第四章_子午线轮胎结构设计1 ppt课件

1、轮胎构造设计第四章第四章 子午线轮胎设计与制造子午线轮胎设计与制造学习目的与要求学习目的与要求 经过学习掌握子午线轮胎的技术设计及经过学习掌握子午线轮胎的技术设计及施工设计方法；掌握子午线轮胎的配方设计原施工设计方法；掌握子午线轮胎的配方设计原那么和成型工艺；熟练了解子午线轮胎的构造那么和成型工艺；熟练了解子午线轮胎的构造和构造特点；了解子午线轮胎各部件胶料配方和构造特点；了解子午线轮胎各部件胶料配方设计方法；了解半废品部件预备及硫化工艺。设计方法；了解半废品部件预备及硫化工艺。 第四章第四章 子午线轮胎设计与制造子午线轮胎设计与制造 第一节第一节 子午线轮胎构造特点子午线轮胎构造特点 第二节

2、第二节 子午线轮胎构造设计子午线轮胎构造设计 第三节第三节 子午线轮胎施工设计子午线轮胎施工设计第一节第一节 子午线轮胎构造特点子午线轮胎构造特点一、子午线轮胎的外胎构造一、子午线轮胎的外胎构造 子午线轮胎子午线轮胎(Radial Tire)从所采用从所采用的骨架资料来分类，可分为全钢丝子的骨架资料来分类，可分为全钢丝子午线轮胎、半钢丝子午线轮胎和全纤午线轮胎、半钢丝子午线轮胎和全纤维子午线轮胎三种。普通载重胎多数维子午线轮胎三种。普通载重胎多数采用全钢丝，而轿车胎和轻卡胎那么采用全钢丝，而轿车胎和轻卡胎那么多采用半钢丝或全纤维，详细构造分多采用半钢丝或全纤维，详细构造分别引见如下。别引见如下

3、。 载重子午线构造轮胎的构造载重子午线构造轮胎的构造胎体胎体: :多数采用单层钢丝帘布构成多数采用单层钢丝帘布构成或人造或人造 丝、尼龙、芳纶等丝、尼龙、芳纶等带束层带束层:3-4:3-4层钢丝帘布组成，层钢丝帘布组成，胎肩垫胶胎肩垫胶: :胎体与带束层之间有中间胎体与带束层之间有中间胎圈部分胎圈部分: :由钢丝圈、上下三角胶芯、由钢丝圈、上下三角胶芯、钢丝钢丝 包布加强层和子口护胶等部包布加强层和子口护胶等部件构成。件构成。胎面胶胎面胶: :胎面上层胶、下层胶胎面上层胶、下层胶胎侧胶胎侧胶: :见图见图4-14-1。轿车子午线轮胎构造轿车子午线轮胎构造 轿车子午线轮胎普通由胎面胶、胎面下层胶

4、、胎轿车子午线轮胎普通由胎面胶、胎面下层胶、胎侧胶、胎体侧胶、胎体1-21-2层纤维布组成、带束层二层纤维布组成、带束层二层钢丝帘布层、冠带按技术设计要有时加一层钢丝帘布层、冠带按技术设计要有时加一至二层尼龙帘布层，以提高轿车胎的高速性能、至二层尼龙帘布层，以提高轿车胎的高速性能、胎圈由钢丝圈、复合硬胶芯和子口护胶、内胎圈由钢丝圈、复合硬胶芯和子口护胶、内衬层等构成。胎圈构造见图衬层等构成。胎圈构造见图4-24-2所示。所示。胎面胶胎面胶胎面下层胶胎面下层胶胎侧胶胎侧胶子口护胶子口护胶带束层带束层1带束层带束层2冠带层冠带层1胎面胶胎面胶冠带层冠带层2胎脚胎脚胎侧胶胎侧胶三角胶三角胶钢丝钢丝圈

5、圈内衬层内衬层胎体层胎体层胎肩垫胶胎肩垫胶二、子午线轮胎与斜交轮胎构造特征比较。二、子午线轮胎与斜交轮胎构造特征比较。1 1斜交轮胎胎体中的帘线按一定角度陈列，斜交轮胎胎体中的帘线按一定角度陈列，各层间帘线相互交叉，胎体帘线层数为偶各层间帘线相互交叉，胎体帘线层数为偶数，胎体接受内压引起的初始应力的数，胎体接受内压引起的初始应力的808090%90%。2 2子午线轮胎胎体各帘面层间的帘线，系子午线轮胎胎体各帘面层间的帘线，系相互平行地由一胎圈至另一胎圈呈了午线相互平行地由一胎圈至另一胎圈呈了午线方向的陈列与胎胎冠中心线夹角为方向的陈列与胎胎冠中心线夹角为9090度。胎冠有大角度根本不伸张的刚性

6、带度。胎冠有大角度根本不伸张的刚性带束层箍紧，这种构造使：束层箍紧，这种构造使： 带束层接受由内压引起的初始应力的带束层接受由内压引起的初始应力的606075%75%；胎体帘线强力得到了充分的利用，层数减少，普胎体帘线强力得到了充分的利用，层数减少，普通比斜交胎少通比斜交胎少404050%50%，胎体层数可为偶数，也可，胎体层数可为偶数，也可为奇数。为奇数。胎圈所受应力比斜交胎大胎圈所受应力比斜交胎大303040%40%，钢丝圈中的，钢丝圈中的钢丝根数比斜交胎多。钢丝根数比斜交胎多。 由于胎体层数少、胎侧柔软、容易变形和刺伤，由于胎体层数少、胎侧柔软、容易变形和刺伤，胎侧接受的应力比斜交轮胎大

7、。胎侧接受的应力比斜交轮胎大。 因此，这两种构造的轮胎，它们的断面外形、因此，这两种构造的轮胎，它们的断面外形、胎圈构造、带束层构造有很大的差别。胎圈构造、带束层构造有很大的差别。子午线轮胎和斜交轮胎的帘线陈列如图子午线轮胎和斜交轮胎的帘线陈列如图4-34-3所示。所示。图图43子午线轮胎与斜交轮胎帘线陈列子午线轮胎与斜交轮胎帘线陈列第二节第二节 子午线轮胎构造设计子午线轮胎构造设计 一、子午线轮胎构造设计程序一、子午线轮胎构造设计程序 二、技术要求确实定二、技术要求确实定 三、轮廓设计主要构造参数的选取三、轮廓设计主要构造参数的选取 四、断面轮廓曲线的设计四、断面轮廓曲线的设计 五、子午线轮

8、胎带束层的设计与计算五、子午线轮胎带束层的设计与计算 六、子午线轮胎胎体帘线的应力计算六、子午线轮胎胎体帘线的应力计算 子午线轮胎由于其构造上的特点，应与斜交子午线轮胎由于其构造上的特点，应与斜交轮胎的设计方法有所不同。然而，就其设计原理轮胎的设计方法有所不同。然而，就其设计原理来说，至今仍是普遍采用薄膜实际，只不过在详来说，至今仍是普遍采用薄膜实际，只不过在详细设计方法上，近年来却涌现出了许多创见。由细设计方法上，近年来却涌现出了许多创见。由于电于计算机软件技术的开发，使轮胎各部位受于电于计算机软件技术的开发，使轮胎各部位受力均匀的自然平衡轮廓设计方法，逐渐演化为各力均匀的自然平衡轮廓设计方

9、法，逐渐演化为各部位应力合理分布的非平衡轮廓设计方法，特别部位应力合理分布的非平衡轮廓设计方法，特别是有限元分析法的援用，有能够真实地模拟轮胎是有限元分析法的援用，有能够真实地模拟轮胎在实践运用形状下的断面轮廓外形，并分析其应在实践运用形状下的断面轮廓外形，并分析其应力力应变的分布合理匹配，从而得到优化方案以应变的分布合理匹配，从而得到优化方案以设讨轮胎的最正确轮廓外形。设讨轮胎的最正确轮廓外形。自自8080年代起呈现出许多新的轮胎设计方法，如：年代起呈现出许多新的轮胎设计方法，如：日本石桥普利斯通公司的日本石桥普利斯通公司的RCOT (RCOT (最正确滚动最正确滚动轮廓轮廓) )实际，适用

10、于轿车子午线轮胎的设计；实际，适用于轿车子午线轮胎的设计；TCOT(TCOT(最正确张力控制最正确张力控制) )实际，适用于载重子午线实际，适用于载重子午线轮胎的设计；轮胎的设计； 日本横滨公司的日本横滨公司的STEM(STEM(应变能量最小化应变能量最小化) )实际。实际。日本东洋公司的日本东洋公司的DSOC(DSOC(动态模拟最正确化轮胎外形动态模拟最正确化轮胎外形) )实际，适用于载重子午线轮胎的设计；实际，适用于载重子午线轮胎的设计；前苏联的前苏联的CSSOT(CSSOT(应力应变周期优化应力应变周期优化) ) 实际，它除实际，它除思索轮胎几何外形外，还研讨了资料分布对周期思索轮胎几何

11、外形外，还研讨了资料分布对周期性应力应变的影响。性应力应变的影响。 子午线轮胎构造设计与斜交轮胎一样分两阶子午线轮胎构造设计与斜交轮胎一样分两阶段进展。段进展。第一阶段为技术设计：主要义务是：第一阶段为技术设计：主要义务是： 搜集为设计提供根据的技术资料搜集为设计提供根据的技术资料 确定轮胎的技术性能要求确定轮胎的技术性能要求 设计外胎内外轮廓曲线设计外胎内外轮廓曲线 设计外胎面花纹设计外胎面花纹 设计绘制外胎花纹总图设计绘制外胎花纹总图 一、子午线轮胎构造设计程序一、子午线轮胎构造设计程序第二阶段为施工设计：主要义务是：第二阶段为施工设计：主要义务是： 确定外胎成型方法确定外胎成型方法 确定

12、成型鼓直径及机头宽度确定成型鼓直径及机头宽度 绘制资料分布图绘制资料分布图 制定施工规范表制定施工规范表 最后提出构造设计文件包括技术设计最后提出构造设计文件包括技术设计和施工设计阐明书。和施工设计阐明书。 虽然子午胎的设计与斜交轮胎一样，但在虽然子午胎的设计与斜交轮胎一样，但在各个设计阶段，其设计参数的取值，特别各个设计阶段，其设计参数的取值，特别是施工设计与斜交轮胎差别很大，需用专是施工设计与斜交轮胎差别很大，需用专门的成型机才干完成。门的成型机才干完成。1子午线轮胎设计前的预备子午线轮胎设计前的预备1搜集技术资料作为设计根据搜集技术资料作为设计根据 与斜交轮胎设计前一样，必需搜集有关与斜

13、交轮胎设计前一样，必需搜集有关的技术资料。例如：车辆类型及技术资料的技术资料。例如：车辆类型及技术资料 车速及路面条件，轮轴情况，轮胎运用要车速及路面条件，轮轴情况，轮胎运用要求及经济性，平安性等。求及经济性，平安性等。 2确定技术性能确定技术性能 轮胎类型、规格、层级、帘布层数及轮胎类型、规格、层级、帘布层数及胎面花纹型式；最大负荷和相应内压；轮胎面花纹型式；最大负荷和相应内压；轮辋规格、尺寸及轮廓曲线；充气外胎外缘辋规格、尺寸及轮廓曲线；充气外胎外缘尺寸等。尺寸等。二、技术要求确实定二、技术要求确实定3确定骨架资料确定骨架资料 子午线轮胎按其采用的骨架资料来子午线轮胎按其采用的骨架资料来分

14、，有全纤维子午线轮胎，半钢丝子分，有全纤维子午线轮胎，半钢丝子午线轮胎午线轮胎(即胎体为纤维帘线，带束层即胎体为纤维帘线，带束层为钢丝帘线为钢丝帘线)和全钢丝子午线轮胎三种，和全钢丝子午线轮胎三种，根据用途、规格、类型不同，思索选根据用途、规格、类型不同，思索选择。择。 人造丝尼龙或聚酯帘线纤维胎体子午人造丝尼龙或聚酯帘线纤维胎体子午线轮胎线轮胎 芳纶帘线是一种新型骨架资料，是子芳纶帘线是一种新型骨架资料，是子午线轮胎理想的胎体资料，很有开展午线轮胎理想的胎体资料，很有开展出路。出路。 钢丝帘线主要用于子午线轮胎的胎体及钢丝帘线主要用于子午线轮胎的胎体及带束层，其主要特点是耐热性极好，强度带束

15、层，其主要特点是耐热性极好，强度高，同时伸长率极小，对坚持轮胎尺寸稳高，同时伸长率极小，对坚持轮胎尺寸稳定性极为有利。定性极为有利。 例如例如: :全纤维子午线轮胎主要为轻型轿全纤维子午线轮胎主要为轻型轿车轮胎和迁延机轮胎，半钢丝子午线轮胎车轮胎和迁延机轮胎，半钢丝子午线轮胎主要为高速轿车轮胎和轻型载重轮胎，主要为高速轿车轮胎和轻型载重轮胎，9.00R209.00R20以下的中型载重轮胎。全钢丝子午以下的中型载重轮胎。全钢丝子午线轮胎主要适用于重型载重轮胎和工程轮线轮胎主要适用于重型载重轮胎和工程轮胎，胎，9.00R209.00R20可用全钢丝，亦可用半钢丝。可用全钢丝，亦可用半钢丝。2轮胎负

16、荷才干计算轮胎负荷才干计算 负荷才干计算与斜交轮胎采用一样的计算方法，负荷才干计算与斜交轮胎采用一样的计算方法，普通根据美国轮胎协会普通根据美国轮胎协会TRA年鉴引见的公式进展年鉴引见的公式进展计算。该公式是在轮辋宽度计算。该公式是在轮辋宽度W1与充气断面宽与充气断面宽S1的比值等于的比值等于62.5%的规范条件下经实验得出的阅的规范条件下经实验得出的阅历公式。故运用此公式时、需有在理想轮辋上轮历公式。故运用此公式时、需有在理想轮辋上轮胎断面宽的换算公式与之配套运用。近年来，轮胎断面宽的换算公式与之配套运用。近年来，轮胎向低断面开展，越来越扁平化，其理想轮辋上胎向低断面开展，越来越扁平化，其理

17、想轮辋上的充气断面宽公式还必需另有公式进展再校正运的充气断面宽公式还必需另有公式进展再校正运用。用。 由于轮胎规格种类繁多，因此出现一系列不同由于轮胎规格种类繁多，因此出现一系列不同的计算理想轮辋上充气断面宽的配套公式，这里的计算理想轮辋上充气断面宽的配套公式，这里仅以轻型载重汽车轮胎和轿车轮胎为例做一简单仅以轻型载重汽车轮胎和轿车轮胎为例做一简单引见。引见。 轻型载重汽车轮胎负荷计算公式为轻型载重汽车轮胎负荷计算公式为:)(425. 0231. 039. 1585. 0dRdSDSPKW3 .141)/(sin18011101SWSSdSSd637. 0HSd7 . 096. 06 .135

18、)/(sin18011117 . 0SWSSO式中 W负荷才干，KN； K负荷系数(轻卡普通断面子午线轮胎单 胎=l.197，双胎=0.88单胎负荷)； P内压，kPa； DR轮辋名义直径，cm； S 为62.5%的理想轮辋上的轮胎充 气断面宽，cm； W1设计轮辋宽度，cm； S1在设计轮辋上的轮胎断面宽度，cm； H1新胎断面高度，cm；11/SW 轿车轮胎负荷才干计算公式为：轿车轮胎负荷才干计算公式为：)(425. 0231. 039. 1585. 0dRdSDSPKWd0.7S0.96S0.637d=-6 .135)/(sin18011117 . 0SWSSHSd7 . 096. 0

19、式中式中 W W负荷才干，负荷才干，KNKN K K负荷系数负荷系数(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内压，内压，kPakPa DR DR轮辋名义直径，轮辋名义直径，cmcm W1 W1设计轮辋宽度，设计轮辋宽度，cm;cm; S1 S1在设计轮辋上的轮胎断面宽度，在设计轮辋上的轮胎断面宽度，cmcm H H新胎断面高度新胎断面高度( (普通断面轮胎为普通断面轮胎为1.0l1.0l设计断面设计断面 高，扁平轮胎为高，扁平轮胎为1.021.02设计断面高设计断面高) )，cmcm负荷计

20、算例如负荷计算例如 以以6.50R16-10PR轮胎为例轮胎为例知条件知条件: P=549kPa, W1 =14.0cm，DR =40.6cm，H=17.2CM，S118.5cm计算公式为计算公式为:)(425. 0231. 039. 1585. 0dRdSDSPKW3 .141)/(sin18011101SWSSdSSd637. 0HSd7 . 096. 06 .135)/(sin18011117 . 0SWSSO 先计算先计算 7 . 0S )(85.176 .135)5 .18/0 .14(sin1805 .1817 . 0cmS计算计算dd=0.9617.8517.2=0.064(cm

21、) 计算计算S)(13.173 .141)5 .18/0 .14(sin1805 .181cmS计算计算Sd Sd=17.13-0.637(-0.064)=17.17(cm) 计算计算 W485. 9)17.176 .40(17.17549425. 0197. 1231. 039. 1585. 0单W=0.889.485=8.437KN 双WKN 1 1、模型外直径、模型外直径D D和断面宽和断面宽B B确实定确实定 到目前为止，还没有科学的方到目前为止，还没有科学的方法来确定轮胎硫化模型尺寸与充气压后轮法来确定轮胎硫化模型尺寸与充气压后轮胎尺寸之间的关系，因此子午胎的设计也胎尺寸之间的关系，

22、因此子午胎的设计也只能根据阅历思索不同的胎体帘线的伸长只能根据阅历思索不同的胎体帘线的伸长性能、轮胎断面轮廓外形、带束层角度和性能、轮胎断面轮廓外形、带束层角度和长度等的影响来选择充气轮胎与硫化模型长度等的影响来选择充气轮胎与硫化模型之延续面宽和外直径的膨胀比。下表列出之延续面宽和外直径的膨胀比。下表列出载重和轻卡子午线轮胎充气断面宽载重和轻卡子午线轮胎充气断面宽(B)(B)和和模型断面宽模型断面宽(B)(B)对不同胎体帘线的断面膨胀对不同胎体帘线的断面膨胀比的取值范围。比的取值范围。三、三、 轮廓设计主要构造参数的选取轮廓设计主要构造参数的选取 有关轿车子午线轮胎的有关轿车子午线轮胎的B/B

23、值，应随其系列值，应随其系列HB扁扁平比的不同而变化。以人造丝胎体而言，平比的不同而变化。以人造丝胎体而言，B/B取值约为取值约为1.0051.03，普通来讲，扁平比低的取值小；反之，就取，普通来讲，扁平比低的取值小；反之，就取大值。大值。不同胎体帘线的断面宽膨胀比值不同胎体帘线的断面宽膨胀比值胎体帘胎体帘线类线类型型B/B钢丝帘钢丝帘线线1.011.02人造丝人造丝帘线帘线1.021.04聚酯帘聚酯帘线线1.051.07尼龙帘尼龙帘线线1.061.10 由于子午线轮胎的外直径膨胀率要比斜交轮胎小很由于子午线轮胎的外直径膨胀率要比斜交轮胎小很多，故其充气后的外直径变化甚小多，故其充气后的外直径

24、变化甚小(大致添加大致添加12mm)。据此，模型断面外直径普通可取与规范规定的新胎充气外据此，模型断面外直径普通可取与规范规定的新胎充气外直径相当或稍小的尺寸。直径相当或稍小的尺寸。 根据国家规范确定轮辋类型、宽度、充气外直径根据国家规范确定轮辋类型、宽度、充气外直径D、充气断面宽充气断面宽B之后，就应着手确定模型尺寸，可确定模型之后，就应着手确定模型尺寸，可确定模型外直径外直径D与模型断面宽与模型断面宽B。由于轮胎在充气形状下任务，。由于轮胎在充气形状下任务，充气外缘尺寸大，但增大的程度远比斜交轮胎小，特别是充气外缘尺寸大，但增大的程度远比斜交轮胎小，特别是低断面纤维胎体钢丝带束的轿车胎，断

25、面宽和外径的膨胀低断面纤维胎体钢丝带束的轿车胎，断面宽和外径的膨胀率就更小。率就更小。 轿车子午线轮胎，高宽比为轿车子午线轮胎，高宽比为0.70.8时时(人造丝胎体钢丝带束层构造人造丝胎体钢丝带束层构造)充气后外径普充气后外径普通膨胀通膨胀02mm,断面宽膨胀断面宽膨胀02%。根据阅。根据阅历，子午线轮胎历，子午线轮胎D/D值大约在值大约在1.0001.003之间，之间，B/B值为值为1.001.02左右。左右。 几种轿车子午线轮胎断面膨胀率如表几种轿车子午线轮胎断面膨胀率如表4-1所示。所示。轮胎规格轮胎规格D/DB/B205/75R151.00221.016185SR14 1.00151.

26、000185/70SR141.0001.002185/70SR130.9981.000165SR141.0011.007175SR141.0011.011表表4-1 几种轿车子午胎断面膨胀率几种轿车子午胎断面膨胀率 根据轮胎外直径和内直径，可计算得到断面高根据轮胎外直径和内直径，可计算得到断面高H：（D-d)H22、断面程度轴位置确定、断面程度轴位置确定 断面程度轴位于断面最宽点，是轮断面程度轴位于断面最宽点，是轮胎法向变形最大部位，用数值胎法向变形最大部位，用数值H1/H2表示。表示。 普通斜交轮胎普通斜交轮胎H1/H2值大约在值大约在0.830.95间，而子午线轮胎通常在间，而子午线轮胎通

27、常在1.01.12左右，轿车轮胎约在左右，轿车轮胎约在1.001.20之间。之间。 子午线轮胎值子午线轮胎值H1/H2大于普通斜大于普通斜交轮胎，缘由在于子午线轮胎胎体帘交轮胎，缘由在于子午线轮胎胎体帘线垂直于钢圈呈辐射形陈列，故胎圈线垂直于钢圈呈辐射形陈列，故胎圈所受应力远远大于普通斜交轮胎。程所受应力远远大于普通斜交轮胎。程度轴远离胎圈，使法向变形最大值接度轴远离胎圈，使法向变形最大值接近胎冠，可减少胎圈变形，改善胎圈近胎冠，可减少胎圈变形，改善胎圈脱层相磨损。脱层相磨损。 子午线轮胎断面最宽点半径的位置要比斜交子午线轮胎断面最宽点半径的位置要比斜交轮胎的高，能使其变形落在程度轴以上带束层

28、端轮胎的高，能使其变形落在程度轴以上带束层端点以下的上胎侧高点以下的上胎侧高(H2)区域之内，并减小下胎侧区域之内，并减小下胎侧高高(H1)区域的应力和胎圈的应力。由于子午线轮区域的应力和胎圈的应力。由于子午线轮胎胎体帘线呈径向陈列，其钢丝圈接受力要比斜胎胎体帘线呈径向陈列，其钢丝圈接受力要比斜交轮胎的大，故断面最宽点半径要获得高一些来交轮胎的大，故断面最宽点半径要获得高一些来减轻接受力。减轻接受力。 普通轿车子午胎的普通轿车子午胎的H1/ H2取值为取值为1.01.2，载，载重子午线胎最高可达重子午线胎最高可达1.4。据美国专利引见，载重子午线轮胎的断面高据美国专利引见，载重子午线轮胎的断面

29、高(H)与断面宽与断面宽(B)之比为之比为1时的时的H2确定方法，确定方法，计算公式为：计算公式为：H2(HFH)0.59式中式中 H2轮胎断面上胎侧高；轮胎断面上胎侧高； FH轮辋的轮缘高。轮辋的轮缘高。 根据根据RCOT实际设计轿车子午线轮胎实际设计轿车子午线轮胎的断面最宽点半径，要比传统法设计的取的断面最宽点半径，要比传统法设计的取值大。值大。3、行驶面宽度、行驶面宽度b和弧度高和弧度高h确实确实定定 子午线轮胎行驶面弧度的子午线轮胎行驶面弧度的选取，主要与轮胎扁平比和带选取，主要与轮胎扁平比和带束层刚性有关，此外，行驶面束层刚性有关，此外，行驶面弧度半径弧度半径(n)与行驶面宽度与行驶

30、面宽度(b)、带束层宽度带束层宽度(Bw)与行驶面宽度、与行驶面宽度、行驶面弧度高行驶面弧度高(A)与断面高、行与断面高、行驶面宽度与断面宽度之比及胎驶面宽度与断面宽度之比及胎体帘线类型等都有相当大的影体帘线类型等都有相当大的影响。响。 带束层刚性对行驶面宽度内的花纹磨耗均带束层刚性对行驶面宽度内的花纹磨耗均匀性有很大的关系，如二层带束层轮胎的行驶匀性有很大的关系，如二层带束层轮胎的行驶面边端直径增大，要比四层的大得多。因此，面边端直径增大，要比四层的大得多。因此，对多层钢丝带束层轮胎来说，应采用较小的行对多层钢丝带束层轮胎来说，应采用较小的行驶面弧度，因在此情况下，行驶面弧度大会减驶面弧度，

31、因在此情况下，行驶面弧度大会减小接地面积，从而对胎面的耐磨性、磨耗均匀小接地面积，从而对胎面的耐磨性、磨耗均匀性和抓着性都会有不良的影响。性和抓着性都会有不良的影响。 为保证轮胎与路面之间在行驶面宽度范围之内有较大为保证轮胎与路面之间在行驶面宽度范围之内有较大的接地面积，子午胎的的接地面积，子午胎的h与与H之比普通宜取之比普通宜取0.020.04，b与与B之比为之比为0.70.85。 n与与b之比和之比和Bw与与b之比对轮胎的耐磨性和耐久性也有之比对轮胎的耐磨性和耐久性也有较大的影响，为了兼顾两者的性能，较大的影响，为了兼顾两者的性能，Bw/b值为值为0.941.05较为适宜，而较为适宜，而n

32、/b之值，轿车子午线轮胎为之值，轿车子午线轮胎为2.12.5、载重、载重子午线轮胎为子午线轮胎为1.31.8。子午线轮胎属低断面，外直径较小，。子午线轮胎属低断面，外直径较小，因此接地印痕长轴较短，为了不减少轮胎的接地面积，应因此接地印痕长轴较短，为了不减少轮胎的接地面积，应随着高宽比的减少而适当添加行驶面宽度随着高宽比的减少而适当添加行驶面宽度b，减少弧度高，减少弧度高h既可改良轮胎的制动性，又可提高胎面的耐磨性能。既可改良轮胎的制动性，又可提高胎面的耐磨性能。 b、h的取值与轮胎类型的取值与轮胎类型;花纹型式，路花纹型式，路面条件有关，取决于带束层刚性，亦要思面条件有关，取决于带束层刚性，

33、亦要思索行驶面弧度半径索行驶面弧度半径R与行驶面宽与行驶面宽b的比值，的比值，带束层宽度带束层宽度BW与与b的比值。的比值。 带束层刚性对胎面磨耗均匀性影响很大，带束层刚性对胎面磨耗均匀性影响很大，多层刚性大的钢丝带束层子午线轮胎应采多层刚性大的钢丝带束层子午线轮胎应采用较小的行驶面弧度高，以增大轮胎与路用较小的行驶面弧度高，以增大轮胎与路面的接地面积。面的接地面积。 普通子午线轮胎普通子午线轮胎h/Hh/H为为0.020.020.04,0.04,相相应，应，b/Bb/B取值为取值为0.700.700.850.85。轿车子午线轮。轿车子午线轮胎间增大胎间增大b b和减小和减小h h的趋势开展，

34、但行驶面宽的趋势开展，但行驶面宽度普通不应超越下胎侧弧度与轮辋曲线交点度普通不应超越下胎侧弧度与轮辋曲线交点之间的间隔。高速轮胎行驶面宽度应比常速之间的间隔。高速轮胎行驶面宽度应比常速轮胎窄，通常取断面宽的轮胎窄，通常取断面宽的656570%70%，以改善，以改善胎肩部应变情况和减小滚动损失。胎肩部应变情况和减小滚动损失。4、胎圈间距的选取、胎圈间距的选取 胎圈间距胎圈间距(C)普通选用与轮辋宽普通选用与轮辋宽度相等或者也可小于轮搁间距，但度相等或者也可小于轮搁间距，但不超越不超越1525mm，C值小于轮辋宽值小于轮辋宽度可提向轮胎的耐磨性能和侧向刚度可提向轮胎的耐磨性能和侧向刚性。性。 C与

35、与B之比，普通而言，轿车子之比，普通而言，轿车子午线轮胎为午线轮胎为0.70.8，载重子午线轮，载重子午线轮胎为胎为0.70.75。5、断面高与断面宽之比、断面高与断面宽之比 对子午线轮胎而言，对子午线轮胎而言，H/B之比之比可不用直接选取，这是由于子午线可不用直接选取，这是由于子午线轮胎外直径变化很小，断面高也就轮胎外直径变化很小，断面高也就成了定值。断面宽主要受胎体帘线成了定值。断面宽主要受胎体帘线性能的影响，由性能的影响，由B/B的膨胀比来确的膨胀比来确定。另外，轿车子午线轮胎和宽轮定。另外，轿车子午线轮胎和宽轮辋载重子午线轮胎都有相应的系列，辋载重子午线轮胎都有相应的系列，其其HB之比

36、大体上成为定值。据之比大体上成为定值。据引见载重子午线轮胎引见载重子午线轮胎HB为为0.961.05，轿车子午线轮胎为，轿车子午线轮胎为0.800.85。但对宽轮辋低断面载。但对宽轮辋低断面载重子午线轮胎和轿车子午线轮胎来重子午线轮胎和轿车子午线轮胎来说，都因有相应的系列分类，说，都因有相应的系列分类，HB比值的选取可由其系列分类而定。比值的选取可由其系列分类而定。 美藉华人黄祟期先生和欧杰先生引荐的一种美藉华人黄祟期先生和欧杰先生引荐的一种子午线轮胎构造设计方法，即是以平衡轮廓实际子午线轮胎构造设计方法，即是以平衡轮廓实际为根据，以薄膜为根据，以薄膜-网络实际为根底。该实际最初运网络实际为根

37、底。该实际最初运用于斜交轮胎轮廓设计，后来也用于子午钱轮胎，用于斜交轮胎轮廓设计，后来也用于子午钱轮胎，假设的条件是：假设的条件是： 以为充气压力是独一的作用应力，而且应力仅仅以为充气压力是独一的作用应力，而且应力仅仅作用于薄膜壁之上；作用于薄膜壁之上；对剪切和屈挠力均可忽略不计，当轮胎充气时，对剪切和屈挠力均可忽略不计，当轮胎充气时，胎体所受应力是均匀分布的。这样的轮廓曲线称胎体所受应力是均匀分布的。这样的轮廓曲线称为为“自然平衡轮廓曲线。见图所示。自然平衡轮廓曲线。见图所示。四、断面轮廓曲线的设计四、断面轮廓曲线的设计 从静态力学平衡方从静态力学平衡方程式中得出充气轮胎程式中得出充气轮胎平

38、衡轮廓曲率半径公平衡轮廓曲率半径公式式1如下。由于子如下。由于子午线轮胎胎体帘线角午线轮胎胎体帘线角度为度为90。(也有称也有称0)，其曲率半径公式可简其曲率半径公式可简化为公式化为公式(2)。1带束层；带束层；2均匀胎体应力，均匀胎体应力，3胎圈胎圈 自然平衡轮廓曲线自然平衡轮廓曲线()()()()122222kkmkkk222222kkmkrrrrr cossin2r rr cosr rrcosaaraa-=-斜交轮胎斜交轮胎式中式中 轮廓恣意点的曲率半径轮廓恣意点的曲率半径 rk rk胎冠点半径胎冠点半径 rm rm断面最宽点半径断面最宽点半径 胎冠点帘线角胎冠点帘线角 r r轮廓恣意点

39、半径轮廓恣意点半径ka1r-=22kmrr2r子午线轮胎子午线轮胎 从公式从公式(2)中可以看出，只需确定中可以看出，只需确定rk和和rm后，即后，即可求得轮廓上恣意点的曲率半径可求得轮廓上恣意点的曲率半径()。根据各点不。根据各点不同的曲率半径作出平衡轮廓曲线。由于胎体具有一同的曲率半径作出平衡轮廓曲线。由于胎体具有一定厚度，故应以胎体层的中线来计算平衡轮廓曲线定厚度，故应以胎体层的中线来计算平衡轮廓曲线较为合理。详细设计步骤分述如下：较为合理。详细设计步骤分述如下：21、确定有关设计参数、确定有关设计参数 需求先确定的轮胎设计参数有：轮胎需求先确定的轮胎设计参数有：轮胎外半径外半径(R)，

40、轮胎断面宽，轮胎断面宽(B)，胎圈间距，胎圈间距(或或轮辋宽度轮辋宽度)(C)，子口着合半径，子口着合半径(rt)，轮胎行，轮胎行驶面弧度半径驶面弧度半径(1)，胎面至帘布层中线的，胎面至帘布层中线的厚度厚度(m)，胎侧至帘布层中线的厚度，胎侧至帘布层中线的厚度(n)，轮辋边缘半径轮辋边缘半径(即轮辋边缘至旋转轴的间即轮辋边缘至旋转轴的间隔隔)(rf)。2、求出断面上某些点至旋转轴的半径、求出断面上某些点至旋转轴的半径 从实际上来讲，平衡轮廓曲线上各点的曲从实际上来讲，平衡轮廓曲线上各点的曲率半径均不一样，但在实践上为了方便计算和率半径均不一样，但在实践上为了方便计算和合理制造模型，可不用要求很多曲率半径，而合理制造模型，可不用要求很多曲率半径，而只需寻求几个典型位置点的曲率半径和曲率过只需寻求几个典型位置点的曲率半径和曲率过渡节点位置，如胎冠点渡节点位置，如胎冠点(A)、断面最宽点、断面最宽点(B)等，等，见图见图2所示。所示。 典型点位置确实定典型点位置确实定求出典型点至旋转铀的半径：求出典型点至旋转铀的半径：rk=R-mrm=(R+rt)/2 (或按确定的断面最宽点半径或按确定的断面最宽点半径)下胎侧下胎侧k点半径：点半径： rk=rm-k/23、求出断面上典型点的曲率半径、求出断面上典型点的