轮胎设计与工艺学 普通轮胎结构设计.ppt2

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1、轮胎结构设计第三章结构设计第三节外胎外轮廓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。（2）胎冠部位尺寸的确定①行驶面宽度b和弧度高h的确定②胎冠弧度半径①行驶面宽度b和弧度高h的确定行驶面宽度b和弧度高h是决定胎冠形状的主要参数，设计不当直接影响轮胎的耐磨性能、牵引性能、附着性能及滚动阻力。行驶面宽度b的确定b值应根据轮胎断面宽B确定，用b/B值控制在一定范围。b值过大即行驶面过宽时，胎肩增厚，生热量过高，散热困难

2、，以致造成胎肩、胎冠脱层而早期损坏，影响轮胎的使用寿命b值过小即行驶面过窄，胎面与路面接触面积小，平均单位压力增大，极易早期磨损一般设计行驶面宽度b值，以不超过下胎侧弧度曲线与轮辋曲线交点（轮辋点）的间距为准。行驶面弧度高h的确定h值根据轮胎断面高H确定,用h/H值控制其值。h值过大即胎冠曲率过大,胎面与路面接触面积小,耐磨性能差;h值过小时,虽然耐磨性能和附着性能得以提高,但胎肩过厚,影响散热。一般要求轮胎b/B值在95%以上，因此必须同时考虑h值，相互调整，达到最佳配合。一般轮胎b/B值小则h/H值宜选小值；b/B值大则h/H可选大值，

3、应视轮胎类型、胎面花纹、使用要求而定，不同类型轮胎的b/B，和b/H取值范围见表2-2所列。轮胎类型b/Bh/H轮胎类型b/Bh/H轿车轮胎0.75～0.950.030～0.050越野花纹0.85～0.950.060～0.085载重轮胎工程轮胎0.85～0.950.040～0.060普通花纹0.75～0.800.035～0.055拖拉机轮胎0.90～0.980.080～0.100混合花纹0.80～0.850.055～0.065表2-2不同类型轮胎b/B和h/H取值范围②胎冠弧度半径胎冠断面形状有正弧形、反孤形或双胎面形状。a.正弧形胎冠弧度

4、可用1～3个正弧度进行设计，其弧度半径Rn根据行驶面宽度b和弧度高h计算，计算公式为：式中α—行驶面弧度的夹角；0.01745—常数，即为π/180；Rn—胎冠弧度半径，mmLa′—行驶面弧长，mm。正弧形胎冠断面形状见图2-2所示。普通花纹的载重轮胎，弧度高较小，行驶面较窄，比较平直，宜采用一个弧度半径Rn或由Rn和Rn′两个弧度设计的胎冠，如图2-2(a),Rn′值一般为Rn的25～40%。混合花纹和越野花纹的载重轮胎，行驶面较宽，弧度高较大，有时也采用两个弧度设计胎冠，这样可制得中部平直、两侧肩部呈圆形的胎冠，有利于减薄胎肩。另一种方

5、法是设计两个弧度高h和h′，其中h′＜h，用弧度高h′求算Rn′值，计算公式为：再用Rn′通过弧度高h点与Rn的弧相切，形成中部平直两侧略弯的胎冠形状，如图2-2(b)所示。其行驶面弧度为：一般轮胎行驶面很少采用3个弧度半径组成的设计方法。反弧形胎冠的轮胎不但接地面积大，同时可提高胎面使用寿命，多用于高速轿车轮胎和飞机轮胎，由于轮胎高速行驶中，受内压和离心力作用，外直径增大，此时胎冠形状将由反弧形变成正弧形胎面:反弧形胎冠中部凹入量，高速轿车轮胎约为0.13～0.25mm。b.反弧形胎冠弧度胎冠中部凹下呈反弧状，见图2-3所示，此种行驶面弧

6、度高h值很小，以致出现负值。一般宽断面轮胎可采用此种设计方法，双行驶面轮胎的径向和侧向刚性较大，侧向刚性增大利于改善车辆的操纵性和稳定性;双行驶面轮胎周向刚性较小，则有利于减轻车辆传动系统的负荷条件。c.双行驶面胎冠采用两个相等半径的弧度相连，如图2-4所示。①断面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

7、造成肩空或肩裂。H1和H2值可通过H1/H2值计算求得。计算式为：②胎侧孤度半径R1、R2、R3的确定胎侧弧度可用1个或2个不同半径的弧度绘制，其弧度半径用计算方法求得，也可采用绘制法直接测量。胎侧弧度分为上胎侧弧度和下胎侧弧度，以断面水平轴为界线，一般上断面高均大于下断面高，下胎侧弧度半径R2应大于上胎侧弧度半径R1，而R1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:图2-5上胎侧弧度半径R1计算示意图式中：L－胎肩切线长度(L在轮胎断面中心轴的投影长度约为H2的50%，见图2-5所示)，mm。将代入上式即可计算出R1b

8、．下胎侧弧度半径的确定可用绘图直接测出和计算求得。绘图法在断面水平轴上取圆心点，以为下胎侧弧度半径，通过水平轴上断面宽位置作弧，要求相交于轮辋轮缘曲线外侧的2/3～3/4处。计算