轮胎外轮廓设计

1、外胎轮廓设计设计目的通过查阅资料独立完成橡胶制品课程设计，加强对专业知识的掌握；对10.0020轮胎的轮廓设计有了一定的了解； 通过研究斜交载重轮胎的结构设计程序， 掌握技术设计内容：外胎 外轮廓设计、胎面花纹设计、内轮廓设计；掌握斜交轮胎的施工设计。对橡胶工艺、轮胎工艺及橡胶制品工艺等区域的知识有更深一步的了解。同时在运用计算机软件作图中，增强了对autocad软件的熟悉与应用。提高了自主学习的能力和自我思考的能力。.主要技术参数表1 10.00 20轮胎的技术参数参数充气外直径/mm充气断面宽/mm标准轮车用花纹类型层级单胎取大负荷/kg相应气压/kpa10.00 2010552787.5

2、 （平底）普通花纹16p.r3000810表2平底轮物断面各部位尺寸轮车用轮廓规格轮车用宽度轮缘胎圈座圆角半径高度宽度半径abitgbite>r2bitr w7.5190+3.0-5.040.5士 1.222.020.0±2.58图1轮物断面图9.0a 20斜交载重轮胎主要尺寸选取1 .主要技术参数的确定充气外直径d' =1055mm充气断面宽 b ' =278mm2 .负荷能力计算确定外胎充气外缘尺寸 d'和b'后，必须通过计算，验算其负荷能力是否符合国家标 准，再进行外缘轮廓设计及计算，因此验算轮胎负荷能力是进行轮胎结构设计的基础。负荷能力的

3、计算公式为海尔公式，是一个在轮辆与充气轮胎断面宽之比等于62.5%的标准条件下（理想轮车用）得出的实验式，若比值超出此范围，必须换算为在标准理想轮车用的充气轮胎断面宽才能使用此公式。斜交轮胎负荷计算基本公式及负荷系数k值的选取，载重轮胎和轿车轮胎选取不相同。w 0.231 k 0.4259.810 3 （1.0210 出产85b1.39（drb）o180w arcsinb1141.3o式中：w 负荷能力，knk 负荷系数k=1.1 （双胎），k = 1.14 （单胎）】p内压，kpadr 设计轮车固直径，cmw1一轮辆名义宽度，cmw1b1为62.5%的理想轮辆上的轮胎充气断面宽，cmbibi

4、-安装在设计轮辆上的新胎充气断面宽，cm0.231-采用公制计算的换算系数，若用英制计算，此公式不必乘0.231。已知条件：d=l055mm , b1=278mm, w1=190mm, p=810kpa, dr= 508mm , kd （双胎）=1.l,ks （单胎尸1.l4将已知数值代入公式中，首先求取b值，再求 wd双胎负荷，最后1t算单胎负荷wsob=b 1 x 1800 arc sin (w i/bi)/141.3 0 =278 x 1800 arc sin (190/278) /141.3 0=269.3(mm)w 0.231 k 0.4259.8103 (1.0210 2p)0.5

5、85 b1.39(dr b)=0.231 x 1.1 x 0.425x 9.8x 10-3x (1.02x 10-2 x 810)0.585 x 26.931.39(50.8+26.93)=27.5 (kn)ws=27.5x 1.14= 31.38(kn)( 增加气压 70kpa)四.外胎外轮廓断面曲线设计1 .外胎各部位尺寸的确定轮胎断面宽b的确定b二星b /bb胎模型断面宽，mm； b'-轮胎充气断面宽，mm； b' /b 断面膨胀率轿车轮胎断面向扁平化发展，断面高宽比已成系列化，h/b值分另1j为0.95、0.88、0.82等。低于0.82的超低断面轮胎，大部分属子午结构

6、，分别为 78,70,65和50系列（即h/b值为0.78,0.70,0.65,0.50）。一般斜交轮胎 h/b > 1 , b'/b 值在 0.91.17 之间;h/b<l , b'/b 在 1.00 1.07之间。取 h/b=0.990b'/b=1.130 又已知 b' =278mm 则 b=246mm轮胎外直径d和断面高h的确定d工d /d一般h/b>l的人造丝斜交轮胎，d' /d<l,约为0.9900,999;尼龙斜交轮胎则不同,其h/b值无论是大于或小于1,充气外直径均增大，一般约增加0.12.5%。设骨架材料为尼龙帘线

7、，取d' /d=1.009,又已知d' =1055mm ,则d=1045mm2 .胎圈部位尺寸的确定胎圈着合宽度c此宽度根据设计轮辆宽度w而定，一般胎圈着合宽度等于设计轮辆宽度w,有时c可略小于 w,以改善轮胎的耐磨性能和增大胎侧刚性，但减少的数值不宜过大，以1525mm为宜。设定c=173mm 胎圈着合直经d装于平底式轮辆的载重轮胎，为便于装卸，胎圈着合直径d比轮辆直径应大0.51.5ms设定 d=508.8mm.胎圈部位倾斜角度平底式轮辆的载重轮胎，胎圈部位角度为0。1。.设定胎圈部位倾斜角度为0.6。.胎圈轮廊曲线胎圈轮廓根据轮辆轮缘曲线确定，由胎圈弧度半径r4和胎踵弧度

8、半径 r5组成a.胎踵弧度半径 r5比轮辆相应部位弧度半径大0.51.0msb.胎圈弧度半径 r4比轮辆轮缘相应部位弧度半径小0.51.0mm,其半径圆心点较轮辆轮缘半径圆心点位置略低 11.5mm,使轮胎紧贴于轮辆上。3 .断面高及水平轴位置的确定断面水平轴位于轮胎断面最宽处，是轮胎在负荷下法向变形最大的位置，用h1/h2值表 示。h1/h2取值过小即断面水平线位置偏低，接近下胎侧，使用过程中，应力、应变较集中于胎圈部位，易造成胎侧子口折断；h1/h2值过大则断面水平轴位置较高，应力和应变集中于胎肩部位，容易造成肩空或肩裂。模型断面高：h 1(d d) =1/2 x ( 1045-508.8

9、) =268.1mm.hh2 ,计算得知：h1=h-h21(%一般上断面高均大于下断面高，因此设定h2=138mm , h1=130.1mm。4 .胎冠部位尺寸的确定行驶面宽度b和弧度高h的确定由表查得载重轮胎普通花纹：b/b=0.750.80; h/h=0.0350.055,不妨设定该载重轮胎的 b/b=0.76 , h/h=0.040 ,又已得知轮胎断面宽 b=246mm , h=268.1mm ,则 b=186.96mm , h=10.724mm.胎冠弧度半径的确定设定胎冠断面形状为正弧形，则弧度半径rn根据行驶面宽度b和弧度高h计算,计算公式为:r bl h8h 2la0.01745

10、rn2（sin 1 叱）rn式中：“一行驶面弧度的夹角；0.01745一常数，即为兀/180;rn一胎冠弧度半径，mm; la'一行驶面弧长,mm。对普通花纹的载重轮胎，采用一个弧度半径rn,又得知b=186.96mm , h=10.724mm则计算得知： rn=412.8mm , a =26.20, la' =188.56mm.5 .胎侧部位尺寸的确定胎侧孤度半径ri、r2、r3的确定一般下胎侧弧度半径r2应大于上胎侧弧度半径ri,而ri和r2的圆心均设 在断面水平轴上。a.上胎侧弧度半径计算公式为：(h h)2 ：(b b)2 l2式中： r 4b bl一胎肩切线长度(l在

11、轮胎断面中心轴的投影长度约为h2的50%),mm。已知 h2=138mm , h=10.724mm , b=246mm , b=186.96mm ,将 l= ?h2=69mnr入上式即可计算出 r1=208.5mmb.下胎侧弧度半径的确定hr)212(b w1 2a) (h14b皿 2a式中：hr一轮辆轮缘高度，mm;2 3 “a一下胎侧弧度曲线与轮缘曲线交点至轮辆轮缘垂线间距离(a - 4a ) ,mm；3a- 轮辆轮缘宽度，mm; w1一轮辆宽度，mm;b一轮胎断面宽度，mm; h1一轮胎下断面高，mm;已知 a=22.0mm , a=33/48a=15.125mm , b=246mm , wi=190mm , hi=130.1mm , hr=40.5带入上式计算得出 r2=318.2 mmc.下胎侧自由半径 r3的确定一般 r3约为 r2 的 2540% 设定 r3 为 r2 x 30%=95.5mm胎肩轮廓的确定胎肩部采用切线形的设计方法。5.