第四章_子午線輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 ppt課件

1、輪胎構(gòu)造設(shè)計(jì)第四章第四章 子午線輪胎設(shè)計(jì)與制造子午線輪胎設(shè)計(jì)與制造學(xué)習(xí)目的與要求學(xué)習(xí)目的與要求 經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)掌握子午線輪胎的技術(shù)設(shè)計(jì)及經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)掌握子午線輪胎的技術(shù)設(shè)計(jì)及施工設(shè)計(jì)方法；掌握子午線輪胎的配方設(shè)計(jì)原施工設(shè)計(jì)方法；掌握子午線輪胎的配方設(shè)計(jì)原那么和成型工藝；熟練了解子午線輪胎的構(gòu)造那么和成型工藝；熟練了解子午線輪胎的構(gòu)造和構(gòu)造特點(diǎn)；了解子午線輪胎各部件膠料配方和構(gòu)造特點(diǎn)；了解子午線輪胎各部件膠料配方設(shè)計(jì)方法；了解半廢品部件預(yù)備及硫化工藝。設(shè)計(jì)方法；了解半廢品部件預(yù)備及硫化工藝。 第四章第四章 子午線輪胎設(shè)計(jì)與制造子午線輪胎設(shè)計(jì)與制造 第一節(jié)第一節(jié) 子午線輪胎構(gòu)造特點(diǎn)子午線輪胎構(gòu)造特點(diǎn) 第二節(jié)

2、第二節(jié) 子午線輪胎構(gòu)造設(shè)計(jì)子午線輪胎構(gòu)造設(shè)計(jì) 第三節(jié)第三節(jié) 子午線輪胎施工設(shè)計(jì)子午線輪胎施工設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 子午線輪胎構(gòu)造特點(diǎn)子午線輪胎構(gòu)造特點(diǎn)一、子午線輪胎的外胎構(gòu)造一、子午線輪胎的外胎構(gòu)造 子午線輪胎子午線輪胎(Radial Tire)從所采用從所采用的骨架資料來(lái)分類(lèi)，可分為全鋼絲子的骨架資料來(lái)分類(lèi)，可分為全鋼絲子午線輪胎、半鋼絲子午線輪胎和全纖午線輪胎、半鋼絲子午線輪胎和全纖維子午線輪胎三種。普通載重胎多數(shù)維子午線輪胎三種。普通載重胎多數(shù)采用全鋼絲，而轎車(chē)胎和輕卡胎那么采用全鋼絲，而轎車(chē)胎和輕卡胎那么多采用半鋼絲或全纖維，詳細(xì)構(gòu)造分多采用半鋼絲或全纖維，詳細(xì)構(gòu)造分別引見(jiàn)如下。別引見(jiàn)如下

3、。 載重子午線構(gòu)造輪胎的構(gòu)造載重子午線構(gòu)造輪胎的構(gòu)造胎體胎體: :多數(shù)采用單層鋼絲簾布構(gòu)成多數(shù)采用單層鋼絲簾布構(gòu)成或人造或人造 絲、尼龍、芳綸等絲、尼龍、芳綸等帶束層帶束層:3-4:3-4層鋼絲簾布組成，層鋼絲簾布組成，胎肩墊膠胎肩墊膠: :胎體與帶束層之間有中間胎體與帶束層之間有中間胎圈部分胎圈部分: :由鋼絲圈、上下三角膠芯、由鋼絲圈、上下三角膠芯、鋼絲鋼絲 包布加強(qiáng)層和子口護(hù)膠等部包布加強(qiáng)層和子口護(hù)膠等部件構(gòu)成。件構(gòu)成。胎面膠胎面膠: :胎面上層膠、下層膠胎面上層膠、下層膠胎側(cè)膠胎側(cè)膠: :見(jiàn)圖見(jiàn)圖4-14-1。轎車(chē)子午線輪胎構(gòu)造轎車(chē)子午線輪胎構(gòu)造 轎車(chē)子午線輪胎普通由胎面膠、胎面下層膠

4、、胎轎車(chē)子午線輪胎普通由胎面膠、胎面下層膠、胎側(cè)膠、胎體側(cè)膠、胎體1-21-2層纖維布組成、帶束層二層纖維布組成、帶束層二層鋼絲簾布層、冠帶按技術(shù)設(shè)計(jì)要有時(shí)加一層鋼絲簾布層、冠帶按技術(shù)設(shè)計(jì)要有時(shí)加一至二層尼龍簾布層，以提高轎車(chē)胎的高速性能、至二層尼龍簾布層，以提高轎車(chē)胎的高速性能、胎圈由鋼絲圈、復(fù)合硬膠芯和子口護(hù)膠、內(nèi)胎圈由鋼絲圈、復(fù)合硬膠芯和子口護(hù)膠、內(nèi)襯層等構(gòu)成。胎圈構(gòu)造見(jiàn)圖襯層等構(gòu)成。胎圈構(gòu)造見(jiàn)圖4-24-2所示。所示。胎面膠胎面膠胎面下層膠胎面下層膠胎側(cè)膠胎側(cè)膠子口護(hù)膠子口護(hù)膠帶束層帶束層1帶束層帶束層2冠帶層冠帶層1胎面膠胎面膠冠帶層冠帶層2胎腳胎腳胎側(cè)膠胎側(cè)膠三角膠三角膠鋼絲鋼絲圈

5、圈內(nèi)襯層內(nèi)襯層胎體層胎體層胎肩墊膠胎肩墊膠二、子午線輪胎與斜交輪胎構(gòu)造特征比較。二、子午線輪胎與斜交輪胎構(gòu)造特征比較。1 1斜交輪胎胎體中的簾線按一定角度陳列，斜交輪胎胎體中的簾線按一定角度陳列，各層間簾線相互交叉，胎體簾線層數(shù)為偶各層間簾線相互交叉，胎體簾線層數(shù)為偶數(shù)，胎體接受內(nèi)壓引起的初始應(yīng)力的數(shù)，胎體接受內(nèi)壓引起的初始應(yīng)力的808090%90%。2 2子午線輪胎胎體各簾面層間的簾線，系子午線輪胎胎體各簾面層間的簾線，系相互平行地由一胎圈至另一胎圈呈了午線相互平行地由一胎圈至另一胎圈呈了午線方向的陳列與胎胎冠中心線夾角為方向的陳列與胎胎冠中心線夾角為9090度。胎冠有大角度根本不伸張的剛性

6、帶度。胎冠有大角度根本不伸張的剛性帶束層箍緊，這種構(gòu)造使：束層箍緊，這種構(gòu)造使： 帶束層接受由內(nèi)壓引起的初始應(yīng)力的帶束層接受由內(nèi)壓引起的初始應(yīng)力的606075%75%；胎體簾線強(qiáng)力得到了充分的利用，層數(shù)減少，普胎體簾線強(qiáng)力得到了充分的利用，層數(shù)減少，普通比斜交胎少通比斜交胎少404050%50%，胎體層數(shù)可為偶數(shù)，也可，胎體層數(shù)可為偶數(shù)，也可為奇數(shù)。為奇數(shù)。胎圈所受應(yīng)力比斜交胎大胎圈所受應(yīng)力比斜交胎大303040%40%，鋼絲圈中的，鋼絲圈中的鋼絲根數(shù)比斜交胎多。鋼絲根數(shù)比斜交胎多。 由于胎體層數(shù)少、胎側(cè)柔軟、容易變形和刺傷，由于胎體層數(shù)少、胎側(cè)柔軟、容易變形和刺傷，胎側(cè)接受的應(yīng)力比斜交輪胎大

7、。胎側(cè)接受的應(yīng)力比斜交輪胎大。 因此，這兩種構(gòu)造的輪胎，它們的斷面外形、因此，這兩種構(gòu)造的輪胎，它們的斷面外形、胎圈構(gòu)造、帶束層構(gòu)造有很大的差別。胎圈構(gòu)造、帶束層構(gòu)造有很大的差別。子午線輪胎和斜交輪胎的簾線陳列如圖子午線輪胎和斜交輪胎的簾線陳列如圖4-34-3所示。所示。圖圖43子午線輪胎與斜交輪胎簾線陳列子午線輪胎與斜交輪胎簾線陳列第二節(jié)第二節(jié) 子午線輪胎構(gòu)造設(shè)計(jì)子午線輪胎構(gòu)造設(shè)計(jì) 一、子午線輪胎構(gòu)造設(shè)計(jì)程序一、子午線輪胎構(gòu)造設(shè)計(jì)程序 二、技術(shù)要求確實(shí)定二、技術(shù)要求確實(shí)定 三、輪廓設(shè)計(jì)主要構(gòu)造參數(shù)的選取三、輪廓設(shè)計(jì)主要構(gòu)造參數(shù)的選取 四、斷面輪廓曲線的設(shè)計(jì)四、斷面輪廓曲線的設(shè)計(jì) 五、子午線輪

8、胎帶束層的設(shè)計(jì)與計(jì)算五、子午線輪胎帶束層的設(shè)計(jì)與計(jì)算 六、子午線輪胎胎體簾線的應(yīng)力計(jì)算六、子午線輪胎胎體簾線的應(yīng)力計(jì)算 子午線輪胎由于其構(gòu)造上的特點(diǎn)，應(yīng)與斜交子午線輪胎由于其構(gòu)造上的特點(diǎn)，應(yīng)與斜交輪胎的設(shè)計(jì)方法有所不同。然而，就其設(shè)計(jì)原理輪胎的設(shè)計(jì)方法有所不同。然而，就其設(shè)計(jì)原理來(lái)說(shuō)，至今仍是普遍采用薄膜實(shí)際，只不過(guò)在詳來(lái)說(shuō)，至今仍是普遍采用薄膜實(shí)際，只不過(guò)在詳細(xì)設(shè)計(jì)方法上，近年來(lái)卻涌現(xiàn)出了許多創(chuàng)見(jiàn)。由細(xì)設(shè)計(jì)方法上，近年來(lái)卻涌現(xiàn)出了許多創(chuàng)見(jiàn)。由于電于計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的開(kāi)發(fā)，使輪胎各部位受于電于計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的開(kāi)發(fā)，使輪胎各部位受力均勻的自然平衡輪廓設(shè)計(jì)方法，逐漸演化為各力均勻的自然平衡輪廓設(shè)計(jì)方

9、法，逐漸演化為各部位應(yīng)力合理分布的非平衡輪廓設(shè)計(jì)方法，特別部位應(yīng)力合理分布的非平衡輪廓設(shè)計(jì)方法，特別是有限元分析法的援用，有能夠真實(shí)地模擬輪胎是有限元分析法的援用，有能夠真實(shí)地模擬輪胎在實(shí)踐運(yùn)用形狀下的斷面輪廓外形，并分析其應(yīng)在實(shí)踐運(yùn)用形狀下的斷面輪廓外形，并分析其應(yīng)力力應(yīng)變的分布合理匹配，從而得到優(yōu)化方案以應(yīng)變的分布合理匹配，從而得到優(yōu)化方案以設(shè)討輪胎的最正確輪廓外形。設(shè)討輪胎的最正確輪廓外形。自自8080年代起呈現(xiàn)出許多新的輪胎設(shè)計(jì)方法，如：年代起呈現(xiàn)出許多新的輪胎設(shè)計(jì)方法，如：日本石橋普利斯通公司的日本石橋普利斯通公司的RCOT (RCOT (最正確滾動(dòng)最正確滾動(dòng)輪廓輪廓) )實(shí)際，適用

10、于轎車(chē)子午線輪胎的設(shè)計(jì)；實(shí)際，適用于轎車(chē)子午線輪胎的設(shè)計(jì)；TCOT(TCOT(最正確張力控制最正確張力控制) )實(shí)際，適用于載重子午線實(shí)際，適用于載重子午線輪胎的設(shè)計(jì)；輪胎的設(shè)計(jì)； 日本橫濱公司的日本橫濱公司的STEM(STEM(應(yīng)變能量最小化應(yīng)變能量最小化) )實(shí)際。實(shí)際。日本東洋公司的日本東洋公司的DSOC(DSOC(動(dòng)態(tài)模擬最正確化輪胎外形動(dòng)態(tài)模擬最正確化輪胎外形) )實(shí)際，適用于載重子午線輪胎的設(shè)計(jì)；實(shí)際，適用于載重子午線輪胎的設(shè)計(jì)；前蘇聯(lián)的前蘇聯(lián)的CSSOT(CSSOT(應(yīng)力應(yīng)變周期優(yōu)化應(yīng)力應(yīng)變周期優(yōu)化) ) 實(shí)際，它除實(shí)際，它除思索輪胎幾何外形外，還研討了資料分布對(duì)周期思索輪胎幾何

11、外形外，還研討了資料分布對(duì)周期性應(yīng)力應(yīng)變的影響。性應(yīng)力應(yīng)變的影響。 子午線輪胎構(gòu)造設(shè)計(jì)與斜交輪胎一樣分兩階子午線輪胎構(gòu)造設(shè)計(jì)與斜交輪胎一樣分兩階段進(jìn)展。段進(jìn)展。第一階段為技術(shù)設(shè)計(jì)：主要義務(wù)是：第一階段為技術(shù)設(shè)計(jì)：主要義務(wù)是： 搜集為設(shè)計(jì)提供根據(jù)的技術(shù)資料搜集為設(shè)計(jì)提供根據(jù)的技術(shù)資料 確定輪胎的技術(shù)性能要求確定輪胎的技術(shù)性能要求 設(shè)計(jì)外胎內(nèi)外輪廓曲線設(shè)計(jì)外胎內(nèi)外輪廓曲線 設(shè)計(jì)外胎面花紋設(shè)計(jì)外胎面花紋 設(shè)計(jì)繪制外胎花紋總圖設(shè)計(jì)繪制外胎花紋總圖 一、子午線輪胎構(gòu)造設(shè)計(jì)程序一、子午線輪胎構(gòu)造設(shè)計(jì)程序第二階段為施工設(shè)計(jì)：主要義務(wù)是：第二階段為施工設(shè)計(jì)：主要義務(wù)是： 確定外胎成型方法確定外胎成型方法 確定

12、成型鼓直徑及機(jī)頭寬度確定成型鼓直徑及機(jī)頭寬度 繪制資料分布圖繪制資料分布圖 制定施工規(guī)范表制定施工規(guī)范表 最后提出構(gòu)造設(shè)計(jì)文件包括技術(shù)設(shè)計(jì)最后提出構(gòu)造設(shè)計(jì)文件包括技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)闡明書(shū)。和施工設(shè)計(jì)闡明書(shū)。 雖然子午胎的設(shè)計(jì)與斜交輪胎一樣，但在雖然子午胎的設(shè)計(jì)與斜交輪胎一樣，但在各個(gè)設(shè)計(jì)階段，其設(shè)計(jì)參數(shù)的取值，特別各個(gè)設(shè)計(jì)階段，其設(shè)計(jì)參數(shù)的取值，特別是施工設(shè)計(jì)與斜交輪胎差別很大，需用專(zhuān)是施工設(shè)計(jì)與斜交輪胎差別很大，需用專(zhuān)門(mén)的成型機(jī)才干完成。門(mén)的成型機(jī)才干完成。1子午線輪胎設(shè)計(jì)前的預(yù)備子午線輪胎設(shè)計(jì)前的預(yù)備1搜集技術(shù)資料作為設(shè)計(jì)根據(jù)搜集技術(shù)資料作為設(shè)計(jì)根據(jù) 與斜交輪胎設(shè)計(jì)前一樣，必需搜集有關(guān)與斜

13、交輪胎設(shè)計(jì)前一樣，必需搜集有關(guān)的技術(shù)資料。例如：車(chē)輛類(lèi)型及技術(shù)資料的技術(shù)資料。例如：車(chē)輛類(lèi)型及技術(shù)資料 車(chē)速及路面條件，輪軸情況，輪胎運(yùn)用要車(chē)速及路面條件，輪軸情況，輪胎運(yùn)用要求及經(jīng)濟(jì)性，平安性等。求及經(jīng)濟(jì)性，平安性等。 2確定技術(shù)性能確定技術(shù)性能 輪胎類(lèi)型、規(guī)格、層級(jí)、簾布層數(shù)及輪胎類(lèi)型、規(guī)格、層級(jí)、簾布層數(shù)及胎面花紋型式；最大負(fù)荷和相應(yīng)內(nèi)壓；輪胎面花紋型式；最大負(fù)荷和相應(yīng)內(nèi)壓；輪輞規(guī)格、尺寸及輪廓曲線；充氣外胎外緣輞規(guī)格、尺寸及輪廓曲線；充氣外胎外緣尺寸等。尺寸等。二、技術(shù)要求確實(shí)定二、技術(shù)要求確實(shí)定3確定骨架資料確定骨架資料 子午線輪胎按其采用的骨架資料來(lái)子午線輪胎按其采用的骨架資料來(lái)分

14、，有全纖維子午線輪胎，半鋼絲子分，有全纖維子午線輪胎，半鋼絲子午線輪胎午線輪胎(即胎體為纖維簾線，帶束層即胎體為纖維簾線，帶束層為鋼絲簾線為鋼絲簾線)和全鋼絲子午線輪胎三種，和全鋼絲子午線輪胎三種，根據(jù)用途、規(guī)格、類(lèi)型不同，思索選根據(jù)用途、規(guī)格、類(lèi)型不同，思索選擇。擇。 人造絲尼龍或聚酯簾線纖維胎體子午人造絲尼龍或聚酯簾線纖維胎體子午線輪胎線輪胎 芳綸簾線是一種新型骨架資料，是子芳綸簾線是一種新型骨架資料，是子午線輪胎理想的胎體資料，很有開(kāi)展午線輪胎理想的胎體資料，很有開(kāi)展出路。出路。 鋼絲簾線主要用于子午線輪胎的胎體及鋼絲簾線主要用于子午線輪胎的胎體及帶束層，其主要特點(diǎn)是耐熱性極好，強(qiáng)度帶束

15、層，其主要特點(diǎn)是耐熱性極好，強(qiáng)度高，同時(shí)伸長(zhǎng)率極小，對(duì)堅(jiān)持輪胎尺寸穩(wěn)高，同時(shí)伸長(zhǎng)率極小，對(duì)堅(jiān)持輪胎尺寸穩(wěn)定性極為有利。定性極為有利。 例如例如: :全纖維子午線輪胎主要為輕型轎全纖維子午線輪胎主要為輕型轎車(chē)輪胎和遷延機(jī)輪胎，半鋼絲子午線輪胎車(chē)輪胎和遷延機(jī)輪胎，半鋼絲子午線輪胎主要為高速轎車(chē)輪胎和輕型載重輪胎，主要為高速轎車(chē)輪胎和輕型載重輪胎，9.00R209.00R20以下的中型載重輪胎。全鋼絲子午以下的中型載重輪胎。全鋼絲子午線輪胎主要適用于重型載重輪胎和工程輪線輪胎主要適用于重型載重輪胎和工程輪胎，胎，9.00R209.00R20可用全鋼絲，亦可用半鋼絲。可用全鋼絲，亦可用半鋼絲。2輪胎負(fù)

16、荷才干計(jì)算輪胎負(fù)荷才干計(jì)算 負(fù)荷才干計(jì)算與斜交輪胎采用一樣的計(jì)算方法，負(fù)荷才干計(jì)算與斜交輪胎采用一樣的計(jì)算方法，普通根據(jù)美國(guó)輪胎協(xié)會(huì)普通根據(jù)美國(guó)輪胎協(xié)會(huì)TRA年鑒引見(jiàn)的公式進(jìn)展年鑒引見(jiàn)的公式進(jìn)展計(jì)算。該公式是在輪輞寬度計(jì)算。該公式是在輪輞寬度W1與充氣斷面寬與充氣斷面寬S1的比值等于的比值等于62.5%的規(guī)范條件下經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出的閱的規(guī)范條件下經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出的閱歷公式。故運(yùn)用此公式時(shí)、需有在理想輪輞上輪歷公式。故運(yùn)用此公式時(shí)、需有在理想輪輞上輪胎斷面寬的換算公式與之配套運(yùn)用。近年來(lái)，輪胎斷面寬的換算公式與之配套運(yùn)用。近年來(lái)，輪胎向低斷面開(kāi)展，越來(lái)越扁平化，其理想輪輞上胎向低斷面開(kāi)展，越來(lái)越扁平化，其理

17、想輪輞上的充氣斷面寬公式還必需另有公式進(jìn)展再校正運(yùn)的充氣斷面寬公式還必需另有公式進(jìn)展再校正運(yùn)用。用。 由于輪胎規(guī)格種類(lèi)繁多，因此出現(xiàn)一系列不同由于輪胎規(guī)格種類(lèi)繁多，因此出現(xiàn)一系列不同的計(jì)算理想輪輞上充氣斷面寬的配套公式，這里的計(jì)算理想輪輞上充氣斷面寬的配套公式，這里僅以輕型載重汽車(chē)輪胎和轎車(chē)輪胎為例做一簡(jiǎn)單僅以輕型載重汽車(chē)輪胎和轎車(chē)輪胎為例做一簡(jiǎn)單引見(jiàn)。引見(jiàn)。 輕型載重汽車(chē)輪胎負(fù)荷計(jì)算公式為輕型載重汽車(chē)輪胎負(fù)荷計(jì)算公式為:)(425. 0231. 039. 1585. 0dRdSDSPKW3 .141)/(sin18011101SWSSdSSd637. 0HSd7 . 096. 06 .135

18、)/(sin18011117 . 0SWSSO式中 W負(fù)荷才干，KN； K負(fù)荷系數(shù)(輕卡普通斷面子午線輪胎單 胎=l.197，雙胎=0.88單胎負(fù)荷)； P內(nèi)壓，kPa； DR輪輞名義直徑，cm； S 為62.5%的理想輪輞上的輪胎充 氣斷面寬，cm； W1設(shè)計(jì)輪輞寬度，cm； S1在設(shè)計(jì)輪輞上的輪胎斷面寬度，cm； H1新胎斷面高度，cm；11/SW 轎車(chē)輪胎負(fù)荷才干計(jì)算公式為：轎車(chē)輪胎負(fù)荷才干計(jì)算公式為：)(425. 0231. 039. 1585. 0dRdSDSPKWd0.7S0.96S0.637d=-6 .135)/(sin18011117 . 0SWSSHSd7 . 096. 0

19、式中式中 W W負(fù)荷才干，負(fù)荷才干，KNKN K K負(fù)荷系數(shù)負(fù)荷系數(shù)(78(78系列，系列，8282系列套用系列套用 K=1.745,70 K=1.745,70 系列系列K=1.655);K=1.655); P P內(nèi)壓，內(nèi)壓，kPakPa DR DR輪輞名義直徑，輪輞名義直徑，cmcm W1 W1設(shè)計(jì)輪輞寬度，設(shè)計(jì)輪輞寬度，cm;cm; S1 S1在設(shè)計(jì)輪輞上的輪胎斷面寬度，在設(shè)計(jì)輪輞上的輪胎斷面寬度，cmcm H H新胎斷面高度新胎斷面高度( (普通斷面輪胎為普通斷面輪胎為1.0l1.0l設(shè)計(jì)斷面設(shè)計(jì)斷面 高，扁平輪胎為高，扁平輪胎為1.021.02設(shè)計(jì)斷面高設(shè)計(jì)斷面高) )，cmcm負(fù)荷計(jì)

20、算例如負(fù)荷計(jì)算例如 以以6.50R16-10PR輪胎為例輪胎為例知條件知條件: P=549kPa, W1 =14.0cm，DR =40.6cm，H=17.2CM，S118.5cm計(jì)算公式為計(jì)算公式為:)(425. 0231. 039. 1585. 0dRdSDSPKW3 .141)/(sin18011101SWSSdSSd637. 0HSd7 . 096. 06 .135)/(sin18011117 . 0SWSSO 先計(jì)算先計(jì)算 7 . 0S )(85.176 .135)5 .18/0 .14(sin1805 .1817 . 0cmS計(jì)算計(jì)算dd=0.9617.8517.2=0.064(cm

21、) 計(jì)算計(jì)算S)(13.173 .141)5 .18/0 .14(sin1805 .181cmS計(jì)算計(jì)算Sd Sd=17.13-0.637(-0.064)=17.17(cm) 計(jì)算計(jì)算 W485. 9)17.176 .40(17.17549425. 0197. 1231. 039. 1585. 0單W=0.889.485=8.437KN 雙WKN 1 1、模型外直徑、模型外直徑D D和斷面寬和斷面寬B B確實(shí)定確實(shí)定 到目前為止，還沒(méi)有科學(xué)的方到目前為止，還沒(méi)有科學(xué)的方法來(lái)確定輪胎硫化模型尺寸與充氣壓后輪法來(lái)確定輪胎硫化模型尺寸與充氣壓后輪胎尺寸之間的關(guān)系，因此子午胎的設(shè)計(jì)也胎尺寸之間的關(guān)系，

22、因此子午胎的設(shè)計(jì)也只能根據(jù)閱歷思索不同的胎體簾線的伸長(zhǎng)只能根據(jù)閱歷思索不同的胎體簾線的伸長(zhǎng)性能、輪胎斷面輪廓外形、帶束層角度和性能、輪胎斷面輪廓外形、帶束層角度和長(zhǎng)度等的影響來(lái)選擇充氣輪胎與硫化模型長(zhǎng)度等的影響來(lái)選擇充氣輪胎與硫化模型之延續(xù)面寬和外直徑的膨脹比。下表列出之延續(xù)面寬和外直徑的膨脹比。下表列出載重和輕卡子午線輪胎充氣斷面寬載重和輕卡子午線輪胎充氣斷面寬(B)(B)和和模型斷面寬模型斷面寬(B)(B)對(duì)不同胎體簾線的斷面膨脹對(duì)不同胎體簾線的斷面膨脹比的取值范圍。比的取值范圍。三、三、 輪廓設(shè)計(jì)主要構(gòu)造參數(shù)的選取輪廓設(shè)計(jì)主要構(gòu)造參數(shù)的選取 有關(guān)轎車(chē)子午線輪胎的有關(guān)轎車(chē)子午線輪胎的B/B

23、值，應(yīng)隨其系列值，應(yīng)隨其系列HB扁扁平比的不同而變化。以人造絲胎體而言，平比的不同而變化。以人造絲胎體而言，B/B取值約為取值約為1.0051.03，普通來(lái)講，扁平比低的取值??；反之，就取，普通來(lái)講，扁平比低的取值小；反之，就取大值。大值。不同胎體簾線的斷面寬膨脹比值不同胎體簾線的斷面寬膨脹比值胎體簾胎體簾線類(lèi)線類(lèi)型型B/B鋼絲簾鋼絲簾線線1.011.02人造絲人造絲簾線簾線1.021.04聚酯簾聚酯簾線線1.051.07尼龍簾尼龍簾線線1.061.10 由于子午線輪胎的外直徑膨脹率要比斜交輪胎小很由于子午線輪胎的外直徑膨脹率要比斜交輪胎小很多，故其充氣后的外直徑變化甚小多，故其充氣后的外直徑

24、變化甚小(大致添加大致添加12mm)。據(jù)此，模型斷面外直徑普通可取與規(guī)范規(guī)定的新胎充氣外據(jù)此，模型斷面外直徑普通可取與規(guī)范規(guī)定的新胎充氣外直徑相當(dāng)或稍小的尺寸。直徑相當(dāng)或稍小的尺寸。 根據(jù)國(guó)家規(guī)范確定輪輞類(lèi)型、寬度、充氣外直徑根據(jù)國(guó)家規(guī)范確定輪輞類(lèi)型、寬度、充氣外直徑D、充氣斷面寬充氣斷面寬B之后，就應(yīng)著手確定模型尺寸，可確定模型之后，就應(yīng)著手確定模型尺寸，可確定模型外直徑外直徑D與模型斷面寬與模型斷面寬B。由于輪胎在充氣形狀下任務(wù)，。由于輪胎在充氣形狀下任務(wù)，充氣外緣尺寸大，但增大的程度遠(yuǎn)比斜交輪胎小，特別是充氣外緣尺寸大，但增大的程度遠(yuǎn)比斜交輪胎小，特別是低斷面纖維胎體鋼絲帶束的轎車(chē)胎，斷

25、面寬和外徑的膨脹低斷面纖維胎體鋼絲帶束的轎車(chē)胎，斷面寬和外徑的膨脹率就更小。率就更小。 轎車(chē)子午線輪胎，高寬比為轎車(chē)子午線輪胎，高寬比為0.70.8時(shí)時(shí)(人造絲胎體鋼絲帶束層構(gòu)造人造絲胎體鋼絲帶束層構(gòu)造)充氣后外徑普充氣后外徑普通膨脹通膨脹02mm,斷面寬膨脹斷面寬膨脹02%。根據(jù)閱。根據(jù)閱歷，子午線輪胎歷，子午線輪胎D/D值大約在值大約在1.0001.003之間，之間，B/B值為值為1.001.02左右。左右。 幾種轎車(chē)子午線輪胎斷面膨脹率如表幾種轎車(chē)子午線輪胎斷面膨脹率如表4-1所示。所示。輪胎規(guī)格輪胎規(guī)格D/DB/B205/75R151.00221.016185SR14 1.00151.

26、000185/70SR141.0001.002185/70SR130.9981.000165SR141.0011.007175SR141.0011.011表表4-1 幾種轎車(chē)子午胎斷面膨脹率幾種轎車(chē)子午胎斷面膨脹率 根據(jù)輪胎外直徑和內(nèi)直徑，可計(jì)算得到斷面高根據(jù)輪胎外直徑和內(nèi)直徑，可計(jì)算得到斷面高H：（D-d)H22、斷面程度軸位置確定、斷面程度軸位置確定 斷面程度軸位于斷面最寬點(diǎn)，是輪斷面程度軸位于斷面最寬點(diǎn)，是輪胎法向變形最大部位，用數(shù)值胎法向變形最大部位，用數(shù)值H1/H2表示。表示。 普通斜交輪胎普通斜交輪胎H1/H2值大約在值大約在0.830.95間，而子午線輪胎通常在間，而子午線輪胎通

27、常在1.01.12左右，轎車(chē)輪胎約在左右，轎車(chē)輪胎約在1.001.20之間。之間。 子午線輪胎值子午線輪胎值H1/H2大于普通斜大于普通斜交輪胎，緣由在于子午線輪胎胎體簾交輪胎，緣由在于子午線輪胎胎體簾線垂直于鋼圈呈輻射形陳列，故胎圈線垂直于鋼圈呈輻射形陳列，故胎圈所受應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通斜交輪胎。程所受應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通斜交輪胎。程度軸遠(yuǎn)離胎圈，使法向變形最大值接度軸遠(yuǎn)離胎圈，使法向變形最大值接近胎冠，可減少胎圈變形，改善胎圈近胎冠，可減少胎圈變形，改善胎圈脫層相磨損。脫層相磨損。 子午線輪胎斷面最寬點(diǎn)半徑的位置要比斜交子午線輪胎斷面最寬點(diǎn)半徑的位置要比斜交輪胎的高，能使其變形落在程度軸以上帶束層

28、端輪胎的高，能使其變形落在程度軸以上帶束層端點(diǎn)以下的上胎側(cè)高點(diǎn)以下的上胎側(cè)高(H2)區(qū)域之內(nèi)，并減小下胎側(cè)區(qū)域之內(nèi)，并減小下胎側(cè)高高(H1)區(qū)域的應(yīng)力和胎圈的應(yīng)力。由于子午線輪區(qū)域的應(yīng)力和胎圈的應(yīng)力。由于子午線輪胎胎體簾線呈徑向陳列，其鋼絲圈接受力要比斜胎胎體簾線呈徑向陳列，其鋼絲圈接受力要比斜交輪胎的大，故斷面最寬點(diǎn)半徑要獲得高一些來(lái)交輪胎的大，故斷面最寬點(diǎn)半徑要獲得高一些來(lái)減輕接受力。減輕接受力。 普通轎車(chē)子午胎的普通轎車(chē)子午胎的H1/ H2取值為取值為1.01.2，載，載重子午線胎最高可達(dá)重子午線胎最高可達(dá)1.4。據(jù)美國(guó)專(zhuān)利引見(jiàn)，載重子午線輪胎的斷面高據(jù)美國(guó)專(zhuān)利引見(jiàn)，載重子午線輪胎的斷面

29、高(H)與斷面寬與斷面寬(B)之比為之比為1時(shí)的時(shí)的H2確定方法，確定方法，計(jì)算公式為：計(jì)算公式為：H2(HFH)0.59式中式中 H2輪胎斷面上胎側(cè)高；輪胎斷面上胎側(cè)高； FH輪輞的輪緣高。輪輞的輪緣高。 根據(jù)根據(jù)RCOT實(shí)際設(shè)計(jì)轎車(chē)子午線輪胎實(shí)際設(shè)計(jì)轎車(chē)子午線輪胎的斷面最寬點(diǎn)半徑，要比傳統(tǒng)法設(shè)計(jì)的取的斷面最寬點(diǎn)半徑，要比傳統(tǒng)法設(shè)計(jì)的取值大。值大。3、行駛面寬度、行駛面寬度b和弧度高和弧度高h(yuǎn)確實(shí)確實(shí)定定 子午線輪胎行駛面弧度的子午線輪胎行駛面弧度的選取，主要與輪胎扁平比和帶選取，主要與輪胎扁平比和帶束層剛性有關(guān)，此外，行駛面束層剛性有關(guān)，此外，行駛面弧度半徑弧度半徑(n)與行駛面寬度與行駛

30、面寬度(b)、帶束層寬度帶束層寬度(Bw)與行駛面寬度、與行駛面寬度、行駛面弧度高行駛面弧度高(A)與斷面高、行與斷面高、行駛面寬度與斷面寬度之比及胎駛面寬度與斷面寬度之比及胎體簾線類(lèi)型等都有相當(dāng)大的影體簾線類(lèi)型等都有相當(dāng)大的影響。響。 帶束層剛性對(duì)行駛面寬度內(nèi)的花紋磨耗均帶束層剛性對(duì)行駛面寬度內(nèi)的花紋磨耗均勻性有很大的關(guān)系，如二層帶束層輪胎的行駛勻性有很大的關(guān)系，如二層帶束層輪胎的行駛面邊端直徑增大，要比四層的大得多。因此，面邊端直徑增大，要比四層的大得多。因此，對(duì)多層鋼絲帶束層輪胎來(lái)說(shuō)，應(yīng)采用較小的行對(duì)多層鋼絲帶束層輪胎來(lái)說(shuō)，應(yīng)采用較小的行駛面弧度，因在此情況下，行駛面弧度大會(huì)減駛面弧度，

31、因在此情況下，行駛面弧度大會(huì)減小接地面積，從而對(duì)胎面的耐磨性、磨耗均勻小接地面積，從而對(duì)胎面的耐磨性、磨耗均勻性和抓著性都會(huì)有不良的影響。性和抓著性都會(huì)有不良的影響。 為保證輪胎與路面之間在行駛面寬度范圍之內(nèi)有較大為保證輪胎與路面之間在行駛面寬度范圍之內(nèi)有較大的接地面積，子午胎的的接地面積，子午胎的h與與H之比普通宜取之比普通宜取0.020.04，b與與B之比為之比為0.70.85。 n與與b之比和之比和Bw與與b之比對(duì)輪胎的耐磨性和耐久性也有之比對(duì)輪胎的耐磨性和耐久性也有較大的影響，為了兼顧兩者的性能，較大的影響，為了兼顧兩者的性能，Bw/b值為值為0.941.05較為適宜，而較為適宜，而n

32、/b之值，轎車(chē)子午線輪胎為之值，轎車(chē)子午線輪胎為2.12.5、載重、載重子午線輪胎為子午線輪胎為1.31.8。子午線輪胎屬低斷面，外直徑較小，。子午線輪胎屬低斷面，外直徑較小，因此接地印痕長(zhǎng)軸較短，為了不減少輪胎的接地面積，應(yīng)因此接地印痕長(zhǎng)軸較短，為了不減少輪胎的接地面積，應(yīng)隨著高寬比的減少而適當(dāng)添加行駛面寬度隨著高寬比的減少而適當(dāng)添加行駛面寬度b，減少弧度高，減少弧度高h(yuǎn)既可改良輪胎的制動(dòng)性，又可提高胎面的耐磨性能。既可改良輪胎的制動(dòng)性，又可提高胎面的耐磨性能。 b、h的取值與輪胎類(lèi)型的取值與輪胎類(lèi)型;花紋型式，路花紋型式，路面條件有關(guān)，取決于帶束層剛性，亦要思面條件有關(guān)，取決于帶束層剛性，

33、亦要思索行駛面弧度半徑索行駛面弧度半徑R與行駛面寬與行駛面寬b的比值，的比值，帶束層寬度帶束層寬度BW與與b的比值。的比值。 帶束層剛性對(duì)胎面磨耗均勻性影響很大，帶束層剛性對(duì)胎面磨耗均勻性影響很大，多層剛性大的鋼絲帶束層子午線輪胎應(yīng)采多層剛性大的鋼絲帶束層子午線輪胎應(yīng)采用較小的行駛面弧度高，以增大輪胎與路用較小的行駛面弧度高，以增大輪胎與路面的接地面積。面的接地面積。 普通子午線輪胎普通子午線輪胎h/Hh/H為為0.020.020.04,0.04,相相應(yīng)，應(yīng)，b/Bb/B取值為取值為0.700.700.850.85。轎車(chē)子午線輪。轎車(chē)子午線輪胎間增大胎間增大b b和減小和減小h h的趨勢(shì)開(kāi)展，

34、但行駛面寬的趨勢(shì)開(kāi)展，但行駛面寬度普通不應(yīng)超越下胎側(cè)弧度與輪輞曲線交點(diǎn)度普通不應(yīng)超越下胎側(cè)弧度與輪輞曲線交點(diǎn)之間的間隔。高速輪胎行駛面寬度應(yīng)比常速之間的間隔。高速輪胎行駛面寬度應(yīng)比常速輪胎窄，通常取斷面寬的輪胎窄，通常取斷面寬的656570%70%，以改善，以改善胎肩部應(yīng)變情況和減小滾動(dòng)損失。胎肩部應(yīng)變情況和減小滾動(dòng)損失。4、胎圈間距的選取、胎圈間距的選取 胎圈間距胎圈間距(C)普通選用與輪輞寬普通選用與輪輞寬度相等或者也可小于輪擱間距，但度相等或者也可小于輪擱間距，但不超越不超越1525mm，C值小于輪輞寬值小于輪輞寬度可提向輪胎的耐磨性能和側(cè)向剛度可提向輪胎的耐磨性能和側(cè)向剛性。性。 C與

35、與B之比，普通而言，轎車(chē)子之比，普通而言，轎車(chē)子午線輪胎為午線輪胎為0.70.8，載重子午線輪，載重子午線輪胎為胎為0.70.75。5、斷面高與斷面寬之比、斷面高與斷面寬之比 對(duì)子午線輪胎而言，對(duì)子午線輪胎而言，H/B之比之比可不用直接選取，這是由于子午線可不用直接選取，這是由于子午線輪胎外直徑變化很小，斷面高也就輪胎外直徑變化很小，斷面高也就成了定值。斷面寬主要受胎體簾線成了定值。斷面寬主要受胎體簾線性能的影響，由性能的影響，由B/B的膨脹比來(lái)確的膨脹比來(lái)確定。另外，轎車(chē)子午線輪胎和寬輪定。另外，轎車(chē)子午線輪胎和寬輪輞載重子午線輪胎都有相應(yīng)的系列，輞載重子午線輪胎都有相應(yīng)的系列，其其HB之比

36、大體上成為定值。據(jù)之比大體上成為定值。據(jù)引見(jiàn)載重子午線輪胎引見(jiàn)載重子午線輪胎HB為為0.961.05，轎車(chē)子午線輪胎為，轎車(chē)子午線輪胎為0.800.85。但對(duì)寬輪輞低斷面載。但對(duì)寬輪輞低斷面載重子午線輪胎和轎車(chē)子午線輪胎來(lái)重子午線輪胎和轎車(chē)子午線輪胎來(lái)說(shuō)，都因有相應(yīng)的系列分類(lèi)，說(shuō)，都因有相應(yīng)的系列分類(lèi)，HB比值的選取可由其系列分類(lèi)而定。比值的選取可由其系列分類(lèi)而定。 美藉華人黃祟期先生和歐杰先生引薦的一種美藉華人黃祟期先生和歐杰先生引薦的一種子午線輪胎構(gòu)造設(shè)計(jì)方法，即是以平衡輪廓實(shí)際子午線輪胎構(gòu)造設(shè)計(jì)方法，即是以平衡輪廓實(shí)際為根據(jù)，以薄膜為根據(jù)，以薄膜-網(wǎng)絡(luò)實(shí)際為根底。該實(shí)際最初運(yùn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際為根

37、底。該實(shí)際最初運(yùn)用于斜交輪胎輪廓設(shè)計(jì)，后來(lái)也用于子午錢(qián)輪胎，用于斜交輪胎輪廓設(shè)計(jì)，后來(lái)也用于子午錢(qián)輪胎，假設(shè)的條件是：假設(shè)的條件是： 以為充氣壓力是獨(dú)一的作用應(yīng)力，而且應(yīng)力僅僅以為充氣壓力是獨(dú)一的作用應(yīng)力，而且應(yīng)力僅僅作用于薄膜壁之上；作用于薄膜壁之上；對(duì)剪切和屈撓力均可忽略不計(jì)，當(dāng)輪胎充氣時(shí)，對(duì)剪切和屈撓力均可忽略不計(jì)，當(dāng)輪胎充氣時(shí)，胎體所受應(yīng)力是均勻分布的。這樣的輪廓曲線稱(chēng)胎體所受應(yīng)力是均勻分布的。這樣的輪廓曲線稱(chēng)為為“自然平衡輪廓曲線。見(jiàn)圖所示。自然平衡輪廓曲線。見(jiàn)圖所示。四、斷面輪廓曲線的設(shè)計(jì)四、斷面輪廓曲線的設(shè)計(jì) 從靜態(tài)力學(xué)平衡方從靜態(tài)力學(xué)平衡方程式中得出充氣輪胎程式中得出充氣輪胎平

38、衡輪廓曲率半徑公平衡輪廓曲率半徑公式式1如下。由于子如下。由于子午線輪胎胎體簾線角午線輪胎胎體簾線角度為度為90。(也有稱(chēng)也有稱(chēng)0)，其曲率半徑公式可簡(jiǎn)其曲率半徑公式可簡(jiǎn)化為公式化為公式(2)。1帶束層；帶束層；2均勻胎體應(yīng)力，均勻胎體應(yīng)力，3胎圈胎圈 自然平衡輪廓曲線自然平衡輪廓曲線()()()()122222kkmkkk222222kkmkrrrrr cossin2r rr cosr rrcosaaraa-=-斜交輪胎斜交輪胎式中式中 輪廓恣意點(diǎn)的曲率半徑輪廓恣意點(diǎn)的曲率半徑 rk rk胎冠點(diǎn)半徑胎冠點(diǎn)半徑 rm rm斷面最寬點(diǎn)半徑斷面最寬點(diǎn)半徑 胎冠點(diǎn)簾線角胎冠點(diǎn)簾線角 r r輪廓恣意點(diǎn)

39、半徑輪廓恣意點(diǎn)半徑ka1r-=22kmrr2r子午線輪胎子午線輪胎 從公式從公式(2)中可以看出，只需確定中可以看出，只需確定rk和和rm后，即后，即可求得輪廓上恣意點(diǎn)的曲率半徑可求得輪廓上恣意點(diǎn)的曲率半徑()。根據(jù)各點(diǎn)不。根據(jù)各點(diǎn)不同的曲率半徑作出平衡輪廓曲線。由于胎體具有一同的曲率半徑作出平衡輪廓曲線。由于胎體具有一定厚度，故應(yīng)以胎體層的中線來(lái)計(jì)算平衡輪廓曲線定厚度，故應(yīng)以胎體層的中線來(lái)計(jì)算平衡輪廓曲線較為合理。詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟分述如下：較為合理。詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟分述如下：21、確定有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)、確定有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù) 需求先確定的輪胎設(shè)計(jì)參數(shù)有：輪胎需求先確定的輪胎設(shè)計(jì)參數(shù)有：輪胎外半徑外半徑(R)，

40、輪胎斷面寬，輪胎斷面寬(B)，胎圈間距，胎圈間距(或或輪輞寬度輪輞寬度)(C)，子口著合半徑，子口著合半徑(rt)，輪胎行，輪胎行駛面弧度半徑駛面弧度半徑(1)，胎面至簾布層中線的，胎面至簾布層中線的厚度厚度(m)，胎側(cè)至簾布層中線的厚度，胎側(cè)至簾布層中線的厚度(n)，輪輞邊緣半徑輪輞邊緣半徑(即輪輞邊緣至旋轉(zhuǎn)軸的間即輪輞邊緣至旋轉(zhuǎn)軸的間隔隔)(rf)。2、求出斷面上某些點(diǎn)至旋轉(zhuǎn)軸的半徑、求出斷面上某些點(diǎn)至旋轉(zhuǎn)軸的半徑 從實(shí)際上來(lái)講，平衡輪廓曲線上各點(diǎn)的曲從實(shí)際上來(lái)講，平衡輪廓曲線上各點(diǎn)的曲率半徑均不一樣，但在實(shí)踐上為了方便計(jì)算和率半徑均不一樣，但在實(shí)踐上為了方便計(jì)算和合理制造模型，可不用要求很多曲率半徑，而合理制造模型，可不用要求很多曲率半徑，而只需尋求幾個(gè)典型位置點(diǎn)的曲率半徑和曲率過(guò)只需尋求幾個(gè)典型位置點(diǎn)的曲率半徑和曲率過(guò)渡節(jié)點(diǎn)位置，如胎冠點(diǎn)渡節(jié)點(diǎn)位置，如胎冠點(diǎn)(A)、斷面最寬點(diǎn)、斷面最寬點(diǎn)(B)等，等，見(jiàn)圖見(jiàn)圖2所示。所示。 典型點(diǎn)位置確實(shí)定典型點(diǎn)位置確實(shí)定求出典型點(diǎn)至旋轉(zhuǎn)鈾的半徑：求出典型點(diǎn)至旋轉(zhuǎn)鈾的半徑：rk=R-mrm=(R+rt)/2 (或按確定的斷面最寬點(diǎn)半徑或按確定的斷面最寬點(diǎn)半徑)下胎側(cè)下胎側(cè)k點(diǎn)半徑：點(diǎn)半徑： rk=rm-k/23、求出斷面上典型點(diǎn)的曲率半徑、求出斷面上典型點(diǎn)的