《高分子材料专业轮胎结构设计》-毕业论文.doc

全钢载重子午线轮胎结构设计 PAGE 38 1引言：轮胎在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品通常安装在金属轮辋上，能支承车身，缓冲外界冲击，实现与路面的接触并保证车辆的行驶性能。轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用，它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用，因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能。同时，还要求具备高耐磨性和耐屈挠性，以及低的滚动阻力与生热性。随着社会的发展，人们对轮胎的需求和要求逐步提高。我运用CAD绘图软件设计11.00R20全钢载重子午线轮胎，通过课题设计，了解和掌握轮胎设计特别是全钢载重子午线轮胎的设计方法、设计流程及各部位尺寸的确定与计算，为今后的工作打下牢固的基础。 2设计前的准备 2.1轮胎基本参数的确定 轮胎结构设计的第一步是确定所设计的轮胎的规格，再根据其用途确定其荷载能力。11.00R20—16PR这种规格轮胎在国标中和TRA及ETRTO中均有16层级的设计标准。其参数的选取参照国标选取。轮胎外轮廓设计依据“薄膜-网络”理论及“自然平衡轮廓曲线”来设计，而负荷能力则根据同规格TRA的要求来进行设计。下面给出国标（GB 3487-89）中 5°平底宽轮辋的参数图和各标准中11.00R20型号轮胎轮廓的基本参数表[4-7]。 图4-1 5°平底轮辋基本参数 Figure 4 -1 5 ° Flatbed wheels basic parameters 表4-1各标准相关参数 Table 4-1 The standards-related parameters 规格 标准轮辋 负荷指数 相应气压kPa 最大负荷kg 充气外缘尺寸mm 标准 双胎 单胎 外直径 断面宽 11.00R20—16PR 8.0 149/145 810/770 2870 3270 1085 293 GB9744-88 11.00R20—16PR 8.0 149/146 790 2960 3240 1085 293 TRA—2006 11.00R20—16PR 8.0 150/146 790 3000 3350 1082 286 ETRTO—2001 2.2轮胎负荷能力的计算 11.00R20—16PR为非制载重子午线轮胎，根据美国TRA工程手册载重汽车轮胎篇中推荐的计算公式，单胎负荷计算公式为： Q=K×0.425×（P-15）0.585×B0.6251.39×（dr+B0.625） （4-1） 当用公制计算时需乘以公制换算系数0.231，此时 Q=K×0.231×0.425×（P-15）0.585×B0.6251.39×（dr+B0.625） （4-2） 式中：Q——负荷， kg； K——负荷系数。 依据TRA-2006：取 K=1.30 P——充气压，kgf/cm2； 依据TRA-2006：11.00R20—16PR的单胎最大充气压力为 ：810（kPa）=8.1kgf/cm2 dr——轮辋直径， cm； 11.00R20—16PR 规格轮胎的 dr=20×2.54=50.8（cm） B0.625——在62.5%轮辋上的断面宽度，cm。 （4-3） 式中： CR——设计轮辋宽度 cm；由图1-1可知C=20.3（cm） ； B?——设计轮辋上的轮胎断面宽度 （充气断面宽） cm； 依据GB 9744-88：取B=29.3（cm ） ； 即负荷能力： Q=K×0.231×0.425×（P-15）0.585×B0.6251.39×（dr+B0.625） =1.30×0.231×0.425×（8.1-15×0.07032）0.058×28.231.39×（50.8+28.23） =3282.78kg 单胎负荷：3282.78kg大于GB标准3270kg，满足要求。 双胎负荷：为单胎负荷的91%（单胎负荷为2180kg以上）。 即：3282.78×0.91=2987.33kg[1]。 3 子午线轮胎外轮廓断面形状设计 3.1外直径D与断面宽B的确定 由于子午线轮胎胎冠部有周向不易伸张的带束层箍紧着胎体的特点，所以充气后轮胎的外直径膨胀率要比斜交胎小得多。一般充气后外直径变化甚小，