子午线轮胎结构设计
子午线轮胎结构设计
01
例如尼龙帘线初始模量小，延伸率大，断面变形随之增大。
帘线伸长率越大则值越大。
02
装在非设计的轮辋上，一般规格是轮辋宽度每增加或减小lcm时，充气断面宽度增加或减小0.4cm。
轮胎安装在不同宽度轮辋上，其值也不相同。
03
子午线结构的轮胎值低于斜交轮胎，H/ B>l的纤维子午线轮胎，取值范围为1.03～1.04；H/B＜1的纤维子午线轮胎，值约为1.02。
式中：
50系列、60系列和70系列的斜交轮胎和子午线轮胎K=1.655， 78系列斜交轮胎K=1.70， 78系列子午线轮胎和82系列套用=1.743）
K－负荷系数(此值与轮胎的结构和高宽比有关，
d－圆形轮胎设计断面高与扁平轮胎最大断面高之差，cm
Bd－扁平轮胎在理想轮辋上的断面宽度，cm
(普通断面轮胎最大断面高H = 1.01×设计断面高， 扁平轮胎最大断面高H=l.O2×设计断面高)，cm
外胎外轮廓设计
外胎胎面花纹设计
外胎内轮廓设计
第二部分 施工设计
成型机头类型
成型机头直径的确定
成型机头肩部轮廓曲线设计
成型机头宽度计算
绘制外胎材料分布图
外胎施工标准表的制定
内胎、垫带的设计
轮胎结构设计是指通过计算、选择、绘图等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及设计辅助工具的过程。轮胎结构设计直接影响轮胎质量及使用性能。 结构设计有两种方法 从轮胎外缘曲线开始，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，只凭经验数据进行
轮胎结构不同值不相同。
外直径和断面高的确定 模型外直径D根据轮胎充气外直径D′和充气外直径变化比值而定。轮胎是在充气条件下使用，其充气后外直径伸张或收缩，用D′/D值表示，用下式求模型外直径D值。
子午线轮胎的结构特点及生产工艺课件
子午线轮胎的结构特点及生产工艺课件
2 子午线轮胎结构特点
BRDI
● 5 操纵稳定性好
表1-9 轻型载重子午线轮胎全油门加速试验结果
轮胎类型 档位
加速中止速度 /(km•h-1)
加速油耗 /(L•100km)
加速时间/s
4
71.8
6.50-16
5
62.0
32.56
40.2
26.60
47.5
4
75.0
公路实用油耗试验
平均油耗/(L•100km) 节油率/%
23.85
9.52
26.36
0
子午线轮胎的结构特点及生产工艺课件
2 子午线轮胎结构特点
BRDI
❖ 子午胎的优越性
● 滚动阻力低、节省燃料 ● 高速安全、生热低 ● 耐磨、耐刺、耐用 ● 减震、舒适 ● 操纵稳定性好。
子午胎帘线的排列方式，消除了斜交 胎交叉排列层间剪切移动造成的内部 磨擦，因此生热低，消耗能量少。此 外，由于胎体帘布层数较少，胎侧较 薄，也便于内部积热的散发。 又因
子午线轮胎的结构特点及生产工艺课件
2 子午线轮胎结构特点
BRDI
❖ 子午胎的变形特点
二大： ① 轮胎侧向变形大，即在轮胎断面宽方向上的变形大； ② 轮胎法向变形大，即轮胎垂直于地面方向上的变形大，胎体下沉量大。
子午胎的变形特征，
四小：
决定了它的使用性
① 胎冠周向变形小，即轮胎胎能冠的圆优周越方性向。上的变形小，也叫纵向变形小；
② 胎冠周向滚动变形小，即轮胎在地面每滚动一周所产生的胎冠周期变形小；
③ 高速旋转下的轮胎变形小
④ 轮胎材料剪切变形小。
子午线轮胎的结构特点及生产工艺课件
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
子午线轮胎结构设计方法
子午线轮胎结构设计方法子午线轮胎是一种重要的车辆零部件，其结构设计直接影响着车辆的操控性能、行驶稳定性和行驶安全性。
在子午线轮胎的结构设计中，主要包括胎面布置、帘布结构和胎面胎侧胎座结构等几个方面。
以下是一种常用的子午线轮胎结构设计方法的详细介绍。
首先，在胎面布置方面，子午线轮胎的胎面采用V型布置，即在中心处呈V字形，向两侧逐渐展开，并与胎肩部分呈自然过渡。
这样的设计可以提高子午线轮胎的排水能力，增加胎面与路面的接触面积，提供更好的抓地力和行驶稳定性。
其次，在帘布结构方面，子午线轮胎采用帘布排列方式。
帘布是由一层或多层帘线交织而成的，它的主要作用是支撑轮胎的胎面和胎侧，增强轮胎的刚性和强度。
常见的子午线轮胎帘布结构有三层、四层和五层等不同层数。
根据轮胎的使用要求和负荷需求，选择合适的层数以确保轮胎的稳定性和耐久性。
再次，在胎面胎侧胎座结构方面，子午线轮胎的胎面、胎侧和胎座的结构是非常重要的。
一般来说，胎帘应该包裹在胎面和胎侧之间，以增强整个轮胎的结构刚度；胎座应该有一定的凹槽和凸槽，以提高轮胎与车辆的匹配性和稳定性。
最后，在子午线轮胎的结构设计中，还需要考虑到胎纹、胎肩、胎面胎侧胎座之间的配合及其对轮胎性能的影响。
合理的胎纹设计可以提高轮胎的抓地力和排水能力；胎肩的结构设计可以提高轮胎的耐磨性和抗剪强度；胎面胎侧胎座的配合设计可以提高整个轮胎的结构稳定性和耐用性。
综上所述，子午线轮胎的结构设计是一个复杂而关键的任务，需要综合考虑诸多因素，包括胎面布置、帘布结构和胎面胎侧胎座结构等。
只有在这些方面都做到合理设计和优化匹配，才能生产出性能优良的子午线轮胎，为车辆的操控性能、行驶稳定性和行驶安全性提供保障。
半钢子午线轮胎设计规范
半钢子午线轮胎设计规范一、轮胎结构设计规范：1.轮胎应采用半钢子午线结构，具有内外两层体带和一层钢丝帘线，以提供合适的强度和稳定性。
2.内层体带应采用高强度的尼龙材料，以提高耐受性和减少变形可能性。
3.外层体带应采用高强度的尼龙材料，并且在胎面上覆盖一层硫化橡胶，以增加抗刮擦性能。
4.钢丝帘线应采用优质的钢丝材料，具有较高的拉伸强度和耐久性。
二、轮胎尺寸设计规范：1.轮胎的尺寸应符合国家和地区的标准规定。
2.轮胎的宽度和直径应根据车辆的重量和用途确定，以确保合适的载荷和舒适性。
3.轮胎的壁厚应符合国家和地区的安全标准。
三、轮胎花纹设计规范：1.轮胎的花纹应根据车辆的用途和路况特点进行设计，以提供良好的抓地力和操控性能。
2.花纹应具有良好的排水性能，以减少在雨天行驶时的滑行风险。
3.花纹中的花纹块应具有合理的密度和深度，以提供合适的稳定性和耐磨性。
4.轮胎的花纹应采用耐磨橡胶材料，以增加使用寿命。
四、轮胎硬度设计规范：1.轮胎的硬度应根据车辆的用途和路况特点进行设计，以提供合适的舒适性和操控性能。
2.硬度应通过实验和测试来确定，以确保在不同场景下的表现一致性。
五、轮胎使用寿命规范：1.轮胎的使用寿命应符合国家和地区的标准规定。
一般情况下，轮胎的使用寿命应不少于5年。
2.轮胎应在适当的空气压力下使用，以减少磨损和热量积累。
3.轮胎在使用过程中应定期检查，并及时更换磨损严重或损坏的轮胎。
六、轮胎质量控制规范：1.轮胎生产过程应遵循严格的质量控制标准，包括原材料的选择和检验，生产过程的监控和质量检测等。
2.轮胎出厂前应进行全面的质量检测和性能测试，确保轮胎的合格率和可靠性。
综上所述，以上是关于半钢子午线轮胎设计规范的详细说明。
这些规范旨在确保轮胎的质量和性能，提高车辆的安全性和驾驶体验。
制定和遵守这些规范对轮胎制造商和车辆使用者来说都是非常重要的。
子午线轮胎结构设计方法PPT课件
所以有 对于S，成立 经过简单的积分计算得到： 对(14)式微分并将(11)式代入整理得：
28
其中： 形心半径R通过下式计算： 经过计算得到： 对(16)式微分并将(11)、(15)式代入整理得：
29
其中： 现在将(13)式对m求导，并将(15)、(17)式代入 整理得到： 将(18)式代入(12)式就得到最终的计算公式：
2
有限元分析虽然是一种比较有效的工具，但作 为一种数值计算方法只能作为分析的辅助工具。
在计算子午线轮胎内压应力时最好能有一套比 较适用的解析或半解析的分析方法来刻画出轮 胎的力学本质。
3
要计算带束层的内压应力，首先要知道带束层 的接触压力。
F. 波姆引入的内压分担率函数g(s)的概念，并 以g(s)为函数变量导出了子午线充气平衡轮廓 的解析表达式。
根据虚功原理有：
进一步引入简化假设，即：
12
以F表示胎冠断面周长单位长度所对应带束末端 之总接触压力，即
则有:
求出带束周向总应力为：
根据F. 富朗克的结论，内压分担率g(s)的分布 曲线比抛物线更接近梯形，所以这里近似假设： g(s)是常数，
13
则接触压力：
内压分担率为：
2. 胎体帘线的受力分析
34
35
36
二、 子午胎箍紧系数的计算原
理和方法
第一节. 概 论
帘线冠角是影响斜交轮胎形状和各种力学性 能的最重要参数；带束层则是决定子午线轮胎几 何形状和轮胎构件中内压初始应力分布以及轮胎 的各种力学特性的最重要的部件。带束层对子午 线轮胎的这种影响一般采用所谓箍紧系数来描述。
箍紧系数定义如下，
8
bd：支撑带束层的胎体轴向半宽 m：m= rk- rc n：椭圆底部到轮辋点的距离 p：充气内压 g(s)：带束层内压分担率 N：胎体帘线总根数 Tb：带束层周向内压总应力 TB：钢丝圈周向内压总应力 TC：胎体单根帘线张力
子午线轮胎结构设计与制造技术
子午线轮胎结构设计与制造技术
子午线轮胎是一种高性能轮胎，由于其特殊的结构设计和制造技术而得到广泛应用。
其主要特点是采用平行于中心线的钢丝束作为骨架材料，能够提供优秀的耐磨性和抗拉强度，使轮胎能承受高强度、高速度和长时间运行的要求。
子午线轮胎的结构设计和制造技术包括以下几个方面：
1.骨架结构设计：子午线轮胎采用钢丝束作为骨架材料，一般包含两到三层。
骨架材料的种类、材质和层数均影响了轮胎的性能。
通过优化骨架结构设计，可以提高轮胎的抗拉强度和耐磨性。
2.胎面花纹设计：胎面花纹是轮胎与路面之间的唯一接触面。
子午线轮胎的花纹设计对于轮胎的性能有着重要的影响。
通过优化花纹设计，可以提高轮胎的防滑性和抓地力。
3.胎侧加强结构设计：轮胎的胎侧加强结构对于轮胎的耐磨性和抗撞击性具有重要意义。
子午线轮胎一般采用加强胎侧结构，以提高轮胎耐用性和安全性。
4.制造工艺技术：子午线轮胎的制造工艺技术包括轮胎胎体的成型、钢丝束的辊压、轮胎胎面花纹切割、轮胎成型和贴合等工序。
制造工艺技术的精度和质量直接影响轮胎的性能。
综上所述，子午线轮胎的结构设计和制造技术是决定轮胎性能和品质的重要因素。
如今，随着科技的不断发展和制造工艺的不断升级，子午线轮胎的性能和质量有了大幅提升。
子午线轮胎结构设计
子午线轮胎结构设计
首先，材料的选择对子午线轮胎的性能至关重要。
一般来说，子午线
轮胎使用的材料包括胎体材料、骨架材料和胎面材料。
胎体材料通常采用
多层尼龙布或钢丝网带，以提供足够的抗拉强度和刚度。
骨架材料一般选
用钢丝，用于增强轮胎的结构强度和刚度。
胎面材料通常选择橡胶，以提
供良好的抓地力、防滑性能以及耐磨性能。
其次，子午线轮胎的层次结构设计对轮胎的性能也起着重要作用。
子
午线轮胎的层次结构一般包括内胎、胎带、裁边带和面胶层。
内胎是轮胎
内充气的部分，主要起到支撑轮胎结构的作用。
胎带则是在内胎周围的一
层带状材料，用于增强轮胎的结构强度。
裁边带是一种带状材料，用于连
接轮胎的胎面和侧面，增强轮胎的结构稳定性。
面胶层是轮胎胎面上的一
层橡胶材料，负责提供良好的抓地力和舒适性。
最后，子午线轮胎的胎面设计对轮胎的性能和外观也有很大的影响。
胎面设计主要包括花纹图案和花纹深度两个方面。
花纹图案是指轮胎胎面
上的纹理和凹凸，用于增加轮胎的抓地力和排水性能。
不同的花纹图案可
以适应不同的路面状况和气候条件。
花纹深度是指轮胎胎面上花纹的深度，一般越深的花纹能够提供更好的抓地力和排水性能，但同时也会影响轮胎
的舒适性和经济性。
总之，子午线轮胎的结构设计涉及材料的选择、层次结构和胎面的设计。
通过合理的设计，可以提供更好的操控性、舒适性和耐用性。
在实际
应用中，还需要根据具体的车辆类型和使用条件进行综合考虑，以满足车
辆的性能要求和使用需求。
子午线轮胎的结构与性能共31张
子午线轮胎的结构与性能共31张一、子午线轮胎的结构1.胎体：胎体是轮胎的主体部分，由多层橡胶帘布交叠而成。
橡胶帘布是由聚酯或尼龙等高强度纤维制成的，能够承受车辆负载和抵抗外部冲击。
胎体包裹着内胎，保持了轮胎的形状和稳定性。
2.加强带：加强带位于胎体上方，由钢带或尼龙帘布制成。
其作用是加强胎体的刚度，增加轮胎的操控性和稳定性。
加强带还可以分散负载，减少胎体的变形和磨损。
3.底胶：底胶是一层黏性橡胶，位于胎体的外层。
它的作用是保护轮胎免受外部物体的损害，例如石头或玻璃碎片。
底胶还有助于提高轮胎与地面的附着力，提高车辆的操控性能。
4.胎面：胎面是轮胎与地面接触的部分，由花纹和胎面橡胶组成。
花纹设计可以根据不同的路况提供良好的排水性、抓地性和噪音控制。
胎面橡胶具有良好的耐磨性和抗老化性能，可以承受长时间的摩擦和高温。
5.侧面：侧面位于轮胎的两侧，提供额外的保护和装饰作用。
侧面上通常有轮胎的型号、标识和厂商信息。
二、子午线轮胎的性能1.耐磨性：子午线轮胎的胎体采用多层橡胶帘布结构，使得轮胎可以承受较大的负载和减少磨损。
加强带的使用可以分散负载，延长轮胎的使用寿命。
2.操控性：由于加强带的存在，子午线轮胎具有较高的刚度和稳定性，可以提供良好的操控性能。
这使得驾驶者可以更好地控制车辆，并保持车辆的稳定性。
3.舒适性：子午线轮胎采用胎体和底胶的组合，可以减少路面冲击和噪音，提供更加平稳和舒适的驾驶体验。
4.粘着力：底胶和花纹的设计可以提高轮胎与地面的附着力，提供更好的抓地性能。
这使得车辆在湿滑或崎岖路况下具有更好的驾驶稳定性。
5.排水性：胎面的花纹设计可以帮助有效排水，减少水雨路面时的打滑现象，提高行驶安全性。
总结：。
子午线轮胎设计的基本理论.ppt
图1 轮胎断面内轮廓示意图
r k胎腔里半径； rc胎腔轮辋点半径； a椭圆内轮廓曲线径向半径； b轴向半径；c轮辋宽度之； rm椭圆断面水平轴半径； g(s) 带束层内压分担率； bD带束层支撑宽度之半； RD带束层支撑宽度边缘点半； P充气内压； N胎体帘线总根数； Tb带束层周向内压总应力； TB钢丝圆周向内压总压力； TC胎体单根帘线张力。
B 圆环梁 T 弹性体 C 弹簧 D 刚性圆板
图1-1 圆环梁模型
一、轮胎结构的力学模型
(2).帘线—网络模型
a.内压仅由骨架材料帘线来承担
图1－2 帘线-网络模型
一、轮胎结构的力学模型
b.应力
s t p
Rs Rt
s
p RR2 Rm2
2RR cos
式中： s
为轮胎子午方向应力；
为轮胎圆周方向应力；
TB
P 2
rk2 rm2
结合（2-1），可得：
rk2 – rm2 = S0
（2-3）
三、子午胎箍紧系数的计算
1. 箍紧系数的定义
K HH' H
H----无带束层充气轮胎断面高度(按胎体第一层帘 布计)； H’----有带束层充气轮胎断面高度。
三、子午胎箍紧系数的计算
2.无带束子午胎平衡轮廓的一个几何特征
I 11 I 12 I 13
M
I 22
I
23
I 33
(g).非线性方程组
KT R 0
Dr
d d
二、建立在椭圆曲线基础上的薄膜网络模型
1.基本假设
(1)充气胎轮辋点以上的断面内周长l0在变形中恒定不变； (2)充气胎断面内轮廓曲线在变形前后均可用椭圆弧描述。
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
全钢子午线轮胎结构设计
全钢子午线轮胎结构设计
1.引言
全钢子午线轮胎是现代轮胎行业中的一种重要类型，其在汽车行业中
得到了广泛的应用。
全钢子午线轮胎一般由胎体、胎面、胎侧及胎底组成，其结构设计直接影响着轮胎的性能和使用寿命。
本文将对全钢子午线轮胎
的结构设计进行详细的介绍和分析。
2.全钢子午线轮胎的结构组成
2.1胎体
胎体是轮胎的主要组成部分，其主要作用是承载整个车辆的重量和提
供承载力。
胎体一般由多层高强度钢丝帘布叠加而成，这种结构可以提高
轮胎的稳定性和耐用性。
2.2胎面
胎面是轮胎与地面接触的部分，其主要作用是提供抓地力和减震功能。
胎面一般由橡胶混合物制成，其表面有复杂的花纹设计，以提供良好的抓
地力和抗滑性能。
2.3胎侧
胎侧是轮胎的两侧部分，其主要作用是保护胎体和提供支撑。
胎侧一
般由橡胶制成，其设计和厚度决定了轮胎的侧向刚性和防护性能。
2.4胎底
胎底是轮胎的底部部分，其主要作用是提供额外的支撑和保护。
胎底
一般由厚实的橡胶制成，其设计和结构决定了轮胎的耐磨性和抗损伤性能。
3.全钢子午线轮胎的结构设计原则
3.1强度和稳定性
3.2抓地力和耐磨性
3.3减震和舒适性
4.全钢子午线轮胎的结构设计方法
全钢子午线轮胎的结构设计通常通过计算和模拟分析来完成。
首先，通过对车辆的负荷和运行条件的分析，确定胎体的强度和层数。
然后，通过对胎面的各种花纹设计的评估和比较，选择适合的花纹形式。
最后，通过模拟分析和试验验证，确定最终的轮胎结构设计。
5.结论。
汽车子午线轮胎的结构
汽车子午线轮胎的结构汽车子午线轮胎是现代汽车上常见的一种轮胎类型，它采用了子午线结构，具有许多优点。
本文将介绍汽车子午线轮胎的结构及其特点。
一、胎体结构汽车子午线轮胎的胎体结构由多层帆布和钢丝帘构成。
其中，帆布层是由尼龙、聚酯纤维等材料制成，它可以增加轮胎的强度和耐磨性。
钢丝帘被编织成环状，以增强轮胎的刚性和稳定性。
这种结构使得轮胎能够承受车辆的重量，并具有良好的抗扭转能力。
二、胎面花纹汽车子午线轮胎的胎面花纹是由一系列凸起的线条和图案组成的。
这些花纹的设计不仅起到了美观的作用，还对轮胎的性能有着重要的影响。
胎面花纹的主要功能是提供良好的抓地力和排水性能。
凸起的线条可以增加轮胎与地面的摩擦力，提高车辆的操控性能。
同时，花纹中的槽道可以有效排除胎面下的水，减少轮胎打滑的风险。
三、侧壁结构汽车子午线轮胎的侧壁也是其重要的组成部分。
侧壁上通常印有轮胎的基本信息，如尺寸、载荷指数和速度级别等。
侧壁的材料通常是橡胶，它具有良好的弹性和耐磨性。
侧壁的设计可以提高轮胎的稳定性和舒适性，以及对路面的吸震能力。
同时，侧壁还起到保护轮胎内部结构的作用，避免因外界物体的碰撞而导致损坏。
四、气室结构汽车子午线轮胎内部有一个气室，用来装入充气的空气。
气室的结构通常由胎内衬胶和胎带组成。
胎内衬胶是一种特殊的橡胶材料，具有良好的密封性能，可以防止气体泄漏。
胎带则是一种纤维材料，用来增强气室的强度和稳定性。
气室的设计合理与否直接关系到轮胎的使用寿命和安全性，因此必须严格控制充气压力，避免过高或过低。
五、其他构造除了以上几个主要部分外，汽车子午线轮胎还包括许多其他构造。
例如，内衬胶可以起到防止气体渗透的作用；胎侧垫可以增加轮胎的刚性；胎底胶可以提高轮胎与轮毂的粘合力。
这些构造的设计和制造都需要严格遵循相关的标准和工艺要求，以确保轮胎的质量和性能。
总结起来，汽车子午线轮胎的结构包括胎体结构、胎面花纹、侧壁结构、气室结构和其他构造。
全钢子午线轮胎结构设计3
抗张强度=1.590（胎体周长）×550（密度） ×2.350（单根强力）=2055.1kN
安全倍数=2055.1/295.3=6.96倍
2. 1#、2#、3#、4#带束层的确定：
⑴成型工序辅助鼓周长的确定，全钢轮胎的假定伸张比 一般1.018~1.022，辅助鼓周长=(D －DS ×2)
三、新产品的施工设计
1. 外胎帘布层结构的确定： ⑴帘布种类的选取：综合考虑实际使用环境、产品
性能、生产成本和产品重量等，来选用胎体钢丝种 类，往加强、加密、
加细方向发展.从材料 分布图测量两 胎圈外
侧胎体长度L，胎圈外 侧到反包端点长度L’， 一般胎体伸长 率β为 1.2~2%，即确定半 成品帘布宽 度为
0.511/2)2]/2 =41.98kN 抗张强度=79×3.900=308.1kN 安全倍数=308.1/41.98=7.34倍
⑶子口包布的确定： 从材料分布图来测量 子口包布的宽度L”， 考虑到加工工艺过程 中的拉伸，一般子口 包布半成品宽度比成 品宽度稍宽；钢丝排 布角度一般20~45 º
方式排列。
⑵胎圈强力安全倍数的计算：
张力T=P×(RB2－RC2)/2， RB=d/2+H1， RC=d/2 抗张强度
=钢丝根数 ×单根钢丝抗张强度
安全倍数
=抗张强度/张力T. 最少5倍以上.
RB
RC
以12.00R20 S811 18P.R为例 张力=840×[(0.511/2＋0.1505)2－
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×
子午线轮胎结构设计方法
子午线轮胎结构设计方法首先，胎圈布局是子午线轮胎结构设计的重要环节之一、胎圈布局的设计要考虑到轮胎的承载能力和稳定性。
一般来说，胎圈由多根布带交替层叠而成，其中的钢帘线起到了增强胎圈刚度的作用。
通过合理的布局设计，可以使胎圈的承载能力更好地分散到整个轮胎结构中，提高轮胎的抗拉强度和耐磨性。
其次，骨架材料的选择对轮胎的性能也有着重要的影响。
骨架材料一般选用高强度的尼龙布、聚酯布等纤维材料。
通过合理地选用不同种类和布线密度的骨架材料，可以使轮胎在不同的使用环境下具有更好的抗冲击性能和耐疲劳性能。
另外，胎面花纹设计也是子午线轮胎结构设计的重要内容之一、胎面花纹的设计要考虑到轮胎的排水性能、抗滑性能和抓地力。
通过合理地设计花纹形状、花纹深度和排列方式，可以使轮胎在湿滑路面和复杂路况下具有更好的操控稳定性和制动性能。
此外，还有一些其他的设计方法可以进一步优化子午线轮胎的结构。
例如，采用高分子材料的胶层可以提高轮胎的附着力和抗老化性能；采用流行的结构设计方法，如有限元分析和计算机模拟技术，可以更准确地评估和优化轮胎的结构性能；此外，轮胎的生产工艺也需要考虑，例如胎体胎层的识别和拼接技术，可以提高轮胎的整体性能和均布耐磨性。
最后，为了进一步提高子午线轮胎的结构设计效果，在设计过程中，还需要考虑与其他零部件的协调。
例如，刹车系统、悬挂系统等与轮胎配合工作的部件也要进行统一的设计和优化，以使得整个车辆具有更好的性能和安全性。
综上所述，子午线轮胎结构设计方法是一个涉及多个方面的综合性工程。
通过合理的胎圈布局、骨架材料的选择、胎面花纹设计以及其他零部件的协调，可以使子午线轮胎具有更好的性能和安全性，满足各种使用条件下的要求。
这些设计方法的应用将有助于提高轮胎的抗拉强度、耐磨性、抗冲击性能和附着力等性能指标，为车辆的安全性和驾驶舒适性提供保障。
第四章 子午线轮胎结构设计
②轿车子午线轮胎结构
轿车子午线轮胎一般由胎面胶、胎面下层胶、胎侧胶、胎体 （1-2层纤维帘布组成）、带束层（二层钢丝帘布层）、冠 带（按技术设计有时加一至二层尼龙帘布层，以提高轿车 胎的高速性能）、胎圈（由钢丝圈、复合硬胶芯和子口护 胶）、内衬层等构成。胎圈结构见图4-2所示。
二、子午线轮胎与斜交轮胎结构特征比较。
二、技术要求的确定
1．子午线轮胎设计前的准备 （1）搜集技术资料作为设计依据
与斜交轮胎设计前一样，必须搜集有关的技 术资料。例如：车辆类型及技术资料 车速及路面 条件，轮轴情况，轮胎使用要求及经济性，安全 性等。
（2）确定技术性能
轮胎类型、规格、层级、帘布层数及胎面花 纹型式；最大负荷和相应内压；轮辋规格、尺寸 及轮廓曲线；充气外胎外缘尺寸等。
前苏联的CSSOT(应力－应变周期优化) 理论，它除考虑轮胎 几何形状外，还研究了材料分布对周期性应力－应变的影 响。
一、子午线轮胎结构设计程序
子午线轮胎结构设计与斜交轮胎一样 分两阶段进行。 第一阶段为技术设计：主要任务是： ① 收集为设计提供依据的技术资料 ② 确定轮胎的技术性能要求 ③ 设计外胎内外轮廓曲线 ④ 设计外胎面花纹 ⑤ 设计绘制外胎花纹总图
（D-d) H＝ 2
2、断面水平轴位置确定
断面水平轴位于断面最宽点，是轮胎法向变 形最大部位，用数值H1/H2表示。
普通斜交轮胎H1/H2值大约在0.83～0.95间， 而子午线轮胎通常在1.0～1.12左右，轿车轮胎约 在1.00～1.20之间。
子午线轮胎值H1/H2大于普通斜交轮胎，原因 在于子午线轮胎胎体帘线垂直于钢圈呈辐射形排 列，故胎圈所受应力远远大于普通斜交轮胎。水 平轴远离胎圈，使法向变形最大值靠近胎冠，可 减少胎圈变形，改善胎圈脱层相磨损。
子午线轮胎结构设计222
长度：带束层长度(带束层直径)对箍紧系数有直接
的影响，由于它受硫化模型和工艺操作要求的限 制，只能根据胎坯直径到模型胎面花纹沟底深之 间隙来取值。一般情况下，带束层的膨胀率在3％ 以下为好，1％为最理想。现举三种硫化模型的带 束层膨胀率取值：两半模型3.5～5％； I型活络 模2～3％；Ⅱ型或Pielli型活络模1～1.5％。
带束层帘线角度的取值，既要考虑到带束 层对胎体的箍紧系数，又要照顾到便于加工。据 报道带束层角度大于20°，就不能使胎体获得必要 的箍紧效果。但角度太小，不仅使带束层的裁断 和接头等工艺操作复杂化，而且对轮胎的使用性 能不利，容易产生带束层脱层的危险。对子午线 轮胎耐磨性来说，带束层帘线的最宜角度为15～ 20°。但在很大程度上取决于帘线的模量和胶料的 粘附强度，且与轮胎规格有关。
第1层为过渡层，帘线角度为55～65°。是最靠近胎 体帘线层的，主要起着使由子午向排列的胎体帘 线角度过渡到接近周向排列的小角度带束层，可 减小层间的剪切力，避免带束层与胎体帘布层之 间的脱层；
第2、3层是带束层中主要承受应力者，称工作层， 帘线角度为15～23°。起着束缚胎体向外膨胀的 作用，其刚性可直接影响轮胎的耐磨性、操纵性 和节油等使用性能；
(3)层间垫胶
由于载重于午线轮胎带束层层数较多， 端部受力和变形均较大，尤其是在工作层 (2～3层)，因此在工作层之间放置垫胶。 垫胶要求硬度高、模量高、变形小。
(4)封口胶
由于带束层钢丝端头是没有镀层的， 且末固定。因此，端头应加贴粘合性能好、 高耐疲劳、强力高的封口胶。从一定意义 上讲，封口胶决定着子午线轮胎成败的关 键。
0.1P
F 2
R
2 k
R
2 0
式中 Tb—带束层内压总应力，N； P—轮胎内压，KPa；
子午线轮胎结构设计概述
子午线轮胎结构设计一、子午线轮胎和斜交轮胎的结构特点二、全钢载重子午胎的基本结构三、子午线轮胎结构的优越性四、子午线轮胎和斜交轮胎结构的力学特性五、子午线轮胎带束层的基本力学性能六、子午线轮胎结构设计的五个基本原则七、子午线轮胎的结构设计方法一、子午线轮胎和斜交轮胎的结构特点1、轮胎的结构分类：轮胎按结构分为斜交轮胎和子午线轮胎，这种分类方法，是依照轮胎的胎体骨架材料在轮胎中排列的方式和角度所形象定义的。
斜交结构轮胎的胎体是由多层帘布组成，布层中的帘线按照一定的角度从一个胎圈到另一个胎圈排列，相邻布层的帘线是交叉排列的，在胎体帘布层和胎面之间为缓冲层；子午线轮胎胎体帘线不是互相交叉排列的，而是各层间的帘线相互平行，从一个胎圈向另一个胎圈与轮胎的周向呈90度辐射排列，如同地球的子午线的走向，故形象的称作子午线轮胎。
在轮胎胎面和胎体之间是带束层，它是由多层钢丝帘布组成，帘布中的帘线与轮胎周向的夹角较小。
子午胎与斜交胎的根本区别：（1）胎体帘线按子午线方向排列，与胎冠中心线呈９０°；（2）有帘线排列几乎接近圆周方向的带束层箍紧胎体。
子午线轮胎在国外和台湾等地称之为“辐射轮胎（RADIAL TYRE）”，意思是胎体帘布像轮辋的辐条一样向四周辐射，这一名称更贴近子午线轮胎的内在结构。
根据轮胎骨架材料的材质不同，子午线轮胎又分为三种类型，即全钢丝、半钢丝和全纤维。
它们具有不同的使用性能：全钢丝子午线轮胎主要用在载重货车、大型公共汽车、工程机械车上；半钢丝子午线轮胎主要用在轿车、轻卡车上，也有用在载重车上的；全纤维子午线轮胎只用在时速较低、负荷不大的轿车或拖拉机上。
2、轮胎的构成轮胎是由不同纤维和不同性能的胶料组成的复合体。
如图2－1所示，轮胎一般由七个部分组成：（1）胎冠胶是轮胎与地面接触的部位，这种胶料必须耐磨性好，有一定的弹性，耐氧光和热老化，与地面有很好的抓着力。
（2）胎侧胶的胶料要求耐曲挠性能和耐氧、光老化性能好，能很好地保护轮胎胎体。
汽车子午线轮胎的结构
汽车子午线轮胎的结构汽车子午线轮胎是汽车上常见的轮胎类型之一，它的结构设计旨在提供优异的性能和安全性。
本文将详细介绍汽车子午线轮胎的结构，以及其各个部分的功能和作用。
一、胎体层汽车子午线轮胎的胎体层是由多层胶片和钢丝帘布组成的。
胶片主要由天然橡胶和合成橡胶混合制成，具有良好的弹性和抗疲劳性能。
钢丝帘布则被用来增强轮胎的结构强度，使其能承受车辆的重量和道路的冲击力。
二、胎面层胎面层是轮胎与地面直接接触的部分，它由耐磨橡胶制成，具有良好的抓地力和耐磨性能。
胎面上还有花纹，花纹的设计和排列方式可以影响轮胎的性能。
不同的花纹可以提供不同的抓地力、排水性能和减震效果，以适应不同的路况和驾驶需求。
三、胎侧层胎侧层连接了胎体层和胎面层，起到连接和保护的作用。
胎侧层一般由橡胶材料制成，具有一定的柔韧性和弹性，能够缓冲和吸收来自路面的冲击力。
四、胎内层胎内层是轮胎内部的一层薄膜，主要由气密性较好的橡胶材料制成。
它的作用是保持轮胎内部空气的稳定压力，以确保轮胎在行驶中保持正常的形状和性能。
五、钢丝束层钢丝束层是轮胎的骨架部分，由多根钢丝组成。
钢丝束层的作用是增强轮胎的结构强度和稳定性，使轮胎能够承受车辆的重量和道路的冲击力。
钢丝束层的设计和排列方式可以影响轮胎的强度和耐久性。
六、胎带胎带是轮胎的一种保护层，位于胎体层和胎面层之间。
它由多层轮胎带组成，一般由尼龙、聚酯纤维等材料制成。
胎带的作用是保护轮胎的胎体层，防止其受到外部物体的刺伤和破损。
总结：汽车子午线轮胎的结构设计旨在提供优异的性能和安全性。
它由胎体层、胎面层、胎侧层、胎内层、钢丝束层和胎带组成。
胎体层和胎面层通过胎侧层连接在一起，胎内层保持轮胎内部的稳定气压，钢丝束层增强轮胎的结构强度，胎带保护胎体层。
这些部分共同发挥着各自的功能和作用，使轮胎能够承受车辆的重量和道路的冲击力，并提供良好的抓地力、耐磨性和减震效果，以确保驾驶的安全和舒适性。
第六部分带束层设计子午线轮胎设计
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。
图6-1带束层拉伸刚度与轮胎几何特性关系
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
之间的差值）。 当f为常量时，bK值越大，断面周长越长。而带束层宽度L
和bK的比值取决于箍紧系数K，可等于和大于或小于1。子午 线轮胎的带束层宽度L应大于支撑带束层的胎体宽度bK，而 活胎面子午胎的两者之比接近于1。
3.箍紧系数对帘线应力和轮胎刚性的影响 实验证明，随着箍紧系数的变化，胎体和带束层
第4层称为保护层，一般采用高伸长率和高抗 冲击型钢丝帘线，其角度与工作层相仿，它起 着保护工作层的作用，同时也起着防止产生胎 面与带束层脱空现象，提高轮胎使用寿命与翻 新率。
(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
10-Pf滚动阻力； 11-T温度
图6-2带束层拉伸刚度与轮胎性能的关系
图6-3胎面花纹相对磨耗强度与带束层弯曲刚度的关系
带束层的弯曲刚度对轮胎在接地面的摩擦性能及磨 耗强度影响很大。据称，弯曲刚度低于40N·m2时，轮胎 的磨耗强度明显下降。胎面花纹相对磨耗强度与带束层 弯曲刚度之间的关系，见图6-3所示。研究结果表明，带 束层拉伸刚度低于(200～250)×10-2N和弯曲刚度低于 40N·m2时轮胎使用性能随之恶化。
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带束层1
带束层2
胎面胶 胎面下层胶
胎肩垫胶 胎体层 胎侧胶
内衬层 子口护胶
三角胶 钢丝圈
Байду номын сангаас
冠带层1
胎面胶 冠带层2 胎侧胶 胎脚
二、子午线轮胎与斜交轮胎结构特征比较。
（1）斜交轮胎胎体中的帘线按一定角度排列，各 层间帘线相互交叉，胎体帘线层数为偶数，胎体 承受内压引起的初始应力的80～90%。
子午线轮胎由于其结构上的特点，应与斜交轮胎 的设计方法有所不同。然而，就其设计原理来说， 至今仍是普遍采用薄膜理论，只不过在具体设计方 法上，近年来却涌现出了许多创见。由于电于计算 机软件技术的开发，使轮胎各部位受力均匀的自然 平衡轮廓设计方法，逐步演变为各部位应力合理分 布的非平衡轮廓设计方法，特别是有限元分析法的 引用，有可能真实地模拟轮胎在实际使用状态下的 断面轮廓形状，并分析其应力—应变的分布合理匹 配，从而得到优化方案以设讨轮胎的最佳轮廓形状。
（3）确定骨架材料
子午线轮胎按其采用的骨架材料来分， 有全纤维子午线轮胎，半钢丝子午线轮胎 (即胎体为纤维帘线，带束层为钢丝帘线)和 全钢丝子午线轮胎三种，根据用途、规格、 类型不同，考虑选择。
人造丝尼龙或聚酯帘线纤维胎体子午线轮 胎
芳纶帘线是一种新型骨架材料，是子午线 轮胎理想的胎体材料，很有发展前途。
胎体:多数采用单层钢丝帘布构成（或人造 丝、尼龙、芳纶等）
带束层:3-4层钢丝帘布组成， 胎肩垫胶:胎体与带束层之间有中间 胎圈部分:由钢丝圈、上下三角胶芯、钢丝
包布加强层和子口护胶等部件构成。 胎面胶:胎面上层胶、下层胶 胎侧胶: 见图4-1。
②轿车子午线轮胎结构
轿车子午线轮胎一般由胎面胶、胎面下层胶、胎侧胶、胎体 （1-2层纤维布组成）、带束层（二层钢丝帘布层）、冠 带（按技术设计要有时加一至二层尼龙帘布层，以提高轿 车胎的高速性能）、胎圈（由钢丝圈、复合硬胶芯和子口 护胶）、内衬层等构成。胎圈结构见图4-2所示。
因此，这两种结构的轮胎，它们的断面形状、胎 圈结构、带束层结构有很大的差别。 子午线轮胎和斜交轮胎的帘线排列如图4-3所示。
图4－3子午线轮胎与斜交轮胎帘线排列
第二节 子午线轮胎结构设计
• 一、子午线轮胎结构设计程序 • 二、技术要求的确定 • 三、轮廓设计主要结构参数的选取 • 四、断面轮廓曲线的设计 • 五、子午线轮胎带束层的设计与计算 • 六、子午线轮胎胎体帘线的应力计算
前苏联的CSSOT(应力－应变周期优化) 理论，它除 考虑轮胎几何形状外，还研究了材料分布对周期 性应力－应变的影响。
一、子午线轮胎结构设计程序
子午线轮胎结构设计与斜交轮胎一样分两阶 段进行。 第一阶段为技术设计：主要任务是：
① 收集为设计提供依据的技术资料 ② 确定轮胎的技术性能要求 ③ 设计外胎内外轮廓曲线 ④ 设计外胎面花纹 ⑤ 设计绘制外胎花纹总图
第一节 子午线轮胎结构特点
一、子午线轮胎的外胎构造
子午线轮胎(Radial Tire)从所采用的 骨架材料来分类，可分为全钢丝子午线轮 胎、半钢丝子午线轮胎和全纤维子午线轮 胎三种。一般载重胎多数采用全钢丝，而 轿车胎和轻卡胎则多采用半钢丝或全纤维， 详细构造分别介绍如下。
①载重子午线结构轮胎的结构
（2）子午线轮胎胎体各帘面层间的帘线，系相互 平行地由一胎圈至另一胎圈呈了午线方向的排列 （与胎胎冠中心线夹角为90度）。胎冠有大角度 基本不伸张的刚性带束层箍紧，这种结构使：
①带束层承受由内压引起的初始应力的60～75%；
②胎体帘线强力得到了充分的利用，层数减少，一 般比斜交胎少40～50%，胎体层数可为偶数，也可 为奇数。 ③胎圈所受应力比斜交胎大30～40%，钢丝圈中的 钢丝根数比斜交胎多。 ④由于胎体层数少、胎侧柔软、容易变形和刺伤， 胎侧承受的应力比斜交轮胎大。
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：
日本石桥（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；
2．轮胎负荷能力计算
负荷能力计算与斜交轮胎采用相同的计算方法， 一般根据美国轮胎协会TRA年鉴介绍的公式进行 计算。该公式是在轮辋宽度W1与充气断面宽S1的 比值等于62.5%的标准条件下经试验得出的经验 公式。故应用此公式时、需有在理想轮辋上轮胎 断面宽的换算公式与之配套使用。近年来，轮胎 向低断面发展，越来越扁平化，其理想轮辋上的 充气断面宽公式还必须另有公式进行再校正使用。
学习目的与要求
通过学习掌握子午线轮胎的技术设计及施 工设计方法；掌握子午线轮胎的配方设计原则 和成型工艺；熟练了解子午线轮胎的构造和结 构特点；了解子午线轮胎各部件胶料配方设计 方法；了解半成品部件准备及硫化工艺。
第四章 子午线轮胎设计与制造
• 第一节 子午线轮胎结构特点 • 第二节 子午线轮胎结构设计 • 第三节 子午线轮胎施工设计
第二阶段为施工设计：主要任务是：
① 确定外胎成型方法
② 确定成型鼓直径及机头宽度
③ 绘制材料分布图
④ 制定施工标准表
最后提出结构设计文件（包括技术设计和施 工设计说明书）。
虽然子午胎的设计与斜交轮胎相同，但在各个 设计阶段，其设计参数的取值，特别是施工设计 与斜交轮胎差别很大，需用专门的成型机才能完
成。
二、技术要求的确定
1．子午线轮胎设计前的准备
（1）搜集技术资料作为设计依据
与斜交轮胎设计前一样，必须搜集有关的技 术资料。例如：车辆类型及技术资料 车速及路面 条件，轮轴情况，轮胎使用要求及经济性，安全 性等。
（2）确定技术性能
轮胎类型、规格、层级、帘布层数及胎面花 纹型式；最大负荷和相应内压；轮辋规格、尺寸 及轮廓曲线；充气外胎外缘尺寸等。