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1、小论汽车轮胎 摘要: 轮胎是供车辆、农业机械、工程机械行驶和飞机起落等用的圆环形弹性制品。它是车辆的主要配件，固定在汽车轮辋上形成整体，起支承车辆重量，传递车辆牵引力、转向力和制动力的作用，并使车辆行驶时吸收因路面不平产生的震动和外来冲击力，使得乘坐舒适。斜交轮胎因其转向性制动性好，生产工艺较成熟易于生产、效率高。能提高使用性能和经济效益，斜交轮胎趋于轻量化减层方向变化， 有的国家斜轮胎的内外帘布层采用密度相同的帘布，个别情祝也有用奇数层的外胎。缓冲层有的采用钢丝帘布或用含玻璃纤维的胶料结构，从而增强胎面刚性及稳定性，提高轮胎抗机械损伤的能力和降低抬面的磨损。设计重点考虑8.25-16-12轮
2、胎在不同环境下使用的性能要求，确定骨架层材料的品种，采用传统设计方法，以静态平衡轮廓理论为依据，用薄膜网络理论为原理指导轮胎设计，轮胎在模型用几何作图法采用由外向内的设计方法，依次为外轮廓设计、花纹设计、内轮廓设计、以及圈设计，采用CAD图方式绘制轮胎设计总图。关键词：8.25-16-12 静态平衡 模型 CADAbstract :Tires for vehicles, farm machinery, engineering machinery, such as traffic and aircraft landing with a round of the circular flexible
3、 products. It is the main vehicle accessories, car fixed in the rim formed as a whole, from bearing the weight of vehicles, vehicle traction transmission, steering and braking forces role and as a result of traffic when the road surface to absorb shock and injustice resulting from external shocks, m
4、ake Comfortable ride. Because of tire to brake good, easy-to-production process more mature production, and high efficiency. Can be used to improve the performance and cost-effective bias tires tend to reduce the light level changes in the direction of some countrys internal and external oblique ply
5、 tires using the same density of the cord, the situation of individual wish also useful for odd-tire. Some of the buffer layer using steel cord or glass fiber with the rubber structure, thus increasing the rigidity and stability of the tread to enhance anti-tire mechanical damage and the ability to
6、reduce the wear and tear of the desk. 8.25-16-12 focus on the design tires in a different environment, the use of performance requirements, determine the skeleton of the species material, the use of traditional design methods, in order to balance the static outline of the theory, films - the guiding
7、 principle of network theory to tire design, tire Geometry model used in the mapping Youwaixiangnei using the design method, followed by external profile design, pattern design, with contour design, as well as the ring design, use of CAD mapping manner drawing the total tire design plans. Key words
8、: 8.25-16-12 static equilibrium model CAD目录1.概论31.1 斜交轮的胎结构41.1.1 结构特点41.1.2 性能特点41.2 轮胎的组成及各部件作用41.2.1 轮胎的组成形式41. 2. 3 内胎61.2.4 垫带62.轮胎的组成及规格参数73.轮胎构造及对汽车行驶的影响73.1普通斜交轮胎73.2 子午线轮胎83.3汽车轮胎花纹94.轮胎性能对汽车行驶的影响104.1轮胎气压的影响104.2 动态力学性能对其影响104.2.1燃料经济性104.2.2制动性能104.2.3 操纵稳定性114.2.4行驶平顺性115.轮胎与汽车的性能匹配116.
9、结束语13致 谢14参考文献：151.概论轮胎是供车辆、农业机械、工程机械行驶和飞机起落等用的圆环形弹性制品。它是车辆的主要配件，固定在汽车轮辋上形成整体，起支承车辆重量，传递车辆牵引力、转向力和制动力的作用，并使车辆行驶时吸收因路面不平产生的震动和外来冲击力，使得乘坐舒适。轮胎是橡胶工业中的主要制品，是一种不可缺少的战略物资。在橡胶工业中，轮胎的产量最大，耗胶量约占总耗胶量的60-65%。轮胎工业已形成一个原材科生产、产品制造、成品测试、科学研究、，工厂设计、设备加工等庞大的独立体系。1.1 斜交轮的胎结构1.1.1 结构特点 斜交轮胎的胎体相邻的帘布层胎冠角度相同,相互交叉排列,帘布层数一
10、般为偶数，这样能使胎体帘布层负荷均匀分布。斜交轮胎冠帘线角度通常取4855。帘线密度从内至外由密变稀。帘布层数较多，外层帘布层数较少，通常只有两层，帘线密度较内帘布层稀，附胶量较多，粘着强度较高。缓冲层介于外帘布层与胎面胶之间，其结构由胶片或两层以上挂胶帘布组成，布层的上、下或中间加贴缓冲胶片。缓冲层帘布比外帘布层的密度稀疏，挂胶厚度较厚，帘线角度等于或稍大于帘布层帘线角度，相邻布层相互交叉排列，其宽度一般稍大或稍窄于胎冠宽度，通常裁重轮胎的缓冲层采用挂胶帘布与胶片组合的结构，轿车轮胎也可采用缓冲胶片作缓冲层 。1.1.2 性能特点 斜交轮胎因帘线排列方向与受力变形方向不一致而产生内磨擦，这种
11、结构总体上是不合理的。存在着材料层数多、滚动阻力大、缓冲性能低、耐磨性及牵引性差等缺点。但其转向性制动性好，生产工艺较成熟易于生产、效率高。为了提高使用性能和经济效益，斜交轮胎趋于轻量化减层方向变化， 有的国家斜交轮胎的内外帘布层采用密度相同的帘布，个别情祝也有用奇数层的外胎。缓冲层有的采用钢丝帘布或用含玻璃纤维的胶料结构，从而增强胎面刚性及稳定性，提高轮胎抗机械损伤的能力和降低抬面的磨损。斜交轮胎由于结构上的不合理，影响了发展，今后只保留在低速度、越野、巨型轮胎上。逐步将被新型子午线轮胎所取代。 1.2 轮胎的组成及各部件作用1.2.1 轮胎的组成形式轮胎一般由内胎外胎和垫带三部件组成,如图
12、1-1所示；有些轮胎只有内 胎和外胎没有垫带；无内胎轮胎则只有外胎没有内胎和垫带。（1）有内胎的轮胎有内胎的轮胎是由外胎、内胎和垫带组成。外胎是一个弹性胶布囊，它能使内胎免受机械损坏，使充气内胎保持规定的尺寸，承受汽车的牵引力和制动力，并保证轮胎与路面的抓着力。内胎是一个环形橡胶筒，置于外胎内，其中充入压缩空气。在内胎和轮辋之间有一条垫带(在深式轮辋上使用的轮胎则不用垫带)，垫带是具有一定断面形状的环形胶带，保护内胎不受磨损。有内胎轮胎的主要缺点是行驶温度高，不适应高速行驶，不能充分保证行驶的安全性，使用时内胎在轮胎中处于伸张状态，略受穿刺便形成小孔，而使轮胎迅速降压。 （2）无内胎轮胎不使用
13、内胎，空气直接充入外胎内腔。轮胎的密封性是由外胎紧密着合在专门结构的轮辋上而达到的。为了防止空气透过胎壁扩散，轮胎的内表面衬贴有专门的密封层，这样在穿刺时空气只能从穿孔跑出。但是，穿孔受轮胎材料的弹性作用而被压缩，空气只能从轮胎中徐徐漏出，所以轮胎中的内压是逐渐下降的。如果刺入无内胎轮胎的物体(钉子等)保留在轮胎内，物体就会被厚厚的胶层包紧，实际上轮胎中的空气在长时间内不会跑出。无内胎轮胎的优越性不仅是提高行驶安全性，这种轮胎穿孔较小时能够继续行驶，中途修理比有内胎轮胎容易，不需拆卸轮辋，所以在某些情况下可以不用备胎。无内胎轮胎有较好的柔软性，可改善轮胎的缓冲性能，在高速行驶下生热小和工作温度
14、低，可提高轮胎的使用寿命。1.2.2外胎的组成及作用外胎由胎面、胎体和胎圈三个大部件组成。胎面包括胎面胶和胎侧胶,胎体包括帘布层和缓冲层，外胎各部件组成如图1-2所示。（1）胎面胎面是指外胎与地面接触部位，是覆盖于胎体的胶层，传递车辆的牵引力和制动力、保护骨架层。因此要求胎面具有优异的耐磨性能、耐切割性能,较高的强度,并需具有一定形状和一定的花纹作保证。胎面分为胎冠、胎肩、胎侧三个部位。胎冠是轮胎的行驶面，承受冲击与磨损、产生抓着力、保护帘布层免受损伤。因而要求具有一定的弹性和强度、抗刺穿性、耐磨耐撕裂性、耐老化性及有花纹。胎肩是胎冠和胎侧的过渡部分，对胎面起一定的支撑作用。胎侧是贴在胎体帘布
15、层两侧的胶层。保护胎体侧部帘布层免受机械损伤和大气侵蚀。胎侧常在屈挠下工作,共厚度宜薄, 便于屈挠变形.由于胎面、胎肩、胎侧作用各异, 宜采用不同的胶料制备。（2）胎体 胎体由缓冲层和帘布层组成。缓冲层位于胎面胶和胎体帘布层之间，由挂胶帘布或胶片制成。由于轮胎在行驶过程中,该部位所受应力最大、最集中温度也最高;极易脱层损坏，因此要求援冲层具有较高强度、弹性和较好的粘着性能，吸收并缓冲外来的冲击和振动。缓冲层可采用尼龙帘线、人造丝帘线或钢丝帘线制成。子午胎中的缓冲层又称为带束层或紧箍层。帘布层是胎体的骨架层，使外胎具有必要的弹性和强度，承受轮胎的载荷和行驶中的反复变形，承受由于路面不平引起的强烈
16、振动和冲击。帘布层一般由外层帘布层和内层帘布层组成，外层帘布层由挂胶帘布和隔离胶组成（有时也可不用隔离胶）。内层帘布层由挂胶帘布和油皮胶组成。帘布层使胎体强度增高，并可固定外胎的外缘尺寸规格。 (3)胎圈 胎圈是外胎与轮辋紧密固定的部位,要求具有高强度和刚性,承受外胎与轮辋间的相互作用力, 防止车辆行驶过程中外胎脱出。胎圈包括帘布层,钢圈及胎圈包布三个重要部分.钢圈是主体,由钢丝圈,三角胶条(又称填充胶条)及钢圈包布组成.钢丝圈采用钢丝编织带由数根覆胶钢丝绕成圈,在钢丝圈外围加贴用半硬质胶制成的三角胶条,起填充空隙作用,亦可采用两种不同硬度的胶料复合制成.钢圈包布把钢丝圈和三角胶条包复成钢圈整
17、体.胎圈包布又称为子口包布,位于胎圈外部,保护帘布层,并与轮辋直接接触,要求具有较好的耐磨性能,胎圈结构见图1-3所示。1. 2. 3 内胎内胎是装有气门嘴的密封环形胶筒，位于外胎与轮辋之间，用以充入内压空气，使轮胎获得弹性并承受载荷。要求气密性高、抗裂口增长性好及高弹性和较好的耐疲劳性等。1.2.4 垫带 垫带是具有一定断面形状的无接头环形胶带，置于轮辋与内胎接触部位；用以保护内胎不受轮辋及胎圈的磨损。垫带底部有一圆孔可使气门嘴通过,与外胎、内胎组成一套轮胎。垫带只用于多件式平底轮辋的载重轮胎上，轿车轮胎所用的深槽式轮辋和超低压轮胎所用的特殊结构轮辋均为整体件，轮辋与轮胎着合紧密，不必使用垫
18、带2.轮胎的组成及规格参数汽车轮胎按胎体结构不同可分为充气轮胎和实心轮胎，现代汽车大部分采用充气轮胎，充气轮胎按组成结构不同分为内胎轮胎和无内胎轮胎，一般来说，轮胎由胎面、胎肩、胎侧、胎缘、帘布层和带束层等部分组成。目前汽车上大多使用帘布层与台面中心线成90或接近90的子午线轮胎，相比帘布层与台面中心线呈小于90的普通斜交轮胎，具有自重轻、耐磨性好、滚动阻力小、附着性能好、承载能力强等特点，缺点是胎侧易裂口、成本高。汽车轮胎正确选型，必须了解轮胎规格和标记的含义。如轿车轮胎规格为205/55/R16 91V：205 标示轮胎宽度为205，55 代表轮胎扁平比，即断面高除以断面宽100；R 指子
19、午线轮胎，16 是指轮辋直径是16 英寸；91 是表示负荷指数，代表该负荷指数的轮胎最大可承重615kg；V 是表示速度级别，该级别轮胎最高速度为240km/h。3.轮胎构造及对汽车行驶的影响轮胎的结构和尺寸,如胎圈着合直径、轮胎断面高宽比和接地宽度等直接影响汽车的操纵稳定性、动力性能、制动性能和燃料经济性等,轮胎结构和尺寸是否合理与车辆设计成功与否关系极大。3.1普通斜交轮胎斜交轮胎主要有胎面、帘布层、缓冲层和胎圈组成。图1 普通斜交轮胎结构3.2 子午线轮胎子午线轮胎的帘布层与胎面中心线呈90角或接近90角排列，与帘布层轮胎的子午断面一致，很像地球上的子午线，所以称为子午线轮胎。子午线轮胎
20、是由帘布层、带束层、胎冠、胎肩和胎圈组成，并以带束层箍紧胎体。（如图2示）图2 子午线轮胎结构子午线轮胎的优点是：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。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%。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。3.3汽车轮胎花纹汽车依靠轮胎支承在路面上，通过其花纹块与路面产生的磨擦力，成为汽车驱动、制动和转向的动力之源。（1）轮胎花纹的
21、作用轮胎花纹的主要作用就是增加胎面与路面间的磨擦力，以防止车轮打滑，这与鞋底花纹的作用如出一辙。（2）花纹深度的影响较深的花纹不利于轮胎散热，使胎温上升加快，花纹根部因受力严惩而易撕裂、脱落等。花纹过浅不仅影响其贮水，容易产生有害的“滑水现象”，而且使光胎面轮胎易打滑的弊端凸现出来，从而使前面提及的汽车性能变坏。4.轮胎性能对汽车行驶的影响4.1轮胎气压的影响（1）胎压过高对驾驶的影响胎压过高引发高速行驶爆胎，平时正常的驾驶也会受到干扰。轮胎噪音变大;在通过一些起伏路面时会令车身跳动频率过大，舒适感下降;过高的气压也许会让转向变得轻盈，但在过弯时车轮的侧向抓地力会明显降低，更早地产生转向不足而
22、引发危险;过高的胎压会影响到车辆的制动效果，由于轮胎的接地面积变小后，在低附着力的路面进行紧急制动时会使制动距离变得更长。（2）胎压过低对驾驶的影响胎噪转为低频噪音,方向盘的重量变沉了，在快速打方向时车头的响应速度还会变得迟缓，快速过弯时易出现转向不足;增加舒适感。不过要提醒您，这可是用高油耗和牺牲安全性换来的。4.2 动态力学性能对其影响轮胎与路面的附着性能、轮胎的速度性能及滚动阻力是影响汽车动力性能的主要因素,轮胎的附着性能直接影响汽车的驱动、加速和减速性能,配用附着性能好的轮胎有利于提高汽车的加速性能。4.2.1燃料经济性轮胎的滚动阻力是影响汽车燃料经济性的主要因素之一。轮胎的滚动阻力越
23、大,汽车驱动时输出的驱动力矩也越大,导致汽车燃料消耗量增大。4.2.2制动性能轮胎的滑动摩擦性能对汽车制动性能影响很大。轮胎与路面的摩擦力过小,会导致汽车制动性能下降。4.2.3 操纵稳定性汽车通过操纵系来操纵轮胎(如图3 所示) 。轮胎的侧偏特性(主要指侧偏力、回正力矩和侧偏角间的相关性) 是影响汽车的操纵稳定性。通过改善轮胎侧偏特性可以解决汽车转向不足或过大的问题。图 34.2.4行驶平顺性轮胎的均匀性、振动性、包封性及汽车悬架系统的刚度、柔度是影响汽车行驶平顺性的主要因素。轮胎的均匀性、振动性和包封性差会导致汽车行驶不稳或颠簸,即乘坐舒适性差。5.轮胎与汽车的性能匹配轮胎与汽车性能匹配研
24、究的关键在于“匹配”,轮胎性能与汽车性能的匹配是轮胎性能与汽车系统性能的合理配合,不同的汽车应选用不同性能的轮胎。同一条轮胎安装在不同车辆上可能会表现出截然不同的动态力学性能,而同一辆车上装配不同规格,甚至是相同规格、不同品牌的轮胎也会表现出不同的行驶性能,因而轮胎与汽车性能匹配的研究是一个综合诸多方面因素的复杂系统工程。总的说来,影响汽车行驶性能的轮胎动态力学性能主要为与路面的附着性能、滚动阻力、侧偏特性、垂直特性、包封性和振动性等,汽车行驶性能与轮胎性能之间的主要制约关系为:（1）汽车的动力性能与轮胎与路面的附着性能、压力分布和轮胎的滚动阻力等密切相关；（2）汽车的燃料经济性与轮胎的滚动阻
25、力关系较大；（3）汽车的制动性能主要取决于轮胎与路面的摩擦因数,尤其是最大静摩擦因数；（4）汽车的操纵稳定性与轮胎的侧偏特性关系最大,与轮胎与路面的压力分布和轮胎的垂直特性等有很大关系；（5）汽车的行驶平顺性与轮胎的均匀性、振动性、包封性和垂直特性关系较大,高速行驶时轮胎的驻波特性也是影响汽车行驶平顺性的主要因素之一；（6）汽车的加速跑偏性与轮胎的均匀性、花纹导向关系较大。可以看出,制约汽车行驶性能的因素很多,而轮胎的某一特性也可能影响诸多汽车行驶性能,如轮胎的垂直特性不仅影响汽车的操纵稳定性,而且会影响汽车的行驶平顺性,这些影响有时还是矛盾的。因此,轮胎与汽车的性能匹配一般是各性能和各因素之
26、间的相互协调、平衡。结束语完成情况:完成。所得收获：这次毕业论文的制作过程是我的一次再学习，再提高的过程。在论文中我充分地运用了大学期间所学到的知识。毕业论文的写作给了我难忘的回忆。在我徜徉书海查找资料的日子里，面对无数书本的罗列，最难忘的是每次找到资料时的激动和兴奋；为了论文我曾赶稿到深夜，但看着亲手打出的一字一句，心里满满的只有喜悦毫无疲惫。这段旅程看似荆棘密布，实则蕴藏着无尽的宝藏。我从资料的收集中，掌握了很多的知识，让我对我所学过的知识有所巩固和提高，并且让我对汽车轮胎最新发展技术有所了解。在整个过程中，我学到了新知识，增长了见识。在今后的日子里，我仍然要不断地充实自己，争取在所学领域
27、有所作为 致 谢在论文结束之际，我首先要衷心感谢我的老师郭晓辉老师的谆谆教诲和悉心指导。我非常荣幸能成为郭老师的学生，从课题的选择到设计的最终完成，郭老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。我很感谢在校的三年时光有老师同学们对我的帮助和支持，三年时光转眼即逝，我们欢笑过 也痛苦过。在校期间学习了很多专业知识。这些只是必定会成为我以后的宝贵财富。马上就要面临毕业了，我将用在校期间学到的知识来武装自己，充实自己。我相信美好的明天就在眼前。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！求学历程是艰苦的，但又是快乐的。三年中结识的各位生活和学习上的挚友让我得到了人生最大的一笔财富。也对他们表示衷心的感谢！ 参考文献：1 唐宏. 汽车轮胎在泥泞路面行驶过程三维有限元计算D华中科技大学, 2006. 2 晏红文,田红旗,黄友剑,陈灿辉,杨军. 有限元法在机车车辆橡胶元件设计中的应用3 机车电传动, 2007,(06)4 王友善,刘培华,赵剑铭. 有限元分析在轮胎结构设计中的应用J橡胶工业, 2005,(10)字体不对，再有就是参考文献太少，至少15个所有图的下边标注都修改一下，从第一张图开始是图一
