汽车轮毂设计2

北堂叶离

各位机械师的盆友们，大家晚上好！今天我们继续汽车轮毂的认识，这节将讲述轮毂第二个板块：轮毂的设计。包括轮毂的加工制造工艺，轮毂的轻量化设计。这一节内容会比较的难一点，而小编也想尽量的深入细致得将这些东西给理清楚，呈现给大家，所以小编打算分几次分享给大家。

首先，上次介绍了轮毂的结构中，我们提到了轮毂主要包括轮辋和轮辐两个部分，而对于轮毂的设计，也就是这两个部分的设计。对于轮辋是与轮胎连接的部分，国家有规定的标准和尺寸，所以基本上轮毂的设计终点落在了轮辐设计上。
这一次主要选择深槽轮辋B型轮廓13英寸汽车轮毂来做讲解
1、        轮毂设计性能客户需求及工程措施
轮毂设计性能客户需求：客户需求决定了设计轮毂的方向，现在汽车轮毂客户需求有人做了相关的调查，利用质量功能展开中的层次分析法（是一种定型与定量相结合的决策分析法，简单的说就是分析客户需求重要度的，用数据的方式显示重要度，大家有兴趣可以了解一下质量功能展开，小编也是刚刚接触）。
通过层次分析法，设顾客需求的重要度值为Wi，
W1=0.41， W2=0.26，W3=0.15，W4=0.09，W5=0.09；
计算方法我就不介绍了，如果想知道怎么计算的，可以@我
重点是结论：从下面的比重可以看出什么事最重要的：安全可靠>防腐>轻量化>成本=外观。
工程措施：影响用户需求的工程措施有以下：
材料、结构设计、外形设计、成本控制、制造工艺等。工程措施的重要度也是可以根据质量功能展开方法来分析工程措施各项措施的重要度占比，来直接衡量重要性的。下面有个表可以供参考：

结论是：材料和结构是设计的重点。
小编其实对这套理论也有疑惑，其实不用计算，我们也会知道轮毂设计的重点肯定是结构与材料的设计了，那这些定量了的数据的价值又在哪里呢？小编也想了想，也许这就是中国人和外国人的区别，外国人喜欢靠数据来说话，哪怕你说的再直观再明显，还是没有数据明显。另外，小编以前学设计的，一些头脑风暴的方法其实与这个很类似，有矩阵与分布的概念，其实当元素多起来的时候，这种分析方法还是蛮好的。

好了废话了这么多，咱们继续，下面介绍一个小编觉得还是不错的设计解决方法：技术创新理论TRIZ。这个理论是小编这两天搜集轮毂设计资料时候看到的，觉得还是不错的，小编搜集的资料是选用的其中一段。小编争取找到更加全面的这个资料，有机会分享给大家。
技术创新理论TRIZ与汽车轮毂设计
小编重点介绍一下里面的解决产品冲突的一个理论，TRIZ理论建立以39个通用工程参数和40个发明原理来构成的冲突矩阵：


小编谈谈对这个矩阵的理解，首先工程参数这个概念是什么意思？小编想的是工程参数包括体积，刚度等这些产品的工程量，这些量之间存在着冲突的，而每对冲突下又可以对应着一些发明原理去解决这些冲突。
再结合轮毂设计来说，轮毂的强度与轻量化外观都是矛盾冲突的，这个时候确定了轮毂的工程参数有：强度和体积，强度是工程参数的第17个，体积是工程参数的第4个，查找冲突矩阵有如下解决方法：

预操作、动态化，曲面化，嵌套原理四个方法，我就不具体的说了，小编也没找到很全的案例去解释，这里就说说争对轮毂的，应该是曲面化去解决是最好的了。（小编以为，外国人很会弄这些理论，而我们国家的人们喜欢用的是经验）
小编前面讲的都有点啰啰嗦嗦的，但是小编觉得还是蛮有价值的，以前我们都不太重视这种分析问题的方法，小编个人认为还是有必要的，这些方法都是可以拓展的不是吗？
2、        轮辋设计
轮辋设计按照国家标准来设计，选择5深槽轮辋界面形状如下图：

这 里大家可以考虑建三维的数模了了，小编一直没有时间来去自己见一个模型，小编打算明天建一个轮毂的数模，大家也可以一起做做分享!
下面是各个参数取值：

结合轮辐的剖面图，如下：

可以利用三维软件中的旋转来做这部分的模型：

旋转后得到模型如下：

在做出旋转模型后，设计的轮辋部分的厚度为8mm，中心孔直径取为，偏位值取为+20mm。轮辐部分的外表面为弧形，为了减小应力集中，在轮辐与轮辋相交的部位设置有较大的圆角过渡区域。 在所设计的镁合金汽车轮毂主体部分基础上，创建曲面，利用修剪体功能修剪出辐板之间的窗口部分，生成八个辐板结构。最后在轮毂的安装面上创建4个螺栓孔，螺栓孔的节圆直径为120，螺栓孔直径为17。镁合金汽车轮毂的三维实体造型如图：


3、        设计分析
选用的13英寸的轮毂根据数模分析数据。首先选择的材料密度，这里选用的是镁合金密度为：1.76*10-3g/mm3，体积为2.82*106mm3，就可以计算出轮毂质量为4.96kg，。目前，汽车上应用的13英寸型铝合金汽车轮毂的质量在6-7kg之间。

fanxue333

期待第三部分哈。

北堂叶离

fanxue333 发表于 7-12-2013 22:06
期待第三部分哈。

默林雪僧

看过之后很长见识，谢谢啊