;i1、覆盖螺栓孔白vRia-029对于多偏距01J一一、014.5j、-10.5的装饰盖设计是优3、常用的螺栓孔结构些PCD的具体参数如o5PCD T - 7二 备注6x139

13、7-027-I-m旻增加浅沉孔结构5x135不定需考虑具体的车型是否增加浅沉孔结构5x115任意直径值需要增加浅沉孔结构5x114.3偏距为0和30时，需要增加浅沉孔结构5/4x10072. 69需要增加浅沉孔结构化产品结构的一个很好的思路。一般覆盖螺栓孔的装饰盖和车轮之间的配合设计有两种：A、使用螺钉连接配合（推荐使用）；B、使用卡脚连接配合（须加启盖槽）。一般H2 = 2.5b下表列出上面各个参数的常用数值。H2塑料装饰盖的厚度，一般为：H2 = 2.5mm0Hl装饰盖支撑面高度，一般为：Hl=H2 + 0. 5mm （即3mm）。P配合面的侧边间隙，一般为：P = 0. 6mm。Rl装

14、饰盖的底面圆角，一般为：Rl=2mm （或用1. 5X45度的倒角）。R2装饰盖支撑面圆角，一般为：R2 = 1.0m （最好尖角过渡，即R2 = 0）。（2）、覆盖螺栓孔装饰盖的起盖槽的设计对于使用卡脚连接配合的覆盖螺栓孔装饰盖，考虑到车轮装拆的方便，一般会增加一个起盖槽结构，以便于装饰盖的装拆。下图一个为常用的起盖槽结构。2、裸Gl.L .I 起盖槽起盖槽对二B、使用橡皮圈连接配合（适用于较小的装饰盖）。一般其厚度卡脚取 2. 5-(的弹橡皮圈装饰盖车轮卡口rH;是靠橡皮圈3为这种配合连接111、/尸、V r IllL.L2. 4mm1. 6mm0. 5mmP （放置橡皮圈的槽宽）H （放

15、置橡皮圈的槽深）R （放置橡皮圈的槽底圆角）（2）、使用卡脚连接配合设计装饰盖和车轮的连接固定和防转动主要是靠装饰盖卡脚和车轮卡口的两个斜面之间的过盈配合和卡脚的弹性应力来实现。下表为这种配合的常用尺寸：D （装饰盖的直径）Dl （车轮卡口直径1）R （装饰盖底部圆角）Al （两接触面角度）PlP2P3dQ Q33、装饰盖卡脚的设计装饰盖卡脚的设计主要参考一下的三点:1、卡脚和卡口之间的配合关系（可以参考上面资料）；2、卡脚的刚度；3、卡脚的弹性强度。对于卡脚的刚度，主要通过增加卡脚的厚度或在卡脚根部增加加 强筋来解决，但考虑到卡脚的弹性需要，卡脚厚度的设计也不应过厚, 加强筋的结构也应合理考

16、虑。下面是卡脚设计的一些参考尺寸（考虑到卡脚长度和车轮卡口的 影响，上面的尺寸也可能会有相应的改变）。1、安装盘和里；带来的误差。:盘凹坑。I铝液顺序凝固。车轮安装盘、机;(2)、机:、机1、机;A1安装盘,B (安装盘余C (轮而2、车轮轮辆引车轮轮辆机加余量的设计原则：(1)、能符合上下侧模拔模要求,保证毛坯能容易脱模和减少毛 坯变形。(2)、能符合轮辆部位凝固过程中的铝液补缩要求。(3)、能符合轮辗)的顺序凝固原理，从结构上能保证铝液从轮 辆两端向轮辐顺序凝固。(4)、在一定程度上能消除毛坯变形误差带来的影响。(5)、余量设计能够有利于铝液的平稳流动，减少紊流现象的出现。D (轮槽和轮辐

17、交接处机加余量)余量应小于3mm,防止机加过深而使缩孔等缺陷外露)E (安装盘斜面机加余量)轮辆末端机加余量为1. 5mm,再加0. 3-0. 4补缩梯度 向轮辐交界处递增。F (轮辆外侧的机加余量1)1. 52mmG (轮槽外侧的机加余量2)对深轮缘车轮，轮棚外侧除了设计1.5mm余量外，还 要以0. 40. 6度补缩梯度向轮辐交界处递增。3、车轮表面机加处理的机加余量设计:车轮表面机加余量的设计原则：（1）、机加余量能确保消除毛坯变形带来的影响。（2）、机加余量不能过大以减少铸造缺陷的外露。H （轮缘车亮机加余量）1. 5 mmI （亮面机加余量）11. 5 mmJ（轮盘碗口机加余量）Im

18、m （应用多个下模芯时才加此余量）上一、各种规格车轮的重量设计标准根据产品设计的轻量化要求，在进行车轮结构的设计时，要尽量 保证车轮的重量在下表中规定的范围之内（表中的设计参考重量是根 据2004年开发的新产品重量统计而来）。产品规格（IN）重量最小值重量最小值设计参考重量13X4.55.25.85.413X55.514X55.46.26.014X65.86.86.315X56.26.66.515X67.015X6.56. 78.07.215X79.09.28.015X88.49.58.416X612.413.68.016X76. 111. 38.516X7. 510.010. 39.516X

19、89.912. 720.016X912.412.811.016X1010.211.411.217X611.415.411. 517X6.511. 717X78.412.29.317X7. 511.211.610.017X88. 513. 110. 317X8.510. 517X98.614.211. 517X9.511.617X1013.214.812.017X10.512.018X79. 110. 310.018X7. 59. 113.411.018X810. 112. 711. 518X8.5111811.818X911. 115.912. 318X9.514.211.212.818X10

20、14. 118.414.018X1214. 519X711.019X7. 59. 513.612.019X81213.212.219X8.512.416.212. 519X9.511.216. .813.219X1012.815. 713. 520X711. 520X7. 51214. 112. 520X812.820X8.513. 118.414.020X913.420.915.020X9.514.320. 715.520X1011.818. 516.020X1217.022X8. 514.216.215.222X916.920.917. 522X9. 516.622. 117.822X10

21、13. 72218.022X10.519.821.218.822X1122. 123. 122.022X1220.022X1420. 523X1018.420.821.024X922. 524X9. 523.024X1014.625.223.024X1124. 524X1226X1020.92818X10十二、常用PCD与中心孔对应表PCD中心孔（mm）PCD中心孔（mm）PCD中心孔（1）4X10060. 15X114. 373. 15X139. 778. 160. 674. 183. 367. 178. 187. 170. 183. 384. 172. 6984. 110873. 187.

22、 15X1501104X10870. 15X11570. 86X10066. 672. 6971.86X114. 378. 173. 172. 6972. 694X11073. 173. 178. 14X114. 360. 178. 183. 366. 65X12060. 184. 172. 6970. 16X11570. 173. 172. 6970. 85X10057. 173. 172. 6960. 174. 16X12778. 166. 678. 187. 167. 187. 16X13573. 172. 695X120. 6570. 887. 173. 171.810874. 172

23、691105X10870. 173. 16X139. 778. 172. 6974. 183. 35X11070. 178. 187. 172. 6983. 31085X11257. 184. 111060. 187. 18X165. 1125.266. 65X12772.6913167. 173. 18X170125.270. 178. 113172. 6983. 373. 187. 174. 15X13071.85X114. 360. 172. 6966. 684. 167. 187. 170. 15X13578. 170. 883. 371.887. 172. 69令车轮飞轮结构设计汽车飞轮是车轮的一种装饰附件，通过飞轮当中的轴承作用可以 使飞轮能够以不同于车轮的转速而自由转动。下面为车轮飞轮的一个常用的装配设计，主要由两个大的附件结 构组成。1、飞轮结构；2、飞轮的安装盘结构（通过螺栓作用可使飞轮、安装盘和车轮 之间相互连接起来）；飞轮装饰盖飞轮安装盘滚动轴承弹簧垫片,飞轮安装盘的螺孔B-/ 滚动轴承I经青/弹簧垫片I车轮安装事I1飞轮安装盘上飞轮飞轮安装盘螺OI关于飞，利RE_J_1/准。关于飞2装盘可以适其分布图。对于飞轮的设转，一般对飞轮的4/彳中在最外端。如下累?飞轮装饰盖嘲（ 3是考虑该安1独累孔结构及制心力来驱动飞轮的旋市巨论的质量大部分都集