轮胎设计与工艺学 8 第三章 普通轮胎结构设计.ppt

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1、轮胎结构设计第三章结构设计第四节胎面花纹设计学习目的与要求通过学习掌握斜交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；了解内胎、垫带、水胎和胶囊设计。第四节、胎面花纹设计1.胎面花纹的作用防滑、装饰、散热作用传递车辆牵引力、制动力及转向力使轮胎与路面有良好的接着性能保证车辆安全行驶。胎面花纹直接影响轮胎的使用性能和寿命。干燥路面上行驶，轮胎胎面的花纹影响不大，其摩擦系数值均为0.6～0.8左右，也有高达1.0的。在潮湿路面上则明显不同，按不同花纹形式其排列顺序为：横向花纹→曲折花纹→纵向花纹→无花纹，摩擦系数由0

2、.3降至0，可见胎面花纹的重要作用。2.胎面花纹设计的基本要求①轮胎与路面纵向和侧向均具有良好的接着性能。②胎面耐磨而且滚动阻力小。③使用时生热小，散热快、自洁性能好，而且不裂口、不掉块。④花纹美观、低噪音，而且便于模具加工。3.花纹饱和度的计算花纹饱和度：花纹块面积占轮胎行驶面面积的百分比叫花纹饱和度。其计算公式为：花纹饱和度的大小影响轮胎的使用性能。适宜的花纹饱和度能提高轮胎的耐磨性，延长使用寿命，减小滚动阻力，降低油耗。式中，S1—花纹块面积；S2—花纹沟面积；S—胎面行驶面面积；4．胎面花纹设计内容（1）花纹类型选取花纹类型分为普通花纹、混合花纹和越野花纹三类。①

3、普通花纹特点：花纹沟窄小，花纹胶块大，花纹饱和度70～80%，经验证明以78%左右的胎面花纹耐磨性能最佳。适宜路况：在较好的水泥、柏油及泥土路面上行驶。按其花纹沟分布形式一般分为横向花纹和纵向花纹。横向花纹花纹沟排列方向垂直或接进垂直于行驶面圆周方向，如烟斗花纹、羊角花纹、八角花纹等。优点：横向花纹有良好的耐磨和纵向防滑性能，尤其能减少花纹沟夹石子和花纹沟基部裂口现象。横向花纹抓着力强、爬坡性能好，适用于一般路面。通常载重轮胎常选用横向花纹。不足：此种花纹胶块较大而且又是横向排列，因而散热性能和防滑性能较差，特别是加深花纹时，若设计不当，极易产生肩空，肩裂和胎面磨耗不均等

4、缺陷。但一般可采取增加胎面花纹等分数或改进肩部花纹设计，增强胎肩支撑性等方法加以改进。b.纵向花纹花纹沟近似条状。平行于轮胎行驶面圆周中心线。如波浪形、曲折形和弓形等花纹，见图所示。纵向花纹:滚动阻力小、速度快，有良好的散热性能和防滑性能，不容易出现肩空，但纵向花纹容易夹入石子及沟底基部裂口，抗纵滑性能和耐磨性能也不如横向花纹。一般在水泥、柏油等路面上行驶的载重轮胎可选用纵向花纹。c.轿车轮胎花纹所选用的纵向花纹与载重轮胎普通花纹不同之处，是花纹沟较多而窄小，多设计而不规则排列的变节距花纹，利于在高速行驶中降低噪音，提高防滑性能。轿车轮胎的纵向花纹采用割细槽的方法，既可增

5、大花纹的柔软性和散热性，同时利于排水和与路面接着。这种割槽式细缝花纹又称为刀槽花纹，一般刀槽宽度为0.4～0.6mm，刀槽深度为5～8mm,刀槽形状有波浪形或斜线形等。②越野花纹花纹特点：饱和度40～50%,花纹沟宽度大，花纹沟较深，具有优越的抓着性能，可提高车辆的通过性能和牵引性能。但行驶中滚动阻力大，胎面胶块磨耗不均匀，行驶噪音大，不宜在良好路面上使用。适用路况：无路面或条件差的路面。适用车辆：军用越野车、工程车和吉普车的轮胎上,作用坏境较差的山路、矿山,建筑工地及松土、雪泥地等使用越野花纹。无向越野花纹如马牙花纹，横向分布于行驶面上，无规定方向;有向越野花纹如人字形

6、花纹，有方向性分布，因此其防侧滑性能和自洁性能优于无向越野花纹，只是因使用时有方向性，给轮胎保养换位带来不便。花纹沟分布形式：有向花纹和无向花纹两种混合花纹是介于普通花纹和越野花纹之间的一种过渡型花纹。花纹特点:中部为纵向普通花纹，肩部为横向宽沟槽，类似越野花纹，花纹饱和度60～70%。混合花纹对路面抓着性能优于普通花纹，但不及越野花纹。不足：耐磨性能不如普通花纹，尤为明显是胎肩部花纹容易产生磨耗不均匀或掉块的弊病。适用路况及车辆：混合花纹适用于城乡运输的轻型载重轮胎。混合花纹结合纵向花纹和横向花纹的特点，适用于多种路面。（2）胎冠部花纹设计①花纹沟深度确定设计依据：花纹

7、沟深度根据轮胎类型和规格，花纹类型，胎体强度，车辆的行驶速度以及要求达到的行驶里程，综合起来考虑确定。通常胎体强度高的轮胎，以胎面磨耗程度衡量轮胎的使用寿命，试验测得，轮胎每行驶1000km，胎面磨耗量约为0.14～0.l5mm。用轮胎标准行驶里程和轮胎千公里磨耗量计算花纹沟深度，计算公式为:花纹沟深度=轮胎标准行驶里程×因此增加花纹沟深度，可提高轮胎的行驶里程，近年来花纹沟已趋向加深方向发展。花纹沟深度增加带来的弊病：加深花纹会增大花纹胶块的柔软性，随之增大胶块移动性和滚动阻力，生热性也提高，从而导致胎面磨耗不均匀、耐磨性能