火车轮毂设计、铸造时开洞（孔），而且大小不一主要源于以下两方面原因：
1、开孔：在保留车轮结构强度和大惯量的同时减轻轮毂整体重量，便于制造安装。因此，轮毂外圈部分是比较厚重的，可以保持车轮高速运转时大的惯量，加速平稳，耐磨。在对惯量影响较小的部分，开孔可以在满足车轮结构强度的情况下，减轻整个轮毂的重量，方便吊装，也节省钢材。不仅火车轮是这么设计，在很多工业应用领域，都可以看到飞轮轮毂开孔，道理是一样的。
2、大小不一：我们知道，车轮高速绕车轴旋转，会产生很大的离心力，如果车轮圆周上各点的离心力不对称，那么不对称的离心力差值就会对车轴产生很大的作用力，导致整个车轮震动，也很容易损坏车轴轴承。
3、现在的火车车轮从上述两个大的原理上还是一样的，只不过由于火车驱动方式，车轮材料、制造工艺科技进步，平衡开孔（或辐条）做得更小，更隐蔽。
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