基于AutoCAD和Excel的轮胎成型机头宽度计算

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1、2010年第1期橡胶科技市场·17·业业业业业；工艺与技术l习芥．芥，习带带芥带基于AutoCAD和Excel的轮胎成型机头宽度计算粟定华(曙光橡胶工业研究设计院，广西桂林541004)摘要：介绍以AutoCAD和Excel为软件平台二次开发，实现轮胎成型机头宽度的计算。采用本设计程序时，只要按比例绘制出成品轮胎曲线和机头鼓肩曲线并输入相关设计参数，就可计算出成型机头宽度。该程序操作简单方便，计算结果精确。关键词：轮胎成型机头；宽度；AutoCAD；Excel在轮胎结构设计中，通常需要计算成型机头的宽度。一般是先按比例设计出成品轮胎的材料

2、分布图，然后设计成型机头的鼓肩部位轮廓曲线，再进行成型机头宽度的计算。在成型机头宽度的计算中，先对成品轮胎曲线和机头鼓肩曲线进行分段，并提取各段的几何数据，然后依据这些数据和有关设计值进行计算。本设计程序以Auto—CAD和Excel为软件平台，进行成品轮胎曲线和机头鼓肩曲线分段、几何数据提取以及机头宽度计算等工作，以提高设计效率和计算精度。1计算原理按传统的轮胎设计方法，轮胎成型机头宽度是以经典网格理论为基础进行的计算，计算公式为：B一2B2—2Bl4-2C式中，B为成型机头宽度，B为成品轮胎折合宽度，B为鼓肩折合宽，C为鼓肩宽度。机头

3、宽度计算原理如图1所示。图1(a)中，成品轮胎曲线和机头鼓肩曲线已设计好，虚线部分长度待定，待定长度的取值直接决定轮胎定型(b)硫化时帘线的伸张情况，这也是设计人员最关心图1机头宽度计算原理示意的问题。反过来，要得到期望的帘线伸张值，可根从图1(b)可以看出，由帘线长度和帘布筒直据计算确定待定长度，从而确定出机头宽度。根径可以算出布筒宽度。假设帘布筒伸张到其直径据余弦公式，由成品轮胎曲线的几何形状、轴线位与机头直径一样大，B为帘布筒半宽，可由成品轮胎的帘线长度计算出来；B对应胎肩部分宽置、冠部直径和角度等可以计算出帘线的长度。度，同理也可

4、由机头鼓肩部分帘线长度计算出来。同理，机头鼓肩部分的帘线长度也可计算出来。·18·橡胶科技市场2010年第1期2程序设计方案考点，把曲线上的一系列分段点的相对坐标以文按优先选用常用办公软件，并发挥各种软件本文件(*．txt)形式保存，供后面的Excel程序的专长和特点的原则，本设计机头宽度的计算以计算时调用。曲线分段的方法与人工使用分规来AutoCAD+Excel来实现，数据处理流程如图2分段的方法相似，如图3所示，由曲线的头部开所示。始，以前一次的交点为圆心，以等分长度为半径画2．1AutoCAD部分圆，所画圆与曲线有两交点，取前方的交

5、点为圆心AutoCAD部分的主要任务是对曲线自动分再画圆，按此方法循环下去，直到把曲线分割段，分段长度可由用户输入，并根据指定的轴线参完毕。③l堂璺曼篓堕至竺茎：-J⑤l垫：邀垫查鏖成品轮胎、轴线参考点机头数据文件④鼓肩帘线长：AutoCAD~@TXT文件Excel软件图2数据处理流程图3曲线等分示意上述过程只是几何算法，并不需要绘制出图形。该部分程序需要完成的功能是：人工选取曲线后，程序识别并提取出AutoCAD曲线实体的图4圆和线的交点示意几何数据，然后再计算出各个分段点。由于曲线人参数；P和P分别是直线的起点和终点，为输是由多段直线

6、或圆弧组成的，因此要确定2个几人参数；P和P。是圆和直线的交点，为返回参何功能函数：一个求圆弧与直线相交的交点，另一数。如果返回值为零，表示有交点，否则无交点。个求圆弧与圆弧的交点。这2个函数是该部分程图5为圆和圆的交点示意，求平面坐标中的序的关键技术。圆与圆交点的函数式(PCCI)为：图4为圆和线的交点示意，平面坐标中圆与PCCI(P1，P2，P1，尺1，P2，R2)直线交点的函数式(P—CLD为：式中，P和R分别是第一个圆的圆心和半P—CLI(P1，P2，P，R，P，P2)径，为输入参数；P和R分别是第二个圆的圆心式中，P和R分别是圆

7、的圆心和半径，为输2010年第1期橡胶科技市场·l9·是Excel与常规程序不同之处。从图2可以看出，按实现功能，计算可分为成品轮胎冠部角度计算、机头角度计算、成品轮胎帘线长度计算、机头鼓肩处帘线长度计算和机头总宽度计算五大部分。VBA二次开发部分主要实现2个功能：一是打开数据文件，把所有分段点逐个读人，并填写到工作表的相应位置；二是根据给定参数范围循环运行，按参数增量将一组组的计算参数填人到计算公式人口，然后把公式的计算结果连同计算参数一起复制到结果列表中。图5圆和圆的交点示意和半径，为输人参数；P和P分别是圆和直线3操作步骤和软件界面

8、的交点，为返回参数。如果返回值为零，表示有交1．首先使用AutoCAD打开轮胎材料分布点，否则无交点。图，复制图中的成品轮胎部分和机头鼓肩部分的2．2数据文件部分曲线，一般是选用第一帘布层曲线