轻量化轮毂、轮毂单元总成及电动卡车车桥的制作方法

1.本实用新型涉及电动卡车车桥技术领域，具体涉及轻量化轮毂、轮毂单元总成及电动卡车车桥。


背景技术：

2.汽车车桥通过悬架与车架(或承载式车身)相连接，车桥的两端安装车轮。车桥的作用是承受汽车的载荷，维持汽车在道路上的正常行驶，车桥的轮毂是承载和使车轮转动的重要安全零部件。
3.近年来，随着计重收费和燃油税政策的推出，为了节能降耗，减少废气的排放，提高车辆的动力学性能，现代卡车正在向轻量化发展。轮毂的轻量化具有重要的意义。但是轮毂是一个承受随机疲劳载荷的旋转壳体结构，在卡车行驶中所受到的各种载荷向轮毂的传递也十分复杂，因此轮毂的几何形状和力学特征的复杂性给研究工作带来很大的困难，这就需要具有很高研发实力的轮毂供应商提供更轻、更高效、更可靠、更安全的高品质铸件。
4.目前比较通用方法有两种，一种是使用更轻的零部件材料，主流的选择是用铝替代铁，由于材料铝的密度相对于铁件轻得多，以此来达到减重的目的，但是由于铝材料价格较高，由此带来了成本攀升，同时也降低了竞争优势。另一种方法是应用高强度材料，通过对铸铁零部件结构进行优化设计，去除冗余材料来达到减重的目的，还有一种方法就是零件的集成化设计，这样不仅可以减少连接件的使用降低重量，而且还会减少装配工序，从而可以减少成本，同时还可以大大的提高零件的质量稳定性。
5.为控制成本，提高竞争优势，结合上述对轮毂轻量化的措施，我们首选从轮毂的结构上进行优化设计，在实现轮毂的轻量化的基础上，又使得轮毂具有较高的强度。


技术实现要素：

6.为克服上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种轻量化轮毂、轮毂单元总成及电动卡车车桥，既能实现轮毂的轻量化，又具有较高的强度，从而能减轻轮毂单元及电动卡车车桥的重量，实现了轻量化
7.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种轻量化轮毂，包括内支撑筒部和位于所述内支撑筒部外的法兰盘，所述法兰盘上开设有多个供车轮螺栓安装的螺栓孔，多个所述螺栓孔绕所述内支撑筒部的轴线圆周均布在所述法兰盘上，其特征在于：
9.所述法兰盘的外周边缘设置有多个间隔的减重缺口，
10.所述法兰盘的一侧端面上设置有螺栓挡台凸块，多个所述螺栓挡台凸块绕所述内支撑筒部的轴线圆周均布且和所述螺栓孔一一对应，
11.所述法兰盘与所述内支撑筒部连接处设置有环形凹陷部，所述环形凹陷部内设置有多个间隔设置的第一加强连接筋，所述第一加强连接筋连接所述内支撑筒部和所述法兰盘并延伸至所述螺栓挡台凸块；
12.所述法兰盘的另一侧端面上设置有凸起的外支撑筒部，所述外支撑筒部内壁与所述内支撑筒部外壁之间设置有环形空间区，所述环形空间区处间隔设置有多个第二加强连接筋，多个所述第二加强连接筋连接所述外支撑筒部、所述法兰盘和所述内支撑筒部。
13.优选的：所述减重缺口设为阶梯状，所述减重缺口周面为内凹的弧形阶梯面。
14.优选的：多个所述减重缺口绕所述内支撑筒部的轴线圆周分布。
15.优选的：所述外支撑筒部的外周面上开设有密封槽。
16.优选的：多个所述第一加强连接筋、所述第二加强连接筋绕所述内支撑筒部的轴线圆周均布。
17.一种轮毂单元总成，包括所述的轻量化轮毂，所述内支撑筒部的内腔依次包括第一密封组件安装腔、第一轴承孔、储油腔、第二轴承孔和第二密封组件安装腔，所述内支撑筒部靠近所述法兰盘的一端设置有齿圈安装凸环；
18.所述第一密封组件安装腔和所述第二密封组件安装腔内分别安装有油封组件，所述第一轴承孔和所述第二轴承孔内分别安装有圆锥滚子轴承；所述齿圈安装凸环固定有abs齿圈。
19.优选的：两个所述圆锥滚子轴承的内圈固定连接。
20.一种电动卡车车桥，包括所述轮毂单元总成，所述轮毂单元总成套装在半轴套管上，所述半轴套管上套装有用于轮边减速器的齿圈支架，所述半轴套管设有锁紧螺母，所述锁紧螺母将所述齿圈支架锁紧抵靠在所述圆锥滚子轴承的内圈端面。
21.优选的：所述电动卡车车桥包括第一轮辋、第二轮辋、制动鼓和减速器外壳，车轮螺栓将所述轮毂单元、所述减速器外壳、所述制动鼓、所述第一轮辋和所述第二轮辋固定在一起，所述制动鼓位于所述第一轮辋内。
22.采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：
23.本实用新型的轻量化轮毂其法兰盘的外周边缘设置有多个间隔的减重缺口，法兰盘的一侧端面上设置有螺栓挡台凸块，多个所述螺栓挡台凸块绕内支撑筒部的轴线圆周均布且和螺栓孔一一对应。螺栓挡台凸块比传统的环形螺栓挡台，在保证防止螺栓转动功能的基础上，减少了用料，进而减少了重量。
24.由于法兰盘与所述内支撑筒部连接处设置有环形凹陷部，环形凹陷部大限度地减少了材料，进而减轻轮毂的重量，第一加强连接筋提高所述内支撑筒部和所述法兰盘的连接强度，从而提高了轮毂的结构强度。
25.并且由于外支撑筒部内壁与所述内支撑筒部外壁之间设置有环形空间区，环形空间区最大限度地减少了材料，进而减轻轮毂的重量，第二加强连接筋连接所述外支撑筒部、所述法兰盘和所述内支撑筒部，提高了轮毂的结构强度。
26.结合路试实验，并借助有限元分析的手段分析出高载荷部分和低载荷部分，将高载荷部分的强度加强，尽可能的减少低载荷部分的材料。
27.本实用新型的轻量化轮毂借助有限元分析的手段，并结合路试实验，分析出高载荷部分和低载荷部分，将高载荷部分的强度加强，尽可能的减少低载荷部分的材料，并不损失轮毂的可制造性和实用性，使其优化后的轮毂重量减轻，同时也满足了轮毂的功能和使用要求，使得该轻量化轮毂在达到结构强度要求的同时实现了轮毂的轻量化，进而达到减轻轮毂单元、电动卡车车桥的重量以及减轻车重、省油和节能减排的目的。
附图说明
28.图1是本实用新型轻量化轮毂的立体图；
29.图2是本实用新型轻量化轮毂的另一个视角的立体图；
30.图3是1中轻量化轮毂的主视图；
31.图4是图3在c-c处的剖视图；
32.图5是本实用新型轮毂单元的立体图；
33.图6是本实用新型轮毂单元的剖视示意图；
34.图7是电动卡车车桥的剖视示意图；
35.图中：
36.1、内支撑筒部；2、法兰盘；201、减重缺口；3、车轮螺栓；4、螺栓孔；5、螺栓挡台凸块；6、环形凹陷部；7、第一加强连接筋；8、外支撑筒部；801、密封槽；9、环形空间区；10、第二加强连接筋；11、油封组件；101、第一密封组件安装腔；102、第一轴承孔；103、储油腔；104、第二轴承孔；105、第二密封组件安装腔；106、齿圈安装凸环；12、圆锥滚子轴承；13、abs齿圈；14、半轴套管；15、齿圈支架；16、锁紧螺母；17、第一轮辋；18、第二轮辋；19、制动鼓；20、减速器外壳；a、轮毂单元。
具体实施方式
37.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。
38.如图1至图4共同所示的轻量化轮毂，包括内支撑筒部1和位于所述内支撑筒部1外的法兰盘2，所述法兰盘2上开设有多个供车轮螺栓3安装的螺栓孔4，多个所述螺栓孔4绕所述内支撑筒部1的轴线圆周均布在所述法兰盘2上，所述法兰盘2的外周边缘设置有多个间隔的减重缺口201，所述法兰盘2的一侧端面上设置有螺栓挡台凸块5，多个所述螺栓挡台凸块5绕所述内支撑筒部1的轴线圆周均布且和所述螺栓孔4一一对应，
39.所述法兰盘2与所述内支撑筒部1连接处设置有环形凹陷部6，所述环形凹陷部6内设置有多个间隔设置的第一加强连接筋7，所述第一加强连接筋7连接所述内支撑筒部1和所述法兰盘2并延伸至所述螺栓挡台凸块5；螺栓挡台凸块5比传统的环形螺栓挡台，在保证防止螺栓转动功能的基础上，减少了用料，进而减少了重量。
40.所述法兰盘2的另一侧端面上设置有凸起的外支撑筒部8，所述外支撑筒部8内壁与所述内支撑筒部1外壁之间设置有环形空间区9，所述环形空间区9处间隔设置有多个第二加强连接筋10，多个所述第二加强连接筋10连接所述外支撑筒部8、所述法兰盘2和所述内支撑筒部1。
41.车辆行走时，车轮转动，车轮螺栓3会承受扭矩和剪力，而螺栓孔附近的法兰盘部分容易先出现损坏，易出现裂纹，而相对的其余部分相对不易损坏。因此，可以在法兰盘2的外周边缘去除材料，即设置减重缺口201，在不影响法兰盘结构强度的情况下，尽量节省材料，减轻轮毂的重量。所述减重缺口201设为阶梯状，所述减重缺口201周面为内凹的弧形阶梯面。内凹的弧形阶梯面分散承受的应力，避免应力集中，增强法兰盘的强度。多个所述减重缺口201绕所述内支撑筒部1的轴线圆周分布。
42.所述外支撑筒部8的外周面上开设有密封槽801。轮毂安装在车桥上时，轮毂的外支撑筒部8部分伸入减速器外壳20内，减速器外壳20内壁和外支撑筒部8的外周面之间设置
有密封圈，密封圈安装在密封槽801内。
43.多个所述第一加强连接筋7、所述第二加强连接筋10绕所述内支撑筒部1的轴线圆周均布。由于法兰盘2与所述内支撑筒部1连接处设置有环形凹陷部6，环形凹陷部6最大限度地减少了材料，进而减轻轮毂的重量，第一加强连接筋7提高所述内支撑筒部1和所述法兰盘2的连接强度，从而提高了轮毂的结构强度。
44.外支撑筒部8内壁与所述内支撑筒部1外壁之间设置有环形空间区9，环形空间区9最大限度地减少了材料，进而减轻轮毂的重量，第二加强连接筋10连接所述外支撑筒部8、所述法兰盘2和所述内支撑筒部1，提高了轮毂的结构强度。
45.如图5和图6所示的轮毂单元总成，包括所述的轻量化轮毂，所述内支撑筒部1的内腔依次包括第一密封组件安装腔101、第一轴承孔102、储油腔103、第二轴承孔104和第二密封组件安装腔105，所述内支撑筒部1靠近所述法兰盘2的一端设置有齿圈安装凸环106；
46.所述第一密封组件安装腔101和所述第二密封组件安装腔105内分别安装有油封组件11，所述第一轴承孔102和所述第二轴承孔104内分别安装有圆锥滚子轴承12；所述齿圈安装凸环固定有abs齿圈13。两个所述圆锥滚子轴承的内圈固定连接。
47.由于轮毂单元总成使用了轻量化轮毂，因此，轮毂单元总成的整体重量也会减轻，在满足承载功能的同时，实现了轮毂单元的轻量化，节省了成本。
48.如图7所示的电动卡车车桥，包括轮毂单元总成a，所述轮毂单元总成a套装在半轴套管14上，所述半轴套管14上套装有用于轮边减速器的齿圈支架15，所述半轴套管14设有锁紧螺母16，所述锁紧螺母16将所述齿圈支架15锁紧抵靠在所述圆锥滚子轴承的内圈端面。所述电动卡车车桥包括第一轮辋17、第二轮辋18、制动鼓19和减速器外壳20，车轮螺栓3将所述轮毂单元a、所述减速器外壳20、所述制动鼓19、所述第一轮辋17和所述第二轮辋18固定在一起，所述制动鼓19位于所述第一轮辋17内。使用上述轮毂单元总成电动卡车车桥的整体重量也会减轻。
49.本实用新型的轻量化轮毂借助有限元分析的手段，并结合路试实验，分析出高载荷部分和低载荷部分，将高载荷部分的强度加强，尽可能的减少低载荷部分的材料，并不损失轮毂的可制造性和实用性，使其优化后的轮毂重量减轻，同时也满足了轮毂的功能和使用要求，使得该轻量化轮毂在达到结构强度要求的同时实现了轮毂的轻量化，进而达到减轻轮毂单元总成、电动卡车车桥的重量以及减轻车重、省油和节能减排的目的。
50.上述的轮毂单元总成的相关零部件(如轴承、油封等零部件)也可以有其他的结构，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，只要包含本实用新型的轻量化轮毂的其他轮毂单元总成和电动卡车车桥也在本实用新型的保护范围之内。
51.凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。