该轮体结构的设计首先围绕低速重载的非铺装路面使用场景展开,在早期驿马客运、短途货运的畜力运输场景中,轮体需要持续承受碎石、泥泞路面的冲击载荷,同时兼顾低速推行的滚动阻力控制,这一设计逻辑同样可迁移至复古款婴儿车、景区观光驿马车的行走部件选型参考。从结构功能层面看,轮体采用多辐条一体式轮辐布局,辐条沿轮毂中心呈放射状均匀分布,每根辐条的截面做了渐变式厚度设计,靠近轮毂连接位置的截面尺寸更大,向轮缘方向逐步收窄,这种设计可以在控制整体重量的前提下,最大化提升径向载荷的传递效率,避免轮体在承受垂直冲击时出现辐条弯折断裂的问题。
轮缘外侧做了等距分布的凸点结构,并非装饰性设计,这类凸点可以在轮体碾压松软路面时嵌入表层土壤,提升轮体的抓附能力,减少畜力牵引或者人力推行过程中的打滑概率,同时凸点的凸起高度控制在合理范围,不会在硬质铺装路面推行时产生明显的颠簸感。轮缘的截面采用圆弧过渡设计,没有尖锐棱角,一方面可以降低轮体滚动过程中对路面的压强,减少硬质路面的磨损痕迹,另一方面也能避免轮体剐蹭周边构件时出现应力集中导致的轮缘崩裂。轮毂位置做了中心通孔设计,通孔的直径匹配常规轮轴的安装尺寸,安装边界上,轮毂两端的端面做了止口结构,可以直接适配标准尺寸的轴套、轴承组件,安装时不需要额外加工衬套定位面,能够直接完成轮轴与轮体的装配,减少现场加工的工作量。
设计思路上,整个轮体没有采用分体拼接结构,而是采用一体式成型的结构逻辑,辐条与轮缘、轮毂的连接位置全部做了大圆角过渡,消除了连接位置的应力集中点,即使在承受侧向冲击力的时候,比如轮体侧滑撞到路沿石,载荷也可以通过圆角过渡区域均匀分散到相邻的辐条上,不会出现单根辐条受力过载断裂的问题。从实际使用的适配场景来看,该轮体结构除了适配传统驿马车的行走系统外,调整尺寸比例后也可以用于复古款婴儿车的行走轮,这类应用场景下轮体不需要承受过高的行驶速度,但是对结构的可靠性、推行的平顺性有较高要求,多辐条的结构可以在滚动过程中均匀分散路面传来的微小振动,减少车架的震动传递,提升乘坐的舒适度。外形尺寸层面,轮体的整体直径适配低速行走机构的安装要求,轮缘的宽度经过优化,在松软路面行驶时足够的轮宽可以降低接地比压,避免轮体陷入泥泞或者沙土中,而在硬质路面行驶时,轮宽的尺寸又不会带来过大的滚动阻力,兼顾不同路面的通行能力。轮毂的轴向长度经过匹配设计,安装时轮体两侧的固定件不会突出轮缘的侧面,避免轮体在靠近车体安装时出现固定件与车架剐蹭的问题,安装完成后轮体的转动间隙控制在合理范围,不会出现轴向窜动的情况。
轮体的材质适配逻辑上,结构设计预留了足够的壁厚,既可以采用铸铁铸造工艺完成传统复古轮体的生产,也可以采用工程塑料注塑工艺生产轻量化的婴儿车轮体,不同材质生产时不需要对核心结构做大幅修改,只需要根据材质的强度特性调整局部壁厚即可,具备较好的工艺适配性。在结构验证的逻辑上,该轮体的辐条数量经过载荷计算优化,过多的辐条会增加轮体的整体重量,提升生产的成本,而过少的辐条会导致单根辐条承受的载荷过大,容易出现结构失效,当前的辐条数量可以在常规使用载荷下,保证每根辐条的受力都在材料的许用应力范围内,同时轮体的重量控制在合理区间,不会给牵引或者推行带来额外的负担。轮缘的内侧做了环形加强筋结构,沿着轮缘的周向分布,这一结构可以提升轮缘的抗变形能力,当轮体受到侧向挤压的时候,加强筋可以避免轮缘出现椭圆变形,保证轮体滚动时的圆度,减少滚动过程中的跳动量,提升行走的平顺性。
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