輪胎各部件結(jié)構設計課件

1、輪胎各部件結(jié)構設計,1,學習交流PPT,2、外胎技術設計 、外胎斷面輪廓曲線的設計； 、 胎面花紋形狀的設計； 、外胎材料分布圖的繪制.,2,學習交流PPT,外 胎 技 術 設 計,3,學習交流PPT,1、外胎斷面輪廓曲線的設計 著合寬度C的確定： 著合寬度C是根據(jù)輪輞寬度Rm確定，現(xiàn)在流行的設計C=Rm+1.01.5 ，一般情況下，較小規(guī)格+1.01.1 ，中等規(guī)格+1.3左右，較大規(guī)格+接近1.5 . 以12.00R20 S811 18P.R為例 Rm=8.50“，取C=252mm=9.9213“， 增加9.92138.50=1.4213“,4,學習交流PPT,斷面寬B的確定： 根據(jù)一般規(guī)

2、律，英制系列輪胎，輪輞每增大0.5 ”,斷面寬增大0.2 ” ，公制系列輪胎，輪輞每增大0.5 “ ，斷面寬增大5mm。結(jié)合其它方法途徑搜集的數(shù)據(jù)，綜合權衡確定B的數(shù)據(jù)。 以12.00R20 S811 18P.R為例 斷面寬B增加寬度應為(9.92138.50)/0.50.2=0.5685“=14.44mm B= 3153.5%mm，考慮充氣膨脹比率，取 B=312+14.44=326.44mm326mm,5,學習交流PPT,外直徑的確定： 根據(jù)整體設計的需要，一般B取值較小，D就要取值較大。結(jié)合其它方法途徑搜集的數(shù)據(jù)，綜合權衡確定D的數(shù)據(jù)。 以12.00R20 S811 18P.R為例 D=

3、 11251%mm，考慮充氣膨脹比 率，取 D=1121mm,6,學習交流PPT,著合直徑d的確定： 根據(jù)輪胎裝配的輪輞尺寸來確定著合直徑 d 以12.00R20 S811 18P.R為例，d=511mm,7,學習交流PPT,斷面水平軸位置的確定： 斷面高H1/2(Dd) H1由輪輞點到平衡軸距離H1和由輪輞點到胎體冠中心點距離H的比值來確定，一般H1/H=0.30.5,8,學習交流PPT,以12.00R20 S811 18P.R為例 H=1/2(1121-511) =305mm H1/H =110.24/234.02 =0.4711 確定H1 =150.5mm,9,學習交流PPT,行駛面寬b

4、和弧度高h的確定： 行駛面寬b的確定以輪輞寬Rm為基準，一般情況下，b=Rm15mm，根據(jù)實際需要來確定具體數(shù)值，高速路和路況較好的條件下，b值較小，較差和惡劣路況，速度較低，b值較大；h 的選取與b數(shù)值的確定是相關的，行駛面較寬，相應h較大，行駛面較窄，相應h較小。 以12.00R20 S811 18P.R為例 b=21615=201231mm.取b=226mm. h=7.7mm,10,學習交流PPT,胎冠弧度半徑n的確定： 一般情況下，胎冠弧度半徑n=1.752B，具體數(shù)值根據(jù)需要來確定，b值較小、h值較小，Rn值較大， b值較大、h值較大，Rn值較??；對于較小規(guī)格輪胎，胎冠一般采用一段弧

5、設計，對于較大規(guī)格，胎冠一般采用中間一段弧、兩端為切線設計。 以12.00R20 S811 18P.R為例 Rn/B=650/326=1.9939,11,學習交流PPT,肩部形狀的確定： 根據(jù)具體需要來確定，本地運輸，拐彎較多，一般肩部采用圓弧設計R，長途運輸，直線行駛，一般肩部采用直角設計。 以12.00R20 S811 18P.R為例，根據(jù)實際需要采用直角設計。,12,學習交流PPT,上胎側(cè)圓弧半徑1的確定： 1(H-H1-h)21/4(B-b)2-L2(B-b) 結(jié)合其它方法途徑搜集的數(shù)據(jù)，綜合權衡確定R1的數(shù)據(jù) 以12.00R20 S811 18P.R為例 R1=(305-150.5-

6、7.7)2+1/4(326-226)2 -86.52/(326-226) =165.7mm 結(jié)合其它方法途徑搜集 的數(shù)據(jù)，綜合權衡確定 R1的數(shù)據(jù)為165mm.,13,學習交流PPT,肩下反弧R的確定 對于全鋼載重子午胎，肩下一般不采用切線，而采用一反弧，反弧R過肩部端點和R1相切，一般b較大，R較小， b較小，R較大。 以12.00R20 S811 18P.R為例 結(jié)合其它方法途徑搜集的數(shù)據(jù)，綜合權衡確定R為180mm.,14,學習交流PPT,下胎側(cè)圓弧半徑2的確定： 21/4(B-C-2a)2 (1-c)2(B-C-2a) 式中a為輪輞曲線寬的2/3.c為輪輞曲線高. 一般情況下，R2 弧

7、的延長線與著合位置線的交點距離著合寬度端點大約05mm. 以12.00R20 S811 18P.R為例 21/4(326-252-224.5)2(150.5-46)2(326-252-224.5) 443.06mm. 取R2=353mm.,15,學習交流PPT,下胎側(cè)弧度半徑3的確定： 根據(jù)R2和輪輞曲線，結(jié)合其它方法途徑搜集的數(shù)據(jù)，綜合權衡確定R3的數(shù)據(jù)。 以12.00R20 S811 18P.R為例 取R390mm.,16,學習交流PPT,胎圈部位弧度曲線設計： 根據(jù)輪輞曲線尺寸來考慮子口部位的設計，原則：即與輪輞結(jié)合緊密，又要容易裝胎。一般R4輪輞相應部位尺寸； R5輪輞相應部位尺寸；

8、r輪輞相應部位尺寸； 根據(jù)輪輞相應部位尺寸來確定。 以12.00R20 S811 18P.R為例 取421.5mm(輪輞23mm). 取59mm(輪輞8mm). 取Hr21.5mm(輪輞23mm). 2.5 (輪輞5 ). W 35mm.,17,學習交流PPT,經(jīng)實際繪圖，確定12.00R20 S811 18P.R 輪胎斷面輪廓圖如下：,18,學習交流PPT,2. 胎面花紋形狀的設計： 花紋類型的選?。焊鶕?jù)使用環(huán)境需要，結(jié)合公路車輛使用狀況及輪胎使用經(jīng)驗，來確定花紋樣式。 適合于高速或較好路面的條形花紋 適合于較好或較差路面的以條形為主的混合花紋 適合于較差或泥土 路面的以橫溝為主的混合花紋

9、適合于泥土或沙石路面的越野花紋 適合于雪泥路面的M+S花紋 等等,條形花紋 以條形為主 以橫溝為主 越野花紋 M+S花紋 混合花紋 混合花紋,19,學習交流PPT,花紋形狀及尺寸的確定： 根據(jù)已確定的花紋類型，來確定其形狀及尺寸。 花紋溝走向與帶束層鋼絲走向至少差5. 以12.00R20 S811 18P.R為例 輪胎主要用于較好或一般路面,20,學習交流PPT,花紋溝深度的確定： 根據(jù)新設計輪胎的使用條件，花紋類型，參照國內(nèi)外情況和全面權衡綜合性能，來確定花紋溝深度。 條形花紋花紋深度較淺，混合花紋花紋深度較深，越野花紋一般是加深型，M+S花紋超加深型?；y溝傾斜角度盡可能大些1015。 以

10、12.00R20 S811 18P.R為例 花紋深度確定為16.5mm.,21,學習交流PPT,花紋溝占地面積的計算： 不同的花紋類型，花紋溝占地面積是不同的， 條形花紋一般1925%， 混合花紋一般2435%， 越野花紋和M+S花紋30%以上 以12.00R20 S811 18P.R為例 經(jīng)計算花紋溝占地面積為29%,22,學習交流PPT,3、外胎材料分布圖 的繪制,23,學習交流PPT, 繪制材料分布圖前，對胎體、帶束層和胎圈所承受的力進行計算，來確定胎體、帶束層和胎圈采用何種鋼絲材料； 平衡軸上邊幾個主要尺寸的確定: 冠部總厚 DT=花紋溝深度+ 基部膠厚度+ 四層帶束層厚度+ 胎體厚度

11、+ 內(nèi)襯層厚度DI,24,學習交流PPT,基部膠厚度根據(jù)花紋深度和實際使用情況來確定， 一般5.5mm;帶束層和胎體厚度根據(jù)所用材料 和半成品壓延厚度 來確定;內(nèi)襯層厚度 DI 2.5mm,氣密 層厚度 1.2mm;,25,學習交流PPT,以12.00R20 S811 18P.R為例 冠部總厚=16.5+5.5+7.5+2+2.5=34mm,26,學習交流PPT,肩部總厚DJ的確定，一般DJ/DT 1.25,27,學習交流PPT,以12.00R20 S811 18P.R為例 肩部總厚=42mm，42/34=1.2353,28,學習交流PPT,帶束層寬度的確定，一般2#帶束層寬B2/行駛面寬 b

12、 0.8，根據(jù)實際需要來確定，如果對帶束層強度要求較高，就可以取寬些，但端點離肩下膠面要10mm，B1、B3與B2相臨端點的差級10mm，B4最窄，端點盡量避開花紋溝底；,29,學習交流PPT,以12.00R20 S811 18P.R為例 帶束層寬度2#=204mm，1#=176mm， 3#=180mm，4#=110mm 2#/b=204/226=0.9027,30,學習交流PPT,胎側(cè)總厚度DC=胎側(cè)膠厚度+胎體厚度+內(nèi)襯層厚度；胎側(cè)膠厚度根據(jù)實際使用環(huán)境和路況來確定，高速路況可以薄點，較差路面可以厚些；胎體厚度根據(jù)所用材料和半成品壓延厚度來確定；內(nèi)襯層厚度2.5mm,氣密層厚度 1.2mm

13、；DF為側(cè)板和活絡 塊分型處厚度；,31,學習交流PPT,以12.00R20 S811 18P.R為例 胎側(cè)總厚度 =5+2+2.5 =9.5mm； 側(cè)板和活絡塊 分型處厚度 =21mm.,32,學習交流PPT,平衡軸下邊幾個主要尺寸的確定: 胎體反包點高度HF，參考輪輞高度和實際使用情況來確定，一般到第三條防水線的高度；子口包布外端點高度HB1， 與HF至少保證 10mm的差級； 胎體反包點到下 胎側(cè)輪廓線的距 離DW，根據(jù)不 同的規(guī)格和胎體 反包點的走式， 一般612mm；,33,學習交流PPT,胎體反包點到胎體簾線的距離DN，根據(jù)不同的規(guī)格和胎體的走式(下胎側(cè)胎體簾線一般較直)，一般81

14、4mm；填充膠的高度HS，一般參考平衡軸的高度H1和實際應用來確定，HS/H1=0.851；,34,學習交流PPT,以12.00R20 S811 18P.R為例 胎體反包點高度 =65mm 子口包布外端點高度 =50mm 胎體反包點到下胎側(cè) 輪廓線的距離=10mm 胎體反包點到胎體簾 線的距離=13mm 填充膠的高度=140mm 140/150.5=0.9302,35,學習交流PPT,子口包布內(nèi)端點高度HB2，盡量不要高于輪輞高度；子口耐磨膠內(nèi)端點高度HZ，稍高于鋼絲圈最上層鋼絲的高度，一般+5mm；鋼絲圈內(nèi)徑=著合直徑d+(胎體厚度+子口包布厚度+ 內(nèi)襯層端部厚度+ 子口耐磨膠厚度) 2 子

15、口耐磨膠厚度最少保 證2.5mm以上； 子口輪輞點處厚度DL和 子口寬度W根據(jù)做圖和 材料分布確定,36,學習交流PPT,以12.00R20 S811 18P.R為例 子口包布內(nèi)端點高度 =40mm，輪輞高度=46/44.5mm 子口耐磨膠內(nèi)端點高度 =30mm 鋼絲圈內(nèi)徑 =511+(2+1.5+4.25) 2=526.5mm 子口輪輞點處厚度 =32mm 子口寬度=35mm,37,學習交流PPT,以12.00R20 S811 18P.R為例，材料分布尺寸確定如圖： 應用FEM等力 學分析軟件進 行靜態(tài)和動態(tài) 下的力學分析， 確定設計是否 合理，如不合 理，應對原設 計進行修正。,38,學習

16、交流PPT,三、新產(chǎn)品的施工設計,1. 外胎簾布層結(jié)構的確定： 簾布種類的選?。壕C合考慮實際使用環(huán)境、產(chǎn)品性能、生產(chǎn)成本和產(chǎn)品重量等，來選用胎體鋼絲種類，往加強、加密、 加細方向發(fā)展.從材料 分布圖測量兩 胎圈外 側(cè)胎體長度L，胎圈外 側(cè)到反包端點長度L， 一般胎體伸長 率為 1.22%，即確定半 成品簾布寬 度為 L/ (+1)+2L.,39,學習交流PPT,以12.00R20 S811 18P.R為例， 胎體采用0.25+6+120.225 HT， 測量L=818.6mm，L=61.2mm， 選取=1.74%，可確定半成品簾布寬度為： 818.6/(1+1.74%)+2 61.2=927m

17、m. 胎體中鼓直徑493.5mm， 內(nèi)襯層中厚57mm，故選用胎體簾布長度為 (493.5+6 2) 3.14=1587.31590mm,40,學習交流PPT,胎體強力安全倍數(shù)的計算： 張力T=P (RA2RB2)， P為單胎充氣壓力. RA=D/2DT， RB=d/2+H1. 抗張強度=簾線根數(shù) 單根鋼絲簾線抗張強度 安全倍數(shù) =抗張強度/張力T. 最少5倍以上.,41,學習交流PPT,以12.00R20 S811 18P.R為例， RA=1.121/20.034=0.5265m RB=0.511/2+0.1505=0.4065m T=3.14840 (0.526520.40652)， =2

18、95.31kN 抗張強=1.5905502.350=2055.1kN 安全倍數(shù)=2055.1/295.3=6.96倍,42,學習交流PPT,2. 1#、2#、3#、4#帶束層的確定： 成型工序輔助鼓周長的確定，全鋼輪胎的假定伸張比一般1.0181.022，輔助鼓周長=(D DS 2) /假定伸張比 以12.00R20 S811 18P.R為例， 輔助鼓周長 =(1121 29.7 2) 3.14/1.02 =3268.06mm 取3268mm,43,學習交流PPT,帶束層參數(shù)確定及簾線種類的選?。?帶束層的確定： 1#帶束層為過渡層，一般采用4870的大角度，半成品寬度=B1+8mm，長度=輔

19、助鼓周長+ 1#帶束層厚度 2 ； 2#、3#為工作層，為主要受力層，一般采用1522的小角度；2#為最寬層，與行駛面寬的比值一般大于0.8，半成品寬度=B2+5mm，長度= 1#帶束層周長+ 2#帶束層厚度 2 ； 3#半成品寬度=B3+5mm，長度= 2#帶束層周長+ 3#帶束層厚度 2 ； 4#為調(diào)整層，一般情況下最窄，一般采用1522的小角度，半成品寬度=B4+5mm，長度= 3#帶束層周長+ 4#帶束層厚度 2 ； 1#、2#、3#、4#鋼絲排列方向為左、左、右、右.,44,學習交流PPT,以12.00R20 S811 18P.R為例， 1#帶束層采用30.20+60.35HT簾線，

20、550根/m，50，半成品寬度=176+8=184mm，長度=3268+ 223.14=3280mm； 2#、3#采用3+80.33HT簾線，550根/m，18，2#半成品寬度=204+5=209mm，長度=3280+2.42 3.14=3295mm； 3#半成品寬度=180+5=185mm，長度= 3295+ 2.423.14=3310mm； 4#采用30.20+60.35HT簾線，550根/m， 18，半成品寬度=110+5=115mm，長度= 3310+223.14=3322mm；,45,學習交流PPT,帶束層強力安全倍數(shù)的計算： 張力T=PRAb，b為最寬帶束層寬度 抗張強度=簾線根數(shù)

21、單根鋼絲簾線抗張強度 =寬度密度cos角度單根強度/sin角度(1#) 寬度密度cos角度單根強度/sin角度(2#) 寬度密度cos角度單根強度/sin角度(3#) 寬度密度cos角度單根強度/sin角度(4#)安全倍數(shù)=抗張強度/張力T 一般要達到10倍左右.,46,學習交流PPT,以12.00R20 S811 18P.R為例， 張力=840(1.1210.0342)0.204 =180.44kN 抗張強度= 0.176550cos501.8/sin50 0.204550cos182.65/sin18 0.180550cos182.65/sin18 0.110550cos181.8/sin

22、18 =2203.88kN 安全倍數(shù)=抗張強度/張力=12.21倍,47,學習交流PPT,3. 胎圈部結(jié)構設計： 根據(jù)輪輞形狀，使用5 平底輪輞的有內(nèi)胎輪胎，一般胎圈采用正六角型設計，使用15 深槽輪輞的無內(nèi)胎輪胎，一般胎圈采用斜六角型設計，采用的鋼絲根數(shù)根據(jù)胎圈安全性能的計算來確定。 以12.00R20 S811 18P.R為例 采用79根1.55HT鋼絲， 7-8-9-10-11-10-9-8-7 方式排列。,48,學習交流PPT,胎圈強力安全倍數(shù)的計算： 張力T=P(RB2RC2)/2， RB=d/2+H1， RC=d/2 抗張強度 =鋼絲根數(shù) 單根鋼絲抗張強度 安全倍數(shù) =抗張強度/張

23、力T. 最少5倍以上.,49,學習交流PPT,以12.00R20 S811 18P.R為例 張力=840(0.511/20.1505)2 0.511/2)2/2 =41.98kN 抗張強度=793.900=308.1kN 安全倍數(shù)=308.1/41.98=7.34倍,50,學習交流PPT,子口包布的確定： 從材料分布圖來測量 子口包布的寬度L”， 考慮到加工工藝過程 中的拉伸，一般子口 包布半成品寬度比成 品寬度稍寬；鋼絲排 布角度一般2045 ,51,學習交流PPT,以12.00R20 S811 18P.R為例 測量子口包布成品寬度L”=101.8mm， 確定半成品寬度=105mm.鋼絲排布

24、角度 為30 .采用3+90.22+0.15規(guī)格鋼絲簾線，密度550根/m，長度1570mm.,52,學習交流PPT,4. 胎面膠參數(shù)的確定： 根據(jù)材料分布圖，利用AUTOCAD、UG等，計算出成品胎面膠體積，根據(jù)材料分布圖，計算出成品花紋溝體積； 成品胎面膠實有體積 =成品胎面膠體積成品花紋溝體積； 胎面半成品體積跟成品體積比相仿或較大一些，一般不超過0.3dm3，再根據(jù)成品胎面各部寬度和厚度來計算半成品各部位寬度和厚度， 半成品長度=4#長度+半成品胎面中厚,53,學習交流PPT,以12.00R20 S811 18P.R為例 成品胎面膠體積=19.03dm3， 成品花紋溝體積=3.06dm

25、3 ， 成品胎面膠實有體積=19.03-3.06=15.97dm3 ， 半成品長度=3322+163.14=3370mm ， 半成品胎面膠體積=16.00dm3.,54,學習交流PPT,5.胎側(cè)和子口耐磨膠參數(shù)的確定： 根據(jù)材料分布圖，利用AUTOCAD、UG等，計算出成品胎側(cè)膠/子口膠體積，胎側(cè)膠/子口膠半成品體積跟成品體積比相仿或較大一些，再根據(jù)成品胎側(cè)膠/子口膠各部寬度和厚度來計算半成品各部位寬度和厚度，半成品長度根據(jù)成型機中鼓直徑來確定,55,學習交流PPT,12.00R20 S811 18P.R為例 兩鼓成型機中鼓直徑 =493.5mm,周長 =1550mm, 考慮到成型過程中的拉伸， 取半成品長度=1530mm. 平衡軸處對應胎側(cè)半成品厚度 的計算(只考慮周向拉伸)： (511+150.52)3.145 /1530=8.3mm. 其它部位厚度計算依次類推.,56,學習交流PPT,成