第三章轮胎结构设计子午胎部分
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
轮胎-全钢子午胎讲义
第一章全钢子午胎简介第一节什么是全钢丝子午线轮胎ｌ、子午线人们为了确定各自在地球上的位置，科学家们以地球的南极和北极为中心，把地球分成360等分，地球表面从北极到南极通过英国伦敦格林威治天文台的那条径线叫做（0º径线。
同时，以赤道线为基准，把地球分成南北各９０条与赤道相平行的等分线圈叫纬线。
通过格林威治天文台的这条０º径线叫本初子午线，其它径线通称子午线。
２、子午线轮胎子午线轮胎的胎体帘线排列方向象地球子午线一样，以轮轴为中心，从一个胎圈到另一个胎圈，径向排列。
带束层帘线虽然是斜向交叉排列，但与胎冠中心线呈很小的角度。
胎体帘线按子午线方向排列内胎冠中心线呈９０º；并有帘线排列几乎接近圆周方向的带束层束箍紧胎体的这类轮胎叫做子午线轮胎；这是子午胎与斜交胎的根本区别。
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。
子午线轮胎结构的设想是一个英国人在1913年提出并取得专利的，但因当时的骨架材料和制造设备不能满足子午线轮胎的技术要求，因而未能在当时实现生产。
在三十多年以后由法国米其林公司研制成功了子午线轮胎。
1948年米其林公司首先在市场上推出了子午线轮胎。
３、全钢丝子午线轮胎轮胎的骨架材料-胎体和带束层全部采用钢丝帘线的子午线轮胎叫做全钢丝子午线轮胎。
第二节全钢子午胎的基本结构全钢子午胎分有内胎和无内胎两种形式。
有内胎全钢子午胎除外胎以外，还配有内胎和垫带，而无内胎轮胎不需要配装内胎和垫带而直接和轮辋装配。
两者外胎除子口区域和内衬层结构不同外，其他区域基本相同。
1．全钢子午胎断面及各部位名称1．1有内胎全钢子午胎1．2 无内胎全钢胎2．各部件作用：2．1胎面胎面与地面相接触，故除保护胎体之外，尚有耐磨耗、缓和冲击、防滑、驱动和制动等作用。
2．2胎肩胎肩部位较厚，为轮胎支撑部位，此部位厚度大，散热慢，所以在轮胎设计时应特别注意散热功能。
子午线轮胎结构设计
子午线轮胎结构设计俞淇华南理工大学（高分子系）一九八九年十一月目录第一章子午线轮胎结构概述--------------------------------------------51、子午线轮胎的结构与性能特征--------------------------------------52、子午线轮胎的构造部件-----------------------------------------------7[1]载重子午线轮胎构造-------------------------------------------------7[2]轿车子午线轮胎构造-------------------------------------------------7 第二章子午线轮胎负荷计算方法---------------------------------------81、载重子午线轮胎--------------------------------------------------------92、轻卡子午线轮胎--------------------------------------------------------93、轿车子午线轮胎--------------------------------------------------------9 第三章子午线轮胎断面轮廓设计的主要结构参数选取-----------101、子午线轮胎模型断面轮廓外直径与断面宽度的选取---------102、子午线轮胎断面最宽点半径（水平轴）的确定---------------113、行驶面弧度与宽度的确定------------------------------------------114、胎圈间距的选取------------------------------------------------------125、断面高与断面宽之比------------------------------------------------12 第四章子午线轮胎断面轮廓曲线的设计方法-----------------------13 1、平衡轮廓曲线设计法-------------------------------------------------13[1]确定有关设计参数-------------------------------------------------15[2]求出断面上某些点至旋转柚的半径----------------------------15[3]求出断面上相应点的曲率半径----------------------------------16[4]胎圈部位轮廓曲线的设计----------------------------------------17[5]平衡轮廓曲线与断面外轮廓的绘制---------------------------19 2、RCOT理论设计法---------------------------------------------------23[1]RCOT理论产生的背景--------------------------------------------23[2]RCOT理论的轮廓与张力特征-----------------------------------24[3]RCOT 理论的轮胎力学分析-------------------------------------27 3、TCOT理论设计方法----------------------------------------------30[1]TCOT理论产生的背景---------------------------------------------30[2]TCOT理论的特征---------------------------------------------------31a、带束层张力控制与分析------------------------------------------31b、胎圈张力控制与分析---------------------------------------------32 第五章子午线轮胎带束设计与计算------------------------------------33 1、带束层结构设计------------------------------------------------------34 （一）载重子午线轮胎-----------------------------------------------------34[1]层数、角度、密度---------------------------------------------------34a、四层结构---------------------------------------------------------------34b、三层结构--------------------------------------------------------------35c、下三层半结构--------------------------------------------------------35d、上三层半结构--------------------------------------------------------35[2]带束层的宽度和长度----------------------------------------------- 37[3]带束层的排列形式---------------------------------------------------37[4]带束层钢丝帘线------------------------------------------------------38[5]带束层橡胶部件------------------------------------------------------38a、中间胶-----------------------------------------------------------------39b、肩垫胶---------------------------------------------------------------39c、层间垫胶--------------------------------------------------------------39d、带束层封口胶-------------------------------------------------------39 （二）轿车子午线轮胎----------------------------------------------------40[1]带束层材料品种-----------------------------------------------------40[2]带束层的层数、角度、密度--------------------------------------40[3]带束层的排列形式--------------------------------------------------41a、普通叠层式----------------------------------------------------------41b、钢丝/纤维混合式--------------------------------------------------41c、折叠式----------------------------------------------------------------41d、包边式---------------------------------------------------------------422、子午线轮胎的箍紧系数---------------------------------------------423、带束层的刚性---------------------------------------------------------444、带束层帘线应力与安全系数计算---------------------------------46 第六章子午线轮胎胎体帘线应力计算---------------------------------491、帘线应力的计算公式------------------------------------------------492、安全系数k的取值---------------------------------------------------50 第七章子午线轮胎胎圈结构设计与钢丝圈应力计算---------------51 1、胎圈结构设计---------------------------------------------------------51[1]钢丝加强层胎圈结构------------------------------------------------50[2]钢丝/尼龙加强层胎圈结构-----------------------------------------51[3]纤维载重子午胎胎圈结构-----------------------------------------53[4]无内胎钢丝载重子午胎胎圈结构--------------------------------54[5]轿车子午胎胎圈结构-----------------------------------------------54 2、钢丝圈断面形状------------------------------------------------------55[1]园形断面---------------------------------------------------------------55[2]六角形断面------------------------------------------------------------55[3]U形断面---------------------------------------------------------------56 3、钢丝圈应力计算-------------------------------------------------------56 第八章子午线轮胎胎面花纹设计要求---------------------------------581、胎冠花纹设计---------------------------------------------------------582、胎肩花纹设计---------------------------------------------------------593、花纹沟槽分布---------------------------------------------------------60 第九章子午线轮胎施工设计---------------------------------------------611、成型方法与成型鼓类型的选择------------------------------------612、成型鼓宽度计算与假定伸张值------------------------------------653、成型鼓上各部件材料的施工---------------------------------------66[1]一次法成型施工顺序----------------------------------------------- 66[2]二次法成型施工顺序------------------------------------------------654、二段成型时胎坯定型尺寸的确定---------------------------------685、施工表的编写---------------------------------------------------------69第一章子午线轮胎结构概述§1 子午线轮胎的结构与性能特征子午线轮胎问世以来已有五十多年了，它是汽车工业发展中的一项杰出成就，引起了汽车悬挂系统的大改革。
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
轮胎设计与工艺学 9 第三章 普通轮胎结构设计
★
2.旦(Denier)-定长制 单位长度(9000米)的纤维或纱线所具有的重量 (以克计)称“旦”。(即纤维的相对密度为一定时 旦数越大，则纤维越粗)
G 9000 D L / 9000 Nm
式中：D—旦数； G—纤维或纱线的重量，g； L—纤维或纱线的长度，m
★
3.特(tex)或分特(dtex)-定长制
安全倍数为：
S 22 k 11.1 N 1.969
计算结果符合要求。
② 挂胶帘布厚度
作用：帘布层和缓冲层均由数层挂胶帘布组成， 挂胶帘布层上覆上一定厚度的胶层，使布层 间与帘线间增加粘合力，提高帘线的疲劳强 度和弹性。
厚度：依据胶层帘线种类、帘线粗度、轮胎类型和规格、胶料
性能及工艺条件等因素确定，帘布层之间胶层厚度不宜过厚
30 cos 30 6.0 5.16(根 / cm) 47.9 cos 50.92
ik 3
将93Odtex/2的帘线密度换算为相当于1400dtex/2规格
的帘线密度,再进行帘线密度总和的计算。
因93Odtex/2的S=14.5N/根，5.16根/cm(93Odtex/2)相
当于5.16×14.5/22=3.4根/cm(1400dtex/丝帘线
1938年美国轮胎工业开始采用人造丝代替棉帘 线，大大提高了轮胎的质量 40、50年代的小轿车和卡车的轮胎大多采用人 造丝帘线为骨架材料 到六十年代初当时的联邦德国使用人造丝的比 例高达93%，而且整个欧洲都广泛应用。
采用人造丝帘线的特点：
人造丝的高温强力降低少，在120℃时强力仅
单位长度(1000米)的纤维或纱线所具有的重量(以 克计)称“特”。若重量以分克计(1/10g)，则称“分 特”。
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。
子午线轮胎结构
子午线结构
子午线轮胎由帘布层、带束层、胎冠、胎肩和胎圈组成，并以带束层箍紧胎体。
其特点是：1)帘布层帘线排列的方向与轮胎的子午断面一致。
由于帘线如此排列，使其强度得到充分利用。
子午线轮胎的帘布层数一般可比普通斜交胎诚少约40%～50%，胎体较柔软。
2)帘线在圆周方向上只靠橡胶采联系，因此，为了承受行驶时产生的较大切向力，子午线胎具有若干层帘线与子午断面呈大角度(交角为70度～75并)、高强度、不易拉伸的周向环形的类似缓冲层的带束层。
带束层通常采用强，度较高、拉伸变形很小的织物帘布(如玻璃纤维、聚酰胺纤维等高强度材料)或钢丝帘布制造。
子午线轮胎的优点是：1)接地面积大，附着性能好，胎面滑移小，对地面单位压力也小，因而滚动阻力小，使用寿命长。
2)胎冠较厚且有坚硬的带束层，不易刺穿；行驶时变形小，可降低油耗3%～8%。
3)因为帘布层数少，胎侧薄，所4)径向弹性大，缓冲性能好，负荷能力较大。
子午线轮胎的缺点是：因胎侧较薄，胎冠较厚，在其与胎侧的过渡区易产生裂口。
侧面变形大，导致汽车的侧向’稳定性差，制造技术要求高，成本也高。
由于子午线轮胎明显优越于普通斜交胎，因此在轿车上已普遍采用，在货车上也越来越多地采用了子午线轮胎，如东风EQ1090E型、EQ2080E型、解放CAl 091型、黄河JNll82型等载货汽车和越野汽车上的轮胎，均为子午线轮胎。
子午线轮胎是由米其林公司首次于1946年发明，其名因结构而得名，胎体材料(帘线层)呈径向排列，垂直于轮胎行驶方向，类似于径纬线，因此形象的将其称为子午线轮胎。
子午线轮胎结构图：。
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×
子午线轮胎的结构及生产工艺培训
子午线轮胎的结构及生产工艺培训引言子午线轮胎是车辆行驶时与地面接触的重要部件，其结构及生产工艺对于车辆性能和安全具有重要影响。
本文将介绍子午线轮胎的基本结构和生产工艺，帮助读者了解轮胎的制造过程和重要组成部分。
一、子午线轮胎的基本结构子午线轮胎是由多个部分组成，每个部分都起着关键作用，下面将详细介绍子午线轮胎的基本结构。
1. 胎体胎体是轮胎的主要部分，由多层橡胶帘布组成，起支撑和固定轮胎的作用。
胎体的材料和结构直接影响着轮胎的强度和耐久性。
2. 芯线帘芯线帘是轮胎的骨架部分，由金属丝或合成纤维编织而成，增强了轮胎的抗拉性能和稳定性，承受了车辆行驶时的载荷。
3. 胎侧胎侧是轮胎的侧面部分，连接胎体和胎侧的胶层，起着保护和支撑轮胎的作用，也是轮胎外观的重要组成部分。
4. 花纹轮胎胎面上覆盖着花纹，用来增加轮胎与地面的摩擦力，提升车辆的操控性能和抓地力，同时还可以排水，防止悬浮积水造成打滑。
二、子午线轮胎的生产工艺子午线轮胎的生产过程复杂，需要经历多个工序和技术环节，下面将介绍子午线轮胎的生产工艺过程。
1. 橡胶混炼橡胶是轮胎的主要原料，需要先与其他添加剂进行混炼，形成橡胶胶团。
混炼过程中要控制好时间、温度和搅拌速度，确保橡胶混合均匀。
2. 芯线帘制造芯线帘是轮胎的骨架，需要经过编织、涂胶、硫化等工序制成，确保其坚固性和强度，适应轮胎的运行环境。
3. 轮胎成型在成型机上，橡胶混合料被注入模具中，经过高温和高压的硫化处理，使轮胎的各部分结合在一起，形成轮胎的基本形状。
4. 胎侧制造胎侧是通过将胶层和胎体连接起来，形成轮胎的侧面结构，需要考虑胶层的粘接性和耐磨性，确保胎侧的完整性和稳固性。
5. 花纹加工最后一道工序是对轮胎的胎面进行花纹加工，设计合理的花纹结构和深度，以满足轮胎在不同路况下的使用需求。
结论子午线轮胎的结构和生产工艺是一个复杂而精良的系统工程，不同部分的设计和制造都直接影响着轮胎的性能和寿命。
轮胎-全钢子午胎讲义
第一章全钢子午胎简介第一节什么是全钢丝子午线轮胎ｌ、子午线人们为了确定各自在地球上的位置，科学家们以地球的南极和北极为中心，把地球分成360等分，地球表面从北极到南极通过英国伦敦格林威治天文台的那条径线叫做（0º径线。
同时，以赤道线为基准，把地球分成南北各９０条与赤道相平行的等分线圈叫纬线。
通过格林威治天文台的这条０º径线叫本初子午线，其它径线通称子午线。
２、子午线轮胎子午线轮胎的胎体帘线排列方向象地球子午线一样，以轮轴为中心，从一个胎圈到另一个胎圈，径向排列。
带束层帘线虽然是斜向交叉排列，但与胎冠中心线呈很小的角度。
胎体帘线按子午线方向排列内胎冠中心线呈９０º；并有帘线排列几乎接近圆周方向的带束层束箍紧胎体的这类轮胎叫做子午线轮胎；这是子午胎与斜交胎的根本区别。
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。
子午线轮胎结构的设想是一个英国人在1913年提出并取得专利的，但因当时的骨架材料和制造设备不能满足子午线轮胎的技术要求，因而未能在当时实现生产。
在三十多年以后由法国米其林公司研制成功了子午线轮胎。
1948年米其林公司首先在市场上推出了子午线轮胎。
３、全钢丝子午线轮胎轮胎的骨架材料-胎体和带束层全部采用钢丝帘线的子午线轮胎叫做全钢丝子午线轮胎。
第二节全钢子午胎的基本结构全钢子午胎分有内胎和无内胎两种形式。
有内胎全钢子午胎除外胎以外，还配有内胎和垫带，而无内胎轮胎不需要配装内胎和垫带而直接和轮辋装配。
两者外胎除子口区域和内衬层结构不同外，其他区域基本相同。
1．全钢子午胎断面及各部位名称1．1有内胎全钢子午胎1．2 无内胎全钢胎2．各部件作用：2．1胎面胎面与地面相接触，故除保护胎体之外，尚有耐磨耗、缓和冲击、防滑、驱动和制动等作用。
2．2胎肩胎肩部位较厚，为轮胎支撑部位，此部位厚度大，散热慢，所以在轮胎设计时应特别注意散热功能。
子午线轮胎知识ppt课件
6） 轮胎的结构： ① 辐射层轮胎因强固的带束层影响，使接地部位运动少，发热 也少。 ② 钢丝胎因钢丝的热导性好，散热容易。 ③ 无内胎型轮胎，其内部的热气可直接通过轮辋散发出去。
09.04.2020
一般各种类轮胎磨耗指示点高度如下： 重型、中型载重（TB）—— 2.0mm 轻型载重（LT）—— 1.6mm 乘用、微型（PCR、UL）—— 1.6mm
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轮胎的噪声
1.声音的一般性质
⑴声音的高低——振动频率 人耳能够听到的振动频率范围大致为20～2000Hz。 音乐：30～500Hz 噪声：20～2000Hz 最近1～20Hz的超低频噪声也已引起注意。
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轮胎的使用要求
1.参照轮胎胎侧指示或包装说明 负荷 气压 速度 路面 季节
2.车辆的技术状况 前轮外倾角 前轮前束 多轴车辆的轴间精度 装配件的安装牢固度
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轮胎的使用要求（续）
3.不同结构轮胎的合理配置
所有部位轮胎采用同一型号和结构的轮
胎
——以获得最好的汽车驾驶性能
⑵声音的强弱——振幅（在一定振动频率） I=2π2vγ2α2d （erg/s.cm2） I：每秒通过单位面积的能量 γ：振动频率 α：振幅 d ：介质的密度
⑶音色——波形
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轮胎的噪声
被胎面压缩的空气从花纹沟流出
横向花纹轮胎较大
泵气噪声
路面平滑较大
发生气柱共鸣（一次振动的频率约1000Hz）
同一轴必须装配相同型号和结构的轮胎
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；
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。
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（四）低断面轮胎
随着汽车速度的加快，必须提高其稳定性。减小轮胎和轮辋直径，降低汽车重心，增大轮胎断面宽和轮辋的宽度， 提高轮胎的侧向刚性，都可以提高其稳定性。
但减小轮辋直径受到制动性限制，直径过小不能保证有效的制动性，因此降低轮胎轮胎断面高，增大断面宽的方 法得以实现，从而出现了低断面轮胎。通常宽比在0.8以下就为低断面轮胎。
补强填充体系原材料
子午线、 低断面、
无内胎 三位一体是世界轮胎工业发展的方向，发达国家在很大的程度上已经达到了这个方向，在我国也得到较快的发展
架，承受轮胎的内压负荷、载重负荷、牵引力、转向力和制动力，由纤维（尼龙、聚酯、人造丝、芳纶）帘线 或钢丝帘线构成。
胎面胶通过及地面的接触， 承受冲击和磨损，传递牵引力、转 向力、和制动力。通常根据轮胎的 不同用途和使用路况，在胎面胶上 设计有不同类型和样式的花纹。
胎侧胶、内衬（密封）层是从轮胎的内外保护轮胎的胎体帘线免受机械和化学损伤（如摩擦和氧化）。无内胎 轮胎的密封层还具有良好的防空气渗漏性。
（三）宽断面轮胎 其结构特点是断面宽比一般轮胎的断面宽0.51倍，断面高宽比为0.600.75，胎侧及通常的轮胎一样。宽断面
轮胎按行驶面形状分为单行驶面轮胎和双行驶面轮胎两种类型，宽断面轮胎负荷能力达，代替双胎并装具有以 下优点： 1、行驶性能好
轮胎与路面的接触面积大，接触压力小，压力分布均匀，因而抓着、牵引、越野性能好，急转弯时不易发 生侧向滑移。此外安全减震性能好，并且可以克服并装双胎磨耗不均匀的现象。
1、胎面耐磨 子午线轮胎冠部刚性大，行驶中的滑移量小，滚动周长大于斜交胎，因此它的胎面耐磨性比斜交轮胎高40120%。
2、滚动阻力小 一般比斜交轮胎小3040%，节省燃料68%。因为子午线轮胎胎体帘线角度为90°，滚动时帘线之间无剪切应力，滞后 损失小。
3、通过性能好 子午线轮胎的胎体柔软，下沉量大，及地面的接触面积大，接触压力分布均匀，钢丝带束层的纵向刚性大，周向 滑移量小，与地面的附着性好，牵引性能比斜交轮胎高1020%，使之在干湿路面上的通过性能都比较优越。
4、舒适性好 因为子午线轮胎的胎体柔软，周向刚性大，行驶中整体变形小，接地部分可以很好地吸收震动，所以乘座舒适，
减少乘员和车的排列，消除了斜交结构轮胎交叉排列层间的剪切移动，因此能量消耗少，生热低。
国内轮胎发展及现状
此外，由于胎体层数少，胎侧较薄，便于散热，所以行驶温度比斜交结构轮胎低3070%，例如斜交轮胎以69速度 行驶，温度可达120℃；子午线轮胎以110 速度行驶温度仅为104℃。由于行驶温度低，可以提高行驶速度，在通 常情况下可以提高2030%。伴随能量消耗的减少，耗油量比斜交轮胎可以降低510%，同时降低了空气污染。 6、耐冲击、刺扎，安全性能好 因为子午线轮胎的胎冠底部有交叉排列的钢丝带束层，所以具有较好的抗冲击、刺扎性能，行驶安全性能好。 7、使用寿命长 各项性能的优越最终反映在使用寿命上，子午线轮胎的使用寿命比斜交轮胎提高50100%，在发达国家子午线轮 胎现在追求50100万公里的使用寿命。
第三章轮胎结构设计 子午胎部分
• 第一节 轮胎轮辋基本知识
•
轮胎是汽车和其他车辆行走机构的重要组成部分，用以接触地面，承载重量，传递牵引力，
转向力和制动力，吸收道路不平而产生的震动。
•
充气轮胎是依靠充满内腔的压缩空气形成的空气垫弹性原理工作的，因此获得较高的行驶
速度和较好的乘座舒适性。
一、轮胎的组成 轮胎的外胎由帘布层、缓冲（带束）层、胎面胶、胎侧胶、内衬（密封）层和胎圈构成。帘布层是轮胎的骨
但因为结构本身的特点，给这种轮胎带来了该结构自身难以克服的缺点：原材料消耗大，磨损大，及地面的附着力 低，滚动阻力大，行驶温度高，不能满足日益提高的使用要求。
（二）子午线轮胎
子午线轮胎的结构特点是：胎体帘线的排列象地球的子午线一样，及胎冠中心线呈90°夹角，在胎冠胶的底部有 相互交叉排列的带束层，与胎冠中心线呈1524°夹角，象刚性环带一样紧箍在胎体上。因为这种独特的结构，使子 午线轮胎具有以下的优点：
2、经济意义大 单胎替代双胎，轮胎和轮辋的重量都可以减轻，轮胎可以减轻1520%，因而可以减轻车辆的载荷系数和耗油量。 此外由于轮胎的重量轻，消耗的原材料及成本也相应减小1520%，成本降低2025%。
3、改善车辆的使用性能 因为轮胎的高宽比小，车辆重心低。单胎代替双胎，轮轴弹簧可以外移，轮胎间距可以增大。已经因此车辆的 安全性和稳定性好，软硬路面均可行驶。
（五）无内胎轮胎
无内胎轮胎的结构特点是省去了内胎、垫带，胎里有气密层，胎圈部位特殊的形状及专用的轮辋紧密着合， 保证了充入胎里的压缩空气不会泄露。这种轮胎的优点是：
使用方便，安全性能好，热量容易从轮辋散发，行驶温度低，可减轻胎面磨耗，改善胎体老化，延长轮胎 使用寿命，由于不使用内胎、垫带，轮胎重量可减轻1015%，节省原材料，降低油耗，轮胎的平衡性能进一步 提高，利于高速行驶。
二、轮胎的类型
（一）斜交轮胎
斜交轮胎的结构特点是胎体帘布层帘线按一定角度相互交叉排列，帘线于胎冠中心线的垂直线相交的角度称为胎 冠角，一般在4854°的范围内。为使轮胎的受力分布均匀，帘布层数为偶数。缓冲层是用密度较小的帘布构成。斜 交轮胎是一种沿用时间最长，使用最广泛的传统结构轮胎。
优点是胎体坚固、负荷辨析功能小、胎侧不易损伤、转向和制动性能良好。由于生产历史长，生产工艺易于掌握， 生产效率高，加工费用低。
缓冲（带束）层是增加轮胎行驶面部位的强度，承受轮胎的内压负荷，承受和分散冲击力、震动力和剪切力的 重要部件。
胎圈的作用是将轮胎紧固于轮辋上。
现在轮胎按胎体帘布和缓冲（带束）层结构的不同，分为斜交轮胎和子午线轮胎两个基本类型，原来曾经出现 过的形形色色结构类型的轮胎，随着轮胎和相关行业的发展而逐渐消失。