轮胎结构及设计.ppt

轮胎结构及设计,佳通轮胎（中国）研发中心 2006年7月,道 行 千 里 步 步 佳 通,主要内容,设计前的资料收集 外轮廓设计 胎面花纹设计 内轮廓设计,道 行 千 里 步 步 佳 通,设计前的资料收集,车辆的技术性能 路况 国内外同类轮胎的标准 国内外同类规格轮胎的结构和使用情况,道 行 千 里 步 步 佳 通,车辆类别、厂牌、型号、用途和外形尺寸 车辆自重、载重、整车重量在各轴上的分布和车辆所需承担的牵引负荷 车辆驱动形式、轴数、轴距、轮数和轮距 轮辋类型、代号和双轮间距 车辆的平均速度和最高速度 最小离地间隙、最小转弯半径和最大爬坡度 轮胎最大外缘尺寸 对轮胎的特殊要求 其它,车辆的技术性能,道 行 千 里 步 步 佳 通,路面的性质： 硬基路面（水泥、柏油和碎石） 混合路面（城乡间水泥或石土路） 软基路面（雪、砂或土路） 使用地区的年平均气温和降雨量,道 行 千 里 步 步 佳 通,路况,GB TRA ETRTO JATMA,,道 行 千 里 步 步 佳 通,国内外同类轮胎的标准,设计参数（层级、气压、负荷及花纹形式等） 充气前后及使用过程中外缘尺寸的变化情况 室内试验数据 实际使用中的性能及主要优缺点 使用部门的建议和要求,国内外同类规格轮胎的结构和使用情况,道 行 千 里 步 步 佳 通,轮胎充气后外缘尺寸（D’、B’、C’）的确定 模型尺寸的确定 胎面花纹设计,外轮廓设计,道 行 千 里 步 步 佳 通,依据GB、ETRTO、TRA、JATMA，取符合各个标准的公共值，如果上述标准之间存在较大差异，以目标市场所在区域的标准为准。

如果客户因特殊需要或其它情况而提出的要求，在设计时应考虑他们的要求轮胎充气后外缘尺寸（D’、B’、C’）的确定,道 行 千 里 步 步 佳 通,,外轮廓设计,,道 行 千 里 步 步 佳 通,2.1 D、C、B D=D’/K1 (K1=1.0028—1.0072) C=C’+1/2” (TT）； C=C’+1” （TL） B=B′/K3-(C-C’)*K4 (K3=1.0002—1.0184) (K4=0.48—0.55),模型尺寸的确定,道 行 千 里 步 步 佳 通,2.2 d 、H、H1D d d H=（D-d）/2 H1=H*K5 (K5=0.45—0.52),,道 行 千 里 步 步 佳 通,模型尺寸的确定,2.3 b、h b=B′*K6 (K6=0.72—0.83) 建议导向轮 K6=0.72—0.78 驱动轮、通用轮 K6=0.74—0.83 h=H*K7 (K7=0.024—0.036) 建议导向轮 K7=0.024—0.03 驱动轮、通用轮 K7=0.028—0.036,道 行 千 里 步 步 佳 通,模型尺寸的确定,,,2.4 胎冠轮廓Rn 胎冠基本上是由一段圆弧Rn加一段直线组成， Rn圆心在断面垂直轴上，其值由b1和h1决定。

Rn= b12／8 h1+ h1 ／2 b1=b*K8 （K8=05—0.66） h1=h*K9 （K9=0.33—0.56）,道 行 千 里 步 步 佳 通,模型尺寸的确定,,,2.5 胎肩轮廓R0、R1 圆胎肩 由R0、R1两段圆弧组成，R0=（10—30）mm，R1过P1、P2点 平胎肩 由一段圆弧R1组成，R1过P1、P2点道 行 千 里 步 步 佳 通,模型尺寸的确定,,,2.6 上胎侧轮廓R3 一段圆弧R3 两段圆弧R2、R3 一段从P2点开始的切线加圆弧R3组成 （ R3的圆心在断面水平轴上）,道 行 千 里 步 步 佳 通,模型尺寸的确定,,,2.7 下胎侧轮廓R4、R5 R4的圆心在断面水平轴上，并与轮辋在轮缘宽度80%处相交 R5与R4、R6相切，并与轮辋在轮缘宽度2/3处相交,道 行 千 里 步 步 佳 通,模型尺寸的确定,,,2.7 胎圈部位轮廓R6、R7、α 2.7.1 有内胎 R6较轮辋相应部位半径大0.5—1.0mm h3较轮辋相应部位尺寸小1.0—1.5mm R7较轮辋相应部位半径小0.5—1.0mm α =2.5°,道 行 千 里 步 步 佳 通,模型尺寸的确定,,2.7.2 无内胎 R6=12—14mm R7=8mm α=20° β=25 °,道 行 千 里 步 步 佳 通,模型尺寸的确定,,胎面花纹设计,,胎面花纹设计基本要求 花纹类型 花纹沟深度的确定 花纹沟断面形状的确定 其它,道 行 千 里 步 步 佳 通,,,要与路面纵向和侧向有良好的接着性能 尽可能耐磨，且滚动损失小 使用中生热小、散热快、自洁性能好 使用中耐刺扎、不裂口、不掉块 在保证以上性能的基础上，还应做到低噪声和美观,道 行 千 里 步 步 佳 通,胎面花纹设计基本要求,花纹的类型,导向花纹 驱动花纹 拖车花纹 全轮位花纹,道 行 千 里 步 步 佳 通,各花纹特点,道 行 千 里 步 步 佳 通,,,根据轮胎规格、花纹类型、胎体强度、车辆行驶速度以及要求达到的行时里程综合考虑选值 要考虑与其它花纹设计参数的比例关系（如花纹沟的宽度，花纹块面积，花纹节距数等的关系）,道 行 千 里 步 步 佳 通,花纹沟深度的确定,花纹沟断面形状的确定,,4.1 花纹沟宽度 花纹沟宽度是花纹设计的基本参数，由胎面的耐磨性和抓着力两个因素决定 花纹沟的分布要均匀，不能使花纹块大小差异过大（应控制在20～50%以内），同时花纹块的宽度不得小于花纹深度的2倍,道 行 千 里 步 步 佳 通,,,4.2 花纹沟排列角度 一般为25°～60 °，也可成0 °或90 °，但至少要与胎冠帘线角度相差3 ° 接近胎肩的横向沟槽应向外开放，便于排泥，避免淤塞,道 行 千 里 步 步 佳 通,花纹沟断面形状的确定,,,4.3 花纹沟断面形状（呈向外开放型） 普通花纹多采用a、c、d断面形状 越野花纹多采用b断面形状,道 行 千 里 步 步 佳 通,花纹沟断面形状的确定,,,4.4 花纹沟壁倾斜角度α 纵向花纹：花纹沟较窄，以8 °～10 °为宜 横向花纹：花纹沟较宽， 应取较大值，20 °左右 越野花纹：窄沟为20 °左右；宽沟为30 °左右。

而且两侧倾斜角度不同，先着地的一侧，以15 °左右为宜；后着地的一侧，以25 °左右为宜道 行 千 里 步 步 佳 通,花纹沟断面形状的确定,,防擦线：保护胎侧免受机械损伤宽度15～30mm，厚度1mm左右） 防水线：一可借以观察外胎安装于轮辋位置是否准确；又可防止泥沙进入外胎和轮辋之间设防水线1 ～3条，宽度2～5mm，厚度0. 5 ～ 1.5mm ） 排气孔和排气线：避免轮胎硫化后花纹块、胎侧和胎圈缺胶 胎面磨耗标记：轮胎周向应等距离设置不少4个（能正常观察到）花纹剩余深度的标志,道 行 千 里 步 步 佳 通,其它,,,成品各部位胶厚度确定 成品帘布反包高度和胎圈包布高度确定 成品带束层宽度确定 安全倍数计算,内轮廓设计,道 行 千 里 步 步 佳 通,成品各部位胶厚度确定,,2.1 成品胎冠基部胶厚度 中间主花纹沟基部胶厚度5～8mm 边部花纹沟基部胶厚度 4～7mm 2.2 成品胎侧胶厚度 胎侧胶厚度3～4mm 2.3 轮辋部位胶厚度 为胎侧胶厚度的1.4～1.6倍 2.3 成品内衬层厚度 无内胎：不小于3mm 有内胎：不小于2.5mm,道 行 千 里 步 步 佳 通,,成品帘布反包高度和胎圈包布高度确定,,2.1 成品帘布反包高度 无内胎：为下胎侧高度的0.35～0.40 有内胎：为下胎侧高度的 0.40～0.45 2.2 成品钢丝包布高度 钢丝包布高度要保证包布与胎体帘布差级9～13mm,道 行 千 里 步 步 佳 通,成品带束层宽度确定,,3.1 有内胎型 3.1.1 断面宽8.25及以下规格 第二带束层宽度为行驶面宽度的0.77～0.79 第一带束层宽度为第二带束层宽度-22mm 第三带束层宽度为第二带束层宽度的0.35左右 0°带束层总宽度为第一带束层宽度+5mm,道 行 千 里 步 步 佳 通,,,3.1.2 断面宽9.00及以上规格 第二带束层宽度为行驶面宽度的0.79～0.81 第一带束层宽度为第二带束层宽度-22mm 第三带束层宽度为第二带束层宽度的0.45左右 0°带束层总宽度为第一带束层宽度+5mm,道 行 千 里 步 步 佳 通,成品带束层宽度确定,,,3.2 无内胎型 第二带束层宽度为行驶面宽度的0.85左右 第一带束层宽度为第二带束层宽度-18mm 第三带束层宽度为第二带束层宽度的0.56左右 0°带束层总宽度为第一带束层宽度接近,道 行 千 里 步 步 佳 通,成品带束层宽度确定,,安全倍数计算,,4.1 胎体安全倍数（必须大于6） Sc=2×T×m×Rd/（P×（Rk2-Rm2）） 其中：T： 帘线破断力，kg m： 帘布密度， 根/100mm Rd： 成型鼓半径，mm P： 充气压力，kg/cm2 Rk： 胎里半径，mm Rm： 断面水平轴半径，mm,道 行 千 里 步 步 佳 通,,,4.2 带束层安全倍数（按下式计算各层带束层强度安全倍数并相加，结果必须大于5） Sc=T×m×COSα/（rd×P） 其中：T： 帘线破断力，kg m： 帘布密度， 根/100mm α： 帘线排列角度，° P： 充气压力，kg/cm2 d： 带束层半径，mm,道 行 千 里 步 步 佳 通,安全倍数计算,,,4.3 钢圈安全倍数（钢圈安全倍数：①有内胎：必须大于5；②无内胎：外直径小于1000mm的必须大于5，外直径大于1000mm的必须大于10 ） Sc=2×T×m/（P×sinβ×（Rm2-Rc2）） 其中：T： 钢丝破断力，kg m： 钢丝根数 P： 充气压力，kg/cm2 Rm：断面水平轴半径，mm Rc：轮辋点半径，mm,道 行 千 里 步 步 佳 通,安全倍数计算,各部位厚度确定,,胎冠总厚（花纹深度、基部胶厚度、带束层厚度、胎体厚度、内衬层厚度） 胎侧总厚（胎侧胶厚度、胎体厚度、内衬层厚度） 胎圈宽度（钢圈宽度、胎体厚度、子口布厚度、耐磨胶厚度）,道 行 千 里 步 步 佳 通,。