1、技術設計 技術設計的目的要求設計出使用性能好的輪胎輪廓和花紋。 技術設計 的好 壞直接影響輪胎的使用性能。技術設計內容包括：確定輪胎類型、規格、選用基本材料、外胎充氣用外緣 尺 寸、進行硫化模型中外胎外輪廓設計 （為硫化模型設計提供數據）及內輪廓設 計 （為水胎、內胎設計提供數據）、花紋設計（供硫化模型設計用）；繪制（硫化 模 型中）外胎材料分布圖（供施工設計用）、最后提出技術設計說明書。施工設計 施工設計的目的是使上述的技術設計能付之施工。施工設計的內容包括：根據技術設計進行外胎成型機頭輪廓設計、 繪制在成 型 機頭上外胎半成品材料分布圖、計算出外胎施工表、設計胎面壓出樣板輪廓； 提出材 料

2、和半制品的施工方法和要求，最后提出施工設計說明書。汽車外胎設計第一章 技術設計第一節 設計前的準備設計前首先要從社會調查入手，搜集如下原始資料：1、車輛的類型與情況搜集所設計的車輛情況目的是要解決設計的主要技術要求， 根據 這些要求來確定所設計的輪胎類型與規格， 及進行設計參數的選取和 花紋設計。了解車輛情況包括：白重、載重、車軸數、整車的重量在各軸上 的分配、軸上的輪胎數量、汽車允許輪胎的最大外緣尺寸等。2、輪耦情況了解輪耦情況的目的是作為輪胎胎圈曲線設計的依據， 使所設計 的輪胎能緊固于輪耦上。了解輪耦的情況包括：輪耦的類型、輪耦的規格與代號、輪耦的 斷面曲線等。見橡膠手冊 P 177 P

3、 185 。3、雙輪距輪胎充氣后在負荷下的斷面寬不能超過雙輪距，否側裝雙胎的兩胎胎側會互相磨擦般兩胎間的間隙要求在 25- 30mm4、車速其它使用條件如路面情況高速車與底速車的設計參數是有區別的。 高帶車要求速度高、安 全、行 駛平穩。底速車一般為載重用，要求載重量大、速度也要快。 了解路面情況和 使用條件 ( 耐熱、耐寒等 ) 是給花紋設計提供依據用。5、單胎負荷要求了解單胎負荷是供確定輪胎規格及 簾布層層數之用。6、國內外其它廠、牌同規格輪胎的結構及使用情況。 層數、內壓、負荷及層級等方面情況。 充氣前、后以及負荷下的輪胎和曲線變化情況。 輪胎物理機械性能試驗及機床試驗情況。 實際使用中

4、的性能和優缺點情況。 使用單位的建議和要求。第二節 確定技術要求在完成原始資料搜集工作的基礎上，對新廣品設計應與使用方確 定技術要 求，以作為設計依據。設計后可進行試產，試驗后經試驗和 使用鑒定后再確定為 暫行技術標準，經主要領導部門批準后進行生 廣。對于改進廣品設計亦應在充分 收集資料的基礎上，根據國家標準 或新定產品技術要求進行設計。技術要求包括：1、輪胎類型、規格、簾布層數、胎面花紋。2、基本系數、最大負荷 ( kg) 、相應氣壓 ( kg/cm 2)標準輪 耦或適用輪3、 主要尺寸：充氣后外直徑 D'及斷面寬B'；負荷下靜止半徑 和斷面寬；內胎雙 層最小厚度；墊帶中部最

5、小厚度及邊緣 最大厚度。4、內胎氣門嘴型式或尺寸標準。5 、 要求行駛里程或使用壽命。第二節 設計步驟與方法一、確定骨架材料：人造絲、尼龍 ! 、鋼絲。二、確定輪胎類型：根據車輛的類型及使用條件而定。三、確定輪胎的規格：根據要求的單胎最大負荷量、充氣壓力、輪 耦標準、汽車予留給輪胎的空隙、雙胎距、道路條件等而定。所選取的輪胎規格其允許最大負荷量應大于車輛制造廠所規 定的單胎最大負荷量，一般大 5-10%, 這樣當車輛稍超載時，輪胎不 致于超負荷使用， 以保證輪胎的行駛壽命。四、確定設計時所用輪耦型號、規格。五、確定充氣后外緣尺寸：包括充氣后外直徑D'及充氣后斷面寬B',各種規格

6、的輪胎充氣后外緣尺寸一般都有國家標準，故設計的輪胎其充氣后外緣尺寸應在國家標準允許公差范圍內， 并參考國內、外 同類型、同規格輪胎的尺寸。六、輪胎負荷能力的計算：選定輪胎規格及確定輪胎充氣后外緣尺寸之后，必需驗對其負荷 能力，應用海爾公 式進行驗算，算出的負荷能力應大致符合國家標準 規定，而要大于車輛制造廠規定的單 胎負荷量，一般大 510%海爾公式:Q = 0.231AKP 0'585 Bm1-39 (bm+c|)式中：Q輪胎實際負荷能力 kgA速度系數見表2-1-1K 輪胎類型系數 見表2-1-2P輪胎充氣壓力kg/cm2d輪耦直徑 cmBm 一在理想輪耦上充氣輪胎斷面寬cm180

7、 - sin-1C/BB M 0.625 =B 141.3其計算可才用下式：（角度比例法）行駛路面 與車 速非公路行駛胎正常路面各種車速16km/ 小時良好公路最大車速16km/小時最大車速16 40km/小時A1.451.401.351.301.251.201.001.701.202.00斷面寬平靜備16.00 21.0024.00板拖負荷6.00 16.00 24.006.00 米礦30.00注14.0021.0032.0014.00采礦與車用與伐伐木用用胎木用（公式推導見附錄）（1）表 2-1-1表 2-1-2輪胎類型低壓乘用胎低壓載重胎農業拖拉機胎寬輪耦拖拉機胎K0.4250.4650

8、.4760.392（農業機械胎）0.255備注棉線胎體人造絲胎體尼龍胎體拖拉機胎0.225限于24口寸直徑輪耦 限于24 n 寸直徑輪車罔 BM為輪 耦寬與斷面寬之比為80%的輪車罔丄測規格：在確定輪胎程負荷下的靜半徑時，應根據各種輪胎的壓縮系數適當考慮，般載重胎的壓縮系數為 10 13%,轎車胎為14 16%,農業拖拉機和工程機械胎可達20%左右，同種輪胎在不同使用條件下可用不同的壓縮系數，走在好路面上行駛時，則采用較低的氣壓，高 載輪胎中的第二層級輪胎的壓縮系數同第一級輪胎（一級胎）一樣， 內壓比第一層級高20%，第二層比第一層高5-10%,同時，內壓也 比 第一層級輪胎高30%左右，在確

9、定輪胎負荷及斷面寬時，應保證雙輪間距在20mm以上。2)(3)180 -sin C/B'Bm。 - Bn135.61180 sin 1C/B'BE B 扁一當使用輪耦寬對充氣輪胎斷面寬之比（C/B'）接近0.625時，用（1）式；當C/B'接近0.7時，用（2）式；當C/B'接近0.85進，用C便可查手冊得出（3）式。輪耦類型、規格、代號確定后，輪耦寬度Bm也可用下式計算：（尺寸比例法）Bm = B' （ 0.625B m 一 C）Ki式中：B'、C同上，當確定輪耦寬度時應根據充氣輪胎斷面度來選定：一般比值為：C/B'（載重）普通

10、輪耦 0.60.66、寬輪耦0.7- C/B'（轎車）普通輪耦0.85、寬輪耦0.7Ki 一為充氣輪胎斷面寬變化系數，北京橡膠院根據實測及國外資料統計，認為載重尼龍胎 Ki選取0.400是比較適宜的。Bi'- B2'Ki = _ C i - C2Bi'、B2'分別為寬輪耦，窄輪耦上充氣輪胎斷面寬；Ci、C2分別為寬輪正I寬、窄輪正I寬。無論用角度比例法或是尺寸比例法算出的Bm的數據是非常接近的。另外北京橡膠院鄭正乍付總工程師白1973年以來以美國TRA公式為基礎，對輪胎負荷計算公式進行了一系列的研究，在橡膠工業1978年3期上發表了他的負荷計算公式，計算

11、方法簡單，計算結果接近美國公式。從海爾公式說明了如下幾個問題：W=K 0.425 P 0.585 Sd1.39（Dk Sd）i、內壓與負荷的關系從公式可知，輪胎的負荷能力隨其充氣壓力增大而增大，因此,不同的內壓有其相應的負荷能力。如表 2 1 3所示表2 1 39.00-20尼龍胎的氣壓和負荷標準層級1012氣壓P2kg / cm4.254.55.05.255.66.0負荷Qkg167017601830191019802050空心輪胎的負荷由內壓來承受，而內壓是由胎體簾線承受。因此，為提高負荷能力，不能無限制地增加壓力，否則簾線受力大，胎體安 全倍數下降。因此各 種規格的輪胎，在技術條件中都要

12、規定其使用內 壓標準和負荷標準。以保證輪胎 既有較高的負荷能力，而又有良好的 使用性能及較長的使用壽命。2、內壓負荷與變形的關系輪胎在超負荷與內壓不足的情況下都會導致輪胎變形增大，即下沉量增大。這樣，由此而產生的各部件應力也增大，會出現肩空、肩裂。負荷下的下沉量，計算其下沉率，數據填在上表中，并對該胎進行水壓爆破試驗，計算輪胎實際安全倍數，數據填在上表中。最后才根據該類型的輪胎所規定的下沉率輪桐 I 寬、輪胎斷面寬與負荷的關系在設計時如果輪耦型號、規格已為車輛設計時所決定，則輪耦 寬度就已確 定下 來了，不存在選用 輪耦的問題。否 貝應盡可能選用 較寬的輪耦，因為 輪耦 增寬，輪胎充 氣斷面寬

13、增大，上 面充氣輪胎斷面 寬變化系數 匕 =坦主的值說明了輪耦寬度增加1 毫米，充氣輪胎斷面寬增大C1 - C2K毫米（Ki為正值）。輪胎充氣后斷面寬增大，則輪胎的負荷能力就隨之提高，如圖 2-1-1 所示。且輪耦增寬，車輛行駛平穩，臨界速度 可提高，在保持原來負 荷能力前提下，還可適當降低內壓，改善緩沖 性能。因而，目前無論是載重胎還 是乘用胎都向寬輪耦方向發展。七、硫化模型中外胎的橫斷面外輪廓設計（一）斷面寬 B 與斷面高 H 外直徑 D 的確定首先確定 H/B 值，然后根據 B'/B 值的變化范圍，并參考相同或 接近于所設 計的外胎（規格和 H/B 值都相同或較接近）的外緣尺寸

14、變化實測結果，最后才確 定 B'/B 值，通過下式算出 B、H 、D 值：B'B'/ B式中 B'充氣外胎斷面寬，其它符號同上將計算出的 B 用接近所設計的外胎（規格 H/B 均相同或接近） 進行實際測量來校正B 確定后計算 H 及 D:H = B H /B D = 2H d 式中： d 輪耦直徑，其它符號意義同上。為加工方便， B、H 和 D 計算結果必需取整數（以 mm 表示）， 然后再反過 來核算所取的設計參數H/B 、B'/B 。H/B 取值范圍如下：載重胎：普通花紋1.10 1.20越野花紋1.15 1.25轎車胎：普通花紋0.96 1.14越

15、野花紋1.08 1.20日本轎車胎：普通結構0.92 0.970.85 0.900.80 0.930.78 、0.70 、0.60子午胎結構 0.70 0.78B'/B 取值范圍如下：載重胎 1.08 1.15上述的設計順序是先計算斷面寬B,然后計算斷面高H和外直徑D。也可先計算外直徑 D，然后計算斷面高H和斷面寬B。方法如下:D'D =-計算模型外胎外直徑 D:載重胎0.990 0.999轎車胎0.985 0.999載重胎 B 比充氣胎小 815%, D大 0.11.0% ；轎車胎 B 比充氣胎小 612%, D大 0.11.5%D'/D式中 D' 充氣外胎外

16、直徑；D'/D 充氣外胎外直徑與模型外直徑之比。其取值范圍如下計算斷面 Wj H :7 D = 2H d圖 2-1-2 外胎斷面示意圖2式中符號意義同上計算斷面寬 B:c HB - -H /B關于 H/B 、B'/B 、D'/D 三個設計參數 :1、 H/B 值H/B值對輪胎形狀，變形情況，使用性能的影響H/B值是輪胎結構設計中具有代表性的參數，它決定了輪胎的形狀及 輪胎充氣 前后外輪廓基本尺寸變化情況（見第二章第一節） 因而 H/B 值直接影響 著輪胎的使用性能，從而其它結構參數 的先擇必需考慮 H/B 值的影響。H/B 值大，輪胎斷面外形較直，即胎側曲率較小，胎側屈 撓范圍大，能分散肩部和子口部的應力，從而可改善那兩個部位的質量毛病。過去使用的窄輪耦， C/B 值較小，在負荷作用 肩部和子口部受應力較 大，加上過去多使用棉簾線作骨架材 料，其疲勞性能較差，因而常發生 子口折斷毛病。為解決這個 問題，一方面在輪耦寬度 C 沒有改變的條 件下減少斷面寬 B 以增大 C/B 值，使屈撓應力上移，有效地減少子口部 位應力， 另一方面增大 H/B , 以增大胎側曲撓范圍，避免應力集中于子 口，而且由于要提高里程，而