子午线轮胎设计说明书
9.00R16LT_轻型载重子午线轮胎的设计
根据广西地区的特殊需求，自主研发了午胎，成品性能试验结果显示，轮胎外缘尺寸、强度性能、耐久性能和高速性能均达到相关设计和标准要求。
全钢轻型载重子午胎；结构设计；施工设计中国橡胶应用技术APPLIED TECHNOLOGYCopyright ©博看网. All Rights Reserved.37中国橡胶应用技术APPLIED TECHNOLOGY气断面宽（B ′）255（244.8～265.2）mm ，标准充气压力（单胎）770kPa ，标准负荷（单胎）2120kg 。
二、结构设计1.外直径（D ）和断面宽（B ）由于子午线轮胎胎冠有多层带束层缠绕，胎冠刚性较大，轮胎周向伸张变形较小，所以轮胎充气后外直径的膨胀率很小，一般变化不大。
断面宽B 值的变化率稍大于外直径D 值，且B 值的选取与胎圈着合宽度（C ）有密切关系。
根据公司类似产品设计经验，本次设计D 取898mm ，B 取265mm 。
2.胎圈着合宽度（C ）该产品标准轮辋使用为6.5，考虑到市场车辆使用轮辋尺寸多为7.0，着合宽度C 在取值时比相应的轮辋宽度略大，本次设计C 取值比标准轮辋宽度加大25.4mm ，取190mm 。
3.行驶面宽度（b ）和弧度高（h ）根据实际需要b 减小，行驶速度提高，肩厚减小；b 增大，行驶速度降低，肩厚增大，驱动性、耐磨性增大。
行驶面宽（b ）与断面宽（B ）之比值，对70、80系列及其以上规格轮胎的b/B 一般取0.7～0.85为宜，本次设计b 取214mm 。
为保证轮胎与路面在行驶面宽度范围内有最大的接地面积，一般h/H 取0.03～0.05为宜，本次设计h 取7.5mm 。
4.断面水平轴位置（H 1 /H 2）水平轴位于轮胎断面最宽点位置，是一条水平的辅助线，位置通常用H 1/H 2表示。
H 1 /H 2＜1，有益于提升冠部耐久性能；H 1/H 2＞1，有益于提升载重能力。
考虑到该产品的载重使用情况，结合设计经验，本次设计H 1/H 2取1.02。
子午胎结构设计
子午胎结构设计
2）冷喂料胎面复合挤出
冷喂料复合挤出有很多优点，如尺寸稳定性 好，工艺简化，减少能耗等，所以广泛用于子 午线轮胎的胎面挤出。但冷喂料挤出机因直接 使用密炼机排下的混炼胶，混炼工序的设备要 做相应的改变，如在密炼机排料下设置挤出机， 通过挤出机压出一定宽度和厚度的胶条，并进 行冷却及涂隔离剂，放到锌盘上，待下工序直 接供冷喂料挤出机使用。
子午胎结构设计
②钢丝帘线的工艺性能对压延质量的影响，钢 丝帘布的工艺性能包括平直度、残余应力、残 余扭转以及切口松散性等。钢丝帘线的残余扭 转大，平直度较差时，进入压延机前的帘线排 列不均匀，压延后的钢丝帘布不平整、卷曲、 并线和隙缝，影响裁断质量。
子午胎结构设计
③压延用胶料的性能对钢丝帘布压延质量的影 响 钢丝帘布是借助于胶料将单根钢丝帘线组 成整体帘布的。压延后的钢丝帘布，胶料不仅 要包住钢丝帘线，还要渗入到钢丝帘线的隙缝 中，才能保证粘着力。
子午胎结构设计
此外，还要特别注意改进钢丝帘线锭子间的条 件，因钢丝帘线进入锭子房后，很容易受温度 和湿度的影响，引起钢丝表面生锈，故锭子间 除了要求无灰尘和整洁外，一定要安装空调设 备，使室内温度保持在30ºC 左右，相对湿度 大约为40%
子午胎结构设计
如何提高橡胶与钢丝帘线的粘合 性能？
为了提高钢丝帘线与橡胶的粘合性能，有时 在帘线外层缠绕一根螺旋钢丝；且钢丝表面都 需经过复镀处理。一般多采用镀黄铜法，也有 镀锌法，镀锡和镀镍法。
子午胎结构设计
半钢子午线轮胎设计规范全解
目录一、本设计规范适用范围二、轮胎设计依据的确认1.目标市场、用户要求的确认2.轮胎、轮辋设计标准、法规的确认3.轮胎生产工装、模具及专用工器具、工艺条件的确认4.轮胎预期成本的测算与分析5.轮胎设计规格、花纹类别的确认6.轮胎性能取向、性能指标的确认7.轮胎试验条件的确认8.轮胎专用内胎、气门嘴、垫带、硫化胶囊的配置9.轮胎设计技术要求的确定10.轮胎设计原则的确定三、轮胎技术设计1.新胎充气外缘尺寸的确定2.轮胎模具型腔尺寸的确定3.轮胎花纹的设计4.轮胎花纹总图的绘制5.轮胎字体排列图的绘制四、轮胎施工设计1.轮胎结构型式的确定2.轮胎骨架材料规格的确定3.轮胎各部位厚度的确定4.轮胎成型参数（成型机头曲线、贴合鼓直径等）的确定5.轮胎半成品部件的确定6.轮胎材料分布图的绘制7.轮胎生产专用工器具的确定8.轮胎施工文件的编制五、轮胎设计验证六、轮胎设计文件的编制七、轮胎设计更改一、本设计规范适用范围半钢丝结构子午线轮胎（有内胎和无内胎子午线轮胎）1.轿车子午线轮胎2.公制、英制轻卡子午线轮胎3.拖车、挂车子午线轮胎4.农用子午线轮胎二、轮胎设计依据的确认1.目标市场、用户要求的确认产品设计开发的优先原则：符合标准化、系列化、规范化、通用化的产品优先（采标产品优先原则）；优先满足具有市场普遍性的需求（少数服从多数原则）；优先采用国际先进标准及法规（先进标准覆盖落后标准原则）；优先满足原配胎市场的需求（高性能满足低性能原则）；优先满足国际市场的需求（高质量取代低质量原则）；优先满足高速级、高层级的需求（高指标涵盖低指标原则）；优先满足轻量化、节能、环保、跑气保用、智能型等高技术含量的产品需求（换代产品优先原则）。
另外，对客户（尤其是原配胎市场）的更具体、更细化的要求应尽量满足。
如遇到客户的要求不合理，可以通过解释、引导、替代的方法加以解决，最终让客户满意。
2.轮胎、轮辋设计标准、法规的确认对客户无特殊要求的轮胎，设计首先要满足企业产品标准，企业产品标准尽可能涵盖多个标准与法规、尽可能是最新的版本。
第六部分 带束层设计子午线轮胎设计
(2)三层结构 一般中型载重车的全钢丝子午线轮胎多数采用三层结构的带束层，第1层仍为过渡层，2层和3层帘线角度排列基本上与四层结构相仿，仅把第4层保护层取消。见图6-8 (b)所示。它有减轻轮胎重量和简化工艺的优点。
图6-12轮胎径向膨胀和扁平率的关系
普利司通公司为了解决这方面的课题，开发出可抑制带束层变形的新技术“波形带束层结构”，从而成功地使带束层的耐久性得到提高。抑制轮胎外径增大的最有效方法就是在带束层上置放冠带层。扁平轿车子午胎通常采用在交叉排列的钢丝带束层上缠绕0°纤维冠带层，以形成环箍效应。因帘线是有机纤维，当胎坯膨胀时帘线伸长，故不会影响硫化，但载重子午胎因纤维帘线强度不够，使用后会造成帘线断裂，所以必须采用钢丝帘线。
另外，试验表明，箍紧系数对轮胎的耐磨耗性能也有影响。据文献报道，以人造丝帘线做轿车子午胎的带束层，其箍紧系数由0. 04增至0.11时，胎面磨耗量由0.2mm/103 km下降至0.09mm/103 km。为保证子午线轮胎的使用性能，一般对轿车子午胎的K值较大(0. 11～0. 16)，而载重车子午胎的K值较小(0.07～0. 08)。
图6-1带束层拉伸刚度与轮胎几何特性关系
图中(c)拉伸刚度与轮胎刚性的关系；7-Fs侧向刚度； 8-Fp周向刚度； 9-f轮胎径向弯曲。
当带束层拉伸刚度增加100×10-2N(100×10-3kg)时，滚动阻力和温度开始下降，然后在一段相当大的刚度值内保持恒定不变，直至刚度达400×10-2N(400×10-3kg)时，滚动阻力出现增大迹象，而温度成直线急剧上升，见图6-2所示
全钢子午线轮胎结构设计(2)
⑷着合直径d确实定： 依据轮胎装配的轮辋尺寸来确定着合直径 d 以12.00R20 S811 18P.R为例，d=511mm
≥24.5 ≤2°
R23
216(8.5") (36)
3.2
R≤8
≥27 ≤2°
14 R27
R≤8 2
5°
216(8.5") 32
46 Φ513.46
44.5 Φ508
8.50"X20"Ⅰ型平底轮辋
Ｒ2＝〔1/4×(326-252-2×24.5)2 ＋(150.5-46)2〕／(326-2522×24.5)
＝443.06mm.
取R2=353mm.
D
d
3.3
⑿下胎侧弧度半径
Ｒ3确实定：
依据R2和轮辋曲
线，结合其它方
法途径搜集的数
H
据，综合权衡确
B
定R3的数据。
R2
H1
以12.00R20 S811
与HF至少保证
10mm的差级；
胎体反包点到下
胎侧轮廓线的距
离DW，依据不
DN
同的规格和胎体 反包点的走式，
DW DL
一般6~12mm；
HS HF HB1 Ф HZ HB2
W
胎体反包点到胎体帘线的距离DN，依据不同的规格 和胎体的走式(下胎侧胎体帘线一般较直)，一般 8~14mm；填充胶的高度HS，一般参考平衡轴的高 度H1和实际应用来确定，HS/H1=0.85~1；
2.5 16.5 22
34
42
DI DT
DJ DF
带束层宽度确实定，一般2#带束层宽B2/行驶面宽 b≥ 0.8，依据实际需要来确定，假设对带束层强度要
子午线轮胎结构设计
b.W1/B值越大则值越小。 因轮胎胎体平直，膨胀变化不大。
c.胎冠角度越大则值越大。
因胎冠角度大，充气时限制胎冠外径伸张，相应 使断面宽增大。
d.帘线伸长率越大则值越大。
例如尼龙帘线初始模量小，延伸率大，断面变形 随之增大。 e.轮胎安装在不同宽度轮辋上，其值也不相同。
确定内胎 断面尺寸、 绘制内胎 总图
制定水胎（胶囊） 制定内胎施
施工标准表
工标准表
确定垫带 断面尺寸、 绘制内胎 总图
制定垫带施 工标准表
提出外胎、内胎、垫带及水胎（胶 囊）制造附属工具的技术要求
提出结构设计文件
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。
（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。
1.轮胎类型
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。
2.轮辋的选择
应根据轮胎类型和规格，按国家标准(或部颁标准) 及车辆技术状况和发展趋势选定。例如轿车采用深 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平底式轮 辋和平底式宽轮辋(即5°斜底轮辋)。不同类型车辆 有其相对应的轮辋类型、规格及轮廓曲线。
轮胎结构设计分技术设计和施工设计两个阶段进行。
子午线轮胎设计说明书
子午线轮胎结构设计摘要：随着汽车工业的高速发展，我国汽车拥有量越来越多，高速公路里程越来越长，汽车速度越来越高，在这种形势下，对汽车轮胎的各项性能也提高了要求，以便使汽车的行驶舒适性、安全性得到人们的认同，同时也令轮胎的经济性更容易让人接受。
本文介绍了子午线轮胎在我国的发展历程和发展方向，并对子午线轮胎的结构组成和其优越性进行了研究分析，并完成了对轿车子午线轮胎的设计。
关键词：子午线轮胎；扁平化；带束层；帘布线；轮胎花纹Radial tire structure design ABSTRACT：Along with automobile industry's high speed development, our country automobile capacity are getting more and more, the highway course is getting more and more long, the automobile speed is getting higher and higher, under this kind of new situation, also enhanced the request to automobile tire's each performance, with the aim of enabling automobile's travel comfortableness, the security to obtain people's approval, simultaneously is been also easier tire's efficiency to let the human accept. this article introduced the meridian tire in our country's development process and the development direction, and the antitheticalcouplet noon-mark tire's structure composition and its superiority has carried on the research analysis, and has completed independently to passenger vehicle meridian tire's design.KEY WORDS: radial ply tyre；the flattening；belted layer；the curtain wiring；the tire tread目录1. 子午线轮胎概述 (6)1.1子午线轮胎的历史发展现状 (6)1.2选题的目的和意义 (7)2. 原理容及其优缺点 (10)2.1子午线轮胎设计原理容 (10)2.1.1带束层的设计对子午线转向性能的影响 (11)2.1.2带束层的帘线材料 (12)2.1.3帘线结构 (12)2.1.4带束层的帘线密度 (12)2.1.5帘布角度 (13)2.1.6带束层宽度 (13)2.2子午线轮胎的特点 (15)2.2.1子午线轮胎的优越性 (15)2.2.2子午线轮胎胎冠刚性大 (16)2.2.3子午线轮胎有“柔性”胎侧 (16)2.2.4六个主要变形特性 (16)2.2.5子午线轮胎的 (17)2.2.6子午线轮胎表现特点 (19)2.3设计目的与方向 (20)2.3.1SEE的研发 (20)2.3.2生产工艺改进 (20)2.3.3全面的产品检测与深入的试验研究 (21)2.3.4扁平化 (22)2.3.5无胎化 (23)3. 结构设计及计算 (27)3.1子午线轮胎负荷能力的计算 (27)3.2外轮廓断面形状设计 (28)3.2.1外直径D和断面宽B (28)3.2.2胎圈着合直径的确定 (29)3.2.3外胎断面高 (29)3.2.4断面水平轴位置的确定 (29)3.2.5胎圈着合宽度C的设计 (30)3.2.6行驶面宽 (30)3.3外轮廓弧度计算 (31)3.3.1胎冠弧度 (31)3.3.2上胎侧弧半径 (32)3.3.3胎圈曲线弧度设计 (32)3.3.4胎冠弧长的计算 (33)3.3.5胎面饱和度 (33)3.4施工设计 (33)3.4.1胎体帘线拉伸应力及安全倍数的计算 (34)3.4.2钢丝圈应力和安全倍数的计算 (36)3.4.3带束层强度计算 (36)3.5花纹设计 (37)3.5.1轮胎花纹的作用 (37)3.5.2子午线轮胎胎面花纹 (38)3.6胎圈结构特点 (41)4. 爆炸图及工程图的设计 (43)4.1子午线轮胎爆炸图的设计 (43)4.2子午线轮胎工程图的设计 (44)5. 总结 (45)6. 参考文献 (46)致 (47)外文摘要 (48)1.子午线轮胎概述1.1子午线轮胎的历史发展现状子午线轮胎是轮胎工业的更新换代产品,从问世至今已经经历了半个多世纪的发展历程。
275_35ZR20102Y轿车子午线轮胎的设计
275/35ZR20 102Y轿车子午线轮胎的设计发布时间：2022-08-19T09:39:36.728Z 来源：《科学与技术》2022年30卷4月7期作者：成建超，王传磊，李仁国[导读] 介绍275/35ZR20低断面半钢子午线轮胎的设计，参考国际轮胎设计标准以及结合公司以往设计经验成建超，王传磊，李仁国山东兴鸿源轮胎有限公司山东临沂 276000摘要：介绍275/35ZR20低断面半钢子午线轮胎的设计，参考国际轮胎设计标准以及结合公司以往设计经验，确定结构设计参数如下：外直径D取695mm，断面宽B取292mm，行驶面宽度b取242mm，行驶面弧度高h取11mm，胎圈着合直径d取511.4mm，着合宽度取266.7mm，断面水平轴位置（H1/H2）取0.963，胎面采用非对称花纹设计，花纹深度8mm，花纹不饱和度30.7%，内侧节距数量73，外侧节距数量68。
施工设计：胎面胶采用抗湿滑低滚阻配方，胎体采用2层1440dtex/2DSP聚酯帘布，带束层采用2层3×0.30HT钢丝帘线，采用萨驰一次法机械鼓成型机成型，B型液压双模定型硫化机硫化。
成品胎性能测试结果表明，轮胎的充气外缘尺寸、强度和脱圈性能均达到国家标准要求，耐久和高速性能达到企业标准要求。
关键词：半钢子午线轮胎；低断面；结构设计；施工设计在轮胎发展过程中，高宽比是影响轮胎性能的一个重要因素，特别是子午线轮胎问世以来，轿车子午胎的断面形状逐步趋于扁平化。
因为子午胎帘线方向是径向排列的，所以胎侧柔软刚性低，从而影响了轮胎的侧向稳定性，因此减小高宽比即轮胎趋于扁平化来增加胎侧刚性对子午线轮胎体现出显著的优越性。
为适应当前轮胎的发展趋势，提高产品的竞争力和市场占有率，我司开发了一系列低断面半钢子午线轮胎，现以275/35ZR20规格为代表，对轮胎的设计情况简介如下。
1.技术要求为符合全球消费市场要求，结合GB/T2978-2014《轿车轮胎规格、尺寸、气压与负荷》、ETRTO《欧洲轮胎轮辋技术组织标准手册（2020）》、TRA《美国轮胎轮辋协会标准年鉴（2020）》、JATMA《日本机动车辆轮胎制造者协会轮胎标准年鉴（2020）》，确定275/35ZR20 102Y轿车子午线轮胎的技术参数为：标准轮辋9.5J,充气外直径（D’）700（694~706）mm；充气断面宽（B’）278（267~286）mm，充气压力290kPa（增强型），负荷850kg（增强型），负荷指数102。
14.00R25工程机械子午线轮胎的设计
14.00R25工程机械子午线轮胎的设计程 超，张 鹏，龙云山，朱仕翻，张 甲（贵州轮胎股份有限公司，贵州贵阳 550008）摘要：介绍14.00R25工程机械子午线轮胎的设计。
结构设计：外直径 1 370 mm，断面宽 375 mm，行驶面宽度 315 mm，行驶面弧度高 14 mm，胎圈着合直径 632 mm，胎圈着合宽度 266.7 mm，断面水平轴位置（H1/H2） 0.87，胎面采用块状花纹，花纹深度 26 mm，花纹饱和度 68.8%，花纹周节数 34。
施工设计：胎面冠部胶采用抗刺扎、抗切割和高耐磨胶料，基部胶采用低生热胶料，采用4层带束层结构，1#—3#带束层采用3＋9＋15×0.22＋0.15HT钢丝帘线，4#带束层采用3×7×0.22HE钢丝帘线，胎体采用3＋9＋15×0.22＋0.15钢丝帘线，采用一次法成型机成型、单模蒸锅式硫化机硫化。
成品轮胎性能试验结果表明，轮胎的充气外缘尺寸和耐久性能均达到国家标准和企业标准要求。
关键词：工程机械子午线轮胎；结构设计；施工设计；成品轮胎性能中图分类号：U463.341＋.5/.6；TQ336.1 文章编号：1006-8171（2020）12-0722-04文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2020.12.0722近年来因为矿业的发展，整个矿山市场复苏，80 t级重型自卸车因为作业运行相对较为便捷，对路况要求较刚性自卸车低，并且前期投入较小，所以得到市场的高度认可，受终端市场的青睐，整个行业重型自卸车市场保有量逐年激增，相应工程机械轮胎需求出现爆发式增长[1]。
但是，传统斜交轮胎质量缺陷多、使用寿命短，因此不能满足矿业工程机械轮胎需求。
为了维护行业竞争力并提高企业经济效益，本工作对14.00R25工程机械子午线轮胎进行设计开发，以期消除斜交轮胎产品不抗刺扎和切割以及生热鼓包等问题，提高产品品质，为客户创造更高的价值。
275_25ZR2495W轿车子午线轮胎的设计
作者简介: 林丽玉( 1980 ) , 女, 广东潮州人, 广 州市华南橡胶 轮胎有限公司助理工程师, 学士, 主 要从事轮 胎结构设 计及工艺 管理工作。
2 结构设计 2. 1 外直径( D) 和断面宽( B)
随着轮胎高宽比[ 断面高( H ) 与 B 之比] 的 减小, D 逐渐增大; 根据经验, 外直径膨胀率( D / D) 与高宽比和胎体材料有关, 本次设计 D 取 748 mm。
1 技术要求 根据欧 洲 ET RT O 标准, 确 定 275/ 25ZR24
95W 轿车子午线轮胎的技术参数为: 标准轮辋 10J, 充气外直径( D ) ( 748 7. 48) mm, 充气断 面宽( B ) ( 283 9. 9) m m, 标准充气压力( 增强 型) 290 kPa, 额定负荷( 增强型) 691 kg 。
52 4
轮胎工业
2010 年第 30 卷
275/ 25ZR24 95W 轿车子午线轮胎的设计
林丽玉, 白 雅, 罗吉良
( 广州市华南橡胶轮胎有限公司, 广东 广州 511400)
摘要: 介绍 275/ 25ZR 24 95W 轿车子午线轮胎的设计。结构设计: 外直径 748 m m, 断面宽 285 mm, 行驶面宽 度 240 mm, 行驶面弧度高 7. 2 mm, 胎 圈着 合直 径 612. 88 m m, 胎 圈着 合宽 度 266 mm, 断面 水平 轴位置 0 955, 采用仿生高速运动型花纹设计, 花 纹深度 8. 8 mm。施 工设计: 胎 面采用二 方三块结 构, 胎体分 别采用 2 层 1440dt ex/ 2 聚酯帘布或 1 层 1400dt ex/ 2 锦纶 66 浸胶帘布, 带束层采用 2 层 2+ 2 0 30H T 钢丝帘线, 采用 一步法成 型机成型, 双模定型硫化机硫化。成品性能试验结果表明, 充气轮胎的外缘 尺寸、强度性能、静负荷性能、脱 圈阻力和 高速性能均符合相应设计和企业标准要求, 耐久性能、低气压性能和高速性能良好。
第四章子午线轮胎结构设计
轻型载重汽车轮胎负荷计算公式为:
W 0.231K 0.425 P0.585 Sd1.39 (DR Sd )
S
S1
1800
sin 1 (W 141.3
钢丝帘线主要用于子午线轮胎的胎体 及带束层，其主要特点是耐热性极好，强 度高，同时伸长率极小，对保持轮胎尺寸 稳定性极为有利。
例如:全纤维子午线轮胎主要为轻型轿 车轮胎和拖拉机轮胎，半钢丝子午线轮胎 主要为高速轿车轮胎和轻型载重轮胎， 9.00R20以下的中型载重轮胎。全钢丝子午 线轮胎主要适用于重型载重轮胎和工程轮 胎，9.00R20可用全钢丝，亦可用半钢丝。
自80年代起呈现出许多新的轮胎设计方法，如：
普利斯通公司的RCOT (最佳滚动轮廓)理论，适用于轿车子 午线轮胎的设计；TCOT(最佳张力控制)理论，适用于载 重子午线轮胎的设计；
日本横滨公司的STEM(应变能量最小化)理论。 日本东洋公司的DSOC(动态模拟最佳化轮胎形状)理论，适用
于载重子午线轮胎的设计； 前苏联的CSSOT(应力－应变周期优化) 理论，它除考虑轮胎
子午线轮胎断面最宽点半径的位置要比斜交 轮胎的高，能使其变形落在水平轴以上带束层端 点以下的上胎侧高(H2)区域之内，并减小下胎侧 高(H1)区域的应力和胎圈的应力。由于子午线轮 胎胎体帘线呈径向排列，其钢丝圈承受力要比斜 交轮胎的大，故断面最宽点半径要取得高一些来 减轻承受力。
一般轿车子午胎的H1/ H2取值为1.0～1.2， 载重子午线胎最高可达1.4。
W
0.231K
0.425
全钢子午线轮胎结构设计(3)
L=818.6mm
L'
L'
⑵胎侧/子口耐磨胶内端点到鼓中心距离=784/2－27.5－ 30=334.5mm. 考虑到工艺与成品之间有拉伸变形 取值为330mm.
L
27.5
平宽=784mm
30
⑶成品胎胎体反包端点与子口包布外端点差级15mm， 考虑到工艺到成品的拉伸变形，半成品差级应为 18mm，子口包布外端点到鼓中心的距离 =927/2－18=445.5mm.
Ф=493.5mm,周长来自=1550mm,考虑到成型过程中的拉伸，
150.5
取半成品长度=1530mm.
平衡轴处对应胎侧半成品厚度
的计算(只考虑周向拉伸)：
(511+150.5×2)×3.14×5
/1530=8.3mm.
其它部位厚度计算依次类推.
Ф511
60
55
45
6 7
8 8.5
8
37
37
119
42
12.5
27
33
以12.00R20 S811 18P.R为例
成品胎面胶体积=19.03dm3，
成品花纹沟体积=3.06dm3 ，
成品胎面胶实有体积=19.03-3.06=15.97dm3 ，
半成品长度=3322+16×3.14=3370mm ，
半成品胎面胶体积=16.00dm3.
5.胎侧和子口耐磨胶参数确实定：
DT
RA
⑵胎体强力安全倍数的计算：
张力T=π×P (RA2－RB2)， P为单胎充气压力. RA=D/2－DT， RB=d/2+H1. 抗张强度=帘线根数×
单根钢丝帘线抗张强度
安全倍数
=抗张强度/张力T. 最少5倍以上.
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子午线轮胎结构设计摘要：随着汽车工业的高速发展，我国汽车拥有量越来越多，高速公路里程越来越长，汽车速度越来越高，在这种形势下，对汽车轮胎的各项性能也提高了要求，以便使汽车的行驶舒适性、安全性得到人们的认同，同时也令轮胎的经济性更容易让人接受。
本文介绍了子午线轮胎在我国的发展历程和发展方向，并对子午线轮胎的结构组成和其优越性进行了研究分析，并完成了对轿车子午线轮胎的设计。
关键词：子午线轮胎；扁平化；带束层；帘布线；轮胎花纹Radial tire structure design ABSTRACT：Along with automobile industry's high speed development, our country automobile capacity are getting more and more, the highway course is getting more and more long, the automobile speed is getting higher and higher, under this kind of new situation, also enhanced the request to automobile tire's each performance, with the aim of enabling automobile's travel comfortableness, the security to obtain people's approval, simultaneously is been also easier tire's efficiency to let the human accept. this article introduced the meridian tire in our country's development process and the development direction, and the antitheticalcouplet noon-mark tire's structure composition and its superiority has carried on the research analysis, and has completed independently to passenger vehicle meridian tire's design.KEY WORDS: radial ply tyre；the flattening；belted layer；the curtain wiring；the tire tread目录1. 子午线轮胎概述 (6)1.1子午线轮胎的历史发展现状 (6)1.2选题的目的和意义 (7)2. 原理容及其优缺点 (10)2.1子午线轮胎设计原理容 (10)2.1.1带束层的设计对子午线转向性能的影响 (11)2.1.2带束层的帘线材料 (12)2.1.3帘线结构 (12)2.1.4带束层的帘线密度 (12)2.1.5帘布角度 (13)2.1.6带束层宽度 (13)2.2子午线轮胎的特点 (15)2.2.1子午线轮胎的优越性 (15)2.2.2子午线轮胎胎冠刚性大 (16)2.2.3子午线轮胎有“柔性”胎侧 (16)2.2.4六个主要变形特性 (16)2.2.5子午线轮胎的 (17)2.2.6子午线轮胎表现特点 (19)2.3设计目的与方向 (20)2.3.1SEE的研发 (20)2.3.2生产工艺改进 (20)2.3.3全面的产品检测与深入的试验研究 (21)2.3.4扁平化 (22)2.3.5无胎化 (23)3. 结构设计及计算 (27)3.1子午线轮胎负荷能力的计算 (27)3.2外轮廓断面形状设计 (28)3.2.1外直径D和断面宽B (28)3.2.2胎圈着合直径的确定 (29)3.2.3外胎断面高 (29)3.2.4断面水平轴位置的确定 (29)3.2.5胎圈着合宽度C的设计 (30)3.2.6行驶面宽 (30)3.3外轮廓弧度计算 (31)3.3.1胎冠弧度 (31)3.3.2上胎侧弧半径 (32)3.3.3胎圈曲线弧度设计 (32)3.3.4胎冠弧长的计算 (33)3.3.5胎面饱和度 (33)3.4施工设计 (33)3.4.1胎体帘线拉伸应力及安全倍数的计算 (34)3.4.2钢丝圈应力和安全倍数的计算 (36)3.4.3带束层强度计算 (36)3.5花纹设计 (37)3.5.1轮胎花纹的作用 (37)3.5.2子午线轮胎胎面花纹 (38)3.6胎圈结构特点 (41)4. 爆炸图及工程图的设计 (43)4.1子午线轮胎爆炸图的设计 (43)4.2子午线轮胎工程图的设计 (44)5. 总结 (45)6. 参考文献 (46)致 (47)外文摘要 (48)1.子午线轮胎概述1.1子午线轮胎的历史发展现状子午线轮胎是轮胎工业的更新换代产品,从问世至今已经经历了半个多世纪的发展历程。
20世纪40年代子午线轮胎问世,50年代起步,60年代推广,70～80年代经历了大发展阶段,90年代完成子午化,21世纪以后,在子午化水平进一步提高的基础上,子午线轮胎向扁平化、无胎化、环保化和高速化方向发展。
在这半个多世纪的发展过程中,子午线轮胎以耐磨、高速、舒适和节能等特点受到人们的广泛重视,成为轮胎行业中的佼佼者,备受好评,子午线胎的推广使用给轮胎工业带来了一场真正的技术革命,子午化率成为轮胎业发展水平高低的重要指标。
1892年,法国米其林公司发明了一种可以拆卸的充气橡胶轮胎,给轮胎修理带来了极大便利,促进了充气橡胶轮胎的推广。
1908年,米其林公司研制出并装轮胎,有效解决了重型汽车的轮胎负荷问题。
这些轮胎史上的标志性发明最终催生了子午线轮胎的出现。
1946年,子午线轮胎由米其林公司发明,并取得专利。
子午线轮胎克服了斜交轮胎滚动阻力大、使用寿命短和缓冲性能差的缺点。
1951年米其林公司将子午线轮胎专利容公布于世,从此子午线轮胎在全世界围开始推广开来。
子午线轮胎由于性能优异在世界围得到了迅速发展。
目前世界轮胎产量已达20亿条,其中子午线轮胎已占90%以上。
欧洲轮胎子午化率已达100%,且高性能子午线轮胎占相当大的比例,子午线轮胎已成为全球轮胎工业的标准。
1970年,1980年,1990年,2000年和2010年世界轮胎子午化率预计分别达到了15%,54%,75%,90%和95%。
由此可以看出,子午线轮胎已经成为轮胎工业的发展方向,而且这种发展趋势在不断加强,成为轮胎工业发展中一种不可逆转的潮流。
我国子午线轮胎研究工作始于20世纪60年代中期,几乎与美国、日本和俄国同期起步,但到1980年,子午线轮胎年产量不到1万条。
从80年代起,我国加快了子午线轮胎发展步伐。
90年代是我国子午线轮胎生产快速发展的阶段,轮胎子午化率由不足2%提高到35%。
2001年,财政部和国家税务总局决定免征子午线轮胎消费税,促进了子午线轮胎的进一步发展。
汽车需求量增大也刺激了子午线轮胎生产增长。
1.2选题的目的和意义轮胎是汽车的重要部件之一，它直接与路面接触，和汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击，保证汽车有良好的乘座舒适性和行驶平顺性；保证车轮和路面有良好的附着性，提高汽车的牵引性、制动性和通过性；承受着汽车的重量，轮胎在汽车上所起的重要作用越来越受到人们的重视。
1895年随着汽车的出现，充气轮胎得到广泛的发展，首批汽车轮胎样品是1895年在法国出现的，这是由平纹帆布制成的单管式轮胎，虽有胎面胶而无花纹。
直到1908年至1912年间，轮胎才有了显著的变化，即胎面胶上有了提高使用性能的花纹，从而开拓了轮胎胎面花纹的历史，并增加了轮胎的断面宽度，允许采用较低的压，以保证获得较好的缓冲性能。
1892年英国的伯利密尔发明了帘布，1910年用于生产，这一成就除改进了轮胎质量，扩大了轮胎品种外，还使外胎具备了模制的可能性。
随着对轮胎质量要求的提高，帘布质量也得到改进，棉帘布由人造丝代替，50年代末人造丝又被强力性能更好、耐热性能更高的尼龙、聚酯帘线所代替，而且钢丝帘线随着子午线轮胎的发展，具有很强的竞争力。
1904年马特创造了炭黑补强橡胶，大规模用于补强胎面胶是在轮胎采用帘布之后，因为在这之前，帆布比胎面在轮胎使用中损坏得还要快，炭黑在胶料中的用量增长很快，30年代每100份生胶中使用的炭黑也不过20份左右，这时主要在胎面上采用炭黑，胎体不用，现在已达50份以上。
胎面中掺用炭黑以前，轮胎大约只行驶6000km就磨光了，掺用炭黑后，轮胎的行驶里程很快就得到显著的提高。
现在一组货车轮胎大约可行驶10万km，在好的路面上，甚至可达20万km。
1913-1926年，因发明了帘线和炭黑轮胎技术，为轮胎工业发展奠定了基础。
轮胎外缘的标准化，制造工艺的逐渐完善，生产速度比以前提高了，轮胎的产量与日俱增。
随着汽车工业的发展，轮胎技术一直不断地改进与提高，如20年代初至30年代中期轿车胎由低压轮胎过渡到超低压轮胎；40年代开始轮胎逐步向宽轮辋过渡；40年代末无胎轮胎的出现；50年代末低断面轮胎问世等等。
许多新技术的出现都莫过于 1948年法国米西林公司首创的子午线结构轮胎，这种轮胎由于使用寿命和使用性能的显著提高，特别是在行驶中可以节省燃料，而被誉为轮胎工业的革命，在这里简略介绍一下当今发展的主要几种轮胎特征。
子午线轮胎：这种轮胎的特点是帘布层帘线排列的方向与轮胎的子午断面一致(即胎冠角为零度)，由于帘线的这样排列，使帘线的强度能得到充分利用，子午线轮胎的帘布层数一般比普通的斜线胎约可减少40—50％。
帘线在圆周方向只靠橡胶来联系。
子午线轮胎与普通斜线胎相比，具有弹性大，耐磨性好，可使轮胎使用寿命提高30—50％，滚动阻力小，可降低汽车油耗8％左右，附着性能好，缓冲性能好，承载能力大，不易穿刺等优点。
缺点是：胎侧易裂口，由于侧面变形大，导致汽车侧向稳定性差，制造技术要求及成本高。
针对子午线轮胎的缺点，所以选此课题做研究，目的在于完善其不足之处降低其生产成本，为以后子午线轮胎的发展做一份实用性的研究参考。
2.原理容及其优缺点2.1子午线轮胎设计原理容子午线轮胎的基本力学主要靠子午线轮胎的带束层。
若无带束层，轮胎充气后，外直径变化很大，装在汽车上就无法操纵。
子午线轮胎的胎体帘线排列是90°左右，因此子午线轮胎的胎体横方向比带束层更坚硬，胎体是保护轮胎胎侧，使其变形小，由于胎体横向坚硬，因此对轮胎的柔软性、牵引力、刹车力起一定的作用。