子午線輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)子午線輪胎設(shè)計(jì)與制造1精選PPT子午線輪胎設(shè)計(jì)與制造第一節(jié)子午線輪胎結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第二節(jié)子午線輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三節(jié)子午線輪胎施工設(shè)計(jì)2精選PPT第一節(jié)子午線輪胎結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、子午線輪胎的外胎構(gòu)造

子午線輪胎(RadialTire)從所采用的骨架材料來(lái)分類，可分為全鋼絲子午線輪胎、半鋼絲子午線輪胎和全纖維子午線輪胎三種。一般載重胎多數(shù)采用全鋼絲，而轎車胎和輕卡胎則多采用半鋼絲或全纖維，詳細(xì)構(gòu)造分別介紹如下。3精選PPT①載重子午線結(jié)構(gòu)輪胎的結(jié)構(gòu)胎體:多數(shù)采用單層鋼絲簾布構(gòu)成（或人造絲、尼龍、芳綸等）帶束層:3-4層鋼絲簾布組成胎肩墊膠:胎體與帶束層之間有中間胎圈部分:由鋼絲圈、上下三角膠芯、鋼絲包布加強(qiáng)層和子口護(hù)膠等部件構(gòu)成。胎面膠:胎面上層膠、下層膠胎側(cè)膠:見圖4-1。4精選PPT5精選PPT6精選PPT7精選PPT②轎車子午線輪胎結(jié)構(gòu)轎車子午線輪胎一般由胎面膠、胎面下層膠、胎側(cè)膠、胎體（1-2層纖維簾布組成）、帶束層（二層鋼絲簾布層）、冠帶（按技術(shù)設(shè)計(jì)有時(shí)加一至二層尼龍簾布層，以提高轎車胎的高速性能）、胎圈（由鋼絲圈、復(fù)合硬膠芯和子口護(hù)膠）、內(nèi)襯層等構(gòu)成。胎圈結(jié)構(gòu)見圖4-2所示。8精選PPT9精選PPT10精選PPT二、子午線輪胎與斜交輪胎結(jié)構(gòu)特征比較。（1）斜交輪胎胎體中的簾線按一定角度排列，各層間簾線相互交叉，胎體簾線層數(shù)為偶數(shù)，胎體承受內(nèi)壓引起的初始應(yīng)力的80～90%。（2）子午線輪胎胎體各簾面層間的簾線，系相互平行地由一胎圈至另一胎圈呈了午線方向的排列（與胎胎冠中心線夾角為90度）。胎冠有大角度基本不伸張的剛性帶束層箍緊，這種結(jié)構(gòu)使：

①帶束層承受由內(nèi)壓引起的初始應(yīng)力的60～75%；11精選PPT②胎體簾線強(qiáng)力得到了充分的利用，層數(shù)減少，一般比斜交胎少40～50%，胎體層數(shù)可為偶數(shù)，也可為奇數(shù)。③胎圈所受應(yīng)力比斜交胎大30～40%，鋼絲圈中的鋼絲根數(shù)比斜交胎多。

④由于胎體層數(shù)少、胎側(cè)柔軟、容易變形和刺傷，胎側(cè)承受的應(yīng)力比斜交輪胎大。因此，這兩種結(jié)構(gòu)的輪胎，它們的斷面形狀、胎圈結(jié)構(gòu)、帶束層結(jié)構(gòu)有很大的差別。子午線輪胎和斜交輪胎的簾線排列如圖4-3所示。12精選PPT子午線輪胎與斜交輪胎簾線排列13精選PPT第二節(jié)子午線輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、子午線輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序二、技術(shù)要求的確定三、輪廓設(shè)計(jì)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取四、斷面輪廓曲線的設(shè)計(jì)五、子午線輪胎帶束層的設(shè)計(jì)與計(jì)算六、子午線輪胎胎體簾線的應(yīng)力計(jì)算14精選PPT

子午線輪胎由于其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，應(yīng)與斜交輪胎的設(shè)計(jì)方法有所不同。

設(shè)計(jì)原理：至今仍是普遍采用薄膜理論。由于電于計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的開發(fā)，使輪胎各部位受力均勻的自然平衡輪廓設(shè)計(jì)方法，逐步演變?yōu)楦鞑课粦?yīng)力合理分布的非平衡輪廓設(shè)計(jì)方法，特別是有限元分析法的引用，有可能真實(shí)地模擬輪胎在實(shí)際使用狀態(tài)下的斷面輪廓形狀，并分析其應(yīng)力—應(yīng)變的分布合理匹配，從而得到優(yōu)化方案以設(shè)討輪胎的最佳輪廓形狀。15精選PPT自80年代起呈現(xiàn)出許多新的輪胎設(shè)計(jì)方法，如：普利斯通公司的RCOT

(最佳滾動(dòng)輪廓)理論，適用于轎車子午線輪胎的設(shè)計(jì)；TCOT(最佳張力控制)理論，適用于載重子午線輪胎的設(shè)計(jì)；日本橫濱公司的STEM(應(yīng)變能量最小化)理論。日本東洋公司的DSOC(動(dòng)態(tài)模擬最佳化輪胎形狀)理論，適用于載重子午線輪胎的設(shè)計(jì)；前蘇聯(lián)的CSSOT(應(yīng)力－應(yīng)變周期優(yōu)化)理論，它除考慮輪胎幾何形狀外，還研究了材料分布對(duì)周期性應(yīng)力－應(yīng)變的影響。16精選PPT

子午線輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與斜交輪胎一樣分兩階段進(jìn)行。第一階段為技術(shù)設(shè)計(jì)：主要任務(wù)是：

①收集為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的技術(shù)資料②確定輪胎的技術(shù)性能要求③設(shè)計(jì)外胎內(nèi)外輪廓曲線④設(shè)計(jì)外胎面花紋⑤設(shè)計(jì)繪制外胎花紋總圖

一、子午線輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序17精選PPT第二階段為施工設(shè)計(jì)：主要任務(wù)是：①確定外胎成型方法②確定成型鼓直徑及機(jī)頭寬度③繪制材料分布圖④制定施工標(biāo)準(zhǔn)表

最后提出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文件（包括技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)說明書）。雖然子午胎的設(shè)計(jì)與斜交輪胎相同，但在各個(gè)設(shè)計(jì)階段，其設(shè)計(jì)參數(shù)的取值，特別是施工設(shè)計(jì)與斜交輪胎差別很大，需用專門的成型機(jī)才能完成。18精選PPT1．子午線輪胎設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備（1）搜集技術(shù)資料作為設(shè)計(jì)依據(jù)

與斜交輪胎設(shè)計(jì)前一樣，必須搜集有關(guān)的技術(shù)資料。例如：車輛類型及技術(shù)資料車速及路面條件，輪軸情況，輪胎使用要求及經(jīng)濟(jì)性，安全性等。

（2）確定技術(shù)性能輪胎類型、規(guī)格、層級(jí)、簾布層數(shù)及胎面花紋型式；最大負(fù)荷和相應(yīng)內(nèi)壓；輪輞規(guī)格、尺寸及輪廓曲線；充氣外胎外緣尺寸等。二、技術(shù)要求的確定19精選PPT（3）確定骨架材料

子午線輪胎按其采用的骨架材料來(lái)分，有全纖維子午線輪胎，半鋼絲子午線輪胎(即胎體為纖維簾線，帶束層為鋼絲簾線)和全鋼絲子午線輪胎三種，根據(jù)用途、規(guī)格、類型不同，考慮選擇。

人造絲尼龍或聚酯簾線纖維胎體子午線輪胎.

芳綸簾線是一種新型骨架材料，是子午線輪胎理想的胎體材料，很有發(fā)展前途。

20精選PPT

鋼絲簾線主要用于子午線輪胎的胎體及帶束層，其主要特點(diǎn)是耐熱性極好，強(qiáng)度高，同時(shí)伸長(zhǎng)率極小，對(duì)保持輪胎尺寸穩(wěn)定性極為有利。例如:全纖維子午線輪胎主要為輕型轎車輪胎和拖拉機(jī)輪胎，半鋼絲子午線輪胎主要為高速轎車輪胎和輕型載重輪胎，9.00R20以下的中型載重輪胎。全鋼絲子午線輪胎主要適用于重型載重輪胎和工程輪胎，9.00R20可用全鋼絲，亦可用半鋼絲。21精選PPT2．輪胎負(fù)荷能力計(jì)算

負(fù)荷能力計(jì)算與斜交輪胎采用相同的計(jì)算方法，一般根據(jù)美國(guó)輪胎協(xié)會(huì)TRA年鑒介紹的公式進(jìn)行計(jì)算。該公式是在輪輞寬度W1與充氣斷面寬S1的比值等于62.5%的標(biāo)準(zhǔn)條件下經(jīng)試驗(yàn)得出的經(jīng)驗(yàn)公式。故應(yīng)用此公式時(shí)、需有在理想輪輞上輪胎斷面寬的換算公式與之配套使用。近年來(lái)，輪胎向低斷面發(fā)展，越來(lái)越扁平化，其理想輪輞上的充氣斷面寬公式還必須另有公式進(jìn)行再校正使用。由于輪胎規(guī)格品種繁多，因此出現(xiàn)一系列不同的計(jì)算理想輪輞上充氣斷面寬的配套公式，這里僅以輕型載重汽車輪胎和轎車輪胎為例做一簡(jiǎn)單介紹。

22精選PPT輕型載重汽車輪胎負(fù)荷計(jì)算公式為:23精選PPT式中W—負(fù)荷能力，KN；

K—負(fù)荷系數(shù)(輕卡普通斷面子午線輪胎單胎=l.197，雙胎=0.88×單胎負(fù)荷)；

P—內(nèi)壓，kPa；DR—輪輞名義直徑，cm；S—W1/S1為62.5%的理想輪輞上的輪胎充氣斷面寬，cm；

W1—設(shè)計(jì)輪輞寬度，cm；

S1—在設(shè)計(jì)輪輞上的輪胎斷面寬度，cm；

H1—新胎斷面高度，cm；24精選PPT轎車輪胎負(fù)荷能力計(jì)算公式為：25精選PPT式中W—負(fù)荷能力，KNK—負(fù)荷系數(shù)(78系列，82系列套用K=1.745,70系列K=1.655);P—內(nèi)壓，kPaDR—輪輞名義直徑，cmW1—設(shè)計(jì)輪輞寬度，cm;S1—在設(shè)計(jì)輪輞上的輪胎斷面寬度，cmH—新胎斷面高度(普通斷面輪胎為1.0l×設(shè)計(jì)斷面高，扁平輪胎為1.02×設(shè)計(jì)斷面高)，cm26精選PPT負(fù)荷計(jì)算示例以6.50R16-10PR輪胎為例已知條件:P=549kPa,W1

=14.0cm，DR=40.6cm，H=17.2CM，S1＝18.5cm計(jì)算公式為:27精選PPT先計(jì)算

計(jì)算dd=0.96×17.85－17.2=－0.064(cm)計(jì)算S計(jì)算Sd

Sd=17.13-0.637×(-0.064)=17.17(cm)

計(jì)算W=0.88×9.485=8.437KNKN28精選PPT1、模型外直徑D和斷面寬B的確定

到目前為止，還沒有科學(xué)的方法來(lái)確定輪胎硫化模型尺寸與充氣壓后輪胎尺寸之間的關(guān)系，因此子午胎的設(shè)計(jì)也只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)考慮不同的胎體簾線的伸長(zhǎng)性能、輪胎斷面輪廓形狀、帶束層角度和長(zhǎng)度等的影響來(lái)選擇充氣輪胎與硫化模型之間斷面寬和外直徑的膨脹比。下表列出載重和輕卡子午線輪胎充氣斷面寬(B?)和模型斷面寬(B)對(duì)不同胎體簾線的斷面膨脹比的取值范圍。三、輪廓設(shè)計(jì)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取29精選PPT有關(guān)轎車子午線輪胎的B′/B值，應(yīng)隨其系列H／B扁平比的不同而變化。以人造絲胎體而言，B′/B取值約為1.005～1.03，一般來(lái)講，扁平比低的取值??；反之，就取大值。不同胎體簾線的斷面寬膨脹比值胎體簾線類型B′/B鋼絲簾線1.01~1.02人造絲簾線1.02~1.04聚酯簾線1.05～1.07尼龍簾線1.06～1.1030精選PPT

因?yàn)樽游缇€輪胎的外直徑膨脹率要比斜交輪胎小很多，故其充氣后的外直徑變化甚小(大致增加1～2mm)。據(jù)此，模型斷面外直徑一般可取與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的新胎充氣外直徑相當(dāng)或稍小的尺寸。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)確定輪輞類型、寬度、充氣外直徑D′、充氣斷面寬B′之后，就應(yīng)著手確定模型尺寸，可確定模型外直徑D與模型斷面寬B。因?yàn)檩喬ピ诔錃鉅顟B(tài)下工作，充氣外緣尺寸大，但增大的程度遠(yuǎn)比斜交輪胎小，特別是低斷面纖維胎體鋼絲帶束的轎車胎，斷面寬和外徑的膨脹率就更小。31精選PPT

轎車子午線輪胎，高寬比為0.7～0.8時(shí)(人造絲胎體鋼絲帶束層結(jié)構(gòu))充氣后外徑一般膨脹0～2mm,斷面寬膨脹0～2%。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，子午線輪胎D′/D值大約在1.000～1.003之間，B′/B值為1.00～1.02左右。幾種轎車子午線輪胎斷面膨脹率如表4-1所示。32精選PPT輪胎規(guī)格D'/DB'/B205/75R151.00221.016185SR141.00151.000185/70SR141.0001.002185/70SR130.9981.000165SR141.0011.007175SR141.0011.011表4-1幾種轎車子午胎斷面膨脹率

根據(jù)輪胎外直徑和內(nèi)直徑，可計(jì)算得到斷面高H：33精選PPT2、斷面水平軸位置確定

斷面水平軸位于斷面最寬點(diǎn)，是輪胎法向變形最大部位，用數(shù)值H1/H2表示。普通斜交輪胎H1/H2值大約在0.83～0.95間，而子午線輪胎通常在1.0～1.12左右，轎車輪胎約在1.00～1.20之間。

子午線輪胎值H1/H2大于普通斜交輪胎，原因在于子午線輪胎胎體簾線垂直于鋼圈呈輻射形排列，故胎圈所受應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通斜交輪胎。水平軸遠(yuǎn)離胎圈，使法向變形最大值靠近胎冠，可減少胎圈變形，改善胎圈脫層相磨損。34精選PPT

子午線輪胎斷面最寬點(diǎn)半徑的位置要比斜交輪胎的高，能使其變形落在水平軸以上帶束層端點(diǎn)以下的上胎側(cè)高(H2)區(qū)域之內(nèi)，并減小下胎側(cè)高(H1)區(qū)域的應(yīng)力和胎圈的應(yīng)力。由于子午線輪胎胎體簾線呈徑向排列，其鋼絲圈承受力要比斜交輪胎的大，故斷面最寬點(diǎn)半徑要取得高一些來(lái)減輕承受力。

一般轎車子午胎的H1/H2取值為1.0～1.2，載重子午線胎最高可達(dá)1.4。35精選PPT據(jù)美國(guó)專利介紹，載重子午線輪胎的斷面高(H)與斷面寬(B)之比為1時(shí)的H2確定方法，計(jì)算公式為：H2＝(H－FH)×0.59式中H2—輪胎斷面上胎側(cè)高；FH—輪輞的輪緣高。根據(jù)RCOT理論設(shè)計(jì)轎車子午線輪胎的斷面最寬點(diǎn)半徑，要比傳統(tǒng)法設(shè)計(jì)的取值大。36精選PPT3、行駛面寬度b和弧度高h(yuǎn)的確定

子午線輪胎行駛面弧度的選取，主要與輪胎扁平比和帶束層剛性有關(guān)，此外，行駛面弧度半徑(ρn)與行駛面寬度(b)、帶束層寬度(Bw)與行駛面寬度、行駛面弧度高(A)與斷面高、行駛面寬度與斷面寬度之比及胎體簾線類型等都有相當(dāng)大的影響。37精選PPT

帶束層剛性對(duì)行駛面寬度內(nèi)的花紋磨耗均勻性有很大的關(guān)系，如二層帶束層輪胎的行駛面邊端直徑增大，要比四層的大得多。因此，對(duì)多層鋼絲帶束層輪胎來(lái)說，應(yīng)采用較小的行駛面弧度，因在此情況下，行駛面弧度大會(huì)減小接地面積，從而對(duì)胎面的耐磨性、磨耗均勻性和抓著性都會(huì)有不良的影響。38精選PPT

為保證輪胎與路面之間在行駛面寬度范圍之內(nèi)有較大的接地面積，子午胎的h與H之比一般宜取0.02～0.04，b與B之比為0.7～0.85。

ρn與b之比和Bw與b之比對(duì)輪胎的耐磨性和耐久性也有較大的影響，為了兼顧兩者的性能，Bw/b值為0.94～1.05較為適宜，而ρn/b之值，轎車子午線輪胎為2.1~2.5、載重子午線輪胎為1.3～1.8。子午線輪胎屬低斷面，外直徑較小，因此接地印痕長(zhǎng)軸較短，為了不減少輪胎的接地面積，應(yīng)隨著高寬比的減少而適當(dāng)增加行駛面寬度b，減少弧度高h(yuǎn)既可改進(jìn)輪胎的制動(dòng)性，又可提高胎面的耐磨性能。39精選PPT

b、h的取值與輪胎類型;花紋型式，路面條件有關(guān)，取決于帶束層剛性，亦要考慮行駛面弧度半徑R與行駛面寬b的比值，帶束層寬度BW與b的比值。帶束層剛性對(duì)胎面磨耗均勻性影響很大，多層剛性大的鋼絲帶束層子午線輪胎應(yīng)采用較小的行駛面弧度高，以增大輪胎與路面的接地面積。40精選PPT

一般子午線輪胎h/H為0.02～0.04，相應(yīng)b/B取值為0.70～0.85。轎車子午線輪胎向增大b和減小h的趨勢(shì)發(fā)展，但行駛面寬度一般不應(yīng)超過下胎側(cè)弧度與輪輞曲線交點(diǎn)之間的距離。高速輪胎行駛面寬度應(yīng)比常速輪胎窄，通常取斷面寬的65～70%，以改善胎肩部應(yīng)變狀況和減小滾動(dòng)損失。41精選PPT4、胎圈間距的選取

胎圈間距(C)一般選用與輪輞寬度相等或者也可小于輪擱間距，但不超過15～25mm，C值小于輪輞寬度可提向輪胎的耐磨性能和側(cè)向剛性。

C與B之比，一般而言，轎車子午線輪胎為0.7～0.8，載重子午線輪胎為0.7～0.75。42精選PPT5、斷面高與斷面寬之比

對(duì)子午線輪胎而言，H/B之比可不必直接選取，這是由于子午線輪胎外直徑變化很小，斷面高也就成了定值。斷面寬主要受胎體簾線性能的影響，由B′/B的膨脹比來(lái)確定。另外，轎車子午線輪胎和寬輪輞載重子午線輪胎都有相應(yīng)的系列，其H／B之比大體上成為定值。據(jù)介紹載重子午線輪胎H／B為0.96～1.05，轎車子午線輪胎為0.80～0.85。但對(duì)寬輪輞低斷面載重子午線輪胎和轎車子午線輪胎來(lái)說，都因有相應(yīng)的系列分類，H／B比值的選取可由其系列分類而定。43精選PPT

美藉華人黃祟期先生和歐杰先生推薦的一種子午線輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，即是以平衡輪廓理論為依據(jù)，以薄膜-網(wǎng)絡(luò)理論為基礎(chǔ)。該理論最初應(yīng)用于斜交輪胎輪廓設(shè)計(jì)，后來(lái)也用于子午錢輪胎，假設(shè)的條件是：①認(rèn)為充氣壓力是唯一的作用應(yīng)力，而且應(yīng)力僅僅作用于薄膜壁之上；②對(duì)剪切和屈撓力均可忽略不計(jì)，當(dāng)輪胎充氣時(shí)，胎體所受應(yīng)力是均勻分布的。這樣的輪廓曲線稱為“自然平衡輪廓曲線”。見圖所示。四、斷面輪廓曲線的設(shè)計(jì)44精選PPT

從靜態(tài)力學(xué)平衡方程式中得出充氣輪胎平衡輪廓曲率半徑公式（1）如下。由于子午線輪胎胎體簾線角度為90°。(也有稱0°)，其曲率半徑公式可簡(jiǎn)化為公式(2)。1－帶束層；2－均勻胎體應(yīng)力，3－胎圈自然平衡輪廓曲線45精選PPT斜交輪胎式中ρ－輪廓任意點(diǎn)的曲率半徑rk－胎冠點(diǎn)半徑rm－斷面最寬點(diǎn)半徑－胎冠點(diǎn)簾線角r－輪廓任意點(diǎn)半徑（1）46精選PPT子午線輪胎

從公式(2)中可以看出，只要確定rk和rm后，即可求得輪廓上任意點(diǎn)的曲率半徑(ρ)。根據(jù)各點(diǎn)不同的曲率半徑作出平衡輪廓曲線。由于胎體具有一定厚度，故應(yīng)以胎體層的中線來(lái)計(jì)算平衡輪廓曲線較為合理。具體設(shè)計(jì)步驟分述如下：（2）47精選PPT1、確定有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)

需要先確定的輪胎設(shè)計(jì)參數(shù)有：輪胎外半徑(R)，輪胎斷面寬(B)，胎圈間距(或輪輞寬度)(C)，子口著合半徑(rt)，輪胎行駛面弧度半徑(ρ1)，胎面至簾布層中線的厚度(m)，胎側(cè)至簾布層中線的厚度(n)，輪輞邊緣半徑(即輪輞邊緣至旋轉(zhuǎn)軸的距離)(rf)。48精選PPT2、求出斷面上某些點(diǎn)至旋轉(zhuǎn)軸的半徑

從理論上來(lái)講，平衡輪廓曲線上各點(diǎn)的曲率半徑均不相同，但在實(shí)際上為了方便計(jì)算和合理制造模型，可不必要求很多曲率半徑，而只需尋求幾個(gè)典型位置點(diǎn)的曲率半徑和曲率過渡節(jié)點(diǎn)位置，如胎冠點(diǎn)(A)、斷面最寬點(diǎn)(B)等，見圖2所示。49精選PPT典型點(diǎn)位置的確定求出典型點(diǎn)至旋轉(zhuǎn)鈾的半徑：rk=R-mrm=(R+rt)/2(或按確定的斷面最寬點(diǎn)半徑)下胎側(cè)k點(diǎn)半徑：rk=rm-k/250精選PPT3、求出斷面上典型點(diǎn)的曲率半徑胎冠點(diǎn)曲率半徑(ρ2)：ρ2＝ρ1－m斷面最寬點(diǎn)胎側(cè)曲率半徑（ρ3）：ρ3＝（rk2-rm2）/2rm胎肩曲率半徑（ρ4）：ρ4＝（rk2-rm2）/2rk下胎側(cè)k點(diǎn)曲率半徑(ρ5)：ρ5＝（rk2-rm2）/2rf

根據(jù)上述公式求得的曲率半徑進(jìn)行斷面輪廓曲線的繪制。曲率半徑的圓心O2、O3分別在縱、橫軸上，O4、O5以內(nèi)切圓用幾何作圖法找出圓心。51精選PPT4、胎圈部位輪廓曲線的設(shè)計(jì)

由于輪胎胎圈厚度大大超過胎體層的厚度，所以平衡輪廓曲線的中線應(yīng)設(shè)在胎圈的中央部位。必須先確定鋼絲圈中心點(diǎn)E的坐標(biāo)，可根據(jù)胎圈結(jié)構(gòu)和鋼絲圈的排列來(lái)確定S和q值，即可定下E點(diǎn)的位置(見圖)。然后以ρ5為半徑，通過E點(diǎn)向下胎側(cè)的弧線作外公切圓，這樣就可給得胎圈部位的輪廓曲線(見圖所示)。52精選PPT5、平衡輪廓曲線與斷面外輪廓的繪制根據(jù)上述步驟，將已知參數(shù)和計(jì)算參數(shù)制表(見下表)。

輪胎規(guī)格：日期：原始參數(shù)R＝B＝rf＝rt=C=ρ1＝m=n=S=q=計(jì)算參數(shù)rk=R-m=rm=(R+rt)/2=ρ2=ρ1-m=k=rK-rm=rb=rt-q=rK*=(3rm-rK)/2=ρ3＝（rk2-rm2）/2rm=ρ4＝（rk2-rm2）/2rK=ρ5＝（rk2-rm2）/2rf=53精選PPT

通過計(jì)算得出各部位的曲率半徑，即可進(jìn)行平衡輪廓曲線的繪制。先將已知的輪胎外緣尺寸繪成輪胎斷面框圖，然后按計(jì)算的或選取的ρ1在斷面中心線上畫出輪胎行駛面弧，接著用ρ1減去簾市層中線厚度m的ρ2畫出胎冠點(diǎn)曲率弧，再用計(jì)算的ρ4曲率半徑作內(nèi)切圓，找出連接弧的圓心O4，將胎冠與胎側(cè)兩個(gè)弧線連接起來(lái)，再在選好的k點(diǎn)位置上用ρ5曲率找出連接弧圓心O5繪出下胎側(cè)弧。胎圈部位的輪廓曲線，先按確定好的S與q值找出E點(diǎn)位置，然后借用ρ5作出從E點(diǎn)至下胎側(cè)曲線弧的外公切圓，最后繪制成以中線為基準(zhǔn)的平衡曲線，見圖。在平衡輪廓中線基礎(chǔ)上配制各部位的厚度t1、t2、t3和曲率半徑ρ7、ρ8以及胎圈寬度j等參數(shù)，即可給出輪胎斷面的外輪廓。54精選PPT平衡輪廓曲線55精選PPT輪胎斷面輪廓繪制56精選PPT

帶束層是子午線輪胎的主要受力部件，在很大程度上決定著胎體的變形，并承受著約為60～75％的應(yīng)力。帶束層的剛性對(duì)子午線輪胎使用性能影響很大，因此，對(duì)它的設(shè)計(jì)與計(jì)算是子午線輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心問題。五、子午線輪胎帶束層的設(shè)計(jì)與計(jì)算57精選PPT五、子午線輪胎帶束層的設(shè)計(jì)與計(jì)算1、骨架層的選取2、帶束層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3、帶束層的箍緊系數(shù)4、帶束層的剛性5、帶束層簾線應(yīng)力與安全系數(shù)計(jì)算58精選PPT59精選PPT

帶束骨架層為子午線輪胎的主要受力部件，需具有一定的強(qiáng)度和剛度，帶束層的剛性決定于簾線的種類、角度，密度，通常采用鋼絲簾線，而且簾線粗度較大，一般單絲粗度不低于0.2mm,在0.2～0.38mm范圍內(nèi)，視輪胎規(guī)格和性能而定。1、骨架層的選取60精選PPT例如9.00R20輪胎的鋼絲簾線為3+9×0.22結(jié)構(gòu)，簾線強(qiáng)度為1127N/根，而10.00R20輪胎選用3+9+15×0.22鋼絲簾線，簾線強(qiáng)度為2471N/根，轎車子午線輪胎帶束層鋼絲簾線結(jié)構(gòu)多為1×4或1×5，單絲直徑為0.21～0.25mm，簾線直徑0.5～0.8mm，簾線強(qiáng)度為294～588N。61精選PPT

由此可見鋼絲簾線規(guī)格不同，帶束層強(qiáng)度亦不同，但無(wú)論采用何種結(jié)構(gòu)簾線，國(guó)際上所用的鋼絲簾線粗度都不低于0.22mm。為提高帶束層剛度，一般載重胎采用以下結(jié)構(gòu)的鋼絲簾線作帶束層：3×0.20+6×0.35；3×0.20+6×0.38；3×9×0.22；3+9+15×0.22；7×4×0.2262精選PPT

高速轎車子午胎除鋼絲簾線之外；還采用1~2層尼龍簾線，以增加帶束與胎面膠的附著力和箍緊力。

轎車胎常用的鋼絲簾線規(guī)格有：

1×4×0.231×5×0.232+7×0.20+1×0.151×4×0.251×5×0.252+7×0.23+1×0.11×4×0.282+2×0.282+2×0.2563精選PPT

帶束層結(jié)構(gòu)主要是指它的簾線層數(shù)，簾線角度、密度和排列方式，帶束層的厚度、寬度和長(zhǎng)度，以及所采用的簾線結(jié)構(gòu)與類型等。這些參數(shù)決定了帶束層的剛性，而其剛性直接影響子午線輪胎的使用性能，如耐磨性能、操縱穩(wěn)定性、安全性和節(jié)油等。帶束層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式很多，視輪胎類別和使用條件不同及所用的材料特性等而有差別，下面分載重子午線輪胎與轎車子午線輪胎的帶束層設(shè)計(jì)介紹如下。2、帶束層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)64精選PPT(1)、載重子午輪胎帶束層設(shè)計(jì)①帶束層的層數(shù)、角度、密度。

載重子午線輪胎的帶束層一般由3～4層鋼絲簾線所組成．采用的結(jié)構(gòu)形式常見的為層疊式，是根據(jù)輪胎規(guī)格和使用條件而定的，如大規(guī)格輪胎或路面差、使用條件苛刻，則應(yīng)選用4層，反之，則以3層為宜。65精選PPT載重子午線輪胎帶束層的結(jié)構(gòu)形式66精選PPTA、四層結(jié)構(gòu)第1層為過渡層，簾線角度為55～65°。是最靠近胎體簾線層的，主要起著使由子午向排列的胎體簾線角度過渡到接近周向排列的小角度帶束層，可減小層間的剪切力，避免帶束層與胎體簾布層之間的脫層；第2、3層是帶束層中主要承受應(yīng)力者，稱工作層，簾線角度為15～23°。起著束縛胎體向外膨脹的作用，其剛性可直接影響輪胎的耐磨性、操縱性和節(jié)油等使用性能；67精選PPT第4層稱保護(hù)層，一般采用高伸長(zhǎng)簾線，角度與工作層相仿，是起著保護(hù)工作層的作用，也起著防止胎面與帶束層之間產(chǎn)生脫空現(xiàn)象，提高輪胎的使用壽命和翻新率。68精選PPTB、三層結(jié)構(gòu)

國(guó)外載重子午線輪胎多數(shù)采用3層結(jié)構(gòu)的帶束層，僅把A的第4層取消(見圖)，它具有減輕輪胎質(zhì)量和簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝等優(yōu)點(diǎn)。C、下三層半結(jié)構(gòu)

將第1層過渡層分為兩個(gè)邊部，中間部分被斷開(見圖)。這是法國(guó)米西林公司的子午線輪胎常用的帶束層結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是能降低胎冠中央部位的剛性，使輪胎接地印痕面積中的單位壓力分布得較為均勻，從而提高胎面磨耗的均勻性。69精選PPTD、上三層半結(jié)構(gòu)

將第4層改為分布在兩肩部窄條高伸長(zhǎng)鋼絲簾線，角度呈0°。排列(見圖)。這種結(jié)構(gòu)能提高輪胎肩部的剛性，可防止帶束層端部產(chǎn)生變形，保證在高速行駛時(shí)具有穩(wěn)定的尺寸，大大降低帶束層端部所受的應(yīng)力和生熱，這是意大利皮列里公司推出的全鋼絲低斷面無(wú)內(nèi)胎載重子午綏輪胎的帶束層結(jié)構(gòu)，據(jù)稱，與一般束層子午線輪胎相比，節(jié)油5％，行駛里程提高20％。且高速性能好，翻新率高。

70精選PPT

帶束層簾線角度的取值，既要考慮到帶束層對(duì)胎體的箍緊系數(shù)，又要照顧到便于加工。據(jù)報(bào)道帶束層角度大于20°，就不能使胎體獲得必要的箍緊效果。但角度太小，不僅使帶束層的裁斷和接頭等工藝操作復(fù)雜化，而且對(duì)輪胎的使用性能不利，容易產(chǎn)生帶束層脫層的危險(xiǎn)。對(duì)子午線輪胎耐磨性來(lái)說，帶束層簾線的最宜角度為15～20°。但在很大程度上取決于簾線的模量和膠料的粘附強(qiáng)度，且與輪胎規(guī)格有關(guān)。71精選PPT

帶束層簾線密度要根據(jù)簾線的直徑及所受應(yīng)力而定。一般而言，第1層密度可稀一些，主要是便與胎體具有良好的粘附強(qiáng)度，可選用4～5根/cm；第2、3層密度為5～6根/cm，主要是確保輪胎的受力強(qiáng)度(安全倍數(shù))和帶束層間的粘合強(qiáng)度，所用膠料的含膠率為50～60％；第4層密度不宜太大，約為3～4根／cm，因?yàn)轫毰c胎面膠具有良好的粘合性。72精選PPT②帶束層的寬度和長(zhǎng)度

寬度：載重子午線輪胎的帶束層寬度一般與胎面寬度相等。因太窄會(huì)降低胎面的剛性和穩(wěn)定性，還會(huì)產(chǎn)生磨肩現(xiàn)象，過寬又會(huì)造成帶束層脫層。據(jù)報(bào)導(dǎo)，帶束層寬度(Bw)與行駛面寬度(b)之比為1.05以下，對(duì)保持輪胎的耐久性有利；但從防止胎肩異常磨損來(lái)看，Bw/b在0.9以上為宜。因此，綜合兼顧上述兩種性能，取值范圍為0.94～1.05。每層依次與下一層的差級(jí)為10～15mm，最上面的保護(hù)層寬度為最寬帶束層的50％以上。如果過渡層為兩個(gè)斷開的窄層，其寬度約為最寬層的30％。73精選PPT長(zhǎng)度：帶束層長(zhǎng)度(帶束層直徑)對(duì)箍緊系數(shù)有直接的影響，由于它受硫化模型和工藝操作要求的限制，只能根據(jù)胎坯直徑到模型胎面花紋溝底深之間隙來(lái)取值。一般情況下，帶束層的膨脹率在3％以下為好，1％為最理想?，F(xiàn)舉三種硫化模型的帶束層膨脹率取值：兩半模型3.5～5％；I型活絡(luò)模2～3％；Ⅱ型或Pielli型活絡(luò)模1～1.5％。74精選PPT③帶束層的排列形式

帶束層的排列形式對(duì)子午線輪胎的磨耗、行駛性能和其本身脫層等都有很大影響。帶束層的排列形式多樣，如梯形、等寬疊層式、交叉排列式、折疊式、包邊式等；帶束層的排列方向，如以四層結(jié)構(gòu)為例有：左右左右(－＋－＋)、右左右左(＋－＋－)、右右左左(＋＋－－)、左左右右(－－＋＋)、右右左右(＋＋－＋)、及左左右左(－－＋－)等，都對(duì)輪胎的操縱穩(wěn)定性有直接的影響。75精選PPT④、帶束層鋼絲簾線結(jié)構(gòu)。鋼絲簾線規(guī)格一般選擇直徑在0.22～0.38mm。常用的簾線結(jié)構(gòu)有：過渡層：3＋9×0.22＋1×0.15；工作層：3×0.20＋6×0.38，3＋9＋15×0.22＋1×0.1，7×4×0.22＋1×0.153；保護(hù)層(高伸長(zhǎng)鋼絲)：4×4×0.221HE，3×7×0.22HE，3×4×0.22HE。76精選PPT⑤帶束層用膠料(1)中間膠

放在胎體與第一帶束層之間，也有放在胎面與上帶束層之間的。中間膠能提高粘附性能，增加帶束層的剛性，減少層間剪切力。(2)肩墊膠

具有低定伸、高耐疲勞而柔軟的肩墊膠，是置于帶束層末端之下，將胎體簾布層與帶束墻頭隔開，使胎肩與胎側(cè)的連接弧度較為平坦，轉(zhuǎn)移或吸收胎肩部的應(yīng)力，防止連接區(qū)的早期損壞。77精選PPT(3)層間墊膠

由于載重于午線輪胎帶束層層數(shù)較多，端部受力和變形均較大，尤其是在工作層(2～3層)，因此在工作層之間放置墊膠。墊膠要求硬度高、模量高、變形小。(4)封口膠

由于帶束層鋼絲端頭是沒有鍍層的，且末固定。因此，端頭應(yīng)加貼粘合性能好、高耐疲勞、強(qiáng)力高的封口膠。從一定意義上講，封口膠決定著子午線輪胎成敗的關(guān)鍵。78精選PPT(2)轎車子午線輪胎帶束層設(shè)計(jì)

①帶束層材料作為轎車子午線輪胎帶束層材料是比較多的，有人造絲、玻璃纖維、芳綸(B纖維)、鋼絲等，其中以用鋼絲居多，芳綸則很有發(fā)展前途，因輕量化對(duì)輪胎是一項(xiàng)很重要的指標(biāo)。現(xiàn)推廣使用的鋼絲簾線結(jié)構(gòu)有：4×0.25，5×0.25，2＋7×0.22＋0.15，2＋2×0.25/0.28等；發(fā)展的結(jié)構(gòu)有2＋2×0.25/0.28，2×0.30HE，3×0.30HE，2＋7×0.22等。79精選PPT②帶束層的層數(shù)、角度、密度

纖維帶束層：一般為4～6層，角度為13～18°。層間交叉排列；

鋼絲帶束層：一般為2層，角度為15～22°。

簾線角度還與輪胎速度級(jí)別有關(guān)：S級(jí)輪胎為24°，H級(jí)為22°，V級(jí)為20°。

纖維帶束層密度一般為8～14根/cm(據(jù)簾線的強(qiáng)度與直徑而定)，鋼絲帶束層密度一般為5～8根／cm(亦據(jù)簾線的強(qiáng)度與直徑而定)。簾線密度的選取應(yīng)考慮其與膠料的粘合性能。

80精選PPT③帶束層的排列形式A、普通疊層式：以兩層鋼絲帶束層交叉排列的端部保持一定的差級(jí)。優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便；散熱性好，也很耐用。B、鋼絲／纖維混合式：為了提高輪胎行駛穩(wěn)定性，對(duì)高速轎車胎采用兩層鋼絲帶束層上再加1～2層尼龍簾布(稱冠帶層)，排列角度與胎冠中心線呈0°。尼龍層寬度稍大于或等于鋼絲層。優(yōu)點(diǎn)是能防止駐波的產(chǎn)生和脫層的危險(xiǎn)，是目前高速轎車胎較常用的形式。81精選PPT

C、折疊式：

是多層纖維帶束層常用的(見下圖a)，可增強(qiáng)端邊剛性，從而提高胎面磨耗均勻性與高速行駛穩(wěn)定性，也可防止端部脫層。兩層鋼絲帶束層，一般下層向上折疊包住上層(見圖b)，反包部分寬度約為胎面寬的1／4。折疊式帶束層的排列形式82精選PPT折疊式反包帶束層D、包邊式帶束層：

簾線角度上層28°，下層為32°，U型包邊簾線角度為17°

。這是米西林公司為克服折疊式易彎曲斷裂而新設(shè)計(jì)的(見圖)。83精選PPT

子午線輪胎若無(wú)帶束層，其斷面輪廓直徑最大，寬度最小(見圖)。因受帶束層的箍緊作用，使斷面輪廓形狀變化較大，因此假設(shè)有一箍緊系數(shù)(k)對(duì)斷面形狀施加影響：

k＝(H0-H)/H式中H0－無(wú)帶束層的充氣輪胎斷面高H－有帶束層的充氣輪胎斷面高abcd帶束層對(duì)胎體斷面輪廓形式的影響3、帶束層的箍緊系數(shù)84精選PPT隨著箍緊系數(shù)的變化，胎體和帶束層受力情況也會(huì)發(fā)生變化箍緊系數(shù)對(duì)胎體、帶束層簾線應(yīng)力和輪胎剛性的影響T－胎體簾線應(yīng)力；T0－帶束層周向應(yīng)力；T1－帶束層簾線應(yīng)力；γ－徑向剛性85精選PPT

在相同條件下，增大子午線輪胎的k值，可導(dǎo)致胎體簾線張力減小，帶束層簾線張力增大，帶束層承受的周向力增大及徑向剛性減小?？梢妅值變化必然會(huì)影響輪胎的性能，故k值選取要恰當(dāng)，一般而言，轎車胎為0.11～0.16；載重輪胎為0.07~0.08。這是因?yàn)檗I車胎充氣壓較低，為了行駛安全，故k值宜大；裁重胎k值小，有利于應(yīng)力的合理分布?；钐ッ娴淖游缣?，k值宜大些。86精選PPT5、帶束層簾線應(yīng)力與安全系數(shù)計(jì)算計(jì)算公式。式中Tb—帶束層內(nèi)壓總應(yīng)力，N；P—輪胎內(nèi)壓，KPa；Rk—胎里半徑，cm；R0—零點(diǎn)半徑，cm。

F—充氣輪胎內(nèi)輪廓截面積，cm287精選PPTF可按右圖斷面內(nèi)輪廓圖直接用求積僅或按下列公式求得F=2(Rm·B′+Faa′c)式中B′－內(nèi)輪廓斷面寬；Faa′c－由圖中表示。載重子午線輪胎可用下式近似計(jì)算F:

F/2=B′(0.8Rk－0.2Rm)

88精選PPT帶束層每根鋼絲應(yīng)力計(jì)算公式為：式中:Nb—帶束層單根鋼絲所受應(yīng)力，N；bb—帶束層平均寬度，cm；nb—帶束層層數(shù)；ib—帶束層簾線密度，根/cm；βb—帶束層角度，度。89精選PPT式中St－帶束層單根簾線扯斷強(qiáng)力，N／根Nb－單根簾線所受強(qiáng)度，N/根

K值的確定根據(jù)采用計(jì)算公式而定，如用美國(guó)公式，載重輪胎一般要求6倍以上，轎車輪胎則要10倍以上；如采用蘇聯(lián)公式，載重輪胎為15~20倍。安全系數(shù)(及)計(jì)算：90精選PPT

應(yīng)用舉例以9.00R20輪胎為例，已知輪胎內(nèi)壓P＝686.5kPa,胎里半徑Rk＝48cm，零點(diǎn)半徑R0＝38.3cm,F實(shí)測(cè)為2212.95cm。則帶束層內(nèi)壓總應(yīng)力為

帶束層基本層平均寬度bb為14.8cm,nb為二層，基本層簾線角度為70°，基本層密度65根/cm。則帶束層每根鋼絲應(yīng)力為:91精選PPT又知使用的鋼絲強(qiáng)力為1765.2N，則安全倍數(shù)為:92精選PPT六、子午線輪胎胎體簾線的應(yīng)力計(jì)算

子午線輪胎的胎體簾線呈90°(徑向)排列，故其承受由內(nèi)壓引起的應(yīng)力比斜交胎小一些，這是子午線輪胎胎體簾布層數(shù)減少的主要原因，可用計(jì)算來(lái)說明。93精選PPT

子午線輪胎用纖維胎體、鋼絲帶束層結(jié)構(gòu)，這是一種比較理想的結(jié)構(gòu)，它有許多優(yōu)點(diǎn)。見表所示。

子午線輪胎用纖維胎體鋼絲帶束層結(jié)構(gòu)性能項(xiàng)目尼龍斜交胎帶束斜交胎全纖維子午胎纖維胎體鋼絲帶束子午胎牽引性抓著性100120140180舒適性100100110110抗刺扎性100120140150高速性100110125150價(jià)格100110115130耐磨性100130145200負(fù)荷能力100110110120節(jié)油性100105—115耐久性10010013016094精選PPT六、子午線輪胎胎體簾線的應(yīng)力計(jì)算1、胎體骨架材料的選取2、簾線應(yīng)力的計(jì)算3、安全系數(shù)的取值95精選PPT1、胎體骨架材料的選取胎體骨架材料的作用：增加輪胎的強(qiáng)度；提高輪胎的剛性；承擔(dān)負(fù)荷、限制輪胎的變形。用于子午線轎車胎胎體的骨架材料很多，有人造絲、聚酯、和尼龍。因此輪胎的性能和質(zhì)量，在很大程度上為骨架材料所制約、是提高質(zhì)量的重要保證之一。96精選PPT骨架材料的發(fā)展演變1、棉簾線的產(chǎn)生

1892年Dunlop提出應(yīng)用無(wú)緯線的織物試制輪胎的設(shè)想，隨后，Welch根據(jù)無(wú)緯簾布的特點(diǎn)試制出了輪胎，改善了輪胎在道路上的駕駛與制動(dòng)性能，并于1894~1895年獲得專利。這對(duì)輪胎工業(yè)來(lái)說是一次大變革。采用棉簾線促進(jìn)了輪胎質(zhì)量的提高，但棉簾線的強(qiáng)力低（最高只有100N/根），而且在高溫下(120℃)其強(qiáng)力下降至原來(lái)的50%以上。耐沖擊性能也很差，在壞路面上行駛?cè)菀装l(fā)生爆破。特別是大型卡車和礦山用汽車輪胎簾布層數(shù)多，引起行駛過程中生熱高，易造成簾布間脫層。棉簾線輪胎重量大，汽車的燃料消耗多，隨著汽車速度的提高，已不能滿足汽車對(duì)輪胎性能的要求而淘汰。97精選PPT2、人造絲的出現(xiàn)

1932年第一次出現(xiàn)人造絲簾線，1938年美國(guó)輪胎工業(yè)開始采用人造絲代替棉簾線，大大提高了輪胎的質(zhì)量。40、50年代的小轎車和卡車的輪胎大多采用人造絲簾線為骨架材料。隨著人造絲簾線強(qiáng)度的提高，在輪胎中的應(yīng)用比例越來(lái)越大。到六十年代初當(dāng)時(shí)的聯(lián)邦德國(guó)使用人造絲的比例高達(dá)93%，而且整個(gè)歐洲都廣泛應(yīng)用。

人造絲的高溫強(qiáng)力降低少。在120℃時(shí)強(qiáng)力僅下降20%左右，高溫強(qiáng)力保持率、耐沖擊性和耐疲勞性等都比棉簾線高很多。提高了汽車的行駛速度，并降低了輪胎的滾動(dòng)阻力，從而使輪胎的質(zhì)量和性能都提高了一大步。98精選PPT3尼龍簾線的應(yīng)用

早在1942年尼龍簾線就用于制造軍用車胎，但直到1947年才開始轉(zhuǎn)入民用輪胎的制造。它具有強(qiáng)力高、密度小、彈性好、吸濕率低、耐沖擊強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。非常適宜于做輪胎的骨架材料。采用尼龍簾線可減少胎體簾布層數(shù)，減輕輪胎的重量，降低了輪胎的滾動(dòng)阻力，節(jié)約能源。因而尼龍簾線在輪胎工業(yè)中的應(yīng)用獲得迅速發(fā)展，目前在斜交胎中仍然得到廣泛的使用。99精選PPT⑴聚脂簾線六十年代初美國(guó)最先用聚脂簾線制造輪胎。它的特點(diǎn)是伸長(zhǎng)比尼龍小與人造絲接近；強(qiáng)力比尼龍低，但高于人造絲；耐沖擊和耐疲勞性與尼龍相近，比人造絲優(yōu)越得多。它迅速發(fā)展為轎車胎的骨架材料。

100精選PPT⑵鋼絲簾線

早在三十年代鋼絲簾線已經(jīng)開始在輪胎結(jié)構(gòu)中應(yīng)用。最初由法國(guó)米其林公司（MichelinCo.）用于生產(chǎn)斜交胎。其特點(diǎn)是強(qiáng)力高、伸長(zhǎng)小，制得的輪胎耐磨性和耐沖擊性好，不發(fā)生爆破，但緩沖性能很差，所引起的振動(dòng)會(huì)使汽車的懸掛系統(tǒng)元件和彈簧的損壞。鋼絲簾線受到重視是在子午胎出現(xiàn)以后，迄今為止它是制造子午線輪胎的主要骨架材料。從它的性能價(jià)格比來(lái)看，目前還未有哪種簾線能與它競(jìng)爭(zhēng)。101精選PPT⑶玻璃纖維

四十年代初，美國(guó)固特異（Goodyear）和費(fèi)爾斯通（Firestone）公司開始研究用玻璃纖維制造輪胎。它的特點(diǎn)是價(jià)格便宜、資源豐富。六十年代美國(guó)興起制造帶束斜交胎熱潮時(shí)，玻璃纖維用于這類輪胎的帶束層制造，后來(lái)也曾用于子午線輪胎的帶束層中。但由于它的耐屈撓性能差，至今未能有大的發(fā)展。102精選PPT⑷芳綸（B纖維）

這是七十年代研究成功的新骨架材料，它的主要特點(diǎn)是強(qiáng)力高，伸張率小、耐熱性好、耐屈撓性能比鋼絲和玻璃纖維好得多。這是一種較理想的骨架材料，特別適用于各種類型的子午線輪胎，但由于其價(jià)格昂貴，至今尚未得到廣泛應(yīng)用。

總之，骨架材料發(fā)展對(duì)輪胎結(jié)構(gòu)的演變和質(zhì)量的提高起著極其重要的作用。它使輪胎的行駛速度、負(fù)荷能力和安全性能得到不斷的提高。103精選PPT纖維(簾線)規(guī)格表示方法

細(xì)度是表爾纖維、紗線的粗細(xì)程度，它是纖維材料的重要指標(biāo)之一。細(xì)度可以用直徑徑或截面積來(lái)表示，但測(cè)量較繁而費(fèi)時(shí)，誤差較大。因此，一般采用與粗細(xì)有關(guān)的間接指標(biāo)纖度來(lái)表示，常用的有以下三種方法。1．公支(支數(shù))—定重制

單位重量(以克計(jì))的纖維、紗線具有的長(zhǎng)度(以米計(jì))稱為公支或支數(shù)。例如1克重的纖維長(zhǎng)度為60米，則稱60支。其中：Nm—公支(支數(shù))；L－纖維或紗線的長(zhǎng)度，mG－纖維或紗線的重量，g。對(duì)于同一種纖維而言，支數(shù)越高，表示纖維越細(xì)，反之，表示纖維越粗。但對(duì)于相對(duì)密度不同的纖維，則其粗細(xì)就不能用支數(shù)來(lái)直接比較。104精選PPT2．旦(Denier)—定長(zhǎng)制

單位長(zhǎng)度(9000米)的纖維或紗線所具有的重量(以克計(jì))稱“旦”。(即纖維的相對(duì)密度為一定時(shí))旦數(shù)越大，則纖維越粗。式中：D—旦數(shù)；G—纖維或紗線的重量，g；L—纖維或紗線的長(zhǎng)度，m105精選PPT

3.特(tex)或分特(dtex)—定長(zhǎng)制

單位長(zhǎng)度(1000米)的纖維或紗線所具有的重量(以克計(jì))稱“特”。

若重量以分克計(jì)(1/10g)，則稱“分特”。特或分特、支數(shù)和旦數(shù)的換算關(guān)系如下：旦數(shù)×支數(shù)＝9000特?cái)?shù)×支數(shù)＝1000旦數(shù)＝9×特?cái)?shù)分特?cái)?shù)＝10×特?cái)?shù)旦數(shù)＝0.9×分特?cái)?shù)106精選PPT尼龍簾布規(guī)格107精選PPT滌綸簾布性能108精選PPT

美國(guó)、日本子午線輪胎多用聚酯簾線，而西歐國(guó)家主要用人造絲簾線。我國(guó)目前轎車子午胎胎體也聚酯簾線。人造絲干強(qiáng)度較高，濕強(qiáng)度較低，彈性模量較高，回彈率、伸長(zhǎng)率較低，耐熱性好，但耐磨性較差，與橡膠粘合，耐酸堿較差。子午線輪胎常用人造絲規(guī)格、性能如下表所示。109精選PPT1840dtex/3人造絲性能主要指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品絕干強(qiáng)度，N44N定荷伸長(zhǎng)率，%絕干裂伸長(zhǎng)率，%直徑，mm初捻捻度，捻/m復(fù)捻捻度，捻/m經(jīng)線捻向≥235.42.0±0.512±20.78±0.03290±20290±20ZS≥225.62.0±0.712±20.78±0.04290±20290±20ZS≥215.82.0±0.812±20.78±0.05290±20290±20ZS110精選PPTA)尼龍簾線:

尼龍簾線的主要特點(diǎn)是強(qiáng)度高，吸濕率低，故濕強(qiáng)度也很高，彈性好，耐曲撓性能比人造絲高10倍，耐磨性優(yōu)于其它纖維，但在高溫下收縮率、伸長(zhǎng)率大，和橡膠粘合差，所以在使用前必須進(jìn)行浸膠和熱伸張?zhí)幚怼)聚酯纖維:聚酯纖維由二元酸和二元醇合成制得。其主要特點(diǎn)是強(qiáng)度高、回彈性和耐疲勞性能良好，初始模量高，尺寸穩(wěn)定性好，但行駛過程中生熱高，耐久性差，故限制了聚酯簾線的使用范圍。111精選PPTC)芳綸簾線:這是一種新型的適用于各種類型子午線輪胎用的胎體材料。其主要特點(diǎn)是強(qiáng)度高，伸長(zhǎng)率小，收縮率低，初始模量高，耐熱性和熱穩(wěn)定性好，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐輻射，但和橡膠粘合性能差。D)鋼絲簾線:

主要用于子午線輪胎的胎體及帶束層，也可用于普通結(jié)構(gòu)工程輪胎的帶束層。其主要特點(diǎn)是耐熱性和導(dǎo)熱性極好，強(qiáng)度高，且強(qiáng)度受溫度影響極小(當(dāng)溫度升高到其它纖維熔化點(diǎn)時(shí)，鋼絲還能保持原強(qiáng)度的93%)，初始模量高，伸長(zhǎng)率極小，有利于輪胎尺寸穩(wěn)定性能。其缺點(diǎn)是密度大;與橡膠粘合及耐疲勞腐蝕，化學(xué)腐蝕差。112精選PPT

為防止鋼絲松散以及增加鋼絲簾線同橡膠粘合，有時(shí)在簾線外層纏繞一根螺旋鋼絲，這種結(jié)構(gòu)鋼絲用于胎體較好。輪胎的胎圈鋼絲通常采用直徑為1.0mm的粗鋼絲，其扯斷強(qiáng)力17.65～22.06MPa，表面鍍黃銅或僅鍍銅。中國(guó)的鋼絲簾線是用輪胎簾線專用鋼作材質(zhì)制造的。規(guī)格如下表所列。113精選PPT

國(guó)產(chǎn)輪胎鋼絲簾線規(guī)格和性能公稱直徑，mm結(jié)構(gòu)捻向扯斷強(qiáng)力，N100m質(zhì)量，kg0.450.600.650.900.900.901.051.201.201.201.351.401.551×4（0.22）1×4（0.25）1×5（0.25）1×3×7(0.15)1×7×3(0.15)3(0.15)+6(0.30)7×3(0.15)1+3+9+9×3(0.15)1+3+5×7(0.15)1+3+9+9×3(0.15)7×7(0.15)7×4(0.20)7×4(0.20)SSSZ/SZ/SZ/SZ/SS/S/ZZ/Z/SZ/Z/SZ/Z/SZ/SS/Z392.26441.29637.43784.57882.59980.661176.791470.991569.061569.062157.462059.392451.660.120.1550.1920.270.2950.3750.4100.570.5350.540.600.610.86注:S為左捻,Z為右捻.114精選PPT

總之，作為輪胎骨架材料必須具備強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定性和耐屈撓性能等基本性能。當(dāng)前在普通斜交輪胎中，尼龍是骨架材料的主要品種，而在子午線輪胎中，鋼絲簾線是帶束層和胎體簾線的主要品種，人造絲，聚酯和玻璃纖維均占一定比例，芳綸有一定發(fā)展，是一種很有前途的輪胎骨架材料。無(wú)論哪一種骨架材料都各有其優(yōu)缺點(diǎn)，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)輪胎的規(guī)格和結(jié)構(gòu)要求，選擇合適的骨架材料，充分發(fā)揮其特點(diǎn)，以保證輪胎有最佳的行駛特性相經(jīng)濟(jì)效益。芳綸是一種新型的簾線，由于它的強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率小（4%）、模量大、收縮率小，很適于制造子午線轎車胎，是一種很有發(fā)展前途的骨架材料。115精選PPT2、簾線應(yīng)力的計(jì)算

計(jì)算原理也是基于薄膜－網(wǎng)絡(luò)理論，只在斜交輪胎簾線應(yīng)力計(jì)算式中的簾線角度為90°。任意點(diǎn)胎體簾線應(yīng)力(T)：T＝P（Rk2－Rm2）/2RΣni胎體簾線最大應(yīng)力（Tmax）：Tmax＝P（Rk2－Rm2）/2RkΣnik116精選PPT式中：P—內(nèi)壓，kPa；Rk—胎里半徑，cm；Rm—零點(diǎn)半徑，cm；n—胎體層數(shù)（不包括帶束層）i—胎冠簾線密度，根/cm117精選PPT安全倍數(shù)K：式中S—單根簾線強(qiáng)力，N；N—單根簾線所受應(yīng)力，N；3、安全系數(shù)的取值

子午線輪胎胎體的安全系數(shù)可比斜交胎略低些，下面列舉不同類型的K的取值。118精選PPT載重輪胎：

良好路面10～12，不良路面14～18，長(zhǎng)途運(yùn)輸16～18；礦山、森林采伐18～20。轎車輪胎：

完善路面10～12不良路面12～14高級(jí)轎車12～14。

119精選PPT七、子午線輪胎胎圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與鋼絲圈應(yīng)力計(jì)算

子午線輪胎胎圈部除承受著充氣壓力、制動(dòng)力矩、側(cè)滑和離心力以及胎圈與輪軸配合上所造成的復(fù)雜應(yīng)力外，還由于胎體簾線子午排列，胎體簾布層少，胎體柔軟，致使輪胎在行駛中一直處于反復(fù)曲撓狀態(tài)之中。在這樣的應(yīng)力狀態(tài)下，胎側(cè)下部，子口部分和鋼絲圈受力很大，使得簾布包邊部位的端點(diǎn)易產(chǎn)生脫離，由于胎側(cè)柔軟，在行駛時(shí)尤其是高速行駛時(shí)就會(huì)增加不穩(wěn)定性，不利于車輛靈敏控制，因此胎圈部必須大大增強(qiáng)，同時(shí)，又要使增強(qiáng)的胎圈與柔軟的胎側(cè)之間有一個(gè)適宜的剛性過渡，以防胎圈斷裂和出現(xiàn)其它類型的損壞，改善輪胎行駛性能。

120精選PPT1、子午線輪胎胎圈結(jié)構(gòu)

因子午線輪胎胎圈強(qiáng)度要加強(qiáng)，故子午線輪胎胎圈部結(jié)構(gòu)比普通斜交輪胎復(fù)雜，各部件設(shè)計(jì)也有所不同。胎圈結(jié)構(gòu)如圖所示。121精選PPT三角膠芯設(shè)計(jì)：

在普通斜交輪胎中三角膠芯僅起填充作用，往往摻入一些低質(zhì)膠及大量填料，含膠率很低。而子午線輪胎的三角膠芯則是加強(qiáng)胎圈強(qiáng)度的主要措施之一。因此三角膠芯尺寸比斜交輪胎大，上端位置約在下胎側(cè)高度的75%位置處，大大超越輪輞高度。為了達(dá)到剛性的均勻過渡，采用軟硬兩種膠料復(fù)合結(jié)構(gòu)。硬膠芯硬度一般在80(邵爾A)左右，軟膠芯硬度為70(邵爾A)左右，兩者采取逐漸交錯(cuò)復(fù)合形式，下部的硬膠芯為三角形，上部的軟膠芯為長(zhǎng)菱形。122精選PPT

復(fù)合三角膠芯的尺寸，形狀，硬度以及軟硬配合過渡方法對(duì)整體胎圈質(zhì)量影響很大，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況而定。一般轎車子午線輪胎可采用一個(gè)三角膠芯，硬度80～90(邵爾A)左右。載重子午線輪胎則采用復(fù)合三角膠芯，如圖所示。123精選PPT鋼圈包布：為提高鋼圈包布的剛性，一般采用鋼絲、玻璃纖維或化纖等低伸張的簾布。護(hù)圈墊膠：在胎圈與輪輞接觸部位，增貼耐磨膠料，稱為護(hù)圈墊膠，包覆胎圈外側(cè)及底部，以保護(hù)胎圈免受輪輞磨損，一般膠墊厚度為1.5～3mm。124精選PPT補(bǔ)強(qiáng)層：

采用補(bǔ)強(qiáng)層補(bǔ)強(qiáng)胎圈的剛性，補(bǔ)強(qiáng)層與普通斜交輪胎的胎圈包布作用及結(jié)構(gòu)相似，也可稱為補(bǔ)強(qiáng)包布。采用低伸張的鋼絲，化纖或玻璃簾布，覆膠硬度75～80(邵爾A)，簾線角度一般為70°～75°，也有的取30°～45°，一般包貼在胎圈外側(cè)，也有的內(nèi)外各貼一層，其高度可超越輪輞邊緣高度;上端向胎側(cè)延伸至胎體簾布包邊端點(diǎn)，呈差級(jí)排列，可提高胎側(cè)剛性，減小變形，防止下胎側(cè)脫層斷裂。鋼絲簾布條補(bǔ)強(qiáng)胎圈結(jié)構(gòu)如圖5-15所示。125精選PPT2、胎圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

子午線輪胎胎圈結(jié)構(gòu)(見圖)要比斜交胎復(fù)雜得多。為了使其具有所需的剛性，除采用大而硬的三角膠芯外，還需有剛性較高的加強(qiáng)層。有的是在胎圈外側(cè)或內(nèi)外側(cè)貼加強(qiáng)層。加強(qiáng)層一般用鋼絲簾布、尼龍簾布，同時(shí)用不同形狀的差級(jí)填充膠來(lái)作胎圈與胎側(cè)之間的過渡。為防止胎圈磨損，其與輪輞接觸部位增貼一層子口護(hù)膠，也可貽無(wú)紡布。以下介紹幾種常見的胎圈結(jié)構(gòu)。126精選PPT1－軟三角膠，2－硬三角膠，3－鋼絲圈，4－內(nèi)包布，5－端部隔離膠條，6－子口護(hù)膠，7－差級(jí)填充膠，8－加強(qiáng)層子午線輪胎胎圈結(jié)構(gòu)127精選PPT(1)鋼絲加強(qiáng)層胎圈結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)常用于鋼絲載重輪胎。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便，被廣泛采用。加強(qiáng)層一般為一層(也有二層)，貼在胎圈外側(cè)(見圖a)，也有貼在內(nèi)、外側(cè)，優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生端點(diǎn)脫層裂口的可能性小，與胎側(cè)的剛性過渡容易配合。加強(qiáng)層高度一般比輪輞輪緣高10mm以上，較適用于一次法成型，貼在內(nèi)、外側(cè)(見圖b)，胎圈材料分布比較勻稱，適用于一次或二次成型，進(jìn)一步改進(jìn)方案（見圖c），其特點(diǎn)是加強(qiáng)層之間有填充膠條，以防內(nèi)摩擦，但施工操作較困難。128精選PPT不同型式的鋼絲加強(qiáng)層胎圈結(jié)構(gòu)1－胎體簾布層；2－軟三角膠；3－硬三角膠；4－鋼絲圈；5－加強(qiáng)層；6－子口護(hù)膠；7－差級(jí)填充膠129精選PPT（2）鋼絲－尼龍加強(qiáng)層胎圈結(jié)構(gòu)

為了使下胎側(cè)與胎側(cè)中區(qū)之間剛性過渡不致突變，同時(shí)不使鋼絲加強(qiáng)層上端進(jìn)入較高的下胎側(cè)區(qū)而產(chǎn)生脫層，可采用此種結(jié)構(gòu)(見圖)。它是讓鋼絲加強(qiáng)層的上端低于胎體簾布層的反包高度，而兩層尼龍加強(qiáng)層延伸至下胎側(cè)，達(dá)到剛性的逐步過渡。鋼絲—尼龍加強(qiáng)層胎圈結(jié)構(gòu)1一簾布層；2一尼龍加強(qiáng)層，3一鋼絲加強(qiáng)層：4－鋼絲圈；5－子口護(hù)膠；6－硬三角膠；7－軟三角膠；8－端部包膠130精選PPT（3）纖維載重子午線輪胎胎圈結(jié)構(gòu)

由多層簾布組成，附有小胎圈式的鋼絲加強(qiáng)層(見圖)。為了防止胎體簾布層與鋼絲加強(qiáng)層之間產(chǎn)生脫層，增沒一層附加膠件；還設(shè)有外包布來(lái)防止子口損傷。纖維載重子午胎胎圈結(jié)構(gòu)1－簾布層包邊；2－鋼絲加強(qiáng)層內(nèi)側(cè)膠件；3－膠條：4－鋼絲加強(qiáng)層；5－鋼絲圈；6－三角膠：7－外包布131精選PPT(4)無(wú)內(nèi)胎鋼絲載重子午線輪胎胎圈結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)見圖,其三角膠芯由兩種硬度的膠料組成，接近鋼絲圈部位的三角膠芯硬度為85～95度(邵爾A)，可提高輪胎的抗側(cè)向應(yīng)力性能；軟三角芯膠硬度為55～65度，置放位置與前者同，但其上端延伸超過前者，作用是為了將簾布層與硬膠芯隔開，可大大減少胎圈的脫層。鋼絲加強(qiáng)層的上端應(yīng)比輪輞凸緣高出35mm；硬膠片上端比加強(qiáng)層約高出15mm；三角硬膠芯上端超過加強(qiáng)層高度約20mm。132精選PPT11R22.5無(wú)內(nèi)胎鋼絲載重胎胎圈斷面1－簾布層；2－鋼絲圖；3－簾布包邊;4－輪輞；5－鋼絲加強(qiáng)層；6－硬膠片；7－由軟膠8和硬膠9組成的三角膠芯1－硬三角膠芯；2－鋼絲圈，3－鋼絲圈內(nèi)包布；4－鋼絲圈外包布轎車子午線輪胎胎圈結(jié)構(gòu)133精選PPT（5）轎車子午線輪胎胎圈結(jié)構(gòu)

轎車子午線輪胎一般為1～2層纖維簾布組成，鋼絲圈被簾布層末端外反包住，胎圈結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。三角膠為一個(gè)硬膠芯，設(shè)有內(nèi)包布將鋼絲圈包住，以防變形；還有外包布或子口護(hù)膠(見上頁(yè))。134精選PPT

因子午線輪胎的胎圈應(yīng)力大子斜交胎，所以需增加鋼絲根數(shù)或直徑，還可用單根纏繞法改變鋼絲圈的斷面形狀，以保證胎圖強(qiáng)度。常見的鋼絲圈斷面形狀有以下幾種。

3、鋼絲圈斷面形狀各種鋼絲圈斷面形狀135精選PPT(1)圓形斷面

此種斷面強(qiáng)度高、排列緊密，可減小胎圈的設(shè)計(jì)寬度，從而能與胎側(cè)的過渡平穩(wěn)，對(duì)成型時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)鋼絲圈也感方便。鋼絲排列方式見圖a，中間芯鋼絲直徑為2～3mm，外面纏繞的鋼絲直徑為1mm(根據(jù)強(qiáng)力計(jì)數(shù)所需的根數(shù)分幾層纏繞)。但該種鋼絲圈加工困難，許多廠家不采用，唯獨(dú)米西林公司在其載重子午線輪胎上仍在使用。136精選PPT(2)六角形斷面

此種斷面現(xiàn)在廣泛采用，優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高，制造方便，特別是對(duì)無(wú)內(nèi)胎輪胎可使其胎圈底部接觸面與輪輞曲線良好地配合。鋼絲排列方式見上圖b、c。載重輪胎用鋼絲直徑為1.3～1.6mm。(3)U形斷面

這是介于前兩種之間的斷面形狀，見圖d。其下半部為圓形，在成型過程中轉(zhuǎn)動(dòng)方便，制造工藝簡(jiǎn)單，頗多采用。

137精選PPT

試驗(yàn)表明，當(dāng)胎圈鋼絲根數(shù)相等時(shí)，以圓形斷面鋼絲圈強(qiáng)度最高，六角形斷面次之，長(zhǎng)方形斷面強(qiáng)度最低。19號(hào)鋼絲直徑1±0.02mm，因單根鋼絲強(qiáng)度小，根數(shù)多不易排列整齊，不能有效利用全部鋼絲強(qiáng)度，且生產(chǎn)效率低操作不便，現(xiàn)已向采用直徑大于1mm的鋼絲發(fā)展，如φ1.3mm的鋼絲，扯斷強(qiáng)度為2403N/根，能大大減少鋼絲根數(shù)，在選取斷面形狀時(shí)，還要注意鋼絲排列的層數(shù)不少于3層，最好不超過10層。138精選PPT4、鋼絲圈應(yīng)力計(jì)算

子午線輪胎胎體簾線對(duì)鋼絲圈拉力較大，即胎圈受的應(yīng)力大。其總應(yīng)力Tb等于鋼絲圈在內(nèi)壓作用下產(chǎn)生的應(yīng)力To加上對(duì)輪輞的箍緊力Tt之和，即：Tb=To+Tt對(duì)子午胎的總應(yīng)力而言：T0—鋼絲圈的總壓力(包括過盈力)，N;P—輪胎內(nèi)壓，kPaRk—胎里半徑，cm;R0—零點(diǎn)半徑，cmT—鋼絲圈所受應(yīng)力，N;Tt—過盈力，N139精選PPT

如果胎圈與輪輞為過盈配合(無(wú)內(nèi)胎輪胎或用于斜底輪輞上的輪胎)，因過盈力所造成的附加應(yīng)力。胎圈對(duì)輪輞過盈力計(jì)算公式為:140精選PPT式中：

Tt—鋼絲圈過盈力，NE—鋼絲圈下部材料的平均彈性模量(一般在30～5OMPa),b—鋼絲圈寬度，cmr—鋼絲圈平均半徑，cmt—鋼絲圈底部材料厚，cmδr—胎圈對(duì)輪輞的過盈量，cmdr—輪輞著合直徑，cm;dt—輪胎著合直徑，cma—輪緣至胎圈中心距離，cmαt—胎圈底部?jī)A斜角度，度αr—輪輞胎圈座傾斜角度，度，141精選PPT式中:n—鋼絲根數(shù)，根Tδ—鋼絲圈總壓力(包括過盈力)，N；Sn—單根鋼絲強(qiáng)度(19#鋼絲強(qiáng)度為1372N/根，18#鋼絲強(qiáng)度為2058N/根)；k—安全倍數(shù)(5～6倍)。鋼絲根數(shù)計(jì)算公式為：142精選PPT

應(yīng)用舉例，以9.00R20輪胎為例，已知輪胎內(nèi)壓686.5kPa,胎里半徑48cm，零點(diǎn)半徑38.3cm。

鋼絲圈內(nèi)壓應(yīng)力為：鋼絲圈是由110根強(qiáng)力為1765.2N的鋼絲制成。則鋼絲圈的安全倍數(shù)為：（倍）

143精選PPT

因?yàn)樘トΣ吭O(shè)計(jì)系為平底式和5°斜底輪輞上共用，如胎圈直徑取509.5mm，胎圈底部斜度取3°，胎圈中心到輪輞邊緣距離為15mm。則在直徑為514.3mm的5°斜底輪輞上過盈量為：胎圈對(duì)輪輞的過盈力按照公式計(jì)算為：144精選PPT上式中，E值取較小值為30MPa(3000N/cm)，b為lcm；r為27cm、t為0.9cm，則得:

由此可知,輪胎鋼絲圈的內(nèi)壓應(yīng)力T與過盈力Tt之和為28733.8+16875=45608.8(N),則知鋼絲圈安全倍數(shù)降低為：145精選PPT八、子午線輪胎胎面花紋的設(shè)計(jì)1、胎面花紋的設(shè)計(jì)要求及形式（1）要求①應(yīng)保證在高速下與路面有優(yōu)良的附著性能（縱向和橫向）確保行車安全；②胎面耐磨且磨耗均勻；③滾動(dòng)阻力小，節(jié)約燃料；④耐刺扎、不崩花掉塊；⑤噪聲小、美觀；146精選PPT

由于子午線輪胎的帶束層簾線排列角度接近于周向，因而具有較大的周向剛性，其花紋設(shè)計(jì)不宜采用單純的縱向花紋，需在花紋塊上增設(shè)一些橫向(或接近橫向)的溝槽，使之適當(dāng)降低周向剛性。另外，子午線輪胎在行駛中容易出現(xiàn)偏磨和肩磨現(xiàn)象，在花紋設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)措施。（2）花紋形式①以縱向花紋溝為主的花紋②縱橫相結(jié)合的花紋③以橫溝為主的花紋④全天侯花紋147精選PPT2．設(shè)計(jì)要點(diǎn)①花紋塊面積為行駛面總面積的60~80%。②縱向花紋溝與橫向花紋溝配置要適當(dāng)，一般在縱向花紋溝的基礎(chǔ)上，橫向分割花紋條。③在花紋條上開寬0.4~1.0毫米的刀槽花紋,深度5毫米左右，為防止裂口，一般把刀槽花紋設(shè)計(jì)成波浪形或有一定傾斜角度的斜線。148精選PPT④采用不等周節(jié)距，即在圓周上將花紋系分割成不等尺寸的花紋塊來(lái)減少噪聲。一般采用了3~4個(gè)不等的節(jié)距，在圓周上按一定順序排列，最大和最小節(jié)距約差20~25%。⑤有時(shí)為了提高輪胎在冰雪地上行駛時(shí)的抓著力，可在胎面上鑲釘，鑲釘后對(duì)地面的抵著力可提高5倍，但對(duì)路面的破壞很大，要酌情使用。149精選PPT⑥胎肩花紋溝一般延伸至胎肩弧度的終止處。⑦花紋溝不宜過窄，花紋溝的深度，一般速度的子午胎為9毫米左右，高速轎車子午胎花紋溝較淺為7～8毫米。150精選PPT⑧在轎車子午胎的花紋溝中要設(shè)磨耗標(biāo)記。胎面磨至磨耗標(biāo)記處，表示輪胎已磨損至危險(xiǎn)的程度，必須更換；磨耗量標(biāo)記的形狀為拱形，寬約為10毫米，在圓周上設(shè)6～8個(gè)，比胎面基高1.6毫米。載重子午線輪胎花紋設(shè)計(jì)，主要圍繞降低胎面發(fā)熱量，提高輪胎在不同路面上的行駛性能等進(jìn)行，如可采用周向花紋為主的條塊(邊緣)結(jié)合的胎面花紋。151精選PPT3、胎冠花紋設(shè)計(jì)子午線輪胎縱向曲折花紋不能采用與斜交胎相同的大彎度曲折花紋，因會(huì)發(fā)生偏磨現(xiàn)象，故應(yīng)設(shè)計(jì)得曲折彎度小一些，并在花紋塊接地壓力較大的部位增設(shè)一些細(xì)溝，以降低和分散接地壓力，減少偏磨現(xiàn)象。另外，應(yīng)添設(shè)橫向或接近橫向的淺溝槽，把整條曲折花紋分割斷開，可減少周向剛性。下圖分別所示子午載重胎和轎車胎常見花紋。152精選PPT常見轎車子午線輪胎花紋形式153精選PPT154精選PPT155精選PPT156精選PPT157精選PPT4、胎肩花紋設(shè)計(jì)

子午線輪胎胎冠中部因有多層帶束層，故剛性較大，但胎肩部的剛性較小。當(dāng)輪胎受側(cè)向力時(shí)，肩部花紋易移動(dòng)，因此應(yīng)增大肩部花紋塊，以提高肩部對(duì)地面的支撐性能，減少花紋塊的移動(dòng)，防止肩磨和偏磨。另外，胎肩與胎側(cè)的連接部位采用反弧過渡，不能采用挖溝槽來(lái)設(shè)計(jì)胎肩的散熱性能。對(duì)胎肩花紋溝深度要淺，否則，溝底簾線易產(chǎn)生彎曲或變稀(稀縫)。

158精選PPT

胎肩部外輪廓不宜用切線，最好用適應(yīng)輪胎變形的各種弧形設(shè)計(jì)，同時(shí)在施工設(shè)計(jì)上確定內(nèi)輪廓時(shí)盡量減薄下胎肩厚度。在高速轎車輪胎設(shè)計(jì)上甚至采用胎冠向胎側(cè)的突然過渡法將胎冠部和胎側(cè)部的作用分開，使變形應(yīng)力集中在突然過渡的部位。幾種子午線輪胎胎肩部輪廓如圖所示。159精選PPT

子午線輪胎胎肩部花紋挖空形狀不同于普通斜交輪胎，應(yīng)盡量避免挖空或少挖空胎肩部，以滿足布置寬而平的帶束層的需要，并能使肩部有足夠的剛性。常見的胎肩花紋挖空方法如圖所示。

160精選PPT161精選PPT162精選PPT163精選PPT164精選PPT165精選PPT166精選PPT

花紋深度根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)行駛里程和1000km/h胎面實(shí)際磨耗量計(jì)算確定。子午線輪胎1000km/h磨耗量大約在0.07～0.2mm左右。也有資料介紹用于好路面上的載重子午線輪胎?；y深度一般為斷面高的6%。子午線輪胎花紋飽合度一般77%左右。如9.00R20載重子午線輪胎，在好路面上行駛，花紋面積與胎面磨耗之比如表4-2所列?；y面積磨耗量，mm/Km花紋面積磨耗量，mm/Km0.680.090.780.08表4-2花紋面積與磨耗量之比167精選PPT5、花紋溝槽分布

花紋溝槽布置要避開帶束層端點(diǎn)，如果兩者重合在一起，帶束層在斷面輪廓上會(huì)引起翹曲不平。另外，花紋溝深度從胎冠中心到胎肩部位可取同樣