沈阳化工大学学士学位毕业设计 第二章 轮胎负荷能力的计算
标定直径：571.5mm 轮胎使用速度等级M
2.3 Bm 的计算
Bm =Bˊ?(180°-arcsinW1/Bˊ)/141.3°
W1=228.6mm，
其中Bˊ=298mm,
则Bm =298?(180°- arcsin228.6/298)/141.3°=274mm
2.4 计算W值
轮胎充气压力P=900 kPa
将以上各数据代入公式W =0.231?K?0.425?(1.02?10-2 P)0.585 ?Bm1.39 ?(Bm+DR) 得：W=0.231?1.1?0.425?(1.02?10-2?900)0.585 ?27.41.39 ?(27.4+57.15)
=0.231?1.1?0.425?3.66?99.65?84.55
=3330kg ＞3250kg（相应规格对应的国家标准负荷值）符合要求。
2.4 设计依据国标
本次设计的轮胎为295/80R22.5 18P双胎使用设计，设计过程中数据选取参照GB/T2997-2008中相关规格的标准，见表2-1、2-2。
表2-1胎行驶速度与负荷变化对应表
速度 km/h 40 50 60 70 80 90 100 110 ≥120
微型、轻型载重汽车子午线轮胎负荷变化率/%
+25.0 +20.0 +15.0 +12.5 +10.0 +7.5 +5.0 +2.5 0
12
载重汽车子午线轮胎负荷变化率/%
+15.0 +12.0 +10.0 +7.0 +4.0 +2.0 0 0 0
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注：表中的负荷变化是相对于轮胎规格、尺寸、气压与负荷表中规定的负荷能力增加的。
表2-2 295/80R22.5载重汽车公制子午线轮胎（80系列，15°轮辋）参数标准
轮胎规格
295/80R22.5
层级
单胎 152
测量轮辋 新胎设计尺寸
mm 最大使用尺寸
mm 静负荷半径
mm 负荷能力
kg 充气压力kPa
单胎 3550 断面宽度298 总宽度 313
18
双胎 149
9.0
负荷指数
公路型外直径1044
公路型外直径1062
487
双胎 3250
900
最小双胎间距mm 允许使用的
轮辋
335
8.25
气门嘴型号 DR08
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沈阳化工大学学士学位毕业设计 第三章 轮胎外缘尺寸设计
第三章 轮胎外缘尺寸设计
3.1 外胎轮廓尺寸的确定
所谓的轮胎的外轮廓设计，实质是对能够生产出相应技术指标要求的充气外轮廓尺寸的成品轮胎的模具内轮廓形状尺寸的确定过程，这里定义的轮胎尺寸，实际上是指硫化模具的内缘轮廓尺寸。轮胎外轮廓的主要尺寸组成及代号见图3-1。
轮胎的外轮廓尺寸是外胎断面图的基本框架尺寸，包括断面宽（B）、外直径（D）、断面高（H）、下胎侧高（H1）、上胎侧高（H2）、着合直径（d）、着合宽度（C）、行驶面宽（b）、行驶面高（h）等。
图3-1 轮胎外轮廓主要尺寸
3.1.1 轮胎断面宽B的确定
轮胎断面宽是指胎体断面的最宽位置，位于水平轴上，对于常规轮胎来说是胎侧变形最大的位置。其值的确定直接影响技术指标要求的充气断面宽Bˊ，是决定轮胎外形合格与否的重要参数。
断面宽B值的确定公式： B= Bˊ(Bˊ/B)
式中：B —轮胎断面宽（模具内轮廓断面宽）； Bˊ—成品轮胎充气断面宽；
Bˊ/B—成品轮胎相对硫化模具断面宽的膨胀率；
Bˊ/B的确定一般来自以下的途径，第一，广泛来自多年的设计经验，找到其与
其他设计参数的相关性，加以总结，得到相应的设计经验。它分别守轮胎的高宽比
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沈阳化工大学学士学位毕业设计 第三章 轮胎外缘尺寸设计
（H/B）、轮辋宽与断面宽比值W1/B、帘线性能和帘线胎冠角（βk）、轮胎生产工艺条件等因素影响。
全钢子午线轮胎充气后断面宽度变化比较复杂，影响因素较多，如断面高（H）/B和帘线伸张值越大，断面宽膨胀率（B′/B）越大；胎圈着合宽度（C）/B越大，B′/B越小。根据轮辋宽度每改变25.4mm，轮胎断面宽度改变10 mm规律，同时设计特点特点，本次设计选用的298/80R22.5钢丝子午线轮胎，H/B＜1，Bˊ/B值约为1.03。
因此B= Bˊ/(Bˊ/B) =298/1.03=289mm
3.1.2 轮胎外直径D的确定
模型内缘直径D根据轮胎充气外直径Dˊ和充气外直径变化率（D/Dˊ）而定，轮胎是在充气条件下使用，其充气后外直径伸张或收缩，用D/Dˊ表示，求模型外直径D值。由于周向不易伸张的带束层箍紧胎体，全钢子午线轮胎充气后外直径膨胀率（D′/D）不大。
D = Dˊ/( D/Dˊ)
式中：D —轮胎外直径；
Dˊ —成品轮胎充气外直径；
D/Dˊ—成品外胎充气外径对模具尺寸的膨胀率。 D/Dˊ取1.002，因此：D = Dˊ/( D/Dˊ)
=1044/1.002=1042 mm ＜1062（国标最大使用尺寸）
3.1.3 轮胎断面高H的确定
在确定外直径D的基础上，断面高H为外直径与着合直径差的一半，
即：H=1/2(D-d) 式中：H —轮胎断面高； D —轮胎外直径； d —轮胎着合直径。
轮胎着合直径 d=d标定－1.5=571.5-1.5=570 mm 代入数据得：H=1/2(D-d)= 1/2(1042-570)=236 mm
3.1.4 轮胎水平轴位置的选取 H1/H2
水平轴位于轮胎断面最宽点位置，是一条水平的辅助线，位置通常用H1/H2表示。水平轴位置对轮胎的使用性能和使用寿命有很大的影响，水平轴位置偏向胎冠，即
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H1/H2过大，将会造成胎肩及下胎侧补位应变增大，断面内骨架层间剪切应力增大，易造成肩空或肩裂等早期损坏；若水平轴偏向胎圈部位，即H1/H2过小，将会造成下胎侧和胎圈部位应变增大，断面内剪切力增大，易造成胎圈断裂或脱层。
子午线轮胎断面最宽点半径的位置要比斜
交轮胎的高，希望能使轮胎的变形落在水平轴以上，带束层端点一下的上胎侧高（H2）区域之内，并减小下胎侧高（H1）区域的应力和胎圈的应力。由于子午线轮胎胎体帘线呈径向排列，其钢丝圈承受力要比斜交轮胎的大，故断面最宽点半径要取得高一些来减轻所承受的力。一般选取H1＞H2，轿车子午线轮胎取值为 1.0～1.2，载重子午线轮胎最高取值可达1.4。 本次设计H1/H2取值1.1，即H1=124 mm， H2=112 mm。
图 3-2 外胎断面水平轴位置示意
H1—胎圈基部至水平轴的距离 H2—水平轴至胎冠中心的距离
3.1.5 行驶面宽b和行驶面高h的确定
作为决定胎冠形状的主要参数，b、h的选取直接影响轮胎的耐磨性能、附着性能、牵引性能和滚动阻力等，运用公式：
b=B(b/B) h=H(h/H)
式中：b —胎冠行驶面宽；
h —胎冠行驶面高；
B、H —外胎断面宽、断面高。
b和h是决定胎冠轮廓形状的主要参数，适当调整b和h，可以优化轮胎接地面
形状和大小，均衡胎冠接地面压力，提高轮胎的牵引性能和耐磨性能。根据本次设计的规格，选取b/B=0.8，h/H=0.05。
因此 b=B(b/B)=289×0.8=231mm
h=H(h/H)=236×0.05=12 mm
b值过大，即行驶面过宽时，胎肩增厚，生热量过高，散热困难，以致造成胎肩、胎冠脱层的早期损坏，影响轮胎的使用寿命。若b值过小，即行驶面过窄，胎面与路
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