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1、轮胎外轮廓设计外胎轮廓设计设计目的通过查阅资料独立完成橡胶制品课程设计，加强 对专业知识的掌握；对10.00 20轮胎的轮廓设 计有了一定的了解；通过研究斜交载重轮胎的结 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。对橡胶工艺、轮胎工艺及橡胶制品 工艺等区域的知识有更深一步的了解。 同时在运 用计算机软件作图中，增强了对AutoCAD 软件的熟悉与应 用。提高了自主学习的能力和自我思考的能力。二主要技术参数表1 10.00 20轮胎的技术参数参数充气 外直 径/mm充 气 断 面 宽/mm标准 轮辋花 纹 类 型层级单胎最大 负 荷/Kg
2、相应气 压 /KPa10.002010552787.5（平普通16P.R3000810底）花纹图1轮辋断面图1 主要技术参数的确定 充气外直径D' =1055mm 充气断面宽B' =278mm2. 负荷能力计算确定外胎充气外缘尺寸D'和B'后，必须 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，因此验算轮胎负荷 能力是进行轮胎结构设计的基础。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
3、胎负荷计算基本公式及负荷系数K值的选取,载重轮胎和轿车轮胎选取不相同。W = 0.231K 0.4259.810“（1.0210P）0'585 B1.39（DR B）180 -arcsin W1式中：W 负荷能力，kNK 负荷系数【K = 1.1 （双胎），K = 1.14 （单胎）】P内压，kPaDr设计轮辋直径，cm wW 轮辋名义宽度，cmB1 B为62.5%的理想轮辋上的轮胎充气断面宽,cmBi 安装在设计轮辋上的新胎充气断面宽，cm0.231-采用公制计算的换算系数，若用英 制计算，此公式不必乘0.231。已知条件：D=l055mm，Bi=278mm, Wi=190mm，P=
4、810kPa，Dr= 508mm，K。（双胎）=1.1，Ks （单胎）=1.14将已知数值代入公式中，首先求取B值，再求WD双胎负荷，最后计算单胎负荷 Ws。B=B1 x 180° arc sin (W 1/B1)/141.30 =278 x 180° arc sin (190/278) /141.3 °=269.3(mm)= 0.231 K 0.425 9.810” (1.02lOP)。585b1'39(Drb)=0.231 x 1.1 x 0.425x 9.8X 10-3X (1.02 x 10-2 x 810)0.585 x 26.931.39(50
5、.8+26.93)=27.5 ( KN )Ws=2751.14= 31.38(KN)(增加气压 70kPa)四外胎外轮廓断面曲线设计1.外胎各部位尺寸的确定 轮胎断面宽B的确定B=BB /BB 胎模型断面宽，mm; Bf -轮胎充气断面宽， mm; B' /B 断面膨胀率轿车轮胎断面向扁平化发展，断面高宽比已成系 列化，H/B值分别为0.95、0.88、0.82等。低于0.82的超低断面轮胎，大部分属子午结构，分别 为 78,70,65 和 50 系列（即 H/B 值为0.78,0.70,0.65,0.50）。一般斜交轮胎 H/B > 1， B'/B 值在 0.91.17
6、 之间；H/Bvl，B'/B 在 1.00 1.07之间。取 H/B=0.990B'/B=1.130 又已知 B '=278mm 贝V B=246mm 轮胎外直径D和断面高H的确定D亠D / D一般H/B>的人造丝斜交轮胎，D ' /Dvl，约为0.9900,999;尼龙斜交轮胎则 不同，其H/B值无论是大于或小于1,充气外直径均增大，一般约增加0.12.5%。设骨架材料为尼龙帘线，取D ' /D=1.009,又已 知 D ' =1055mm，贝M D=1045mm2.胎圈部位尺寸的确定 胎圈着合宽度C此宽度根据设计轮辋宽度W而定，一般胎圈
7、 着合宽度等于设计轮辋宽度 W,有时C可略小于 W,以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1525mn为宜。设定C=173mm 胎圈着合直经d装于平底式轮辋的载重轮胎，为便于装卸， 胎圈着合直径d比轮辋直径应大0.51.5mm 设定 d=508.8mm. 胎圈部位倾斜角度平底式轮辋的载重轮胎，胎圈部位角度为0°1° .设定胎圈部位倾斜角度为0.6 ° . 胎圈轮廊曲线胎圈轮廓根据轮辋轮缘曲线确定，由胎圈弧 度半径R4和胎踵弧度半径R5组成a. 胎踵弧度半径R5比轮辋相应部位弧度半径大0.5 1.0mmb. 胎圈弧度半径R4比轮辋轮缘相应部位
8、弧度半 径小0.51.0mm其半径圆心点较轮辋轮缘半 径圆心点位置略低11.5mm使轮胎紧贴于轮 辋上。3. 断面高及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，容易造成肩空或肩裂。模型断面高 d) =1/2 X( 1045-508.8) =268.1mm.h2H计算得知:h1=h-h 2一般上断面高均大于下断面高，因此设定H2=138mm, hi=130.1
9、mm。4胎冠部位尺寸的确定b/B=0.75 行驶面宽度b和弧度高h的确定由表查得载重轮胎普通花纹:0.80; h/H=0.0350.055,不妨设定该载重轮胎 的b/B=0.76, h/H=0.040,又已得知轮胎断面宽 B=246mm , H=268.1mm ,贝V b=186.96mm , h=10.724mm.胎冠弧度半径的确定设定胎冠断面形状为正弧形，则弧度半径Rn根据行驶面宽度b和弧度高h计算，计算公式为：La 二 0.01745 Rn：式中：a 行驶面弧度的夹角；0.0174A常数,即为n /180;Rn 胎冠弧度半径，mm; La行驶面 弧长，mm。对普通花纹的载重轮胎，采用一个
10、弧度半径Rn , 又得知 b=18696mm，h=10724mm 则计算得知：Rn=4128mm, a =26.2°, La '=188 56mm.4胎侧部位尺寸的确定胎侧孤度半径Ri、R2、R3的确定一般下胎侧弧度半径 R2应大于上胎侧弧度半径 Ri,而Ri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：式中:（出h4 B W -a式中：Hr 轮辋轮缘高度，mm;- 3A （B b） a =一 二 A 4LRi-BbL 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%）, mm。已知 H2=138mm , h=10.724mm, B=246mm ,
11、 b=186.96mm,将L= ?H2=69mn代入上式即可 计算出 R1=208.5mmb 下胎侧弧度半径的确定- -R-=(B -Wi -a) (Hi -Hr)A 轮辋轮缘宽度，mm; W1 轮辋宽 度，mm;B轮胎断面宽度，mm; H1 轮胎下断 面高，mm;已 知 A=22.0mm ,a=33/48A=15125mm ,B=246mm, Wi=190mm, Hi=130.1mm, Hr=40.5 带入上式计算得出R 2=318.2 mmc下胎侧自由半径 R3的确定一般 R3约为 R2的2540% 设定 R3为 R2x30%=95.5mm 胎肩轮廓的确定胎肩部采用切线形的设计方法。5外轮廓最终尺寸（单位：mm）轮胎断面宽B轮胎外直径D胎圈着合直径C胎圈着合宽度D模型断面高H2461057173509.1273.95下断面高H1上端面高H2行驶面宽度b弧度高h胎冠弧度半径Rn130.1138186.9610.724412.8上胎侧弧度半径R1下胎侧弧度半径R2下胎侧自由半径R3胎肩切线长度L208.5318.295.569a下胎侧弧度曲线与轮缘曲线交点至轮辋轮缘垂线间距离（） ,mm;