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花瓣造型摩托车轮毂结构设计

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2022-01-21 ID:516162
  • 花瓣造型摩托车轮毂结构设计
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  作为两轮摩托行走系统的核心承载部件,这款轮辋的设计需要同时兼顾径向承载、侧向抗扭、动平衡精度以及轻量化需求,日常使用场景覆盖城市通勤、非铺装路面轻度通行等多数民用摩托的使用工况,直接承担整车加骑手的全部载荷,同时传递制动扭矩、驱动扭矩,还要缓冲路面颠簸带来的瞬时冲击。

  从结构设计逻辑来看,这款轮辋采用六组花瓣式辐条一体化铸造成型思路,辐条从中心轮毂安装座向外平滑过渡到轮辋胎圈座,没有突兀的截面突变,能有效降低应力集中系数,避免长期交变载荷下出现辐条根部疲劳开裂的问题。中心安装位设置有适配摩托前轮轴的通孔,周围预留了制动盘安装的螺栓孔位平面,安装面的平面度公差需要控制在0.05mm以内,保证制动盘装配后不会出现端面跳动,避免制动时出现抖动异响。轮辋的胎圈座采用标准摩托轮胎适配的轮廓尺寸,边缘的胎圈锁止结构能保证充气后轮胎与轮辋紧密贴合,即使在低胎压快速过弯的工况下也不会出现轮胎脱圈的风险。

  在安装边界的考量上,这款轮辋的轴向宽度适配常规12-14寸民用摩托真空胎,中心安装孔的直径、辐条的避让空间完全匹配主流小排量通勤摩托的前减震安装距、制动盘安装尺寸,不需要额外修改减震、刹车部件就能直接适配替换。辐条采用的花瓣式镂空结构,并非单纯的造型设计,镂空区域能在行驶过程中引导气流穿过,带走制动盘摩擦产生的热量,降低长距离制动时的热衰减幅度,同时相比同尺寸的实心辐条轮辋,重量降低约18%,能有效减少簧下质量,提升悬挂的响应速度,改善骑行时的操控手感。

  设计过程中需要重点校核几个关键工况的结构强度:首先是垂直冲击工况,模拟车辆以较高速度通过坑洼路面时,轮辋承受的3倍额定载荷的瞬时冲击,此时辐条与轮辋连接位置的最大应力需要低于铸造铝合金的屈服强度,预留足够的安全余量;其次是扭转工况,模拟全力制动或者急加速时,轮辋承受的最大扭矩,保证辐条不会出现扭转变形;还有侧向载荷工况,模拟车辆高速压弯时,轮辋承受的侧向离心力,避免轮辋出现侧向变形导致轮胎漏气。另外动平衡的设计考量也贯穿整个建模过程,六组辐条采用圆周均布设计,每个辐条的质量差控制在5g以内,减少轮辋高速转动时的不平衡量,降低骑行时的车把抖动概率。

  轮辋的表面过渡全部采用圆角处理,没有尖锐的棱角,既可以降低铸造时的应力集中,也能减少后期表面处理的加工难度,同时避免安装轮胎时划伤胎圈。气门嘴的安装位设置在两组辐条之间的轮辋凹槽位置,不会与辐条、制动部件产生干涉,充气操作时的操作空间充足。整体结构没有复杂的倒扣特征,适合采用低压铸造工艺批量生产,生产时的成品率高,后期的机加工工序仅需要处理中心安装孔、制动盘安装面、胎圈座几个关键配合面,加工成本可控。

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