毕业设计24535R19子午线轮胎的工艺设计及仿真分析
24.00R35全钢工程机械子午线轮胎胎圈裂口机理研究及胎圈部位轮廓设计优化
1 胎圈裂口机理及研究方法 1. 1 胎圈裂口机理
矿用刚性自卸车轮胎配备的轮辋为多件式全 斜底轮辋，主要由轮缘、圈座和锁圈等部分构成， 其中在轮胎使用过程中与轮胎胎圈部位接触的位 置主要是轮缘。根据市场反馈，24. 00R35全钢工
作 者 简 介 ：李 淼（1 9 8 2 —），男 ，安 徽 太 和 县 人 ，泰 凯 英（青 岛） 专用轮胎技术研究开发有限公司工程师，学士，主要从事全钢工程 机械轮胎和载重轮胎的结构设计及研发管理工作。
+2.561e+00
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+1.281e+00
方案1/方案6/方案2 方案2/方案3
胎圈侧部：接触压力、胎圈侧部周向剪切应力 R4过渡圆弧位置：接触压力和周向剪切应力
防水线上、下沿应力 防水线附近压力
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轮 胎 工 业
2023年第43卷
ःҦMPa
14 12 10
8 6
ᑁᡡ 4 2
注：轮辋 17/3. 5，充气压力 700 kPa，负荷 18 500 kg。
和静负荷仿真结果及与实测结果对比。
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。
子午线轮胎花纹剖面设计及标注
子午线轮胎花纹剖面设计及标注子午线轮胎花纹是轮胎上的重要组成部分，直接影响着轮胎的性能和使用寿命。
在轮胎制造过程中，花纹的剖面设计和标注是非常重要的环节。
本文将介绍子午线轮胎花纹剖面设计及标注的相关知识。
一、子午线轮胎花纹剖面设计子午线轮胎的花纹剖面设计一般遵循以下原则：1.花纹深度和宽度应合理，花纹纵横交错，以增强轮胎的抓地力和排水性能，提高行驶稳定性。
2.花纹的排列应该具有对称性或一定的规律性，以使轮胎在行驶过程中能够产生稳定的鼓动力和减少噪音。
3.花纹的形状应该合理，避免出现花纹变形、断裂和损坏等情况，保证轮胎的使用寿命。
4.花纹的材料应该具有耐磨性、耐高温性、耐低温性和耐化学腐蚀性等特性，以确保轮胎在各种复杂环境下都能够正常工作。
二、子午线轮胎花纹标注子午线轮胎的花纹标注是指在轮胎花纹上标注有关轮胎规格、型号、质量等信息的过程。
一般来说，子午线轮胎的花纹标注包括以下内容：1.轮胎的规格：包括轮胎的尺寸、型号和荷载指数等信息。
2.轮胎的制造厂商和品牌：标注轮胎制造厂商的名称和品牌。
3.轮胎的生产日期：标注轮胎的生产日期，以便用户了解轮胎的使用时间和寿命。
4.轮胎的使用条件：标注轮胎的使用条件，包括适用车型、适用路面、适用温度范围等信息。
5.轮胎的质量检验标志：标注轮胎质量检验的标志，以便用户了解轮胎的质量和安全性。
三、子午线轮胎花纹的分类子午线轮胎的花纹根据其形状和用途可以分为不同的类型，主要包括以下几类：1.高速公路花纹：适用于高速公路行驶，具有较好的平稳性和低噪音。
2.城市路面花纹：适用于城市路面行驶，具有良好的排水性能和防滑性能。
3.越野路面花纹：适用于越野行驶，具有较好的耐磨性和抓地力。
4.雪地路面花纹：适用于雪地行驶，具有良好的抓地力和防滑性能。
子午线轮胎花纹剖面设计及标注对轮胎的性能和使用寿命有着重要的影响。
在购买和使用轮胎时，用户应该注重轮胎的规格、标准和质量检验标志等信息，以确保轮胎的安全可靠。
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[摘要]子午线轮胎技术的新发明,是当今世界轮胎工业进程中新的另一场新革命,已初步成为当今汽车轮胎行业发展追求的一条新方向,本文重点从子午线轮胎技术的发展、子午胎的定义与分类、子午线轮胎的结构设计、子午线轮胎的生产制造四个方面对子午线轮胎进行研究,旨在以简明的阐释为子午线轮胎的创新发展夯实理论基础。
关键词:子午线轮胎、结构设计、生产制造一、子午线轮胎的发展1892年,法国米其林公司首次正式发明可以进行任意的拆卸及装配处理的充气橡胶轮胎,给人们日后使用轮胎和安装与修理汽车技术提供了极大的便利,促进及发展了现代充气橡胶轮胎理论方面的广泛研究推广。
1946年,子午线型轮胎被最先正式地由米其林公司所研究并发明,并取得使用了这项专利。
子午线轮胎已经成功的克服掉了一般的斜线交接式轮胎存在的轮胎滚动的机械阻力大、使用后循环寿命太短和轮胎滚动后缓冲与减震等性能仍然稍有差色等多方面的上述种种缺点。
1951年米其林公司将有关其生产子午线轮胎技术的相关专利内容全部对外公布,从此子午线轮胎在当时几乎整个全世界范围内也逐渐地得到了推广及普及。
(一)世界主要的轮胎生产国子午线轮胎技术的发展法国国家是目前在这个世界上最早发展大量的生产子午线轮胎的产品技术的国家,而日本也是迄今为止在目前世界上的全部地区中实现轮胎完全子午化生产技术上最早并成功发展的亚洲国家,因为日本的发展生产子午线轮胎的产品技术的这项事业起步发展的时间本就已经比较迟晚，但在后来发展地速度却也是相当之快,2000年终于成功实现了轮胎整个生产加工过程中的完全子午化。
意大利拥有欧洲世界最大规模的子午线轮胎技术研发及生产经验的企业,倍耐力公司率先开创性地专门为高性能轿车轮胎开发研制设计及自行生产开发出低断面子午线轮胎。
(二)中国子午线轮胎的发展轮胎产品的子午化率高低和子午线轮胎制造技术好坏可以充分反映着一个先进国家目前的工业轮胎设计生产工艺技术水平。
第四章子午线轮胎结构设计
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%。
（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：
W 双 =0.88×9.485=8.437KN
三、 轮廓设计主要结构参数的选取
1、模型外直径D和断面宽B的确定
到目前为止，还没有科学的方法来确定轮胎 硫化模型尺寸与充气压后轮胎尺寸之间的关系， 因此子午胎的设计也只能根据经验考虑不同的胎 体帘线的伸长性能、轮胎断面轮廓形状、带束层 角度和长度等的影响来选择充气轮胎与硫化模型 之间断面宽和外直径的膨胀比。下表列出载重和 轻卡子午线轮胎充气断面宽(B΄)和模型断面宽(B) 对不同胎体帘线的断面膨胀比的取值范围。
轿车子午线轮胎，高宽比为0.7～0.8时 (人造丝胎体钢丝带束层结构)充气后外径一 般膨胀0～2mm,断面宽膨胀0～2%。根据经 验，子午线轮胎D′/D值大约在1.000～1.003 之间，B′/B值为1.00～1.02左右。
几种轿车子午线轮胎断面膨胀率如表4-1 所示。
表4-1 几种轿车子午胎断面膨胀率
SS1180 0s1i4 n .13(W 11/S1)
Sd S0.63d7
d0.9 6S0.7H
S0.7S118 O 0 1 si3 .6 1 n (W 51/S1)
先计算 S 0 .7
S 0 .7 1.5 8 1 8 s1 0 i1 ( .n 1 3 6 .0 4 5 /1.5 ) 8 1.8 7 (c 5)m
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。
R子午线轮胎的结构设计
沈阳化工大学本科毕业设计题目：295/子午线轮胎的结构设计院系：材料科学与工程学院专业：高分子材料与工程班级： 1001班学生姓名：熊丁指导老师：赫秀娟教授设计提交日期：2014年06月19日设计答辩日期：2014年06月24日毕业设计任务书高分子材料与工程专业1001班学生：熊丁摘要本次毕业设计为295/子午线轮胎的结构设计。
设计断面膨胀率取，外直径1042mm，断面宽289 mm，胎圈着合直径 570 mm，胎圈着合宽度 254 mm，断面水平轴位置（H1/H2）为，行驶面宽度232 mm。
胎面花纹采用的是不对称的4条纵向花纹，花纹深度 mm，花纹饱和度%。
轮辋的标准是15°深槽轮辋DC型轮辋。
骨架材料选取的是钢丝帘线，其轮胎的最大负荷高于国家标准的最大负荷。
胎体结构采用一层钢丝帘线，三层半缓冲层的结构设计。
钢丝圈断面形状为15°正六边形，以单钢丝圈加强胎体。
胶囊的尺寸根据外胎内缘对应数值来设计。
轮胎不配备内胎，空气直接充入轮胎的内腔。
关键词：298/；全钢载重子午线轮胎；无内胎轮胎；胎面花纹设计；结构设计。
AbstractThe graduation project is 295/ radial tyre structuredesign .Design section expansion takes , outside diameter 1042mm , section width 289 mm , the diameter of the bead with a total 570 mm , bead width at 254 mm , cross-section horizontal axis position (H1/H2) of ,running surface width of 232mm. Asymmetrical tread pattern is used in the longitudinal direction of the tread 4 , tread depth mm, the saturation of pattern is % .The standard of rim is 15 ° drop center rim DC type rims. Skeleton steel cord material is selected , the maximum tire load its maximum load is higher than the national standard . Carcass layer structure using a steel cord structure design , three and a half of the buffer layer.Sectional shape of the bead of 15 ° hexagon , a single bead strengthening carcass . Designed according to the size of the capsule casing inner edge corresponding values. Tires with inner tubes, air directly into the tire cavity filled.Key words：298/；All-steel Radial Truck Tyre； Tubeless Tires；Tread Pattern Design； Structural Design.目录第一章文献综述1.1轮胎的功能及使用性能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。
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
轮胎动力学研究及仿真模拟
轮胎动力学研究及仿真模拟轮胎是车辆行驶的基础，它是车辆与地面的接触部分，直接影响了车辆的操控性、安全性及燃油经济性。
因此，轮胎动力学的研究显得尤为重要。
本文将从轮胎的结构、性能及轮胎动力学中的数学模型进行阐述，并探讨轮胎仿真模拟的应用。
1. 轮胎的结构和性能轮胎是由胎体、胎面和胎侧三部分组成，其中胎体由多层橡胶、钢丝和尼龙帘布交织而成，承受着车辆的重量和弯曲应力。
胎面则是车辆与地面接触的主要部分，决定了轮胎的耐磨性、抗滑性和抗侧滑性能。
胎侧则是连接胎体和胎面的部分，决定了轮胎的侧向刚度和抗扭刚度。
轮胎的性能受多种因素影响，其中包括胎面的花纹设计、胎压、胎面材料、轮胎尺寸等。
花纹设计直接决定轮胎的排水能力和抓地力，对于不同的路面和驾驶条件，可以选择不同的轮胎花纹。
胎压则影响了轮胎的接地面积和载荷能力，适当的胎压可以提高轮胎的寿命和燃油经济性。
胎面材料则直接决定了轮胎的耐磨性和抗老化性能，常见的材料有天然橡胶和合成橡胶。
轮胎的尺寸则可以改变轮胎的载荷能力、弹性和操控性能，选择适当的尺寸可以提高车辆的性能和操控感受。
2. 轮胎动力学轮胎动力学是研究车辆在行驶中轮胎与地面间相互作用的机理及其对车辆运动的影响。
轮胎动力学中的主要参数包括侧向力、纵向力、抓地力和摩擦力等，这些力量直接决定了车辆的操控性能、加速性能和制动性能。
轮胎动力学中最重要的是轮胎接地面积的变化和轮胎的滑动，这直接影响了轮胎与地面间的摩擦力和抓地力。
当车辆行驶时，轮胎与地面间的接触面不是一个完整的平面，而是由一些微小的凸起组成。
这些凸起越多，就可以达到越高的摩擦力和抓地力。
当轮胎发生滑动时，轮胎与地面的接触面积将减小，导致抓地力的降低。
轮胎动力学中的数学模型主要有瞬时中心模型、四边形模型、扭矩转动模型等。
这些模型通过对轮胎和地面的相互作用进行建模，可以对车辆的动态特性进行分析和优化。
3. 轮胎仿真模拟轮胎仿真模拟是一种利用计算机模拟车辆行驶中轮胎与地面间的相互作用，以评估轮胎性能和优化车辆悬架、转向等系统的方法。