子午线轮胎结构设计

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1、轮轮胎胎结结构构设设计计第三章结构设计学习目的与要求学习目的与要求+通过学习掌握斜交轮胎的结构设计程序，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；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、垫掌握斜交轮胎的施工设计；了解内胎、垫带、水胎和胶囊设计。带、水胎和胶囊设计。第三章第三章结结构构设计设计第一部分第一部分 轮胎结构设计程序轮胎结构设计程序 第一节、第一节、轮胎设计前的准备工作轮胎设计前的准备工作 第二节、第二节、轮胎技术要求的确定轮胎技术要求的确定 第三节、第三节、外胎外轮廓设计外

2、胎外轮廓设计 第四节、第四节、外胎胎面花纹设计外胎胎面花纹设计 第五节、第五节、外胎内轮廓设计外胎内轮廓设计第二部分第二部分 施工设计施工设计 第一节、第一节、成型机头类型成型机头类型 第二节、第二节、成型机头直径的确定成型机头直径的确定 第三节、第三节、成型机头肩部轮廓曲线设计成型机头肩部轮廓曲线设计 第四节、第四节、成型机头宽度计算成型机头宽度计算 第五节、第五节、绘制外胎材料分布图绘制外胎材料分布图 第六节、第六节、外胎施工标准表的制定外胎施工标准表的制定 第七节、内胎、垫带的设计第七节、内胎、垫带的设计轮胎结构设计轮胎结构设计是指通过计算、选择、绘图等方法确定是指通过计算、选择、绘图等

3、方法确定轮胎整体及各部件的结构和尺寸并拟定出施工标准轮胎整体及各部件的结构和尺寸并拟定出施工标准及设计辅助工具的过程。及设计辅助工具的过程。轮胎结构设计直接影响轮轮胎结构设计直接影响轮胎质量及使用性能。胎质量及使用性能。结构设计有两种方法结构设计有两种方法1 1、从从轮胎外胎外缘曲曲线开始，从外往内开始，从外往内设计。 古典方法，历史悠久，经验丰富，但缺乏计算数据，古典方法，历史悠久，经验丰富，但缺乏计算数据，只凭经验数据进行只凭经验数据进行 2、根据内根据内缘平衡形状曲平衡形状曲线，从内往外，从内往外设计有数学模型作有数学模型作为计算依据，是当代科学的方法算依据，是当代科学的方法 轮胎胎结构

4、构设计现在广泛采用的传统设计方法，是以现在广泛采用的传统设计方法，是以静静态平衡轮廓理论为设计依据，用薄膜态平衡轮廓理论为设计依据，用薄膜- -网络理论为原网络理论为原理指导轮胎设计，理指导轮胎设计，轮胎在模型内的轮廓用几何作图轮胎在模型内的轮廓用几何作图法，从外缘轮廓向内进行设计。法，从外缘轮廓向内进行设计。第一部分第一部分轮轮胎胎结结构构设计设计程序程序轮胎结构设计分轮胎结构设计分技术设计和施工设计两个阶段技术设计和施工设计两个阶段进行。第一阶段第一阶段: :技术设计技术设计。 任务是收集为设计提供依据的技术资料；任务是收集为设计提供依据的技术资料；确定轮胎的技术性能；设计外胎外轮廓曲线确

5、定轮胎的技术性能；设计外胎外轮廓曲线和胎面花纹；设计内胎、垫带和水胎和胎面花纹；设计内胎、垫带和水胎( (或胶囊或胶囊) )断面曲线；绘制外胎断面曲线；绘制外胎, ,内胎和垫带设计总图。内胎和垫带设计总图。第二阶段第二阶段: :施工设计施工设计。 任务是根据技术设计确定成型机头型式、任务是根据技术设计确定成型机头型式、直径及肩部轮廓；绘制外胎材料分布图；制直径及肩部轮廓；绘制外胎材料分布图；制定外胎、内胎及水胎定外胎、内胎及水胎( (或胶囊或胶囊) )施工标准表；施工标准表；提出外胎，内胎及水胎制造附属工具的技术提出外胎，内胎及水胎制造附属工具的技术要求。要求。 在完成设计后，在完成设计后，提

6、出技术设计和施工设计提出技术设计和施工设计说明书说明书。设计任任务轮胎胎设计前的准前的准备工作工作确定技确定技术要求要求确定外胎外确定外胎外轮廓曲廓曲线设计外胎胎面花外胎胎面花纹确定外胎内确定外胎内轮廓曲廓曲线优选方案方案绘制外制外胎胎总 图确定成型机确定成型机头型型式、直径、肩部式、直径、肩部曲曲线、绘制材料制材料分布分布图确定水胎（胶确定水胎（胶囊）断面尺寸、囊）断面尺寸、绘制断面制断面轮廓廓图确定内胎确定内胎断面尺寸、断面尺寸、绘制内胎制内胎总图确定确定垫带断面尺寸、断面尺寸、绘制内胎制内胎总图制定内胎施制定内胎施工工标准表准表制定制定垫带施施工工标准表准表制定水胎（胶囊）制定水胎（胶囊

7、）施工施工标准表准表制定外胎施制定外胎施工工标准表准表提出外胎、内胎、提出外胎、内胎、垫带及水胎（胶及水胎（胶囊）制造附属工具的技囊）制造附属工具的技术要求要求提出提出结构构设计文件文件轮轮胎胎结结构构设设计计程程序序图图第一第一节节、轮轮胎胎设计设计前的准前的准备备工作工作 轮胎是车辆驱动机构的主要配件，设计时应依据车辆的技术性能及车辆的使用条件，适应车辆发展的需要，并应考虑轮胎结构的合理性、经济性及发展前景，收集有关技术资料，选用先进技术，全面分析进行设计。一般包括车辆的技术性能、行驶道路情况、国内外同规格或类似规格轮胎的结构与使用情况等。1车辆的技的技术性能性能（1）车辆类别、厂牌、型号

8、、用途和外形尺寸。（2）车辆自重、载重量、整车重量在各轴上的分布 和车轴所需承担的牵引负荷。（3）车辆驱动形式、轴数、轴距、轮数和轮距。（4）轮辋类型、代号及轮辋断面曲线。（5）轮胎最大外缘尺寸及双轮间距离。 （6）车辆平均速度和最高速度。（7）最小离地间隙、最小转弯半径和最大爬坡度。（8）对轮胎的特殊要求。 （9）该车辆发展前景。2.2.道路情况道路情况（1）路面性质，包括硬基路面(水泥、柏油和碎 石)、混合路面(石土或城乡间的水泥路)、 软基路面(雪、砂及土路)，还有特殊的作 业环境，如矿山、林场、水田、沼泽等（2）路面拱度、坡度和弯路。（3）使用地区的年平均气温和降雨量。3 3、国内外同

9、规格或类似规格轮胎的结构、国内外同规格或类似规格轮胎的结构和使用情况和使用情况（1）技术参数，例如轮胎的层数、内压、负荷 及花纹形式等。（2）轮胎充气前后及使用过程中外缘尺寸的变 化。（3）室内试验数据。（4）实际使用中的性能及主要优缺点。（5）使用部门的要求。第二第二节节、轮轮胎技胎技术术要求的确定要求的确定1.1.轮胎胎类型型包括轮胎规格、结构、层级、胎面花纹、包括轮胎规格、结构、层级、胎面花纹、胎体骨架材料品种、规格和基本技术性能。胎体骨架材料品种、规格和基本技术性能。2.2.轮辋的的选择应根据轮胎类型和规格，按国家标准应根据轮胎类型和规格，按国家标准( (或或部颁标准部颁标准) )及车

10、辆技术状况和发展趋势选定。及车辆技术状况和发展趋势选定。例如轿例如轿车采用深槽式轮辋和深槽式宽轮辋，轻型载重汽车车采用深槽式轮辋和深槽式宽轮辋，轻型载重汽车采用半深槽式轮辋，中型和重型载重汽车一般采用采用半深槽式轮辋，中型和重型载重汽车一般采用平底式轮辋和平底式宽轮辋平底式轮辋和平底式宽轮辋( (即即5 5斜底轮辋斜底轮辋) )。不同。不同类型车辆有其相对应的轮辋类型、规格及轮廓曲线。类型车辆有其相对应的轮辋类型、规格及轮廓曲线。3. 3. 外胎充气外外胎充气外缘尺寸尺寸包括包括充气外直径充气外直径D和充气断面宽和充气断面宽B，按国家标准按国家标准( (或部颁标准或部颁标准) )所规定的尺所规

11、定的尺寸执行。暂无国家标准寸执行。暂无国家标准( (或部颁标准或部颁标准) )的的轮胎，可以按设计任务书所规定的充气轮胎，可以按设计任务书所规定的充气轮胎外缘尺寸或参考国外轮胎轮辋标准轮胎外缘尺寸或参考国外轮胎轮辋标准所规定的尺寸进行设计。所规定的尺寸进行设计。4.负荷能力荷能力计算算（1）标准准负荷和理荷和理论负荷荷轮胎的负荷能力是衡量轮胎质量重要轮胎的负荷能力是衡量轮胎质量重要指标之一，其指标之一，其最大负荷能力与速度、内压、最大负荷能力与速度、内压、充气断面宽、轮辋直径和宽度有关充气断面宽、轮辋直径和宽度有关。确定确定外胎充气外缘尺寸外胎充气外缘尺寸D和和B后，必后，必须通过计算，验算其

12、负荷能力是否符合国家须通过计算，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，因此标准，再进行外缘轮廓设计及计算，因此验验算轮胎负荷能力是进行轮胎结构设计的基础。算轮胎负荷能力是进行轮胎结构设计的基础。标准负荷：标准负荷：国家标准规定的负荷简称为标准负荷，是国家标准规定的负荷简称为标准负荷，是指在保证轮胎耐久性前提下要求轮胎承受的负荷。指在保证轮胎耐久性前提下要求轮胎承受的负荷。理论负荷：理论负荷：通过计算得到的轮胎的负荷可称为理论负通过计算得到的轮胎的负荷可称为理论负荷，它必须大于标准负荷，但也不能过大，以大荷，它必须大于标准负荷，但也不能过大，以大2 25%5%为宜。为宜。轮胎

13、负荷标准分为轮胎负荷标准分为单胎负荷和双胎负荷单胎负荷和双胎负荷两种。两种。 一般具有双胎并装的载重汽车应计算双胎负荷，一般具有双胎并装的载重汽车应计算双胎负荷，双胎负荷能力较单胎负荷能力小。轿车轮胎只计算双胎负荷能力较单胎负荷能力小。轿车轮胎只计算单胎负荷。单胎负荷。理想轮辋理想轮辋：轮辋宽W与充气轮胎断面宽B1之比等于 62.5%的轮辋称之为理想轮辋。海尔公式海尔公式：负荷能力的计算公式为海尔公式，是一个在轮辋与充气轮胎断面宽之比等于62.5%的标准条件下（理想轮辋）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辋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

14、数斜交轮胎负荷计算基本公式及负荷系数K K值的选值的选取与斜交载重轮胎和轿车轮胎负荷计算公式与负荷取与斜交载重轮胎和轿车轮胎负荷计算公式与负荷系数系数K的选取不相同。的选取不相同。 载重轮胎负荷计算基本公式为载重轮胎负荷计算基本公式为: : 式中：式中：W W负荷能力，负荷能力，kNkN K K负荷系数负荷系数 （K K1.11.1（双胎），（双胎），K K1.141.14（单胎）（单胎） P P内压，内压，kPakPa D DR R设计轮辋直径，设计轮辋直径，cmcm W W1 1轮辋名义宽度，轮辋名义宽度，cmcm B B 为为62.5%62.5%的理想轮辋上的轮胎充气断面宽的理想轮辋上的

15、轮胎充气断面宽,cm,cm B B1 1安装在设计轮辆上的新胎充气断面宽，安装在设计轮辆上的新胎充气断面宽，cmcm 0.231- 0.231-采用公制计算的换算系数，若用英制计算，此公式采用公制计算的换算系数，若用英制计算，此公式 不必乘不必乘0.2310.231。 单胎负荷应为双胎负荷的单胎负荷应为双胎负荷的1.141.14倍，气压应相应增加倍，气压应相应增加7OkPa7OkPa。轿车轮胎负荷计算基本公式为轿车轮胎负荷计算基本公式为: : 式中：式中： K K负荷系数负荷系数( (此值与轮胎的结构和高宽比有关，此值与轮胎的结构和高宽比有关， 5050系列、系列、6060系列和系列和7070

16、系列的斜交轮胎和子午线轮胎系列的斜交轮胎和子午线轮胎K=1.655K=1.655， 7878系列斜交轮胎系列斜交轮胎K=1.70K=1.70， 7878系列子午线轮胎和系列子午线轮胎和8282系列套用系列套用=1.743=1.743）B Bd d扁平轮胎在理想轮辋上的断面宽度，扁平轮胎在理想轮辋上的断面宽度，cmcmd d圆形轮胎设计断面高与扁平轮胎最大断面高之差，圆形轮胎设计断面高与扁平轮胎最大断面高之差，cmcmH H最大断面高最大断面高 ( (普通断面轮胎最大断面高普通断面轮胎最大断面高H = 1.01H = 1.01设计断面高，设计断面高， 扁平轮胎最大断面高扁平轮胎最大断面高H=l.

17、O2H=l.O2设计断面高设计断面高) )，cmcm(3)(3)负荷能力计算实例负荷能力计算实例以以9.00-209.00-20载重轮胎负荷能力计算为例。载重轮胎负荷能力计算为例。已知条件：已知条件：D=l018.5mmD=l018.5mm，B B1 1=259mm, W=259mm, W1 1=177.8mm,=177.8mm, P=588kPa P=588kPa，D DR R= 508mm= 508mm，K KD D ( (双胎双胎)= 1.l)= 1.l， K KS S ( (单胎单胎)= 1.l4)= 1.l4负荷计算公式为：负荷计算公式为： 将已知数值代入上列公式中，首先求取将已知数

18、值代入上列公式中，首先求取S值，再求值，再求WD双胎负双胎负荷，最后计算单胎负荷荷，最后计算单胎负荷WS。 = =20（KN） （增加气压（增加气压70KPa） 第三第三节节、外胎外、外胎外轮轮廓廓设计设计1 1、外胎模型各部位尺寸代号及其它设计参数、外胎模型各部位尺寸代号及其它设计参数 代号代号(1)外胎模型各部位尺寸代号采用英文字母表示外胎模外胎模型各部位尺寸代号采用英文字母表示外胎模型各部尺寸型各部尺寸(单位为毫米单位为毫米)代号代号，见图，见图2-1所示。可按所示。可按所在部位分为四类：所在部位分为四类： 断面形状尺寸：断面形状尺寸：D、B、H； 胎冠部尺寸：胎冠部尺寸：b、h、Rn、

19、Rn； 胎侧部尺寸：胎侧部尺寸：H1、H2、R1、R2、R3、L； 胎圈部尺寸：胎圈部尺寸：c、d、R4、R5、g、。D外直径；外直径；B断面宽；断面宽；H断面高；断面高；d胎圈着合真径；胎圈着合真径；c两胎圈间距离；两胎圈间距离；b行驶面弧度宽度；行驶面弧度宽度；h行驶面弧度高度；行驶面弧度高度；H1断面中心以下断断面中心以下断 面高；面高；H2断面中心线以上断面中心线以上 断面高；断面高；L胎肩切线长度胎肩切线长度图图2-1 2-1 外胎模型各部位尺寸代号外胎模型各部位尺寸代号（2)其它其它设计参数代号参数代号常用的代号常用的代号为: D0代表内压为零时轮胎外直径，代表内压为零时轮胎外直径

20、， B0代表内压零时轮胎断面宽，代表内压零时轮胎断面宽， D代表充气轮胎外直径，代表充气轮胎外直径， B代表充气轮胎断面宽，代表充气轮胎断面宽， H代表充气轮胎断面高代表充气轮胎断面高, f代表下沉量（代表下沉量（f=H-H1)单位均为毫米。单位均为毫米。2、各部位尺寸确定、各部位尺寸确定（1）断面外形尺寸断面外形尺寸断面宽断面宽B的确定的确定 外胎外胎模型断面宽模型断面宽根据根据充气断面宽和充气后断面宽充气断面宽和充气后断面宽膨胀率膨胀率的变化确定。轮胎处于充气条件下使用，其的变化确定。轮胎处于充气条件下使用，其充气断面宽必然大于充气断面宽必然大于 模型断面宽，断面宽增加程度模型断面宽，断面

21、宽增加程度用膨胀率用膨胀率 表示表示计算公式：计算公式： B胎模型断面宽，胎模型断面宽，mmmmB轮胎充气断面宽，轮胎充气断面宽，mmmm 断面膨胀率断面膨胀率 断面膨胀率断面膨胀率 B B/B/B值可通过调查和试值可通过调查和试验数据分析确定。此值验数据分析确定。此值受模型断面高宽比受模型断面高宽比H/BH/B、轮辋宽与断面宽比值、轮辋宽与断面宽比值W W1 1/B/B、帘线性能、帘线性能和帘线胎冠角度等因素影响，和帘线胎冠角度等因素影响，一般有以下一般有以下几种规律。几种规律。a. H/B值越大越大则值越大。越大。H/B值是轮胎结构特征的主要叁数之一值是轮胎结构特征的主要叁数之一 H/B1

22、时时，外胎断面呈长椭圆形，充气后断面膨胀率，外胎断面呈长椭圆形，充气后断面膨胀率增大，增大，达到近乎圆形的平衡轮廓，此时轮胎外径收达到近乎圆形的平衡轮廓，此时轮胎外径收缩缩,可提高胎面耐磨和抗机械损伤性能，可提高胎面耐磨和抗机械损伤性能，适合载重斜适合载重斜交轮胎的设计规律交轮胎的设计规律H/B1时时，轮胎断面呈扁平状，充气后断面外径增大，轮胎断面呈扁平状，充气后断面外径增大，断面膨胀率较小，此时胎面虽然处于伸张状态，但断面膨胀率较小，此时胎面虽然处于伸张状态，但胎体平直，支撑性好，高速度、利于安全操纵，胎体平直，支撑性好，高速度、利于安全操纵，适适合轿车轮胎的设计合轿车轮胎的设计 轿车轮胎断

23、面向扁平化发展，断面高宽比已成系轿车轮胎断面向扁平化发展，断面高宽比已成系列化，列化，H/BH/B值分别为值分别为0.950.95、0.880.88、0.820.82等。低于等。低于0.820.82的超低断面轮胎，大部分属子午结构，分别为的超低断面轮胎，大部分属子午结构，分别为78,7078,70、6565和和5050系列系列( (即即H/BH/B值为值为0.78,0.700.78,0.70，0.650.65，0.50)0.50) 一般斜交轮胎一般斜交轮胎H/BH/B1 1，值在，值在0.90.91.171.17之间；之间；H/BlH/Bl的纤维子午线轮胎，取值范围为的纤维子午线轮胎，取值范围

24、为1.031.04；H/B1的纤维子午线轮胎，值约为的纤维子午线轮胎，值约为1.02。 外直径和断面高的确定外直径和断面高的确定模型外直径模型外直径D D根据轮胎根据轮胎充气外直径充气外直径DD和充气外直和充气外直径变化比值径变化比值而定。轮胎是在充气条件下使用，其充气后外直而定。轮胎是在充气条件下使用，其充气后外直径伸张或收缩，用径伸张或收缩，用D/DD/D值表示，用下式求模型外直径值表示，用下式求模型外直径D D值。值。 一般一般H/Bl的人造丝斜交轮胎，的人造丝斜交轮胎，D/Dl，约为，约为0.9900,999；尼龙斜交轮胎则不同，其；尼龙斜交轮胎则不同，其H/B值无论是大于或小于值无论

25、是大于或小于1，充气，充气外直径均增大，一般约增加外直径均增大，一般约增加0.12.5%。 模型断面高模型断面高H根据轮胎外直径根据轮胎外直径D和着合直径和着合直径d计算求得。计算求得。外胎的与外胎的与H/B、W1/B的关系见表的关系见表2-1所列。所列。轮胎胎规格格骨架材料骨架材料轮辋宽度度（W1）mm模型断模型断面面宽(B)mm模型外模型外直径直径(D)mmW1/BH/BD/DB/B9.00-20R15222610220.6731.1350.9981.1067.50-20R1271869500.6831.1850.9941.0979.00-20N17822410120.7951.1231.

26、0041.1239.00-20N15221710120.7001.1591.0041.1567.50-20R1401928910.7290.9951.0081.06318.4-30R40646015310.8830.8300.9991.02211-24N25430010960.8470.8031.0261.06723.5-25N49559016150.8390.8320.9971.02529.5-29N63576020080.8360.8401.0011.007表表2-12-1不同高宽比不同高宽比(H/B)(H/B)轮胎的膨胀率轮胎的膨胀率( () 注：注：R为人造丝帘线，为人造丝帘线，N为尼

27、龙帘线为尼龙帘线 （2）胎冠部位尺寸的确定）胎冠部位尺寸的确定行行驶面面宽度度b和弧度高和弧度高h的确定的确定 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。b值确定应根据轮胎断面宽，用b/B值控制其一定范围。b值过大即行驶面过宽时，胎肩增厚，生热量过高，散热困难，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 b值过小即行驶面过窄，胎面与路面接触面积小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。平均单位压力增大，极易早期磨损。 一般设计行驶面宽度一般设计行驶面宽度b b值，值，以不超过

28、下胎侧弧度以不超过下胎侧弧度曲线与轮辋曲线交点的间距为准曲线与轮辋曲线交点的间距为准。 b b、h h值确定应根据轮胎断面高，用h/H值控制其二者范围。h h值过大即胎冠曲率过大，胎面与路面接值过大即胎冠曲率过大，胎面与路面接触面积小，耐磨性能差触面积小，耐磨性能差;b;b值过小时，虽然耐磨性能值过小时，虽然耐磨性能和附着性能得以提高，但胎肩过厚，影响散热。和附着性能得以提高，但胎肩过厚，影响散热。一般要求轮胎一般要求轮胎b值在值在95%B以上以上，因此必须同时考虑h值，相互调整，达到最佳配合。 一般轮胎一般轮胎b/B值小则值小则h/H值宜选小值；值宜选小值；b/B值大则值大则h/H可选大值，

29、应视轮胎类型、胎面花纹、使用要求可选大值，应视轮胎类型、胎面花纹、使用要求而定，而定，不同类型轮胎的不同类型轮胎的b/B，和，和b/H取值范围见表取值范围见表2-2所列。所列。 轮胎胎类型型b/Bh/H轮胎胎类型型b/Bh/H轿车轮胎胎0.750.950.0300.050越野花越野花纹0.850.950.0600.085载重重轮胎胎工程工程轮胎胎0.850.950.0400.060普通花普通花纹0.750.800.0350.055拖拉机拖拉机轮胎胎0.900.980.0800.100混合花混合花纹0.800.850.0550.065表表2-2 不同类型轮胎不同类型轮胎b/B和和h/H取值范围取

30、值范围 胎冠弧度半径胎冠弧度半径胎冠断面形状有胎冠断面形状有正弧形、反孤形或双胎面正弧形、反孤形或双胎面形状。形状。a.正弧形正弧形 胎冠弧度可用13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：式中式中 行驶面弧度的夹角；行驶面弧度的夹角； 0.017450.01745常数，即为常数，即为/180/180； RnRn胎冠弧度半径，胎冠弧度半径，mmmm L La a行驶面弧长，行驶面弧长，mmmm。正弧形胎冠断面形状见图正弧形胎冠断面形状见图2-22-2所示。所示。 普通花纹的载重轮胎，普通花纹的载重轮胎，弧度高较小，行驶面较弧度高较小，行驶面较窄，比较平直，宜

31、采用窄，比较平直，宜采用一个弧度半径一个弧度半径RnRn或由或由RnRn和和RnRn两个弧度设计的胎冠，如图两个弧度设计的胎冠，如图2-2(a), Rn2-2(a), Rn值一值一般为般为RnRn的的252540%40%。 混合花纹和越野花纹的载重轮胎混合花纹和越野花纹的载重轮胎，行驶面较宽，行驶面较宽，弧度高较大，有时也采用弧度高较大，有时也采用两个弧度两个弧度设计胎冠，这样设计胎冠，这样可制得中部平直、两侧肩部呈圆形的胎冠，利于减可制得中部平直、两侧肩部呈圆形的胎冠，利于减薄胎肩。另一种方法是设计两个弧度高薄胎肩。另一种方法是设计两个弧度高h h和和hh，其，其中中hh ，用弧度高，用弧度

32、高hh求算求算RnRn值，计算公式为：值，计算公式为： 再用再用Rn通过弧度高通过弧度高h点与点与Rn的弧相切，形成中部的弧相切，形成中部平直两侧略弯的胎冠形状，如图平直两侧略弯的胎冠形状，如图2-2(b)所示。其行驶面所示。其行驶面弧度为：弧度为： 一般轮胎行驶面很少采用一般轮胎行驶面很少采用3 3个弧度半径组成的设计方法。个弧度半径组成的设计方法。 反弧形胎冠的轮胎不但反弧形胎冠的轮胎不但接地面积大，同时可提高胎面接地面积大，同时可提高胎面使用寿命，多用于高速轿车轮使用寿命，多用于高速轿车轮胎和飞机轮胎，由于轮胎高速胎和飞机轮胎，由于轮胎高速行驶中，受内压和离心力作用，行驶中，受内压和离心

33、力作用，外直径增大，此时胎冠形状将外直径增大，此时胎冠形状将由反弧形变成正弧形胎面由反弧形变成正弧形胎面:反反弧形胎冠中部凹人量不宜过大，弧形胎冠中部凹人量不宜过大，高速轿车轮胎约为高速轿车轮胎约为0.130.25mm。 b.反弧形胎冠弧度反弧形胎冠弧度 胎冠中部凹下呈反弧状，见图胎冠中部凹下呈反弧状，见图2-32-3所示，此种行驶面弧度所示，此种行驶面弧度高高h h值很小，以致出现负值。值很小，以致出现负值。 一般宽断面轮胎可一般宽断面轮胎可采用此种设计方法，双采用此种设计方法，双行驶面轮胎的径向和侧行驶面轮胎的径向和侧向刚性较大，侧向刚性向刚性较大，侧向刚性增大利于改善车辆的操增大利于改善

34、车辆的操纵性和稳定性纵性和稳定性; ;双行驶双行驶面轮胎周向刚性较小，面轮胎周向刚性较小，则有利于减轻车辆传动则有利于减轻车辆传动系统的负荷条件。系统的负荷条件。 c.双行驶面胎冠双行驶面胎冠 采用两个相等半径的弧度相连，如图采用两个相等半径的弧度相连，如图2-42-4所示。所示。（3）胎）胎侧部位尺寸的确定部位尺寸的确定断面水平断面水平轴位置的确定位置的确定断面水平轴位于轮胎断面最宽处，是轮胎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，用在负荷下法向变形最大的位置，用H1/H2值表示值表示,一一般般H1/H2值在值在0.800.95，据材料分布图内轮廓曲线，据材料分布图内

35、轮廓曲线确定。确定。 H1/H2取值过小即断面水平线位置偏低，接近下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，易造成胎胎侧，使用过程中，应力、应变较集中，易造成胎侧子口折断；侧子口折断； H1/H2值过大则断面水平轴位置较高，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。应力和应变集中于胎肩部位，容易造成肩空或肩裂。H1和和H2值可通过值可通过H1/H2值计算求得。值计算求得。计算式为：计算式为： 胎胎侧孤度半径孤度半径R1、R2、R3的确定的确定胎侧弧度可用胎侧弧度可用1个或个或2个不同半径的弧度个不同半径的弧度绘制，其弧度半径用计算

36、方法求得，也可采用绘制法绘制，其弧度半径用计算方法求得，也可采用绘制法直接测量。直接测量。 胎侧弧度分为胎侧弧度分为上胎侧弧度和下胎侧弧度，以断上胎侧弧度和下胎侧弧度，以断断面水平轴为界线断面水平轴为界线,一般上断面高，均大于下断面高，一般上断面高，均大于下断面高，受受W1/B比值的影响，轮胎侧部轮廓难以用一个弧度比值的影响，轮胎侧部轮廓难以用一个弧度完成。完成。W1/B值较大或值较小的轮胎，值较大或值较小的轮胎，下胎侧弧度半下胎侧弧度半经经R2应大于上胎侧弧度半径应大于上胎侧弧度半径R1，而，而R1和和R2的圆心均设的圆心均设在断面水平轴上。在断面水平轴上。a.上胎上胎侧弧度半径弧度半径计算

37、公式算公式为:图图2-5 上胎侧弧度半径上胎侧弧度半径R1计算示意图计算示意图 式中：式中： L L胎肩切线长度胎肩切线长度(L(L在轮胎断面在轮胎断面中心轴的投影长度约为中心轴的投影长度约为H H2 2的的50%50%，见图，见图2-52-5所示所示) )，mmmm。将将 代入上式即可计算出代入上式即可计算出R R1 1 b下胎侧弧度半径的确定下胎侧弧度半径的确定 可用绘图可用绘图直接测出和计算求得直接测出和计算求得。绘图法在断面。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，要求相交于轴上断面宽位置作弧，要求相交

38、于轮辋轮缘曲线外侧轮辋轮缘曲线外侧的的2/32/31/41/4处处。计算法通过下式计算出值，见下图所。计算法通过下式计算出值，见下图所示。示。式中：式中： HR 轮辋轮缘高度，轮辋轮缘高度，mm； a下胎侧弧度曲线与轮缘曲线交点至轮下胎侧弧度曲线与轮缘曲线交点至轮 辋轮缘垂线间距离辋轮缘垂线间距离( ）,mm； A 轮辋轮缘宽度，轮辋轮缘宽度，mm； W1轮辋宽度，轮辋宽度，mm； B轮胎断面宽度，轮胎断面宽度，mm H1轮胎下断面高，轮胎下断面高，mm；c.下胎下胎侧自由半径自由半径 R3 是用以连接上胎侧弧度半径是用以连接上胎侧弧度半径R2和胎圈轮廓半径和胎圈轮廓半径R4弧之间的自由半弧之

39、间的自由半径，径，R3与与R2 、 R4弧彼此相切，使弧彼此相切，使下胎侧至胎圈部位形成均匀圆滑的下胎侧至胎圈部位形成均匀圆滑的曲线。曲线。一般一般R3约为约为R2的的2540%，取取1750mm，应视轮胎规格及胎，应视轮胎规格及胎侧轮廓曲线而定，侧轮廓曲线而定， R3值宜小，便于值宜小，便于增加下胎侧至胎圈过渡位置的厚度，增加下胎侧至胎圈过渡位置的厚度，加强胎圈强度。加强胎圈强度。 胎肩胎肩轮廓的确定廓的确定可根据轮胎类型、结构的不同，可根据轮胎类型、结构的不同，胎肩部有切线形，阶梯形、反弧形和圆形等设胎肩部有切线形，阶梯形、反弧形和圆形等设计方法，见图所示。计方法，见图所示。图图27 胎肩

40、断面轮廓图胎肩断面轮廓图(a)阶梯形胎肩，阶梯形胎肩，(b)反弧形胎肩，反弧形胎肩，(c)圆形胎肩圆形胎肩a.a.切线形胎肩切线形胎肩 是用直线与胎侧弧度半径是用直线与胎侧弧度半径R1R1弧弧相切而成，是广泛应用的一种胎肩设计方法。相切而成，是广泛应用的一种胎肩设计方法。b.b.阶梯形胎肩阶梯形胎肩 是在切线形胎肩绘制的基础上，是在切线形胎肩绘制的基础上，将切线分为几个阶梯级，这种设计可增加胎将切线分为几个阶梯级，这种设计可增加胎肩部的支撑性能，是中型载重斜交轮胎常用肩部的支撑性能，是中型载重斜交轮胎常用的一种胎肩设计方法，见图的一种胎肩设计方法，见图2-7(a)2-7(a)所示。所示。c.c

41、.反弧形胎肩反弧形胎肩 用反弧替代胎肩切线如图用反弧替代胎肩切线如图2-2-7(b)7(b)所示。反弧长度在断面中心轴上的投影所示。反弧长度在断面中心轴上的投影长度等于长度等于H H2 2的的30%30%，是载重子午线轮胎常用的，是载重子午线轮胎常用的一种胎肩设计方法。一种胎肩设计方法。d.d.圆形胎肩圆形胎肩 是在胎冠弧与胎肩切线交接处，是在胎冠弧与胎肩切线交接处，用一小弧度相连成圆滑弧形，如图用一小弧度相连成圆滑弧形，如图2-7(c)2-7(c)所所示，高速轿车轮胎常用此法设计胎肩，连接示，高速轿车轮胎常用此法设计胎肩，连接弧半径约为弧半径约为151545mm45mm，载重轮胎连接弧半径，

42、载重轮胎连接弧半径较小，约为较小，约为5 58mm8mm。（4）胎圈部位尺寸的确定）胎圈部位尺寸的确定胎圈必须与轮辋紧密配合，使轮胎牢固地胎圈必须与轮辋紧密配合，使轮胎牢固地安装在轮辋上，因此胎圈轮廓应根据安装在轮辋上，因此胎圈轮廓应根据轮辋轮缘和圈座轮辋轮缘和圈座尺寸尺寸进行设计，进行设计，包括两胎之间距离、胎圈着合直径、包括两胎之间距离、胎圈着合直径、胎圈轮廓各部位弧度半径胎圈轮廓各部位弧度半径等。等。两胎圈之两胎圈之间距离距离 又称又称胎圈着合宽度胎圈着合宽度C C，此宽度，此宽度根据设计轮根据设计轮辋宽度辋宽度W W1 1而定，而定，一般胎圈着合宽度等于设计轮辋宽度一般胎圈着合宽度等于

43、设计轮辋宽度W W1 1，有时，有时C C可略小于可略小于W W1 1，利于改善轮胎的耐磨性能和利于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，以增大胎侧刚性，但减少的数值不宜过大，以151525mm25mm为宜。为宜。胎圈着合直胎圈着合直经d 此值此值与轮胎和轮辋类型关系密切与轮胎和轮辋类型关系密切，不同类型轮胎所用轮，不同类型轮胎所用轮辋不同，所对应的轮胎胎圈着合直径辋不同，所对应的轮胎胎圈着合直径d d的取值方法不相同。的取值方法不相同。A、装于平底式轮辋的载重轮胎、装于平底式轮辋的载重轮胎为便于装卸，为便于装卸，胎圈着合直径胎圈着合直径d比轮辋直径应比轮辋直径应大大0.51

44、.5mm。B、装装在在5斜底轮辋上的载重轮胎斜底轮辋上的载重轮胎为使胎圈紧密着合，为使胎圈紧密着合，胎踵部位着合直径比轮辋相应胎踵部位着合直径比轮辋相应部位直径应部位直径应小小1 12mm2mm；而胎趾平直部位的着合直径比轮辋相；而胎趾平直部位的着合直径比轮辋相应部位直径应应部位直径应大大mmmm左右左右。C、装于深槽式轮辋的有内胎轿车轮胎装于深槽式轮辋的有内胎轿车轮胎胎圈着合直轻比轮辋相应部位胎圈着合直轻比轮辋相应部位直径应直径应小小0 01.5mm1.5mm；而；而无内胎轿车轮胎无内胎轿车轮胎，为提高轮胎的密，为提高轮胎的密封性能，胎圈直径比轮辋相应部位直轻应封性能，胎圈直径比轮辋相应部位

45、直轻应小小2 23mm3mm。D、装于装于15斜底深槽式轮辋的无内胎载重轮胎斜底深槽式轮辋的无内胎载重轮胎胎圈直径比轮辋相应部位直径胎圈直径比轮辋相应部位直径小小2 24mm4mm。E、装于全斜底式轮辋工程车辆用的无内胎轮胎装于全斜底式轮辋工程车辆用的无内胎轮胎一般胎圈着合直径比轮辋相应部位直径应一般胎圈着合直径比轮辋相应部位直径应小小3 36mm6mm。胎圈部位胎圈部位倾斜角度斜角度轮胎胎圈从胎踵至胎趾，常设计成轮胎胎圈从胎踵至胎趾，常设计成带有一定倾斜角度的着合面，便于与轮辋圈带有一定倾斜角度的着合面，便于与轮辋圈座紧密配合。座紧密配合。 用于用于平底式轮辋的载重轮胎平底式轮辋的载重轮胎，

46、胎圈部位角，胎圈部位角度为度为0 01 1； 用于用于5 5斜底式轮辋斜底式轮辋的轮胎，胎圈角度为的轮胎，胎圈角度为5 5； 用于用于1515斜底深槽式轮辋的无内胎载重轮斜底深槽式轮辋的无内胎载重轮胎，胎，胎圈角度为胎圈角度为16161717。 无内胎轮胎无内胎轮胎，为保证轮胎良好的气密性，不但缩小胎圈，为保证轮胎良好的气密性，不但缩小胎圈着合直径，而且增大胎趾部位倾斜角度，与轮辋达到接合紧着合直径，而且增大胎趾部位倾斜角度，与轮辋达到接合紧密的目的。密的目的。 无内胎轿车轮胎，胎圈部位一般采用无内胎轿车轮胎，胎圈部位一般采用两个倾斜角度，胎两个倾斜角度，胎踵处第一角度为踵处第一角度为1010

47、，距胎趾，距胎趾4 45mm5mm处为第二角度，一般采处为第二角度，一般采用用2525轿车胎轿车胎载重胎 胎圈胎圈轮廊曲廊曲线胎圈轮廓根据轮辋轮缘曲线确定，由胎圈胎圈轮廓根据轮辋轮缘曲线确定，由胎圈弧度半径弧度半径R4和胎踵弧度半径和胎踵弧度半径R5组成，见图组成，见图2-8所示。所示。a.胎踵弧度半径胎踵弧度半径R5比轮辋相应部位弧度半径比轮辋相应部位弧度半径大大0.51.0mm。b.胎圈弧度半径胎圈弧度半径R4比轮辋轮缘相应部位弧度半径比轮辋轮缘相应部位弧度半径小小0.51.0mm，其其半径圆心点半径圆心点较轮辋轮缘半径圆心点位置较轮辋轮缘半径圆心点位置略略低低11.5mm，使轮胎紧贴于轮

48、辋上。使轮胎紧贴于轮辋上。 图图2-82-8轮胎胎圈设计示意图轮胎胎圈设计示意图（a a）平底轮辋载重轮胎；）平底轮辋载重轮胎； (b)5(b)5斜底轮辋载重轮胎；斜底轮辋载重轮胎；(c)(c)深槽轮辋轿车轮胎；深槽轮辋轿车轮胎；(d)(d)深槽轮辋无内胎轿车轮胎；深槽轮辋无内胎轿车轮胎；(e)(e)深槽轮辋无内胎载重轮胎深槽轮辋无内胎载重轮胎 3外外轮廓曲廓曲线绘制步制步骤（1）画出中心线）画出中心线 （2）由断面宽）由断面宽B和上下高和上下高H1、H2确定外轮廓曲线的确定外轮廓曲线的 左侧点、右侧点、上端点及下端点。左侧点、右侧点、上端点及下端点。 （3）根据）根据b和和c确定胎面宽及胎圈

49、宽共四点。确定胎面宽及胎圈宽共四点。 （4）绘出胎冠圆弧）绘出胎冠圆弧Rn，其中心在纵轴上。，其中心在纵轴上。 （5）绘出上胎侧圆弧）绘出上胎侧圆弧R1，其中心在水平轴上。，其中心在水平轴上。 （6）画出胎肩切线）画出胎肩切线L。 （7）画过渡弧）画过渡弧Rn （8）绘出下胎侧圆弧）绘出下胎侧圆弧R2。 （9）绘出胎圈弧）绘出胎圈弧R5、R4并进行过渡连接。并进行过渡连接。 （10）绘出）绘出R3 第四第四节节、外胎胎面花、外胎胎面花纹设计纹设计1.胎面花胎面花纹的作用的作用胎面花纹直接影响轮胎的使用性能和寿命。 胎面花纹起着防滑、装饰、散热作用。它能传防滑、装饰、散热作用。它能传递车辆牵引力

50、、制动力及转向力，并使轮胎与路面递车辆牵引力、制动力及转向力，并使轮胎与路面有良好的接着性能，从而保证车辆安全行驶。有良好的接着性能，从而保证车辆安全行驶。 试验证明在干燥路面上行驶，轮胎胎面的花纹影响不大，其摩擦系数值均为0.60.8左右，也有高达1.0的。 但在潮湿路面上则明显不同，按不同花纹形式其排列顺序为：横向花纹横向花纹 曲折花纹曲折花纹 纵向花纹纵向花纹无花纹无花纹，摩擦系数由0.3降至0，可见胎面花纹的重要作用。2.胎面花胎面花纹设计的基本要求的基本要求轮胎与路面轮胎与路面纵向和侧向纵向和侧向均具有均具有良好的接着性能良好的接着性能。胎面胎面耐磨耐磨而且而且滚动阻力小滚动阻力小。

51、使用时使用时生热小，散热快、自洁性能好，而且不裂口、生热小，散热快、自洁性能好，而且不裂口、不掉块。不掉块。花纹花纹美观、低噪音，而且便于模具加工。美观、低噪音，而且便于模具加工。 上述要求因相互间存在不同程度的矛盾难以全上述要求因相互间存在不同程度的矛盾难以全部满足。胎面花纹设计必须根据轮胎类型结构和使部满足。胎面花纹设计必须根据轮胎类型结构和使用条件、主次要求、兼顾平衡来确定方案。用条件、主次要求、兼顾平衡来确定方案。3花花纹饱和度的和度的计算算花纹饱和度：花纹饱和度：花纹块面积占轮胎行驶面面积的百分比花纹块面积占轮胎行驶面面积的百分比叫花纹饱和度。叫花纹饱和度。其计算公式为： 花纹饱和度

52、的大小影响轮胎的使用性能。适宜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，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。减小滚动阻力，降低油耗。 式中式中，S1花纹块面积；花纹块面积； S2花纹沟面积；花纹沟面积； S胎面行驶面面积；胎面行驶面面积；4胎面花胎面花纹设计内容内容包括花纹类型选取，花纹沟深度、宽度和花纹块面积计算，花纹角度、花纹沟底槽及花纹周节设计。花纹类型花纹类型分为分为普通花纹、混合花纹和越野花普通花纹、混合花纹和越野花纹纹三类。三类。普通花普通花纹特点特点：花纹沟窄小，花纹胶块大，花纹饱和度7080%，经验证

53、明以78%左右的胎面花纹耐磨性能最佳。 普通花纹适宜在较好的水泥、柏油及泥土路面上普通花纹适宜在较好的水泥、柏油及泥土路面上行驶，按其花纹沟分布形式一般分为行驶，按其花纹沟分布形式一般分为横向花纹和纵横向花纹和纵向花纹。向花纹。 a.a.横向花横向花纹花纹沟排列方向垂直或接进垂直于行驶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、羊角花纹见图所示。面圆周方向，如烟斗花纹、羊角花纹见图所示。优点：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、爬坡纹沟夹石子和花纹沟基部裂口现象。横

54、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。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：不足：此种花纹胶块较大而且又是横向排列，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，肩裂花纹时，若设计不当，极易产生肩空，肩裂和胎面磨耗不均等缺陷。和胎面磨耗不均等缺陷。 但一般可采取增加胎面花纹等分数或改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进肩部花纹设计，增强胎肩支撑性等方法加以改进。以改进。b.纵向花向花纹的花的花纹沟近似条状沟

55、近似条状。平行于轮胎行驶面圆周中心线。如平行于轮胎行驶面圆周中心线。如波浪形、曲折波浪形、曲折形和弓形等形和弓形等花纹花纹，见图所示。，见图所示。 纵向花纹纵向花纹滚动阻力小、速度快，有良好的散热性能和防滑性滚动阻力小、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，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。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。面上行驶的载重轮胎可选用纵向花纹。 c.轿车轮胎胎花花纹所所选用的用的纵向花向花纹与载

56、重轮胎普通花纹不同之处，是与载重轮胎普通花纹不同之处，是花花纹沟较多而窄小，多设计而不规则排列的纹沟较多而窄小，多设计而不规则排列的变节变节距花纹距花纹，利于在高速行驶中降低噪音，提高防，利于在高速行驶中降低噪音，提高防滑性能。滑性能。 轿车轮胎的纵向花纹采用割细槽的方法，轿车轮胎的纵向花纹采用割细槽的方法，既可增大花纹的柔软性和散热性，同时利于既可增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排水和与路面接着。这种割槽式细缝花纹又称为刀槽花纹，称为刀槽花纹，一般刀槽宽度为一般刀槽宽度为0.40.40.6mm0.6mm，刀槽深度为，刀槽深度为5 58mm,8mm,刀槽

57、形状有波浪形或斜刀槽形状有波浪形或斜线形等。线形等。越野花越野花纹 花纹特点：花纹饱和度花纹特点：花纹饱和度404050%,50%, 是花纹沟宽度是花纹沟宽度大，花纹沟较深，其有优越的抓着性能，可提高车大，花纹沟较深，其有优越的抓着性能，可提高车辆的通过性能和牵引性能。辆的通过性能和牵引性能。越野花纹由于花纹沟宽越野花纹由于花纹沟宽大、行驶中滚动阻力大大、行驶中滚动阻力大; ;胎面胶块磨耗不均匀，行驶胎面胶块磨耗不均匀，行驶噪音大噪音大, ,不宜在良好路面上使用。不宜在良好路面上使用。 越野花纹适用于越野花纹适用于无路面或条件差的路面无路面或条件差的路面。适用。适用于军用越野车、工程车和吉普车

58、的轮胎上于军用越野车、工程车和吉普车的轮胎上, ,作用坏境作用坏境较差的山路、矿山较差的山路、矿山, ,建筑工地及松土、雪泥等使用越建筑工地及松土、雪泥等使用越野花纹。野花纹。 无向越野花纹无向越野花纹如如马牙花纹马牙花纹，横向分布于行驶面上，无规，横向分布于行驶面上，无规定方向定方向; ;有向越野花纹有向越野花纹如如人字形花纹人字形花纹，有方向性分布，因此，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。有方向性，给轮胎保养换位带来不便。越野花纹按其越野花纹按其花纹沟分布形式花纹沟分布

59、形式不同，分为不同，分为有向和无向有向和无向两种两种，见图所示。，见图所示。无无 向向 越越 野野 花花 纹纹有有 向向 越越 野野 花花 纹纹混合花混合花纹又称通用花又称通用花纹 混合花纹混合花纹是介于普通花纹和越野花纹之间的一是介于普通花纹和越野花纹之间的一种过渡型花纹。种过渡型花纹。花纹特点花纹特点: :中部为纵向普通花纹，肩部为横向宽沟槽，中部为纵向普通花纹，肩部为横向宽沟槽，类似越野花纹，其类似越野花纹，其花纹饱和度花纹饱和度606070%70%。混合花纹对混合花纹对路面抓着性能优于普通花纹，但不及越野花纹，路面抓着性能优于普通花纹，但不及越野花纹，不足：不足：耐磨性能不如普通花纹，

60、尤为明显是胎肩部花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。纹容易产生磨耗不均匀或掉块的弊病。 混合花纹适用于城乡运输的轻型载重轮胎。混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，适用于多合花纹结合纵向花纹和横向花纹的特点，适用于多种路面。种路面。（2）胎冠部花）胎冠部花纹设计包括包括花花纹沟深度、沟深度、宽度，基部度，基部胶厚度，花胶厚度，花纹的排列方向以及花的排列方向以及花纹沟底沟底设计。花纹沟深度确定花纹沟深度确定 依据：花纹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

61、。 通常胎体强度高的轮胎，以胎面磨耗程度衡量轮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，轮胎每行驶胎的使用寿命，试验测得，轮胎每行驶1000km1000km，胎面，胎面磨耗量约为磨耗量约为0.140.140.l5mm,0.l5mm,通过经验公式，通过经验公式，用轮胎标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准行驶里程和轮胎千公里磨耗量计算花纹沟深度，计，计算公式为算公式为: :花纹沟深度花纹沟深度= =轮胎标准行驶里程轮胎标准行驶里程 因此因此增加花纹沟深度，可提高轮胎的行驶里程，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。近年来花纹

62、沟已趋向加深方向发展。但应注意花纹沟深度增加后带来的弊病，但应注意花纹沟深度增加后带来的弊病，正如正如加深花纹会增大花纹胶块的柔软性，随之增大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，生热牲能也提高，从而导胶块移动性和滚动阻力，生热牲能也提高，从而导致胎面磨耗不均匀、耐磨性能降低及花纹沟底裂口，致胎面磨耗不均匀、耐磨性能降低及花纹沟底裂口，反而使轮胎使用寿命降低，耗胶量增加反而使轮胎使用寿命降低，耗胶量增加。因此确定花纹沟深度不能单从行驶里程方因此确定花纹沟深度不能单从行驶里程方面考虑，应控制在一个合理的范围内。面考虑，应控制在一个合理的范围内。 载重轮胎普通花纹深度载重轮

63、胎普通花纹深度一般为一般为111115mm15mm，加深加深花纹为花纹为15152Omm2Omm。规格大、胎体强度高的轮胎花纹。规格大、胎体强度高的轮胎花纹深度可加深；深度可加深；越野花纹比同规格的普通轮胎略深越野花纹比同规格的普通轮胎略深151530%30%。 为提高轮胎的牵引性能，国外采用超深沟大型为提高轮胎的牵引性能，国外采用超深沟大型胶块花纹，如胶块花纹，如9.00-209.00-20以上规格轮胎，花纹深度可高以上规格轮胎，花纹深度可高达达25mm25mm。裁重轮胎根据规格、结构及花纹类型的不。裁重轮胎根据规格、结构及花纹类型的不同有不同的花纹沟深度范围；见表同有不同的花纹沟深度范围；

64、见表2-32-3所列。所列。斜交斜交轮胎胎子午子午线轮胎胎轮胎胎规格格标志志花花纹设计深度深度轮胎胎规格格标志志花花纹设计深度深度普通普通花花纹加深加深花花纹牵引引花花纹普通普通花花纹加深加深花花纹牵引引花花纹超深超深牵引花引花纹6 6000010100 016160 06 600R00R10100 014145 56 6505010105 516165 56 650R50R10105 515150 07 7000011110 017170 07 700R00R11110 015155 517170 07 7505011115 518180 07 750R50R11115 516160 018

65、180 08 8252512120 015150 019190 08 825R25R12120 014140 016165 519190 09 9000012125 517170 020200 09 900R00R12125 514145 517170 020200 01010000013130 018185 520205 5101000R00R13130 015150 017175 520205 51111000013135 519195 521210 0111100R00R13135 515155 518180 021210 01212000014140 022220 0121200R00

66、R14140 018185 522220 01313000014145 524240 0131300R00R14145 519190 024240 01414000015155 525255 5141400R00R15155 520200 025255 5161600R00R16160 020205 528285 5表表2-3 载重轮胎胎面花纹深度载重轮胎胎面花纹深度 注：表中所载是美国注：表中所载是美国TRA年鉴建议花纹深度范围。年鉴建议花纹深度范围。 轮胎胎规格格标志志普通花普通花纹越野花越野花纹轮胎胎规格格标志志普通花普通花纹越野花越野花纹4.00-5.004.00-5.005.55.5

67、7.07.09.09.013.013.07.00-8.007.00-8.008.58.59.09.012.012.015.515.55.00-6.005.00-6.007.07.08.08.011.011.014.014.08.00-9.008.00-9.009.09.09.59.512.012.015.515.56.00-7.006.00-7.008.08.08.58.511.011.014.514.5表表2-4 轿车轮胎胎面花纹深度轿车轮胎胎面花纹深度 轿车轮胎花纹轿车轮胎花纹深度一般深度一般较浅，约为较浅，约为7 71Omm1Omm，尤，尤其是高速轿车轮胎花纹不宜过深，以免因滚动阻力增其

68、是高速轿车轮胎花纹不宜过深，以免因滚动阻力增加，胎体生热过高。加，胎体生热过高。轿车轮胎不同规格花纹深度范围轿车轮胎不同规格花纹深度范围见表见表2-42-4所列。所列。 拖拉机驱动轮胎和工程机械轮胎的花纹深度比较大拖拉机驱动轮胎和工程机械轮胎的花纹深度比较大拖拉机驱动轮胎拖拉机驱动轮胎 花纹深度约为花纹深度约为25254Omm4Omm, ,又如水田拖拉机轮胎由又如水田拖拉机轮胎由于在水田环境中作业于在水田环境中作业, ,要求具有良好的浮力和牵引力，要求具有良好的浮力和牵引力，以及自洁性能要好，其以及自洁性能要好，其花纹饱和度只有花纹饱和度只有151520%20%，花，花纹沟深度比一般拖拉机轮胎

69、增加一倍左右，中国南纹沟深度比一般拖拉机轮胎增加一倍左右，中国南方水田的泥脚深度约为方水田的泥脚深度约为15015025Omm25Omm，花纹沟深度一，花纹沟深度一般为般为707090mm90mm。工程机械轮胎工程机械轮胎 花纹深度应随规格增大而加深，花纹深度应随规格增大而加深，12.0012.0016.0016.00的工程轮胎的工程轮胎 普通花纹深度为普通花纹深度为222228.5mm28.5mm； 加深花纹为加深花纹为33.533.551mm51mm； 超加深花纹为超加深花纹为595971mm71mm；24.0024.0036.0036.00工程轮胎工程轮胎 普通花纹深度为普通花纹深度为3

70、83855mm55mm； 加深花纹为加深花纹为575782mm82mm； 超加深花纹为超加深花纹为95951l7mm1l7mm。花纹沟宽度的确定花纹沟宽度的确定 依据：依据：花纹沟宽度和花纹块宽度应花纹沟宽度和花纹块宽度应根据根据轮胎类型、轮胎类型、规格及花纹形状，结合花纹饱和度等因素考虑规格及花纹形状，结合花纹饱和度等因素考虑，合，合理设计花纹沟宽度，有利于提高胎面的耐磨性能和理设计花纹沟宽度，有利于提高胎面的耐磨性能和抓着性能。抓着性能。 花纹沟宽度增大花纹沟宽度增大，相对会使花纹胶块减小，增，相对会使花纹胶块减小，增大胎面的柔软性，从而增大其与路面的抓着力与散大胎面的柔软性，从而增大其与

71、路面的抓着力与散热性能，改善沟底裂口及夹石子现象，但相反会热性能，改善沟底裂口及夹石子现象，但相反会使使胎面掉块或不耐磨。胎面掉块或不耐磨。 花纹沟宽度不宜过宽而且要求分布均匀花纹沟宽度不宜过宽而且要求分布均匀 载重轮胎载重轮胎普通花纹沟宽度约为普通花纹沟宽度约为9 916mm,16mm,花纹块宽度不得小于花纹沟宽度的花纹块宽度不得小于花纹沟宽度的2 2倍，分布倍，分布大小不宜差异太大；大小不宜差异太大； 轿车轮胎轿车轮胎花纹沟多而窄，花纹沟宽度一花纹沟多而窄，花纹沟宽度一般为般为3 35mm5mm； 越野花纹越野花纹沟沟较宽，通常花纹沟宽度等于较宽，通常花纹沟宽度等于或大于其花纹沟深度，甚至

72、高达或大于其花纹沟深度，甚至高达4 4倍。倍。花纹沟基部胶厚度的确定花纹沟基部胶厚度的确定 花纹沟基部厚度与花纹沟深度有关花纹沟基部厚度与花纹沟深度有关 花纹沟深度花纹沟基部厚度胎冠部厚度花纹沟深度花纹沟基部厚度胎冠部厚度 花纹沟基部厚度应根据轮胎类型、花纹形状确定花纹沟基部厚度应根据轮胎类型、花纹形状确定 花纹沟基部厚度厚度约为花纹沟深度花纹沟基部厚度厚度约为花纹沟深度（25255050）% %， 一般载重轮胎横向普通花纹不易裂口，基部厚度可选一般载重轮胎横向普通花纹不易裂口，基部厚度可选低值，纵向花纹基部胶厚度则不宜过薄。不同花纹类型载重低值，纵向花纹基部胶厚度则不宜过薄。不同花纹类型载重

73、轮胎花纹沟基部胶厚度占花纹深度的比例如表轮胎花纹沟基部胶厚度占花纹深度的比例如表2-52-5所列。所列。表表2-5 载重轮胎花纹基部胶厚度占花纹沟深度比例范围载重轮胎花纹基部胶厚度占花纹沟深度比例范围 花纹类型花纹类型普通花纹普通花纹混合花纹混合花纹越野花纹越野花纹横向横向纵向纵向块状块状条状条状窄向窄向宽向宽向基部胶厚度基部胶厚度占花占花纹沟深度，沟深度，%2025304025303035303540左右左右花花纹排列角度及花排列角度及花纹沟断面形状沟断面形状设计花纹沟在行驶路面上的排列角度应避免花纹沟在行驶路面上的排列角度应避免与胎冠帘线角度重合，一般胎冠角度为与胎冠帘线角度重合，一般胎冠

74、角度为4850，花纹排列角度与之相差至少花纹排列角度与之相差至少3以上，以上，以免花纹块底以免花纹块底部胎体帘线因受应力作用而折断或爆破，尤其越野部胎体帘线因受应力作用而折断或爆破，尤其越野花纹类型更甚。花纹类型更甚。 花纹排列角度通常为花纹排列角度通常为斜角斜角排列排列, , 但但切忌设计带切忌设计带有锐角的花纹胶块，以免造成胶块崩花和掉块有锐角的花纹胶块，以免造成胶块崩花和掉块，影，影响轮胎使用寿命。响轮胎使用寿命。花纹沟的断面形状见图花纹沟的断面形状见图211所示所示 纵向纵向花纹排列角度一般取花纹排列角度一般取3030( (与行驶面中心线所与行驶面中心线所夹角度夹角度) )越野越野花纹

75、常取花纹常取4545、6060或或9090角排列。角排列。 胎肩胎肩部位的横向花纹沟宜采用部位的横向花纹沟宜采用向外放大向外放大的设计，的设计，利于排泥自洁。利于排泥自洁。花花纹沟断面沟断面设计原原则：1 1、花纹沟具有良好自洁性，不易夹石子和基部不裂口。、花纹沟具有良好自洁性，不易夹石子和基部不裂口。 2 2、花纹沟底部应采用小圆孤与沟壁相切，形成向上开放的、花纹沟底部应采用小圆孤与沟壁相切，形成向上开放的U U形沟槽形沟槽 花纹沟壁倾斜角度花纹沟壁倾斜角度, , 横向花纹为横向花纹为15152020, ,纵向花纵向花纹为纹为8 81212，沟底圆弧半径沟底圆弧半径R不宜过小，以免呈不宜过小

76、，以免呈V V状造成状造成沟底裂口沟底裂口, ,R约为约为1 13mm3mm，亦可用下式计算，参考图，亦可用下式计算，参考图2-12 2-12 根根据花纹沟宽度据花纹沟宽度, ,深度和沟壁倾斜角度深度和沟壁倾斜角度求取求取R R值。值。 式中式中 R R花纹沟底弧度半径，花纹沟底弧度半径，mmmm； B B花纹沟宽度，花纹沟宽度，mmmm； 花纹沟璧倾斜角度，度花纹沟璧倾斜角度，度; ; h h花纹沟深度，花纹沟深度，mmmm 纵向普通花纹纵向普通花纹常用的常用的窄花纹沟窄花纹沟如图如图2-112-11所示，但所示，但为改善花纹沟夹石子及裂口现象，可设计为单边双层如为改善花纹沟夹石子及裂口现象

77、，可设计为单边双层如图图2-11(d)2-11(d)和双边双层花纹沟如图和双边双层花纹沟如图2-11(c)2-11(c)所示。所示。 越野花纹越野花纹与普通花纹不同之处是与普通花纹不同之处是花纹沟宽度大花纹沟宽度大，其其两侧沟壁斜角度不同两侧沟壁斜角度不同，例如有向花纹先着地一侧为，例如有向花纹先着地一侧为前前角，倾斜角度取角，倾斜角度取15152020，后着地一侧为后角，取，后着地一侧为后角，取25253030, ,前后角度约相差前后角度约相差 1010, ,前角小可提高花纹前角小可提高花纹块对土壤的抓着力。后角大可增加花纹块基部的坚固性块对土壤的抓着力。后角大可增加花纹块基部的坚固性及花纹

78、离地时的自洁性。及花纹离地时的自洁性。花花纹间距的确定距的确定花纹间距根据花纹间距根据花纹类型、花纹形状及花花纹类型、花纹形状及花纹饱和度等因素确定纹饱和度等因素确定。 花纹间距分为花纹间距分为均等均等和和不均等不均等两种。载重轮胎采两种。载重轮胎采用均等花纹，轿车轮胎多采用不均等的变节距花纹用均等花纹，轿车轮胎多采用不均等的变节距花纹，可防止谐振噪音的产生，一般花纹最大的间距与最可防止谐振噪音的产生，一般花纹最大的间距与最小间距之差不宜小于小间距之差不宜小于202025%25%。花纹间距越大，花纹。花纹间距越大，花纹等分数越少，等分数越少，花纹等分数又称为花纹节数花纹等分数又称为花纹节数，应

79、，应取偶取偶数值数值，便于花纹平分。花纹间距计算公式为：，便于花纹平分。花纹间距计算公式为：式中式中 D D外胎外直径，外胎外直径，mmmm； n n 花纹节数；花纹节数； t tc c花纹间距值，花纹间距值，mmmm。（3）胎肩部花）胎肩部花纹设计胎肩部位花纹应胎肩部位花纹应配合胎面花纹配合胎面花纹进行设计，一般要进行设计，一般要求具有一定的求具有一定的支撑性能及良好的散热性能支撑性能及良好的散热性能, ,载重载重轮胎宜设计轮胎宜设计间断的花纹块间断的花纹块，轿车轿车轮胎则设计轮胎则设计连续性花纹连续性花纹。 胎肩部位花纹通常胎肩部位花纹通常呈辐射状呈辐射状排列，花纹沟深度为排列，花纹沟深度

80、为一深一一深一浅间隔排列浅间隔排列。 胎肩部位花纹间距，胎肩部位花纹间距，可用下式计算，即将外胎外直径减可用下式计算，即将外胎外直径减去两倍的行驶面弧度高去两倍的行驶面弧度高h h代入下式而得代入下式而得 花纹沟设计参数举例如表花纹沟设计参数举例如表2-72-7所列。国外轮胎胎面花纹设所列。国外轮胎胎面花纹设计参数见表计参数见表2-82-8所列所列 轮 胎胎 规 格格9.00-209.00-2011.00-2011.00-20175R14215R15花花纹类型型条形条形烟斗烟斗条形条形烟斗烟斗条形条形条形条形花花纹深度，深度，mm15171617879花花纹沟沟宽度，度，mm1212，14，1

81、71514，18，2335，43，35，4花花纹沟壁角度沟壁角度14，2216，222218，20119，10沟底弧度半径，沟底弧度半径，mm2325311，15花花纹节数数60486050花花纹饱和度，和度，%7179747858081表表2-6 花纹沟设计参数实例花纹沟设计参数实例 表表2-7国外轮胎胎面花纹设计叁数国外轮胎胎面花纹设计叁数项 目目载 重重 轮 胎胎轻 型型 载 重重 轮 胎胎普通花普通花纹混合花混合花纹越野花越野花纹普通花普通花纹越野花越野花纹花花纹饱和度，和度，%60805070406060804560花花纹块宽/花花纹沟深沟深1.23.01.53.01.53.00.8

82、2.51.53.0花花纹块宽/花花纹沟沟宽25250.54240.83花花纹沟沟宽/花花纹沟深沟深0.50.80.330.540.20.60.53花花纹沟壁角度沟壁角度0.560.5205300.56320花花纹间距距/花花纹块宽0.20.50.41.10.44.50.10.50.11.1（4）其它方面）其它方面设计胎面排气孔和排气线，上胎侧防擦线，下胎侧防胎面排气孔和排气线，上胎侧防擦线，下胎侧防水线及胎面磨耗标记等。水线及胎面磨耗标记等。上胎上胎侧防擦防擦线一般设在胎肩切线下端，一般设在胎肩切线下端，中型载重轮胎中型载重轮胎防擦线防擦线宽度为宽度为15152Omm2Omm，厚度，厚度为为1

83、mm1mm左右。左右。 轿车轮胎轿车轮胎防擦线宽度为防擦线宽度为101020mm,20mm,厚度为厚度为0.5mm0.5mm左右左右，也，也可在水平轴附近设防擦线，用以保护胎侧免受机械损伤，但可在水平轴附近设防擦线，用以保护胎侧免受机械损伤，但不宜设在水平轴位置处，以免胎体变形，防擦线不宜设在水平轴位置处，以免胎体变形，防擦线两端应采用两端应采用小弧度与胎侧轮廓线相切，小弧度与胎侧轮廓线相切，用以加固防擦线胶条强度。用以加固防擦线胶条强度。防擦线防擦线防擦线防擦线下胎下胎侧防水防水线设于设于胎圈部胎圈部位靠近轮辋边缘处位靠近轮辋边缘处, ,根根据轮胎规格大小据轮胎规格大小, ,可设可设1 13

84、 3条条防水线，其防水线，其宽宽度为度为2 25mm5mm，厚度为，厚度为0.50.51.5mm1.5mm、用以防、用以防止泥水进入胎圈与轮止泥水进入胎圈与轮辋之间，起保护作用。辋之间，起保护作用。排气孔和排气排气孔和排气线一般设在一般设在胎面及胎侧部位胎面及胎侧部位，用以，用以排除硫排除硫化过程中模腔内的空气，使胎胚胶料充分流动，保化过程中模腔内的空气，使胎胚胶料充分流动，保证轮胎花纹清晰而不缺胶证轮胎花纹清晰而不缺胶。排气孔直径为。排气孔直径为0.61.8mm，其数量和位置应根据花纹形状和轮胎规格，其数量和位置应根据花纹形状和轮胎规格确定，一般在确定，一般在胎肩、胎侧、下胎侧防水线、上胎侧

85、胎肩、胎侧、下胎侧防水线、上胎侧防擦线和花纹块斜角端部等位置处设计排气孔防擦线和花纹块斜角端部等位置处设计排气孔，数，数量不宜过多，以保证不缺胶为准，在防擦线和防水量不宜过多，以保证不缺胶为准，在防擦线和防水线上一般可按线上一般可按8 81616等分钻孔等分钻孔。排气孔及排气线位置。排气孔及排气线位置见图见图2-132-13所示。所示。胎面胎面磨耗标记磨耗标记 一般设在一般设在胎面主花纹沟胎面主花纹沟底部底部。沿轮胎圆周共没。沿轮胎圆周共没6 6个或个或8 8个个间隔均匀的胶台作为磨耗标记。间隔均匀的胶台作为磨耗标记。 载重轮胎载重轮胎磨耗标记高度为磨耗标记高度为2.4mm2.4mm；轿车轮胎

86、轿车轮胎胎面磨耗标记胎面磨耗标记一般一般高高1.6 mm1.6 mm，长，长5 512mm12mm；重型载重轮胎重型载重轮胎则为则为3.2mm3.2mm，长度均长度均为为40mm40mm左右，图左右，图2-142-14为胎面磨耗标记示意图。为胎面磨耗标记示意图。 花纹展开图花纹展开图第五第五节节、外胎内、外胎内轮轮廓廓设计设计 根据轮胎结构设计的经验设计法，外胎外轮廓曲根据轮胎结构设计的经验设计法，外胎外轮廓曲线确定后，可进行外胎内轮廓设计。线确定后，可进行外胎内轮廓设计。设计内容包括：设计内容包括：1、 确定胎面胶、胎侧胶的厚度和宽度；确定胎面胶、胎侧胶的厚度和宽度；2、胎身帘布层和胶片的结

87、构和尺寸；、胎身帘布层和胶片的结构和尺寸；3、胎圈结构设计；、胎圈结构设计；4、特征点厚度计算以及最后进行内轮廓曲线绘制。、特征点厚度计算以及最后进行内轮廓曲线绘制。1.胎身胎身结构构设计（1 1）帘布层确定）帘布层确定 帘布层数及其安全倍数计算帘布层数及其安全倍数计算斜交轮胎的帘布层是保证胎体强度的骨架主体，斜交轮胎的帘布层是保证胎体强度的骨架主体，承受轮胎承受轮胎808090%90%的内压总应力。的内压总应力。胎体强度与帘布层数，密胎体强度与帘布层数，密度和帘线强度有关，层数增加或选用密度大、高强度帘线均度和帘线强度有关，层数增加或选用密度大、高强度帘线均有助于提高胎体强度，而帘布层数又取

88、决于轮胎规格、结构有助于提高胎体强度，而帘布层数又取决于轮胎规格、结构及内压等因素。及内压等因素。 因此因此帘布层数必须通过计算单根帘线所受张力以及安全帘布层数必须通过计算单根帘线所受张力以及安全倍数来合理确定。倍数来合理确定。计算单根帘线所受张力应以计算单根帘线所受张力应以胎冠点胎冠点为基准，为基准，因帘线分布在胎体，各部位受力情况不同，在内压作用下，因帘线分布在胎体，各部位受力情况不同，在内压作用下，受张力最大的部位是胎冠部，从冠部向胎圈部位逐渐减小。受张力最大的部位是胎冠部，从冠部向胎圈部位逐渐减小。a单根帘线所受张力计算单根帘线所受张力计算 目前广泛应用目前广泛应用“彼得尔曼彼得尔曼”

89、计算公式，方法简单计算公式，方法简单而且合理。计算所用安全倍数根据轮胎类型和使用而且合理。计算所用安全倍数根据轮胎类型和使用条件不同而异，见表条件不同而异，见表2-82-8所列。所列。 项目目安全倍数（安全倍数（K K）项目目安全倍数（安全倍数（K K）载重重轮胎胎轿车轮胎胎 良好路面良好路面10101212 良好路面良好路面10101212 不良路面不良路面14141818 不良路面不良路面12121414长途汽途汽车轮胎胎16161818高速高速轿车轮胎胎12121414矿山挖掘和山挖掘和森林采伐等森林采伐等轮胎胎18182020 表表2-8 轮胎安全倍数取值范围轮胎安全倍数取值范围 外胎

90、胎体单根帘线所受张力计算图见图外胎胎体单根帘线所受张力计算图见图2-152-15，单，单根帘线所受张力计算公式为根帘线所受张力计算公式为: :式中式中 N 单根帘线所受张力，单根帘线所受张力，N/根根 P内压，内压，kPa Rk胎里半径胎里半径(胎冠部第一帘布层半径胎冠部第一帘布层半径) R0零点半径零点半径(外胎断面水平轴至旋转轴间的距离外胎断面水平轴至旋转轴间的距离)，cm； k胎冠帘线角度胎冠帘线角度(一般一般4856)，度；，度； 胎冠各层帘线密度之和，根胎冠各层帘线密度之和，根/cm。b帘线密度的计算帘线密度的计算 包括包括内、外帘布层和缓冲层帘线密度内、外帘布层和缓冲层帘线密度的计

91、算，的计算，公式为公式为: : 式中式中 胎冠帘线密度，根胎冠帘线密度，根/cm/cm； 内帘布层的胎冠帘线密度，根内帘布层的胎冠帘线密度，根/cm/cm； 外帘布层的胎冠帘线密度，根外帘布层的胎冠帘线密度，根/cm/cm； 缓冲层的胎冠帘线密度，根缓冲层的胎冠帘线密度，根/cm/cm； 帘布层帘线原始密度，根帘布层帘线原始密度，根/cm/cm； 帘布层数；帘布层数； 内帘布层数；内帘布层数； 外帘布层数；外帘布层数； 第一层半成品帘布筒半径第一层半成品帘布筒半径cmcm； 帘布裁断角度，度；帘布裁断角度，度； 帘线假定伸张值帘线假定伸张值( (尼龙帘线值一般取尼龙帘线值一般取1.1051.1

92、051.035, 1.035, 人造丝帘线取人造丝帘线取1.031.031.045).1.045).c帘线安全倍数确定帘线安全倍数确定 轮胎在轮胎在充气状态下单根帘线所受张力的计算是以静态为基充气状态下单根帘线所受张力的计算是以静态为基准，不考虑轮胎实际使用中的动态因素准，不考虑轮胎实际使用中的动态因素。为保证轮胎在动态条。为保证轮胎在动态条件下安全行驶，不发生爆破和损坏，必须选取合理的安全倍数件下安全行驶，不发生爆破和损坏，必须选取合理的安全倍数, ,如表如表2-92-9中所列。中所列。 式中式中 k帘线安全倍数；帘线安全倍数； S单根帘线强度单根帘线强度(尼龙帘线尼龙帘线930dtex/2

93、为为137N/根，根，1400dtex/2为为215.6N/根，根，1870dtex/2为为269.5N/根，人造丝帘线根，人造丝帘线1840dtex/2为为147N/根根)，N/根。根。尼龙帘布规格尼龙帘布规格涤纶帘布性能涤纶帘布性能d计算算实例例以载重轮胎9.00-20为例计算胎体强度，并确定帘布层层数。己知条件:P=588kPa， =47.9cm， =37.25 cm， =30， =50.92， =30cm， =10根/cm（1400dtex/2）， =7.4根/cm（1400dtex/2）， =6根/cm（930dtex/2）, 1400dtex/2帘线的 S=215.6N/根。值计算

94、：值计算： 解解 将将93Odtex/293Odtex/2的帘线密度换算为相当于的帘线密度换算为相当于1400dtex/21400dtex/2规格规格的帘线密度的帘线密度, ,再进行帘线密度总和的计算。再进行帘线密度总和的计算。因因93Odtex/293Odtex/2的的S=142N/S=142N/根，根，5.165.16根根/cm(93Odtex/2)/cm(93Odtex/2)相当于相当于5.165.1614.5/22=3.414.5/22=3.4根根/cm(1400dtex/2)/cm(1400dtex/2) 设设 =6， =2代入式中代入式中=68.6+26.36+3.4=71.12

95、=19.69(根) 安全倍数为：安全倍数为： 计算结果符合要求。计算结果符合要求。单根帘线所受张力为：单根帘线所受张力为： 挂胶帘布厚度挂胶帘布厚度作用：作用：帘布层和缓冲层均由数层挂胶帘布组成，挂胶帘布层上帘布层和缓冲层均由数层挂胶帘布组成，挂胶帘布层上覆上一定厚度的胶层，覆上一定厚度的胶层，使布层间与帘线间增加粘合力，提高使布层间与帘线间增加粘合力，提高帘线的疲劳强度和弹性帘线的疲劳强度和弹性。厚度：厚度：胶层帘线种类、帘线粗度，轮胎类型和规格、胶料性能胶层帘线种类、帘线粗度，轮胎类型和规格、胶料性能及工艺条件等因素确定，帘布层之间胶层厚度不宜过厚或过及工艺条件等因素确定，帘布层之间胶层厚

96、度不宜过厚或过薄，可控制薄，可控制帘线之间胶层厚度与布层之间胶层厚度比值在帘线之间胶层厚度与布层之间胶层厚度比值在0.70.71.01.0左右左右， 纤维帘布表面附胶厚度约为纤维帘布表面附胶厚度约为0.20.20.3mm0.3mm， 钢丝帘布表面附胶约为钢丝帘布表面附胶约为0.60.60.8mm0.8mm， 缓冲层缓冲层位于胎体帘布层之上，承受轮胎最大剪切应力的部位于胎体帘布层之上，承受轮胎最大剪切应力的部位，位，挂胶布层厚度比帘布层厚度大挂胶布层厚度比帘布层厚度大，见表，见表2-92-9所列。所列。 (2)胶片设计胶片设计 用于胎体的胶层有用于胎体的胶层有油皮胶、隔离胶以及缓冲层油皮胶、隔离

97、胶以及缓冲层上的缓冲胶片。上的缓冲胶片。 帘布种帘布种类帘帘线规格格,dtex/2,dtex/2帘帘线直径直径,mm,mm胎体帘布挂胶厚度胎体帘布挂胶厚度,mm,mm缓冲冲层帘布挂胶厚度帘布挂胶厚度,mm,mm人造人造丝184018400.700.700.030.031.101.101.201.201.501.501.701.70人造人造丝184018400.870.870.050.051.201.201.301.301.501.501.701.70尼尼 龙9309300.550.550.030.030.950.951.051.051.351.351.501.50尼尼 龙140014000.6

98、50.650.030.031.051.051.131.131.451.451.601.60尼尼 龙187018700.750.750.030.031.101.101.201.201.501.501.701.70钢 丝0.900.902.22.22.52.52.02.02.22.2钢 丝1.201.202.72.73.03.02.52.52.62.6表表2-9 胎体和缓冲层挂胶帘布厚度胎体和缓冲层挂胶帘布厚度 注注:钢丝帘线用于子午线轮胎胎体和带束层上。钢丝帘线用于子午线轮胎胎体和带束层上。 隔离胶隔离胶作用：作用：通常贴合在通常贴合在受剪切应力最大的胎冠部外层受剪切应力最大的胎冠部外层帘布帘布

99、上。由于轮胎在上。由于轮胎在定型和硫化过程中定型和硫化过程中，胎体，胎体冠部伸张最大冠部伸张最大，因而挂胶帘布厚度受拉伸而减，因而挂胶帘布厚度受拉伸而减薄，位于受剪切应力最大的胎冠部帘布层必须薄，位于受剪切应力最大的胎冠部帘布层必须增贴隔离胶层，以增贴隔离胶层，以补偿帘布层厚度和布层间的补偿帘布层厚度和布层间的胶量，提高帘布层的附着性能和抗剪切应力的胶量，提高帘布层的附着性能和抗剪切应力的能力，防止胎体脱层损坏。能力，防止胎体脱层损坏。厚度和层数：厚度和层数：隔离胶层的隔离胶层的厚度和层数可根据轮厚度和层数可根据轮胎规格和使用条件确定。大规格、层数多和胎规格和使用条件确定。大规格、层数多和在坏路面使用的轮胎，隔离胶层要增加，高在坏路面使用的轮胎，隔离胶层要增加，高速轮胎速轮胎和用于良好路面上的轮胎，防止生热和用于良好路面上的轮胎，防止生热量过大，尽量量过大，尽量少贴隔离胶，少贴隔离胶，4 4层以下轮胎可不层以下轮胎可不用用。 隔离胶厚度一般为隔离胶厚度一般为0.40.40.6mm0.6mm，其，其宽度宽度大于缓冲层宽度大于缓冲层宽度，各胶层宽度的，各胶层宽度的差级为差级为10102Omm2Omm均匀分布。均匀分布。