子午线结构轮胎设计.doc

目 录第一章 轮胎负荷能力计算1第二章 轮胎外胎设计22.1 轮胎断面尺寸设计22.1.1 轮胎断面宽的计算22.1.2 轮胎外直径的计算D32.1.3 断面高的计算H32.1.4 H/B的计算32.2 轮胎外缘尺寸设计32.2.1 胎冠外缘曲线设计32.2.2 断面水平轴的计算H1/H242.2.3 胎侧外缘曲线设计52.2.4 胎圈着合宽的设计62.2.5 胎圈弧度曲线的设计62.3 外胎胎面花纹的设计62.3.1 轮胎花纹的基本功能62.3.2 轮胎胎面花纹的要求62.3.3 胎面花纹的设计72.3.4 胎肩花纹的设计72.3.5 花纹深度的计算h82.3.6花纹宽度和饱和度的计算82.3.7 花纹角度设计82.3.8 花纹沟型的设计82.3.9 花纹沟底设计92.3.10 花纹间距的计算92.3.11 胎侧补强胶与定心分度线的设计92.3.12 排气孔的设计102.3.13 花纹展开图的设计102.4 胎面胶厚度计算112.4.1 胎面厚度112.4.2 胎肩厚度的计算112.4.3 胎侧胶112.5 胎体结构设计122.5.1 帘布层数122.5.2帘线排列角度的确定122.5.3胎体强度安全倍数计算122.5.4 帘布层强度及附胶量的确定132.5.5 油皮胶和衬胶的确定132.6 轮胎缓冲层的设计132.6.1 缓冲层刚性132.6.2 缓冲层层数及帘线排列角度的确定142.6.3 缓冲层强力安全倍数计算152.6.4 缓冲层排列形式的确定152.6.5 缓冲层橡胶件的确定162.7 子午线轮胎胎圈设计162.7.1 钢丝圈计算162.7.2 钢丝圈形式及数量的确定172.7.3 三角胶结构的确定172.7.4 钢丝包布的确定182.7.5 包圈方法的确定182.7.6 胎圈补强带的确定182.7.7 胎圈护胶的确定182.8 外胎内缘尺寸曲线设计182.8.1 成品断面各部位厚度计算182.8.2 成品断面各部位弧度半径的设计19第三章 外胎施工标准的确定203.1 胎冠cd 胎厚e 胎肩厚f的确定203.2 肩下20mm，40mm处厚度hi的确定213.3 上层胎面宽度b和边缘端对应处厚度j的确定21第四章 胶囊、内胎、垫带的设计214.1 内胎设计214.1.1 内胎外直径的设计DH214.1.2 气门嘴型号与贴合位置的设计224.1.3 内胎厚度设计224.1.4 模型内缘合缝位置设计224.2 垫带设计234.2.1 垫带断面形状的设计原则234.2.2 垫带着合直径设计234.2.3 垫带宽度的设计234.2.4 垫带厚度的设计234.2.5 垫带曲线的设计234.3 胶囊设计244.3.1 胶囊夹缘口径直径设计244.3.2 胶囊外直径设计244.3.3 胶囊断面外周长设计244.3.4 胶囊厚度设计254.3.5 胶囊排气槽设计25第一章 轮胎负荷能力计算应用公式:Q=0.231AP0.585(Bm+d)B1.39mKQ轮胎负荷系数K轮胎类型系数A速度系数P轮胎充气压力kg/cm2Bm在理想轮辋上轮胎充气断面宽cmD轮辋直径0.231英制化为公制的换算系数1.轮胎使用速度在70-90km/h之间,则A=1.022.骨架材料:钢丝帘线,则:K=1.13.轮辋轮廓规格:7.0英寸,则c=178mm4.名义直径:20英寸,轮辋类型为平底宽轮辋WFB型,标定直径514.4mm5.Bm的计算应用公式:Bm=(B-0.46c)/0.7125其中B=259mm,c=178mm则Bm=(259-0.46*178)/0.7125=248.58mm6.轮胎充气压力P=6.7kg/cm2将以上数据代入海尔公式:Q=0.231*1.02*6.70.585(24.85+51.44)24.851.39*1.1=5138.62kg2262.8kg 第二章 轮胎外胎设计2.1 轮胎断面尺寸设计2.1.1 轮胎断面宽的计算应用公式:B=B/(B/B)其中B=259mm,B/B为断面膨胀率,取值在1.01-1.02之间,见下表,其值的选取要适当,符合实际.若选取过大,则易造成胎侧变形,易引起肩空,肩裂等不良影响;选取过小将降低轮胎负荷能力,减小接地面积,从而使轮胎耐磨性降低,本设计采用钢丝帘线,取1.01则:B=259/1.01=256.4mm帘线类型B/B值钢丝帘线1.011.02人造丝帘线1.021.04普通聚脂帘线1.051.07普通尼龙帘线1.061.102.1.2 轮胎外直径的计算D应用公式:D=D/(DD)其中D=1018,D/D为外直径变化率,由于子午线结构轮胎冠部有周向不易伸张的带束层箍紧胎体的特点,所以充气后轮胎的外直径膨胀要比斜交胎小得多.一般充气后外直径变化甚小,大致增加12mm,有时不膨胀还略为减小.因此模型端面宽轮廓外直径的取值可以与标准规定的外直径相等或稍小一点,本设计取小于2mm。故:D=1018-2=1016mm2.1.3 断面高的计算H应用公式:H=1/2(D-d)其中:D轮胎外直径 D=1016mmd胎圈着合直径,根据所选轮辋7.0020的标定直径可得d=d轮辋-(12)mm=514.4-1.6=512.8mm则H=1/2(1016-512.8)=251.6mm2.1.4 H/B的计算 根据计算得到的B,H的值核算H/B,H/B是技术设计中的主要参数,决定轮胎断面形状,断面宽膨胀率,外直径变化率及其使用性能载重子午线结构轮胎的H/B值在0.901.05之间本设计的H/B=251.6/256.4=0.98,在0.901.05之间,符合要求2.2 轮胎外缘尺寸设计2.2.1 胎冠外缘曲线设计胎冠宽的计算b应用公式:b=B(b/B)其中:B=256.4mm,b/B为胎冠宽与断面宽的比值,载重子午线轮胎的取值在0.70.85之间,本设计去0.81则:b=256.4*0.81=207.7mm胎冠弧度高的计算h应用公式:h=H(h/H)其中H=251.6mm,h/H为胎冠弧度高和断面高的比值,对于多层钢丝缓冲层子午线结构轮胎来说,应采用较小的行驶弧度高,若行驶面弧度高大,会缩小接地面积,对轮胎耐磨性,磨耗均匀性和抓着性都有不良影响,为保证轮胎与路面在行驶面全宽范围内有最大的接触面积,子午线轮胎行驶面弧度高宜为断面高的24%,即h/H为0.020.04本设计取:0.03则:h=H*0.03=251.6*0.03=7.5mm胎冠弧度半径的计算Rn胎冠弧度半径根据胎冠宽,弧度高和对轮胎实用性能的影响设计,可设计成一个弧度半径Rn,两个弧度半径Rn Rn和三个弧度半径Rn RnRn”.本设计由于胎冠较窄,弧度高较小,故选用一个弧度半径.应用公式:Rn=b2/8h+h/2其中以上求得b=207.8mm,h=7.5mm则:Rn=207.72/8*7.5+7.5/2=722.7mm其圆心位于断面对称轴上.胎冠长度的计算S本设计为一个弧度半径,应用公式:S=0.01745Rn其中Rn=722.7mm=2arcsin(b/2)/Rn=2arcsin(207.8/2)/722.7=16.520则:S=0.01745*16.52=208.3mm2.2.2 断面水平轴的计算H1/H2断面水平轴又称断面中心线,位于断面最高点,子午线结构轮胎断面最宽点,半径位置要比斜交轮胎高,希望能使轮胎的变形落在水平轴以上、带束层端点一下的上胎侧高(H2)区域之内,并减小下胎侧高(H1)区域的应力和胎圈应力.由于子午线结构轮胎胎体帘线呈径向排列,其钢丝圈承受力要比斜交轮胎的大,故断面最宽点半径要取得高一些来减轻所受的力,其取值用H1/H2表示,一般取值在1.001.12之间,本设计取1.10即:H1/H2=1.10 (1)H1+H2=251.6mm (2)联解(1)(2)得:H1=131.8mm,H2=119.8mm2.2.3 胎侧外缘曲线设计胎肩切线的计算L从胎肩断点对上胎侧曲线做一切线,该切线称为胎肩切线L,胎肩切线部位又称胎肩支撑部位,其形状有以下几种切线形:为传统形式阶梯形:胎肩靠近胎侧部位支撑能力高,胎肩屈挠应力低,耐久性好反弧形:又称凹陷形,利于散热,节省胶料,但支撑能力低,适用于超低压轮胎本设计采用传统的切线型,在断面垂直线上投影长度约为H2的50%左右,即:L=H2/2=119.8/2=59.9mm上胎侧弧度半径的计算R1应用公式:R1=(H2-h)2+1/4(B-b)2-L/(B-b)其中H2=119.8mm,h=7.5mm,B=256.4mm,b=207.7mm,L=59.9mm故:R1=(119.8-7.5)2+1/4（256.4-207.7）2-59.92/）（256.4-207.7）=197.5m下胎侧弧度半径的计算R2 R1R2弧度半径曲线，处于胎侧膨胀变形部位，膨胀变形以水平轴为最大，上下相邻部位对称相等，水平轴不发生位移最为理想，因此R2与R1取相同的数值，则R2=R1=197.5mm连接弧度半径的设计R3下胎侧R2弧度半径曲线，胎圈R4弧度半径曲线，用连接弧度半径R3曲线相连，R3的取值范围为1750mm，视轮胎规格选定。R3合理选值甚为重要，选值过小，模型相应部位过去凹陷，窝藏的空气硫化是不易排出，易产生缺胶、明疤等外观质量毛病；选值过大，曲线比较平直，与轮缘着合不紧，轮胎运转是将会产生摆动，磨损子口。综上：本设计去R3=40mm2.2.4 胎圈着合宽的设计本设计使用的是标准的7.00-20WFB型5斜底轮辋，即胎圈着合宽C=178mm，要核算C/B的值，在设计中C/B为一重要参数，一般载重胎在0.650.78之间，本设计C/B=178/256.4=0.69，符合要求。2.2.5 胎圈弧度曲线的设计胎趾半径R5胎趾半径要大于轮辋相应部位半径0.51.5mm，根据设计使用轮辋，查得相应部位半径为8mm，本设计去大于1mm，则：R5=8+1=9mm轮辋边缘接触的胎圈半径小于轮辋相应部位半径0.51.5mm，根据设计使用轮辋，查得相应部位半径为19mm，本设计去小于1mm，则R4=19-1=18mm。2.3 外胎胎面花纹的设计2.3.1 轮胎花纹的基本功能传递牵动力、制动力和转向力的功能安全行驶功能好，特别是耐湿滑性和侧滑性，并提供足够的附着力和确保汽车的操纵稳定性确保轮胎的里程寿命2.3.2 轮胎胎面花纹的要求轮胎胎面花纹对轮胎的行驶性能和使用寿命都有直接影响，为发挥好胎面花纹的基本功能，归纳有以下几方面的要求：保证与路面有优良的附着性能（纵向和横向滑移小），特别在高速下行驶，抗湿滑和侧滑性能好，确保行车安全耐磨性能好且磨耗均匀，花纹不易崩花掉块，不易裂口，耐刺扎性能好滚动阻力下，花纹生热低，散热性好噪声小，对高速行驶的轿车轮胎最为重要震动小，花纹块要保持连续性花纹自洁性好，不夹石子、泥沙，易清除花纹新颖美观，特边对轿车轮胎尤为重要，但必须便于模型的加工2.3.3 胎面花纹的设计轮胎胎面花纹众多，归纳起来有三种基本类型普通花纹：适用于水泥、柏油和泥土等硬路面（好路面）上行驶混合花纹：既适用于好路面，也能适用于土路（坏路面）上行驶越野花纹：用与无路面条件下行驶本设计为好路面选用普通纵向曲折花纹，有以下特点：附着性能好，与路面有良好的纵向和侧向抓着力高速性能好，滚动阻力低耐磨性能好，花纹面积占胎面总行驶面积的65%80%行驶噪声小本设计采用4条纵向花纹沟，花纹块上加设横向的刀槽花纹细沟以提高轮胎的抗湿滑性能。2.3.4 胎肩花纹的设计根据子午线轮胎结构材料的分布，在胎冠部位一般设有24层钢丝帘线做带束层，起钢性很高，但到行驶面边缘的胎肩出恰好是带束层的端点，因而胎肩部位的刚性较低，当轮胎受侧向力作用时，胎肩花纹容易产生移动，为提高胎肩部位对地面的支撑性能，减少花纹块移动，以防止肩磨和偏磨，一般采用增大肩部花纹块的设计方法。另外，子午线结构轮胎胎肩与胎侧的连接部位采用反弧过渡，以减薄胎肩胶的厚度，有利于散热。2.3.5 花纹深度的计算h应用公式：h=磨耗量（标准行驶里程/1000）子午线结构轮胎每行驶1000公里，胎面的平均磨耗量为0.070.2mm则：h=（0.070.2）（100000/1000）=720mm查文献得之，用于好路面的子午线结构轮胎花纹深度一般为断面高的6%，即：251.6*6%=15mm，本设计取h=15mm，在720mm之间。2.3.6花纹宽度和饱和度的计算花纹沟宽度宽度的取值是根据轮胎类别和所采用花纹类型而定的，本设计为子午线结构轮胎采用普通纵向曲折花纹，花纹宽度为其深度的30%80%，花纹沟取得窄，轮胎的耐磨性好，但花纹易夹石子并且沟底易产生裂口；反之，花纹沟取得宽，轮胎抓着性好，花纹自洁性好，沟底不易产生裂口，但胎面花纹不耐磨，易产生掉块。综上：本设计取55%，则：花纹宽度=15*55%=8.25mm花纹块宽度本着结实，耐磨的原则设计，不宜小于花纹深度的2倍，即花纹块宽度tw2h=2*15=30mm本设计取tw=30mm花纹饱和度的计算花纹饱和度为花纹块面积与胎冠总面积之比，在65%80%之间，本设计取72%。2.3.7 花纹角度设计 花纹块与胎冠中心线夹角称为花纹角度，花纹角度不能与胎冠帘线角度重合，至少相差3O以上，以免引起花纹底部应力集中，帘线折断，造成早期胎冠爆破，纵向普通花纹混合度一般在30O左右，本设计取30O2.3.8 花纹沟型的设计花纹沟型要设计成具有一定倾斜角度，向外开放的V字型，这样硫化易与启模，使用净化性好，支撑性高，抓着力大，并有利于改善耐磨和沟底裂口，沟壁倾斜角范围，因花纹种类不同而异。纵向花纹沟比较窄，倾斜角以812度为适合，本设计取10O为解决纵向花纹沟夹石子和裂口问题，本设计采用“单边双层”花纹沟设计2.3.9 花纹沟底设计花纹沟壁向沟底，采用倒圆角弧绘制，以减小因应力集中而引起的花纹沟底裂口。应用公式：R=（b/2cos-hsin）/(1-sin)其中：b花纹沟宽度 为8.25mmh花纹沟深度 为15mm花纹沟壁倾斜角度为10oR=（8.25/2-15*sin10o）/(1-sin10o)=(4.06-2.60)/(1-0.17)=1.76mm2.3.10 花纹间距的计算应用公式：tc=3.14D/n其中：D外胎外直径 为1016mmN花纹周节数，一般在5054之间，本设计取52则：tc=3.14*1016/52=61.35mm2.3.11 胎侧补强胶与定心分度线的设计胎侧补强胶又称防檫线，其作用有当轮胎与高障碍物相撞时，提高机械损伤能力；隔离甩掉轮胎接地部分的泥水，其位置多设在胎肩切线末端，具体视轮胎断面具体情况而定，在一般情况下，宽度M=1020mm，厚度S=12mm本设计取M=16mm，S=1.6mm下胎侧定心分度线的设计下胎侧定心分度线通常由三角条组成，其作用是： 检查轮胎装于轮辋时胎圈着合的正确性 防止泥水从胎侧流入到胎圈和轮辋之间 排出硫化时窝藏的空气，防止产生外观质量毛病设计尺寸为：最低一条定心分度线与轮辋着合处间距L=515mm，各条线宽度m=13mm，高度s=0.51mm本设计取：L=10mm，m=2mm，s=0.8mm2.3.12 排气孔的设计硫化时胎胚（生胎）与模型间空气需预先排出，否则由于窝藏空气将会造成花纹不清圆角缺胶等外观质量毛病，排出的方法是在模型易于窝藏空气的部位钻孔。胎肩边端：厚度大，受压较迟，窝藏空气，整周钻孔，孔距510cm，本设计取8cm胎侧补强胶：模型上是凹槽，受压较迟，窝藏空气，按周长316等分钻孔，本设计取10等分定心分度线：模型亦是凹槽，且处于R2弧度部位，受压较尺迟，窝藏空气，设连通沟定心分度线，按周长8等分此外，纵向花纹横型凹槽凸条交汇处及其拐角处，也易窝藏空气，整周钻孔，孔距约10cm等分，孔距拐角处不宜大于6mm，否则拐角处空气排泄不出，排气孔直径一般为1.52.0mm，本设计取1.8mm2.3.13 花纹展开图的设计胎冠中心线直径D=1016mm胎肩部位直径D1=D-2h=1016-2*7.5=1001mm胎侧补强胶上端部直径D2=D-2l=1016-2*59.9=896.2mm故：tC1=3.14D/n=3.14*1016/52=61.35mmtC2=3.14D1/n=3.14*1001/52=60.45mmtC3=3.14D2/n=3.14*896.2/52=54.12mm胎冠弧长由前面计算可知：S=208.3mm2.4 胎面胶厚度计算外胎最外面与路面接触的橡胶层称为胎面（通常，把外胎胎冠胎肩胎侧加强区部位最外层的橡胶统称为胎面胶）。胎面用来防止胎体受机械损伤和早期磨损，向路面传递汽车牵引动力和制动力，增加外胎与路面（土壤）的抓着力，以及吸收轮胎在运行时的振荡。2.4.1 胎面厚度胎面厚度为花纹深度和花纹沟底部胶厚度之和其中：T基=30%*h=0.3*15=4.5mm则：胎面胶厚度TA=T基+h=4.5+15=19.5mm2.4.2 胎肩厚度的计算胎肩为胎面厚度的1.31.4倍，不超过1.5倍，考虑到轮胎重量因素，本设计取1.35倍则：胎肩厚度为1.35*19.5=26.33mm2.4.3 胎侧胶贴在胎体侧壁部位，用来防止胎体受机械损伤和其他外界作用（如泥，水等）的橡胶覆盖层称为胎侧。胎侧与胎面的不同是不承受大的应力，不与地面接触，因而不受磨损，胎侧主要是在屈挠状态下工作，因此胎侧的厚度可以稍薄，但它能有效地多次承受屈挠应力，并有很好的耐光老化和耐臭氧老化的性能，胎侧上标有轮胎的型号商标等。中型载重轮胎为3.03.5mm，本设计取3.2mm2.5 胎体结构设计2.5.1 帘布层数本设计为全钢丝帘线，先假定有一层帘布层。2.5.2帘线排列角度的确定子午线轮胎胎体帘线角度原则上为0O，但实际上有的则是3O5O10O15O本设计取0O2.5.3胎体强度安全倍数计算胎体帘线伸张应力计算应用公式N=P（Rk2-r2）/2nikRkcos2由于=0O，方程简化为N=P（Rk2-r2）/2nikRk其中：N单根帘线所受张力；P轮胎内压 6.7kg/cm2rO零点半径，rO=d/2+H=512.8/2+131.8=388.2mm=38.82cmn帘布层数 n=4ik成品胎冠帘线密度 58根/cm 取6根/cmRk胎里半径 Rk=D/2-胎冠总厚而胎冠总厚=胎面胶厚+（隔离胶厚+油皮胶厚+缓冲层厚+胎体帘布层厚+中间胶）（1-压缩率），胎面胶厚=19.5mm，隔离胶厚=10.4mm，中间胶厚4mm，油皮胶厚0.60.8mm之间，取0.7mm，缓冲层厚42.2mm，胎体帘布层厚12.7mm，压缩率在20305之间，本设计取24%则：胎冠总厚=19.5+（0.4+0.7+42.2+12.7+4）*（1-24%）=32.12mm故：Rk=1016/2-32.12=475.88mm=48.588cm47.59cm故：N=P（Rk2-r2）/2nikRk=6.7*（47.592-38.822）/（2*1*6*47.59）=8.89kg/根胎体帘线安全倍数的计算应用公式 K=S/N式中： K帘线强度安全倍数S单根帘线强度 为70K/根则K=70/8.89=7.87K在78之间 符合要求2.5.4 帘布层强度及附胶量的确定胎体第一层帘布长度按轮胎材料分布图确定，采用层贴法成型时，此长度应比成型机头周长短12%2.5.5 油皮胶和衬胶的确定油皮胶贴与第一层帘布下面，起硬度较高，作用是保护第一层帘线在定型硫化时不错乱。保护内胎不受帘布粗糙表面磨损。油皮胶片宽度至胎圈包布边端5-10 mm，厚度中规格轮胎0.6-0.8 mm之间，本设计取0.7 mm。衬胶是贴在外层帘布上，作用是保证帘线排列均匀。2.6 轮胎缓冲层的设计缓冲层是子午线轮胎主要受力部件，其刚性对轮胎使用是影响很大，设计重点是使之获得较大的胎恻刚性，以便使胎面在其全宽范围内保持刚性一致，改进轮胎耐磨抓着及性能。2.6.1 缓冲层刚性缓冲层刚性决定于缓冲层本身帘线角度密度，层数及其对轮胎的箍紧系数等。应用公式：K=(HO-H)/HO式中：HO无缓冲层时轮胎断面高273.47mmH-被缓冲层箍紧后轮胎的断面高 251.6mmK-箍紧系数则K=（273.47-251.6）/273.47=0.08，见下表，符合要求箍紧系数变动时，缓冲层刚性随之变动。如当箍紧系数增大时，缓冲层刚性提高，帘布层中帘线应力减小，轮胎法向刚性降低。而此系数减小时缓冲层刚性降低。而此系数减小时缓冲层刚性降低，帘布层中帘线应力增大，轮胎法向刚性提高，轮胎运转时，有可能出现帘线缩短变形的危险，不同帘线胎体箍紧系数如表：不同帘线胎体箍紧系数胎体帘线种类箍紧系数K尼龙帘线0.11-0.12人造帘线0.04-0.11钢丝帘线0.082.6.2 缓冲层层数及帘线排列角度的确定缓冲层层数视轮胎类型及胎体和缓冲层所用帘线品种而定本设计为全钢丝载重子午线轮胎，采用四层结构的排列设计。其中第1层称为过滤层，帘线角度55O-65O，它是最靠近胎体帘线的一层，主要起着使由径向排列（90O）的胎体帘线角度过滤到接近周向排列的小角度带束曾，这样可减小层间的剪切力，避免带束层与胎体帘布层之间脱层，第2层和第3层是带束层结构中主要承受应力的帘布层称为工作层。常用帘线角度为15O-22O。它起着带束子午线轮胎的胎体向外膨胀并形成带束层的刚性。此刚性可直接影响轮胎的耐磨性，操纵稳定性和节省油耗等实用性能，第4层称为保护层，一般采用高伸长率和高抗冲击型钢丝帘线。起角度与工作层相仿，它起着保护作用。同时也起着防止产生胎面与带束层脱空现象，提高轮胎使用寿命与翻新。决定缓冲层帘线排列角度有以下几种因素缓冲层对胎体的箍紧系数：缓冲层帘线排列角度低于70O，不能使胎体获得必要的箍紧效果。缓冲层加工方便性：角度太大，缓冲层裁断和接头较困难，而且对轮胎使用性能不利，还有导致缓冲层脱层危险。缓冲层帘线弹性模量和胶料玻璃强度，帘线弹性模量低，角度宜大些，胶料剥离强度大，角度大些。胎面耐磨性：增大缓冲层帘线排列角度，胎冠周向刚性增大，胎面耐磨性提高。轮胎耐久性：缓冲层帘线排列角度越大，缓冲层间越易脱层，轮胎耐久性越低。轮胎行驶速度：轮胎行驶速度快（离心力大缓冲层排列角度宜取大些）综上考虑：本设计取B=73O2.6.3 缓冲层强力安全倍数计算应用公式：N=P（2rK-RK2+r02）/2iKsinK其中：N缓冲层单根帘线所受张力 公斤/根P轮胎内压 6.7kg/cm2缓冲层曲率半径=RK+油皮胶+挂胶=475.88+0.7+2.2=478.78mm47.88cmRK胎里半径475.88mm47.59cmrO零点半径 38.82cmn缓冲层数 n=4iK-缓冲层帘线密度5-8根/cm 本设计取8根/cmK缓冲层帘线角度 K=73ON=6.7*（2*47.88*47.59-47.592+38.822）/2*47.88*4*8*sin73O =9.08kg/根缓冲层安全系数的计算应用公式：K=St/N 其中S=70kg/根（采用同胎体同样的钢丝帘线）K=70/9.08=7.7 7 符合要求2.6.4 缓冲层排列形式的确定缓冲层排列形式决定着轮胎的侧向刚性，对轮胎磨耗缓冲层边端脱层及轮胎行驶性能都有很大影响。常见排列形式如下：叠层式：用于钢丝缓冲层子午线轮胎，缓冲层逐层叠合排列。折叠式和包边式，一般用于速度较高的纤维缓冲层子午线轮胎。本设计选用叠层式，呈梯形叠排，第一层较窄，第二层最宽，第三层次之，第四层最窄2.6.5 缓冲层橡胶件的确定中间胶采用中间胶是一种新的设计方法，一般置于缓冲层与胎体之间，其目的是使缓冲层在其全宽范围内刚性变化较为平稳，从而改进轮胎耐磨性和行驶稳定性，中间胶宽度约为最宽的三分之一，中间胶厚度由中心对称，向两边逐渐减薄，其中心厚度为4mm。封口胶由于缓冲层补强垫边端露出没有镀层的端头，与橡胶黏合不好，此外端头未固定，加之端部受力和变形较大，易产生胎肩脱层，为了避免这些现象的出现，为此，缓冲层边端加贴黏合性能好，耐疲劳强度高的封口胶。其厚度为0.70.9mm胎肩垫胶胎肩垫胶置于缓冲层边缘与胎体之间。目的有将胎体帘布层与缓冲层隔开；使胎肩与胎侧连接弧度比较平缓；吸收和转移轮胎运转过程中集中于胎肩 部位的应力，避免轮胎损坏。胎肩宽度为缓冲层最大宽度的一半，与胎体帘线夹角为100200 。2.7 子午线轮胎胎圈设计子午线轮胎胎体帘线角度小，帘布层数少，胎侧柔弱，胎圈刚性不足，受力较大。因此胎圈需要加强。胎圈结构设计要保证：胎圈能够紧密稳定地着合在轮辋上，保证轮胎与道路各种应力的传递； 使坚硬的胎圈逐渐向柔弱的胎侧过度，防止应力集中和磨损子口；便于成型操作。2.7.1 钢丝圈计算钢丝圈应力计算应用公式：T=P（RK2-r02）cosk/2cosn其中：T钢丝圈承受载荷：kgP轮胎内压 6.7kg/cm2RK胎里半径47.59cmr0零点半径 38.82cmk胎冠帘线角度 00n轮辋点上的帘线角度，由sinn=rnsink/ RK得n=00T=6.7*（47.592-38.822）cos00/2cos00=2538.68kg钢丝根数计算应用公式：N= TK/S 其中T= 2538.68kg S为钢丝强度 胎圈应用钢丝为19#钢丝，直径10.02 mm强度为140-180kg/根，本设计取170kg则：N=2538.68*6/170=89根核算K=170*89/2538068=5.96根 在57之间，适合要求2.7.2 钢丝圈形式及数量的确定方形钢丝圈：多用于多层纤维胎体载重子午线轮胎圈型钢丝圈：广泛用于纤维胎体的乘用和载重子午线轮胎等边六角形：通常用于钢丝子午线轮胎扁六角形：基本上用于无内胎子午线轮胎综上：本设计选取等边六角形2.7.3 三角胶结构的确定为提高胎圈刚性，子午线轮胎的三角胶相当大，硬度也较高，主要结构形式有以下两种：单一硬度三角胶：三角胶上端延伸高度与胎侧高度之比约为0.75，胶料超过轮胎其他部件所用胶料，通常在900以上。两种硬度三角胶：接近钢丝圈部位为硬胶（硬度850950），向胎侧上方延伸高度至少等于轮胎断面高的四分之一，以增强轮胎在使用中的抗侧向应力性能。软胶（硬度550650）的起点和硬胶一样，但上端延伸的高度不一。此胶的作用是将帘布层与硬胶隔开，与补强带胶隔开，减少胎圈内部脱层的可能性。2.7.4 钢丝包布的确定 钢丝包布用钢丝，覆胶硬度为70800，100%定伸强度约为45kg/cm2。帘线排列角度为45700。外侧向上延伸高度，通常比内侧高。2.7.5 包圈方法的确定子午线轮胎特别是大规格子午线轮胎，最易受损坏的部位是硬胎圈至柔软胎侧的过渡区。因此这个区域刚性应是中等的，以便使硬胎圈到软胎侧的过渡更为平缓，为此确定最宜包圈方法是必要的。单钢丝圈，由里向外，绕过钢圈，包边高度为H/2。2.7.6 胎圈补强带的确定为提高胎圈刚性，采用补强带补强胎圈的方法应用日益广泛。此法是防止下胎侧帘布脱层和断裂，以及提高轮胎侧向稳定性的重要措施之一。本设计采用一层钢丝补强带，位于胎体帘布包边区，帘线排列角度为300，上端比轮辋边缘高度约高35mm，外侧贴有高硬度胶片（硬度约为900）。2.7.7 胎圈护胶的确定胎圈护胶有称护圈胶垫，在轮辋接触的胎圈外侧与底部，以防与轮辋摩擦。靠近轮辋边缘区的胎圈护胶厚度不应低于2.53mm，而靠近钢丝圈中心处则不应低于1.5mm。2.8 外胎内缘尺寸曲线设计内缘尺寸是施工设计的基础，也是内胎断面尺寸设计的基础设计方法是确定成品断面各部厚度，然后确定外胎内缘各部位半径。2.8.1 成品断面各部位厚度计算胎冠厚度胎冠厚度前面计算过，其值为MA=32.12mm胎肩厚度的计算胎肩厚度为胎面胶厚度的1.351.6倍，但目前看来减小胎肩胶厚度是发展趋势，一般取值范围只有1.31.4，本设计取1.33倍。所以MB=32.12+（1.33-1.0）*19.5=38.56mm胎侧厚度的计算胎侧厚度=胎侧胶厚度+（胎体帘布层总厚+油皮胶厚度）（1-压缩率）胎侧胶厚度为3.03.5mm 本设计取3.4胎体帘布层总厚为1*2.7=2.7mm油皮胶厚为0.7mm胎侧处压缩率在2025%之间，本设计取22%则：胎侧厚度=3.4+（2.7+0.7）*（1-22%）=6.052mm胎圈部位厚度的计算胎圈部位厚度=钢丝圈密度+（钢丝包布厚度+胎体帘布层厚度+胎圈包布厚度）*（1-压缩率）胎圈部位压缩率在10%-15%之间，本设计取12%则胎圈厚度=30.5mm2.8.2 成品断面各部位弧度半径的设计 冠部弧度半径的计算R1根据花纹沟底部弧度半径和花纹类型确定，其值一般较花纹沟底弧度半径小2040mm，半径R1圆心位于纵向中心线上。花纹沟底部半径=Rn-h=722.7-15=707.7mm取R1小于（Rn-h）40mm，则R1=707.7-40=667.7mm胎肩弧度半径的设计R2一般在4080mm范围内，本着内缘曲线近于圆形，胎肩较薄的原则取值。本设计去R2=40mm上胎侧弧度半径的计算R3上胎侧半径R3通常小于外缘曲线上胎弧度半径3050mm，为了提高肩下部位刚性，避免应力集中和肩空，肩裂发生，R3宜取小一点，其圆心位于断面水平轴上。本设计取R3小于外缘曲线上胎侧弧度40mm则 ：R3=R1-40=197.5-40=157.5mm下胎侧弧度半径的设计R4下胎侧弧度半径的圆心在断面水平轴和纵向中心线交点附近。根据水平轴上下距离相近或上部稍大于下部，胎侧相应厚度相等原则具体确定。本设计取R4= 110mm胎圈弧度半径的设计R5胎圈弧度半径的圆心在钢丝圈底线上25mm处，其值较胎圈宽度略小，本设计取R5=28.8mmR4与R5胎圈弧度半径可能相切也可能不切，若不切以 公切线相连。本设计两弧刚好相切。弧线下部用平行于纵向中心线的直线绘出。第三章 外胎施工标准的确定3.1 胎冠cd 胎厚e 胎肩厚f的确定冠厚c应小于成品胎面胶宽度，以便硫化时胶往下流，防止缓冲层打弯，普通花纹标准深度可接近成品胎面胶宽度，本设计取c=200mm，d值较小取d=170mm，冠厚根据花纹类型，花纹深度和花纹沟宽度确定，对于普通轮胎来说，冠厚较成品胎面胶冠部稍厚，本设计去e=20mm，肩厚f视冠厚而确定，对于普通花纹来说，其值比冠厚36mm，取4mm，则f=24mm3.2 肩下20mm，40mm处厚度hi的确定半成品胎面肩下这两个厚度根据成品胎面胶厚下相应部位厚度和胎面花纹类型确定，普通花纹半成品轮胎胎面胶这两个部位厚度基本相同，取h=19mm，i=18mm3.3 上层胎面宽度b和边缘端对应处厚度j的确定上层胎面胶宽度b根据轮胎行驶面宽和胎肩切线长度确定，其值比轮胎胎面宽和两侧胎肩切线长度之和大3050mm，取40mm，则：b=207.7+2*59.9+40=367.5mm边端对应出厚度j比成品胎侧胶该部位大0.51mm，本设计去0.8mm则：j=3.2+0.8=4.0mm第四章 胶囊、内胎、垫带的设计 4.1 内胎设计内胎设计本着装卸方便，不打折，寿命长的原则进行。其断面形状尽量设计成圆形，才能达到较好的效果。4.1.1 内胎外直径的设计DHDH=DK/伸张值 其中：DK=2Rk=2475.88=951.76mm外直径伸张值在1.021.05之间，本设计取1.03DH=957.16/1.03=929.282mm内胎内直径的设计DD=外胎内直径内直径收缩值对于平底轮辋内直径收缩值在1.021.05之间。本次设计取1.03而外胎内直径=514.4+2垫带厚=514.4+26=526.4mm所以D=526.41.03=542.192mm所以内胎断面轮廓外直径=（929.282-542.192）/2=193.545mm断面周长伸张值的核算断面周长伸张值=外胎断面内周长LK/内胎断面外周长LH=1.101.20其中：外胎断面内周长为断面内周封闭长度，本设计取706mm内胎断面外周长=633.6834mm则：断面周长伸张值=706