第三章輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)子午胎部分

第三期雙星管理骨干輪胎技術(shù)培訓(xùn)

第四章汽車充氣輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)

雙星輪胎技術(shù)中心200８年1月DOUBLESTARTIRER&DCENTER第一節(jié)輪胎輪輞基本知識(shí)

輪胎是汽車和其他車輛行走機(jī)構(gòu)的重要組成部分，用以接觸地面，承載重量，傳遞牽引力，轉(zhuǎn)向力和制動(dòng)力，吸收道路不平而產(chǎn)生的震動(dòng)。充氣輪胎是依靠充滿內(nèi)腔的壓縮空氣形成的空氣墊彈性原理工作的，因此獲得較高的行駛速度和較好的乘座舒適性。DOUBLESTARTIRER&DCENTER一、輪胎的組成輪胎的外胎由簾布層、緩沖（帶束）層、胎面膠、胎側(cè)膠、內(nèi)襯（密封）層和胎圈構(gòu)成。簾布層是輪胎的骨架，承受輪胎的內(nèi)壓負(fù)荷、載重負(fù)荷、牽引力、轉(zhuǎn)向力和制動(dòng)力，由纖維（尼龍、聚酯、人造絲、芳綸）簾線或鋼絲簾線構(gòu)成。

胎面膠通過(guò)與地面的接觸，承受沖擊和磨損，傳遞牽引力、轉(zhuǎn)向力、和制動(dòng)力。通常根據(jù)輪胎的不同用途和使用路況，在胎面膠上設(shè)計(jì)有不同類型和樣式的花紋。新輪廓2/1/20233DOUBLESTARTIRER&DCENTER

胎側(cè)膠、內(nèi)襯（密封）層是從輪胎的內(nèi)外保護(hù)輪胎的胎體簾線免受機(jī)械和化學(xué)損傷（如摩擦和氧化）。無(wú)內(nèi)胎輪胎的密封層還具有良好的防空氣滲漏性。

緩沖（帶束）層是增加輪胎行駛面部位的強(qiáng)度，承受輪胎的內(nèi)壓負(fù)荷，承受和分散沖擊力、震動(dòng)力和剪切力的重要部件。

胎圈的作用是將輪胎緊固于輪輞上。

現(xiàn)在輪胎按胎體簾布和緩沖（帶束）層結(jié)構(gòu)的不同，分為斜交輪胎和子午線輪胎兩個(gè)基本類型，原來(lái)曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的形形色色結(jié)構(gòu)類型的輪胎，隨著輪胎和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展而逐漸消失。2/1/20234DOUBLESTARTIRER&DCENTER二、輪胎的類型（一）斜交輪胎斜交輪胎的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是胎體簾布層簾線按一定角度相互交叉排列，簾線于胎冠中心線的垂直線相交的角度稱為胎冠角，一般在48----54°的范圍內(nèi)。為使輪胎的受力分布均勻，簾布層數(shù)為偶數(shù)。緩沖層是用密度較小的簾布構(gòu)成。斜交輪胎是一種沿用時(shí)間最長(zhǎng)，使用最廣泛的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)輪胎。

優(yōu)點(diǎn)是胎體堅(jiān)固、負(fù)荷辨析功能小、胎側(cè)不易損傷、轉(zhuǎn)向和制動(dòng)性能良好。由于生產(chǎn)歷史長(zhǎng)，生產(chǎn)工藝易于掌握，生產(chǎn)效率高，加工費(fèi)用低。但因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)，給這種輪胎帶來(lái)了該結(jié)構(gòu)自身難以克服的缺點(diǎn)：原材料消耗大，磨損大，與地面的附著力低，滾動(dòng)阻力大，行駛溫度高，不能滿足日益提高的使用要求。2/1/20235DOUBLESTARTIRER&DCENTER（二）子午線輪胎子午線輪胎的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：胎體簾線的排列象地球的子午線一樣，與胎冠中心線呈90°夾角，在胎冠膠的底部有相互交叉排列的帶束層，與胎冠中心線呈15----24°夾角，象剛性環(huán)帶一樣緊箍在胎體上。因?yàn)檫@種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，使子午線輪胎具有以下的優(yōu)點(diǎn)：1、胎面耐磨子午線輪胎冠部剛性大，行駛中的滑移量小，滾動(dòng)周長(zhǎng)大于斜交胎，因此它的胎面耐磨性比斜交輪胎高40----120%。2、滾動(dòng)阻力小一般比斜交輪胎小30----40%，節(jié)省燃料6----8%。因?yàn)樽游缇€輪胎胎體簾線角度為90°，滾動(dòng)時(shí)簾線之間無(wú)剪切應(yīng)力，滯后損失小。2/1/20236DOUBLESTARTIRER&DCENTER3、通過(guò)性能好子午線輪胎的胎體柔軟，下沉量大，與地面的接觸面積大，接觸壓力分布均勻，鋼絲帶束層的縱向剛性大，周向滑移量小，與地面的附著性好，牽引性能比斜交輪胎高10----20%，使之在干濕路面上的通過(guò)性能都比較優(yōu)越。4、舒適性好因?yàn)樽游缇€輪胎的胎體柔軟，周向剛性大，行駛中整體變形小，接地部分可以很好地吸收震動(dòng)，所以乘座舒適，減少乘員和車輛機(jī)件的疲勞。5、行駛溫度低、高速性能好、節(jié)省燃料胎體簾線子午線行駛的排列，消除了斜交結(jié)構(gòu)輪胎交叉排列層間的剪切移動(dòng)，因此能量消耗少，生熱低。2/1/20237DOUBLESTARTIRER&DCENTER此外，由于胎體層數(shù)少，胎側(cè)較薄，便于散熱，所以行駛溫度比斜交結(jié)構(gòu)輪胎低30----70%，例如斜交輪胎以69Km/h速度行駛，溫度可達(dá)120℃；子午線輪胎以110Km/h速度行駛溫度僅為104℃。由于行駛溫度低，可以提高行駛速度，在通常情況下可以提高20----30%。伴隨能量消耗的減少，耗油量比斜交輪胎可以降低5----10%，同時(shí)降低了空氣污染。6、耐沖擊、刺扎，安全性能好因?yàn)樽游缇€輪胎的胎冠底部有交叉排列的鋼絲帶束層，所以具有較好的抗沖擊、刺扎性能，行駛安全性能好。7、使用壽命長(zhǎng)各項(xiàng)性能的優(yōu)越最終反映在使用壽命上，子午線輪胎的使用壽命比斜交輪胎提高50----100%，在發(fā)達(dá)國(guó)家子午線輪胎現(xiàn)在追求50----100萬(wàn)公里的使用壽命。國(guó)內(nèi)輪胎發(fā)展與現(xiàn)狀2/1/20238DOUBLESTARTIRER&DCENTER（三）寬斷面輪胎

其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是斷面寬比一般輪胎的斷面寬0.5----1倍，斷面高寬比為0.60----0.75，胎側(cè)與通常的輪胎一樣。寬斷面輪胎按行駛面形狀分為單行駛面輪胎和雙行駛面輪胎兩種類型，寬斷面輪胎負(fù)荷能力達(dá)，代替雙胎并裝具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、行駛性能好

輪胎與路面的接觸面積大，接觸壓力小，壓力分布均勻，因而抓著、牽引、越野性能好，急轉(zhuǎn)彎時(shí)不易發(fā)生側(cè)向滑移。此外安全減震性能好，并且可以克服并裝雙胎磨耗不均勻的現(xiàn)象。2/1/20239DOUBLESTARTIRER&DCENTER2、經(jīng)濟(jì)意義大單胎替代雙胎，輪胎和輪輞的重量都可以減輕，輪胎可以減輕15----20%，因而可以減輕車輛的載荷系數(shù)和耗油量。此外由于輪胎的重量輕，消耗的原材料及成本也相應(yīng)減小15----20%，成本降低20----25%。3、改善車輛的使用性能因?yàn)檩喬サ母邔挶刃。囕v重心低。單胎代替雙胎，輪軸彈簧可以外移，輪胎間距可以增大。已經(jīng)因此車輛的安全性和穩(wěn)定性好，軟硬路面均可行駛。

4、缺點(diǎn)是備胎攜帶不方便，前后輪不能互換。這種輪胎在發(fā)達(dá)國(guó)家已普遍使用，在我國(guó)還是空白。它也將成為我國(guó)輪胎發(fā)展的一個(gè)方向。2/1/202310DOUBLESTARTIRER&DCENTER

（四）低斷面輪胎隨著汽車速度的加快，必須提高其穩(wěn)定性。減小輪胎和輪輞直徑，降低汽車重心，增大輪胎斷面寬和輪輞的寬度，提高輪胎的側(cè)向剛性，都可以提高其穩(wěn)定性。但減小輪輞直徑受到制動(dòng)性限制，直徑過(guò)小不能保證有效的制動(dòng)性，因此降低輪胎輪胎斷面高，增大斷面寬的方法得以實(shí)現(xiàn)，從而出現(xiàn)了低斷面輪胎。通常寬比在0.8以下就為低斷面輪胎。2/1/202311DOUBLESTARTIRER&DCENTER（五）無(wú)內(nèi)胎輪胎無(wú)內(nèi)胎輪胎的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是省去了內(nèi)胎、墊帶，胎里有氣密層，胎圈部位特殊的形狀與專用的輪輞緊密著合，保證了充入胎里的壓縮空氣不會(huì)泄露。這種輪胎的優(yōu)點(diǎn)是：使用方便，安全性能好，熱量容易從輪輞散發(fā)，行駛溫度低，可減輕胎面磨耗，改善胎體老化，延長(zhǎng)輪胎使用壽命，由于不使用內(nèi)胎、墊帶，輪胎重量可減輕10----15%，節(jié)省原材料，降低油耗，輪胎的平衡性能進(jìn)一步提高，利于高速行駛。2/1/202312DOUBLESTARTIRER&DCENTER補(bǔ)強(qiáng)填充體系原材料子午線、低斷面、無(wú)內(nèi)胎三位一體是世界輪胎工業(yè)發(fā)展的方向，發(fā)達(dá)國(guó)家在很大的程度上已經(jīng)達(dá)到了這個(gè)方向，在我國(guó)也得到較快的發(fā)展2/1/202313DOUBLESTARTIRER&DCENTER三、輪胎的分類和表示方法輪胎的分類通常采用的是按用途、規(guī)格、氣壓進(jìn)行分類，原來(lái)有過(guò)的許多分類方法已不多見(jiàn)了，比如以層級(jí)和速度分類，隨著產(chǎn)品的發(fā)展已不采用。1、按用途分（1）汽車輪胎：包括載重汽車、輕型載重汽車、轎車、公共汽車、掛車用輪胎；（2）工程機(jī)械輪胎：包括裝載機(jī)、挖掘機(jī)、壓路機(jī)等車輛用輪胎；（3）農(nóng)業(yè)機(jī)械用輪胎：拖拉機(jī)、收割機(jī)等車輛用輪胎；（4）航空輪胎；（5）摩托車輪胎；（6）力車輪胎。2/1/202314DOUBLESTARTIRER&DCENTER

2、按規(guī)格分（1）巨型輪胎：斷面寬17英寸以上的各種輪胎；（2）大型輪胎：斷面寬11-16英寸范圍內(nèi)的各種輪胎；（3）中小型輪胎：斷面寬10英寸以下的各種輪胎，但不包括乘用車和摩托車輪胎；（4）乘用車和摩托車輪胎。2/1/202315DOUBLESTARTIRER&DCENTER

3、按氣壓分輪胎按使用的標(biāo)準(zhǔn)氣壓不同，通常有固定氣壓輪胎和調(diào)壓輪胎兩種，目前廣泛使用的是固定氣壓輪胎，這種輪胎按使用的標(biāo)準(zhǔn)氣壓不同分為高壓輪胎、低壓輪胎、超低壓輪胎三種。（1）高壓輪胎：使用的標(biāo)準(zhǔn)氣壓在500Kpa以上；（2）低壓輪胎：使用的標(biāo)準(zhǔn)氣壓在150----500Kpa范圍內(nèi)；（3）超低壓輪胎：使用的標(biāo)準(zhǔn)氣壓在150Kpa以下；2/1/202316DOUBLESTARTIRER&DCENTER表示方法

1、輪胎的規(guī)格表示（1）高壓輪胎：32×6

公稱斷面寬，英寸；公稱外直徑，英寸。（2）低壓輪胎：9.00-2014PR層級(jí)公稱輪輞直徑，英寸；公稱斷面寬，英寸；（3）超低壓輪胎：

1140×700

公稱斷面寬，mm；

公稱外直徑，mm。2/1/202317DOUBLESTARTIRER&DCENTER

（4）子午線輪胎：10.00R20146/143K速度級(jí)別；負(fù)荷指數(shù)；公稱輪輞直徑，英寸；子午線輪胎；公稱斷面寬，英寸。

315/80R22.5154/150M速度級(jí)別；負(fù)荷指數(shù)；公稱輪輞直徑，英寸；子午線輪胎；系列代號(hào)公稱斷面寬，mm。2/1/202318DOUBLESTARTIRER&DCENTER

2、層級(jí)、負(fù)荷指數(shù)和速度級(jí)別的表示方法（1）層級(jí)：是表示同一個(gè)規(guī)格輪胎不同負(fù)荷能力的參數(shù)，通常的表示方法如8PR、10PR、12PR等。美國(guó)輪胎輪輞協(xié)會(huì)（TRA）標(biāo)準(zhǔn)年鑒規(guī)定了層級(jí)的表示符號(hào)，如下表。負(fù)荷級(jí)別層級(jí)PR負(fù)荷級(jí)別層級(jí)PRA2G14B4H16C6J18D8L20E10M22F12N242/1/202319DOUBLESTARTIRER&DCENTER

（2）負(fù)荷指數(shù)：歐洲輪胎輪輞技術(shù)組織（ETRTO）規(guī)定的輪胎負(fù)荷（Kg）的數(shù)字代號(hào)。（3）速度級(jí)別：世界各輪胎輪輞組織均采用了下表中所列的統(tǒng)一的速度等級(jí)符號(hào)。速度符號(hào)速度Km/h速度符號(hào)速度2/1/202320DOUBLESTARTIRER&DCENTER

四、輪輞輪輞是車輛懸掛系統(tǒng)上用以與輪胎連接的零部件，輪胎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須了解輪輞的型式和有關(guān)技術(shù)參數(shù)。輪輞按斷面形狀不同分為：深槽輪輞、深槽寬輪輞、半深槽輪輞、平底式輪輞、平底寬輪輞、全斜底輪輞和對(duì)開(kāi)夾緊式輪輞八種。1、深槽輪輞、深槽寬輪輞：為小型乘用車采用，規(guī)格表示如：4.50B、6J、5K、6L、9.75等。數(shù)字表示輪輞寬度，單位英寸。英文字母表示輪緣形狀；以上規(guī)格表示中數(shù)字表示輪輞寬度，單位英寸。英文字母表示輪緣形狀；2/1/202321DOUBLESTARTIRER&DCENTER

2、半深槽輪輞、平底式輪輞、平底寬輪輞：為載重車采用。半深槽輪輞規(guī)格表示如：4.50E、5.50F、6.00G、6.50H。平底輪輞規(guī)格表示如：5.00S、6.00T、8.50V；平底寬輪輞規(guī)格表示如：7.5。3、全斜底輪輞：為重型礦山用車輛采用，規(guī)格表示如8.25、12.00、10.00、14.00；4、開(kāi)夾緊式輪輞：為超低壓的越野車輛采用。規(guī)格表示如3.75A。2/1/202322DOUBLESTARTIRER&DCENTER

三、子午線輪胎設(shè)計(jì)（一）外輪廓設(shè)計(jì)斷面形狀是決定輪胎變形的重要因素之一。子午胎胎側(cè)柔軟，變形大，側(cè)向穩(wěn)定性差，胎肩和胎圈容易早期損壞。因此斷面設(shè)計(jì)應(yīng)本著使應(yīng)力比較集中于胎冠的原則進(jìn)行。1、外直徑D和斷面寬B子午線輪胎由于采用起箍緊作用的鋼絲簾線作帶束層，胎體簾線采用伸張較小的鋼絲簾線，所以其變化較小。則，D′/D=1.0~1.05B′/B=0.99~1.102/1/202323DOUBLESTARTIRER&DCENTER

2、胎圈著合直徑d0的確定胎圈著合直徑的確定，原則上應(yīng)滿足輪胎裝卸方便和著合緊密，一般平底寬輪輞著合直徑比輪輞相應(yīng)部分直徑小1.0~2.0mm。近年來(lái)由于輪胎進(jìn)一步扁平化，從輪胎的應(yīng)力分布和工藝需要，現(xiàn)在的轎車子午線輪胎普遍采用加寬輪輞設(shè)計(jì)。即在標(biāo)準(zhǔn)輪輞寬度的基礎(chǔ)上加大其寬度作為設(shè)計(jì)輪輞寬度，一般：轎車子午線輪胎加寬0~2″；輕卡子午線輪胎加寬0~1″。2/1/202324DOUBLESTARTIRER&DCENTER

3、外胎斷面高H和H/B的參數(shù)確定當(dāng)外胎的外直徑和輪輞的著合直徑確定以后，外胎斷面高H就可以得出：H=（D-d0）/2以上就決定了H/B的取值，H/B使決定輪胎法向變形和側(cè)向變形的重要參數(shù)，通常的取值范圍在0.90----1.05之間。根據(jù)H/B值我們可以衡量D、B、H值確定的合理性，并進(jìn)行調(diào)整、修正。2/1/202325DOUBLESTARTIRER&DCENTER4、斷面水平軸位置的確定斷面水平軸所在部位是輪胎斷面最寬點(diǎn)的位置，是負(fù)荷下法向變形最大部位，該設(shè)計(jì)為保證在標(biāo)準(zhǔn)輪輞下使用變形仍發(fā)生在最寬點(diǎn)，通常取H1/H2=0.8~1.12。H1/H2參數(shù)取值的合理性其實(shí)在很大程度上要衡量施工設(shè)計(jì)中帶束層和胎圈的設(shè)計(jì)的方案。這個(gè)參數(shù)是使輪胎所受應(yīng)力整體平衡的重要參數(shù)，并非是在取值范圍內(nèi)隨便選取，這需要通過(guò)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和使用積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。2/1/202326DOUBLESTARTIRER&DCENTER

5、胎圈著合寬度C的設(shè)計(jì)輪胎兩胎踵間距離，稱為胎圈著合寬度C，一般情況下，在寬輪輞設(shè)計(jì)中，裝在窄輪輞上，會(huì)造成胎圈應(yīng)力集中，而早期損壞，所以，適當(dāng)減小H1/H2的值。近年來(lái)由于輪胎進(jìn)一步扁平化，從輪胎的應(yīng)力分布和工藝需要，現(xiàn)在的轎車子午線輪胎普遍采用加寬輪輞設(shè)計(jì)。即在標(biāo)準(zhǔn)輪輞寬度的基礎(chǔ)上加大其寬度作為設(shè)計(jì)輪輞寬度，一般：轎車子午線輪胎加寬0~2″；輕卡子午線輪胎加寬0~1″；載重子午線輪胎加寬0~0.5″。2/1/202327DOUBLESTARTIRER&DCENTER

6、行駛面寬b和弧度高h(yuǎn)的設(shè)計(jì)行駛面寬b和弧度高h(yuǎn)的設(shè)計(jì)決定了輪胎接地面磨耗、壓強(qiáng)分布的均勻性和與地面的附著性能。也對(duì)輪胎的耐久和高速性能、車輛的行駛穩(wěn)定性帶來(lái)重要的影響。通常我們可以通過(guò)b/B和h/H來(lái)衡量行駛面的設(shè)計(jì)，他們的取值范圍通常分別在0.7----0.9之間和0.02----0.05之間。為了很好的平衡它們之間的取值我們還可以引入胎冠弧度Rn/b和B/b的參數(shù)來(lái)進(jìn)一步衡量我們的設(shè)計(jì)，它們的取值范圍通常在2.1----2.5之間和0.94----1.05之間。2/1/202328DOUBLESTARTIRER&DCENTER

7、外輪廓弧度計(jì)算（1）胎冠弧度Rn=+（2）上胎側(cè)弧半徑R1=（3）下胎側(cè)弧半徑R2=（4）胎圈曲線弧度設(shè)計(jì)

胎圈曲線弧度設(shè)計(jì)，根據(jù)輪輞邊緣曲線設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)上要求兩者較好的吻合，一般胎踵半徑R4小于輪輞半徑R2，0.5~1.0mm。胎踵半徑R5大于輪輞相應(yīng)單位半徑，一般來(lái)講，對(duì)不同的輪輞不同的著合傾斜角取不同的半徑。2/1/202329DOUBLESTARTIRER&DCENTER二、花紋設(shè)計(jì)

1、胎冠弧長(zhǎng)的計(jì)算

花紋根據(jù)胎冠弧長(zhǎng)設(shè)計(jì)，因此要計(jì)算胎冠弧長(zhǎng)。

胎冠由兩個(gè)弧度半徑組成的，弧長(zhǎng)S的計(jì)算方法：

S=S1+2S2

式中：S1—胎冠第一個(gè)弧度半徑Rn對(duì)應(yīng)之弧長(zhǎng)；

S2—胎冠第二個(gè)弧度半徑Rn’對(duì)應(yīng)之弧長(zhǎng)。

S=0.01745Rn·α

式中：Rn—胎冠弧度半徑；

α—胎冠弧度夾角。

α=2（arcsin-1/Rn）2/1/202330DOUBLESTARTIRER&DCENTER2、胎面花紋設(shè)計(jì)以往的各種花紋設(shè)計(jì)是我們今天設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，輪胎胎面花紋設(shè)計(jì)對(duì)輪胎的性能及壽命有較大的影響，對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用?；y的設(shè)計(jì)要從以下幾個(gè)方面去考慮。（1）花紋形式花紋的樣式一般分為橫向花紋、縱向花紋、混合花紋、越野花紋以及雪泥花紋五種形式。設(shè)計(jì)采用哪一種形式，必須根據(jù)輪胎的規(guī)格、種類、速度等級(jí)、使用條件等，同時(shí)設(shè)計(jì)也要考慮花紋的美觀和時(shí)尚。（2）縱向通過(guò)性、止動(dòng)性和側(cè)向穩(wěn)定性胎面花紋設(shè)置的目的就是增加輪胎與地面的附著力。橫向的花紋有利于增加輪胎的縱向通過(guò)性和止動(dòng)性，縱向花紋有利于增加輪胎的側(cè)向穩(wěn)定性。2/1/202331DOUBLESTARTIRER&DCENTER（3）高速性能和降低噪聲隨著高等級(jí)公路的出現(xiàn)，汽車行駛速度的提高，對(duì)花紋設(shè)計(jì)要求越來(lái)越嚴(yán)格。輪胎在高速行駛的情況下，會(huì)產(chǎn)生駐波和強(qiáng)烈噪聲?，F(xiàn)代的輪胎花紋設(shè)計(jì)引入了花紋節(jié)距混沌排列的理論，可以有效的防止駐波和強(qiáng)烈噪聲，提高輪胎的高速性能。（4）抗?jié)窕阅苓@是關(guān)系車輛在濕滑路面上行駛安全的重要性能?；y的設(shè)計(jì)必須考慮輪胎對(duì)路面水膜的破壞能力和排水能力，通常增加花紋溝的面積，設(shè)置連通的花紋溝和細(xì)縫花紋可以十分有效地提高輪胎的抗?jié)窕阅?/1/202332DOUBLESTARTIRER&DCENTER（5）磨耗性能磨耗性能與花紋溝所占的面積成反比。據(jù)有關(guān)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，花紋溝所占的行駛面積為32%時(shí)，磨耗量是0.09mm/1000Km，花紋溝所占的行駛面積為24%時(shí)，磨耗量是0.08mm/1000Km。（6）花紋深度花紋深度的設(shè)計(jì)是根據(jù)輪胎的使用壽命和輪胎的千公里磨耗量來(lái)確定的?，F(xiàn)在各規(guī)格花紋的深度基本有一個(gè)定式，如10.00R20，花紋設(shè)計(jì)的深度為16mm，在較差和較好的路面增減1----2mm。2/1/202333DOUBLESTARTIRER&DCENTER（三）施工設(shè)計(jì)在輪胎的輪廓確定的條件下，將各部分材料合理的分布，是材料分布的關(guān)鍵，這部分是主要部件材料的選擇及強(qiáng)度計(jì)算。1、胎體的設(shè)計(jì)（1）角度。子午胎的胎體排列角度與胎冠中心線在71°----90°之間，實(shí)際上現(xiàn)在的設(shè)計(jì)大部分采用90°設(shè)計(jì)。也有的采用5°以下的其他角度。（2）材料的選擇?？蛇x擇的材料有鋼絲、聚酯、改性尼龍、芳綸。這需要根據(jù)輪胎的品種、材料的特性等因素綜合考慮材料品種的選擇。胎體材料規(guī)格的選擇，強(qiáng)度、模量、重量和尺寸穩(wěn)定性是重要的因素。2/1/202334DOUBLESTARTIRER&DCENTER3）胎體簾線拉伸應(yīng)力及安全倍數(shù)的計(jì)算根據(jù)原材料發(fā)展方向，目前國(guó)內(nèi)外全鋼絲子午線輪胎胎體材料為鋼絲簾線。簾線拉伸應(yīng)力計(jì)算公式：N=

=n1×ik1×n2×ik2×n3×ik3胎體簾線安全倍數(shù)計(jì)算公式：

K=S/N2/1/202335DOUBLESTARTIRER&DCENTER2、成型機(jī)頭寬度的計(jì)算（1）機(jī)頭的形式：常用的有半芯輪式、半鼓式、鼓式。以下各圖是材料在各式成型機(jī)頭上的分布。（2）成型機(jī)頭寬度計(jì)算公式：Bδ=2L/δ1-2（L`-C）2/1/202336DOUBLESTARTIRER&DCENTER3、鋼絲圈的設(shè)計(jì)（1）鋼絲圈應(yīng)力的計(jì)算鋼絲圈應(yīng)力

T=無(wú)內(nèi)胎輪胎胎圈與輪輞過(guò)盈，故需要計(jì)算鋼絲圈因過(guò)盈力所造成的附加力。胎圈對(duì)輪輞的過(guò)盈量計(jì)算公式：δr=dr-dt+2a(tgat-tgar)鋼絲過(guò)盈力Tt計(jì)算公式：Tt=（2）安全系數(shù)：K=NS/（T+Tt）鋼絲圈的安全強(qiáng)度系數(shù)通常在5倍以上。2/1/202337DOUBLESTARTIRER&DCENTER（3）鋼絲圈形式和材料的確定鋼絲圈的形式按斷面形狀分為方型、圓形、六角型、多邊型。采用什么形狀的鋼絲圈需要根據(jù)胎體的結(jié)構(gòu)和輪輞的形式?jīng)Q定。方型、圓形的鋼絲圈多為轎車子午胎采用，六角型鋼絲圈多為全鋼絲子午胎采用，多邊形的鋼絲圈多為全鋼絲無(wú)內(nèi)胎輪胎采用。胎圈鋼絲的材料通常選用圓形截面的專用鍍銅鋼絲，常用規(guī)格有∮0.9、∮1.0、∮1.55、∮1.65、∮1.80。我們可以根據(jù)對(duì)鋼絲圈所受應(yīng)力的計(jì)算，得知所需鋼絲的強(qiáng)度要求，由此來(lái)選擇鋼絲的規(guī)格。2/1/202338DOUBLESTARTIRER&DCENTER4、三角膠的設(shè)計(jì)子午胎的三角膠是輪胎的重要的支撐部件，形狀為三角形或近似三角形。它和鋼絲圈組合在一起，形成胎圈的基本構(gòu)造。三角膠的設(shè)計(jì)高度過(guò)去通常為胎側(cè)高度的75%，隨著技術(shù)的發(fā)展，它的高度設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)使用條件確定，但最高不得超過(guò)水平軸。為提高三角膠的支撐性能，在載重胎的設(shè)計(jì)中通常采用上下復(fù)合的設(shè)計(jì)，下三角膠的硬度比上三角膠高30°左右，一般在85----95°之間，設(shè)計(jì)高度在下胎側(cè)高度的25%。5、補(bǔ)強(qiáng)帶的設(shè)計(jì)補(bǔ)強(qiáng)帶是載重子午胎提高胎圈剛性，防止胎圈部位簾布層脫層、斷裂，提高輪胎側(cè)向穩(wěn)定性的重要部件。補(bǔ)強(qiáng)帶的材料有鋼絲簾線和纖維簾線，排列角度20----30°。布置形式有單邊的，也有包過(guò)鋼絲圈底部的。2/1/202339DOUBLESTARTIRER&DCENTER6、帶束層的設(shè)計(jì)帶束層是子午線輪胎的關(guān)鍵部件，承擔(dān)著70%以上的內(nèi)應(yīng)力，決定著輪胎的各項(xiàng)性能。（1）帶束層的排列帶束層由2----4層以一定的角度排列的簾布組成，采用的材料多為鋼絲簾線，也有用其他的纖維簾線的。其排列的角度在15----55°之間；各層的寬度不同，以胎冠中心線對(duì)稱分布，在兩端形成差級(jí)，最寬層與行駛面的寬度比值在0.94----1.05之間；各層之間角度的方向有同向排列，也有反向排列。排列的形式多種多樣，根本的出發(fā)點(diǎn)在于使層間獲得較小的剪切力，給輪胎的胎體以恰當(dāng)?shù)墓烤o系數(shù)，使行駛的角度效應(yīng)附和道路行駛方向的規(guī)定。2/1/202340DOUBLESTARTIRER&DCENTER（2）帶束層安全倍數(shù)的計(jì)算

N=帶束層簾線安全系數(shù)計(jì)算：

K=St/N帶束層的安全強(qiáng)度系數(shù)通常在7倍以上。2/1/202341DOUBLESTARTIRER&DCENTER（3）帶束層鋼絲簾線的選擇帶束層的材料通常選用鋼絲簾線，我們可以根據(jù)對(duì)帶束層所受應(yīng)力的計(jì)算，得知所需鋼絲簾線的強(qiáng)度要求，由此來(lái)選擇鋼絲的規(guī)格。同時(shí)鋼絲簾線的技術(shù)進(jìn)步很快，我們?cè)趹?yīng)用的時(shí)候應(yīng)當(dāng)注意盡量選用符合性能要求的新型的鋼絲簾線。下面簡(jiǎn)要的介紹幾個(gè)鋼絲簾線的品種。a.普通鋼絲：如7*4*0.175+1、3+9+15*0.175+1，鋼絲多次加捻而成，強(qiáng)力損失較大，耐疲勞性較差；b.高伸長(zhǎng)鋼絲：如3*4*0.22HE，主要用于帶束層的頂層，緩沖輪胎受到的沖擊，保護(hù)帶束層不受到損傷；c.開(kāi)放式鋼絲：如2+2*0.35，這種輪胎捻度較松，簾線縫隙大，因此壓延和硫化時(shí)膠料易滲透到鋼絲簾線縫隙，從而使膠料與鋼絲簾線的粘合性有所提高；d.緊密型鋼絲：如12CC，鋼絲強(qiáng)力損失小，耐疲勞性好，但膠料滲透不好。e.高強(qiáng)度鋼絲：如3*0.20+6*0.35HT，與一般的鋼絲簾線相比，在相同的單位重量?jī)?nèi)具有更高的強(qiáng)度。2/1/202342DOUBLESTARTIRER&DCENTER7、胎面和胎側(cè)的設(shè)計(jì)子午胎的胎坯形狀接近于成品，硫化的過(guò)程中膠料的流動(dòng)較小，因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候要根據(jù)成品膠的體積和形狀來(lái)設(shè)計(jì)。并要考慮工藝過(guò)程中的合理變形問(wèn)題。8、內(nèi)襯層的設(shè)計(jì)寬度：內(nèi)襯層的寬度必須能夠與兩邊的胎側(cè)搭接；厚度：內(nèi)襯層的厚度設(shè)計(jì)要考慮從半成品到成品的工藝伸張，必須保證成品有合適的厚度，以保證成品的胎里不會(huì)露出胎體簾線，無(wú)內(nèi)胎輪胎有良好的氣密性。2/1/202343DOUBLESTARTIRER&DCENTER結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)輪胎使用的影響及案例分析一、肩空1、減薄胎肩、胎冠厚度，基部膠薄，但應(yīng)厚。------壓出、停放2、帶束層寬度、形式，0°帶束層具有剛性-----裁斷公差保證3、墊膠厚度-----壓出、停放4、外輪廓改善，重新設(shè)計(jì)外輪廓。5、花紋溝深度加深，基部膠淺，生熱降低-----壓出、停放6、膠料的配方設(shè)計(jì)及混煉的工藝穩(wěn)定性7、骨架材料的選取8、工藝保證2/1/202344DOUBLESTARTIRER&DCENTER二、子口裂、子口空、子口爆：1、胎體端點(diǎn)確定包邊，貼膠片，-----裁斷公差保證2、子口布端點(diǎn)角度-----裁斷公差保證3、三角膠形狀（軟硬膠比例）加大硬膠量------壓出、停放4、胎側(cè)耐磨膠形狀------壓出、停放5、尼龍子口布應(yīng)用--------內(nèi)、外、交叉6、膠料的配方設(shè)計(jì)降低生熱、粘合體系、乃曲撓變形及混煉的工藝穩(wěn)定性7、型膠的應(yīng)用8、工藝保證內(nèi)襯層厚度、胎側(cè)厚度、新結(jié)構(gòu)鋼絲--（骨架材料）的應(yīng)用提高胎圈剛性設(shè)計(jì)（系應(yīng)力大斜對(duì)比圈部位弱）9、硫化條件2/1/202345DOUBLESTARTIRER&DCENTER輪胎基礎(chǔ)知識(shí)及生產(chǎn)工藝培訓(xùn)考試提綱1、斜交胎與子午胎的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？斜交胎結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：胎體簾布層和緩沖層各相鄰簾線交叉排列，且與輪胎圓周切線方向呈小于90°排列的充氣輪胎，并以胎體受力為主。子午胎結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：胎體簾布層簾線與輪胎圓周切線方向呈