半鋼子午線輪胎設計規(guī)范

1、半鋼絲子午線輪胎設計規(guī)范（2002版） Page 51 of 51 目 錄一、 本設計規(guī)范適用范圍二、 輪胎設計依據(jù)的確認1. 目標市場、用戶要求的確認2. 輪胎、輪輞設計標準、法規(guī)的確認3. 輪胎生產(chǎn)工裝、模具及專用工器具、工藝條件的確認4. 輪胎預期成本的測算與分析5. 輪胎設計規(guī)格、花紋類別的確認6. 輪胎性能取向、性能指標的確認7. 輪胎試驗條件的確認8. 輪胎專用內(nèi)胎、氣門嘴、墊帶、硫化膠囊的配置9. 輪胎設計技術要求的確定10.輪胎設計原則的確定三、 輪胎技術設計1. 新胎充氣外緣尺寸的確定2. 輪胎模具型腔尺寸的確定3. 輪胎花紋的設計4. 輪胎花紋總圖的繪制5. 輪胎字體排列圖

2、的繪制四、 輪胎施工設計1. 輪胎結(jié)構(gòu)型式的確定2. 輪胎骨架材料規(guī)格的確定3. 輪胎各部位厚度的確定4. 輪胎成型參數(shù)（成型機頭曲線、貼合鼓直徑等）的確定5. 輪胎半成品部件的確定6. 輪胎材料分布圖的繪制7. 輪胎生產(chǎn)專用工器具的確定8. 輪胎施工文件的編制五、 輪胎設計驗證六、 輪胎設計文件的編制七、 輪胎設計更改一、本設計規(guī)范適用范圍半鋼絲結(jié)構(gòu)子午線輪胎（有內(nèi)胎和無內(nèi)胎子午線輪胎）1. 轎車子午線輪胎2. 公制、英制輕卡子午線輪胎3. 拖車、掛車子午線輪胎4. 農(nóng)用子午線輪胎二、輪胎設計依據(jù)的確認1. 目標市場、用戶要求的確認產(chǎn)品設計開發(fā)的優(yōu)先原則：符合標準化、系列化、規(guī)范化、通用化的

3、產(chǎn)品優(yōu)先（采標產(chǎn)品優(yōu)先原則）；優(yōu)先滿足具有市場普遍性的需求（少數(shù)服從多數(shù)原則）；優(yōu)先采用國際先進標準及法規(guī)（先進標準覆蓋落后標準原則）；優(yōu)先滿足原配胎市場的需求（高性能滿足低性能原則）；優(yōu)先滿足國際市場的需求（高質(zhì)量取代低質(zhì)量原則）；優(yōu)先滿足高速級、高層級的需求（高指標涵蓋低指標原則）；優(yōu)先滿足輕量化、節(jié)能、環(huán)保、跑氣保用、智能型等高技術含量的產(chǎn)品需求（換代產(chǎn)品優(yōu)先原則）。另外，對客戶（尤其是原配胎市場）的更具體、更細化的要求應盡量滿足。如遇到客戶的要求不合理，可以通過解釋、引導、替代的方法加以解決，最終讓客戶滿意。2. 輪胎、輪輞設計標準、法規(guī)的確認對客戶無特殊要求的輪胎，設計首先要滿足企業(yè)

4、產(chǎn)品標準，企業(yè)產(chǎn)品標準盡可能涵蓋多個標準與法規(guī)、盡可能是最新的版本。企業(yè)產(chǎn)品標準等同采用、等效采用如下標準： 轎車子午線輪胎設計 - 以新版ETRTO、ECE30為主，TRA、FMVSS109、GB、JATMA為輔。輕卡、拖車、掛車子午線輪胎設計 - 以新版TRA、FMVSS119為主，ETRTO、ECE54、GB、JATMA為輔。其它子午線輪胎設計 - 如無特殊要求，盡可能以新版TRA、FMVSS119、 ETRTO、ECE54為主， GB、JATMA為輔。企業(yè)產(chǎn)品標準中的高速性能、耐久性能、壓穿強度、脫圈阻力指標應高于ECE、FMVSS、GB的規(guī)定指標。根據(jù)不同的產(chǎn)品，指標高出的幅度有所不

5、同。3. 輪胎生產(chǎn)工裝、模具及專用工器具、工藝條件的確認重點對尺寸、結(jié)構(gòu)、性能要求特殊的產(chǎn)品進行生產(chǎn)工裝、工藝條件的確認。分別對生產(chǎn)設備、工藝條件、專用工器具的符合性進行書面明確，需添置的專用工器具，則提供工藝參數(shù)圖。 同時對輪胎模具的類型及匹配的硫化機進行確認。4.輪胎預期成本的測算與分析 新產(chǎn)品的預期成本測算與分析盡可能以同系列、同輪輞直徑、同速度級別、同結(jié)構(gòu)、同類花紋、同工藝，最接近的輪胎規(guī)格進行測算。同輪輞直徑的輪胎可以用尺寸系數(shù)（外直徑×斷面寬）進行測算。 5. 輪胎設計規(guī)格、花紋類別的確認 結(jié)合上述條款的確認，即可確定設計的輪胎規(guī)格、負荷指數(shù)（層級）、速度級別、花紋類別、

6、花紋深度、牽引系數(shù)、耐磨指數(shù)、耐溫指數(shù)等。6. 輪胎性能取向、性能指標的確認輪胎的許多性能是相互制約的，不同類別、不同速度級別的輪胎性能取向是不同的，其性能重要性排序如下：轎車/公制輕卡子午線輪胎設計 - 安全性能（包括干、濕路面的縱向、側(cè)向附著性能；高速耐久生熱性能；超低壓條件下的抗脫圈性能；操控穩(wěn)定性；無內(nèi)胎化；抗沖擊性能）、舒適性能（包括緩沖性能、滾動噪音、滾動頻譜、操控平順性）、通過性能、耐用性能（胎體的耐用性、材料的抗老化性能、耐磨性能）、美觀裝飾性能、節(jié)油性能。英制輕卡子午線輪胎設計 - 耐用性能（超負荷性能、胎體的耐用性、材料的抗老化性能、耐磨性能）、安全性能（包括干、濕路面的縱

7、向、側(cè)向附著性能；高速耐久生熱性能；操控穩(wěn)定性；抗沖擊性能）、節(jié)油性能、通過性能、舒適性能（包括緩沖性能、滾動噪音、滾動頻譜、操控平順性）。拖車、掛車子午線輪胎設計 - 耐用性能（超負荷性能、胎體的耐用性、材料的抗老化性能、耐磨性能）、舒適性能（包括緩沖性能、滾動頻譜）、安全性能（包括抗沖擊性能；干、濕路面的縱向、側(cè)向附著性能）、節(jié)油性能。農(nóng)用子午線輪胎設計 - 通過性能（越障能力、各類農(nóng)田的適應能力）、耐用性能（超負荷性能、胎體的耐用性、材料的抗老化性能、抗刺扎性能、耐磨性能）、安全性能（包括抗沖擊性能；操控穩(wěn)定性）、節(jié)油性能。輪胎性能指標的確認原則：為了向客戶提供性能價格比優(yōu)異的輪胎，安全

8、性能指標達到企業(yè)標準（企業(yè)標準優(yōu)于國際標準和法規(guī)）、用戶要求；耐用性能、舒適性能、節(jié)油性能、通過性能滿足用戶要求。 7. 輪胎試驗條件的確認 重點對尺寸、結(jié)構(gòu)、性能要求特殊的產(chǎn)品進行試驗條件的確認。如分別對試驗設備、試驗項目、試驗方法、試驗條件、試驗輪輞/卡盤等試驗工器具的符合性進行確認。需添置的試驗工器具，則提供工藝參數(shù)。8. 輪胎專用內(nèi)胎、氣門嘴、墊帶、硫化膠囊的配置如有客戶提出購買的無內(nèi)胎子午線輪胎配置內(nèi)胎的要求時，應盡可能說服客戶將輪胎按無內(nèi)胎形式使用，因為輪胎在高速行駛時，內(nèi)胎一旦被扎破常常會導致輪胎瞬間爆破，極易導致車禍；而無內(nèi)胎輪胎被扎破時，輪胎往往是慢撒氣，駕駛員有反應的余地。

9、所以高速級（級以上的輪胎）的輪胎（即轎車/公制輕卡子午線輪胎）必須按無內(nèi)胎形式設計和使用。當客戶堅持要將無內(nèi)胎輪胎配置內(nèi)胎時，我公司將不承擔由此而引起安全責任。有內(nèi)胎子午線輪胎配置內(nèi)胎或墊帶時，應盡量選配與斜交輪胎共用的型號。當必須設計專用內(nèi)胎或墊帶時，首先要確認客戶所用的輪輞型號及車輛后輪位的形式（單輪還是雙輪），以便選配合適的氣門嘴型號。硫化膠囊的配置：盡可能選配薄壁寬腰系列化子午胎專用硫化膠囊。當必須設計新型號硫化膠囊時，應考慮到子午線輪胎所用硫化膠囊的特點：外直徑大、高度矮、腰部寬、厚度?。磸较蛏鞆埿?、周向伸張大、膠囊脫模系數(shù)大）。9. 輪胎設計技術要求的確定 在確認了以上各項條款后

10、，即可確定出輪胎設計技術指標和要求。其中輪胎設計技術指標（主要指法規(guī)項目和成品檢驗技術指標）和要求盡可能不超出企業(yè)的產(chǎn)品標準。必須超出的技術指標如確實可以達到，則可以考慮對企業(yè)的產(chǎn)品標準進行換版修訂。10.輪胎設計原則的確定在上述條款得以確認后，圍繞產(chǎn)品的特點確定相適應的設計目標、結(jié)構(gòu)形式、工藝路線。對于非特殊需要產(chǎn)品，輪胎的設計原則是：盡可能在現(xiàn)有的配方、結(jié)構(gòu)形式、包圈形式、系列化鋼絲/纖維簾布、系列化半成品部件、工藝路線、工藝條件中優(yōu)選出最適合的方案。 對于特殊需要產(chǎn)品，則有針對性的在上述設計原則基礎上增、改相適應的內(nèi)容。三、輪胎技術設計 1.新胎充氣外緣尺寸的確定 如客戶無明確要求，新胎

11、充氣外緣尺寸的確定原則是：1.1 - 設計新胎充氣外直徑（設計目標值）的確定設計方式非共用花紋圈模具共用花紋圈模具備 注適用模具各類兩半模具各類活絡模具適用輪胎高系列、低速級、淺花紋各類輪胎低系列、高速級、同寬度、深花紋各類輪胎取值方法標準上限 標準 中值 1/3 標準下限 值 標準上限1#胎中值2#胎中值 3#胎中值 2/5 4#胎中值 標準下限 值能共用花紋圈的輪胎外直徑差：×1.5 %說 明設計目標值適當小于標準中值有助于輪胎的輕量化1.2 - 設計新胎充氣斷面寬（設計目標值）的確定凡生產(chǎn)經(jīng)過硫化后充氣的輪胎，其新胎充氣斷面寬的波動會很大，這主要與有硫化后充氣工藝波動有關，因為

12、輪胎硫化出模后后充氣是否及時、實際后充氣壓力的大小及波動、后充氣時間的長短會直接影響輪胎充氣斷面寬的穩(wěn)定性。當輪胎結(jié)構(gòu)施工參數(shù)（如胎體簾布角度）、骨架材料（如胎體簾線種類）、工藝條件（如取消了硫化后充氣工藝步序）得到固化后，新胎充氣斷面寬會很穩(wěn)定，且波動也小。這樣- 設計新胎充氣斷面寬（設計目標值）的確定就更容易準確。在這種條件下，的取值可以比標準的中值小23毫米，這同樣有利于輪胎的輕量化。 2.輪胎模具型腔尺寸的確定2.1 - 輪胎模具型腔外直徑的確定 首先要確定不同類別、不同系列、不同結(jié)構(gòu)輪胎充氣后的徑向伸張值（/）或外直徑變化量（-）。以下是常見的取值方法：帶束層裁斷角度°&#

13、176;°帶束層結(jié)構(gòu)形式無尼龍冠帶層有尼龍冠帶層有尼龍冠帶層適宜輪胎速度級別適宜公制輕卡輪胎245斷面寬245斷面寬/系列1.0021.0041.0011.003系列1.0031.0051.0021.004系列1.0021.0041.0011.004-系列1.03.50.53.0系列1.53.51.03.0系列1.02.50.52.5說明冠帶層熱收縮箍緊力：JLB冠帶層雙層冠帶層單層冠帶層 根據(jù)從表中徑向伸張值（/）的選取，即可算出值。另外，為了方便、值計算和繪圖，常常再對值作一點修正：方法是若模型胎圈著合直徑值有一位小數(shù)，則值的小數(shù)位也加一位等值小數(shù)，而原值的個位數(shù)可視小數(shù)值的大小

14、而決定是不變還是減，這樣可使修正后的值盡量保持與原值相近。2.2 - 輪胎模具型腔胎圈著合直徑的確定輪胎胎圈著合直徑的確定主要著眼于五個方面要素：一是防范胎圈與輪輞胎圈座之間的周向滑轉(zhuǎn)（即在車輛起步、加速、減速、制動過程）；二是確保無內(nèi)胎輪胎的安全性能 - 抗側(cè)向的脫圈能力（即在車胎低氣壓高速轉(zhuǎn)彎過程）；三是確保無內(nèi)胎輪胎的保壓性能；四是確保輪胎與輪輞易于裝配、且裝配不易損傷胎圈；五是所匹配的胎圈底部曲線應易于加工、測量和驗收（同樣便于測量舊模具的磨損程度）。為了更好的平衡以上性能，需要將胎圈著合直徑與胎圈底部曲線的最佳配置進行固化，并對該處模具加工公差進行嚴格控制。對于無內(nèi)胎輪胎需將企業(yè)的產(chǎn)

15、品標準的最小脫圈阻力控制在一個合理的范圍：即高于FMVSS、GB規(guī)定值的1030%。過去輪胎胎圈直徑取值較輪輞標定直徑小1.0mm左右，胎圈底部設計采用胎踵圓弧與7°著合面上相切的曲線形式來保持與5°輪輞著合面進行過盈配合，這種設計方式從理論上講對無內(nèi)胎輪胎的使用是沒有問題的，多年來的實際使用也驗證了這一點。但是在對輪胎模具的加工上及對胎圈著合直徑的測量驗收上是很困難的，也是不準確的。一旦無內(nèi)胎輪胎的脫圈阻力值出現(xiàn)偏大或偏小的時候，則很難判斷胎圈著合直徑是設計的不合適，還是加工的不合適。鑒于此，在國內(nèi)外有許多輪胎公司已普遍采用了一種新的胎圈曲線設計方法，克服了原先設計上的不

16、足。為此在確保輪胎胎圈底部過盈量不變的前提下，也就是說不改變原有的鋼絲圈、纏繞盤、扣圈盤、均勻性試驗機卡盤、動平衡試驗機卡盤尺寸的前提下，對模型胎圈底部曲線的畫法作部分調(diào)整，這樣既便于今后對模具胎圈著合直徑進行測量驗收，又利于分析輪胎質(zhì)量問題。新的無內(nèi)胎輪胎的胎圈曲線設計方法是：輪胎胎圈著合直徑的取值較輪輞標定直徑小2.0mm左右，胎圈底部設計采用胎踵圓弧與胎圈著合直徑水平線相切，水平線延至胎圈寬度的處止，然后再以17°延至胎趾。這樣在胎圈底部曲線上實際出現(xiàn)了寬度約2.0mm左右直徑為胎圈著合直徑的微小平臺。該平臺即被用于模型胎圈著合直徑的檢測。無內(nèi)胎原胎圈底部曲線與新的胎圈底部曲線

17、見附圖，從兩曲線重疊圖上可以看出其交點位于鋼絲圈底部。另外，考慮到模具的加工和檢測，在作圖時模具型腔胎圈著合平臺端部（對應輪胎胎趾處）應標注直徑，而不是角度。無 內(nèi) 胎 模 腔 胎 圈 著 合 直 徑輪輞規(guī)格12131415161718輪輞標定直徑304329.4354.8380.2405.6436.6462原胎圈值303328354379404.5435.5461新胎圈值302327.4353378.2403.6434.6460說明雖然新、舊胎圈值和曲線不同，但輪胎實際過盈量基本相同對于使用多件式輪輞（如半深槽輪輞、平底寬輪輞等）的有內(nèi)胎輪胎來講，輪胎模具型腔胎圈著合直徑的設計只需考慮防范胎

18、圈與輪輞胎圈座之間的周向滑轉(zhuǎn)和確保輪胎與輪輞易于裝配/拆卸這兩個方面的要素。為了兼顧這兩個要素，就要按圖示的方法設計。 其具體設計方法是：模具型腔胎圈著合直徑比輪輞標定直徑小1.52.0毫米；模型型腔胎圈著合平臺端部（對應輪胎胎趾處）直徑與輪輞底部曲線對應處直徑相同或者大于1.0毫米。這樣模具型腔胎圈著合平臺與水平面的夾角實際小于輪輞的5°角。另外，考慮到模型的加工和檢測，在作圖時模具型腔胎圈著合平臺端部（對應輪胎胎趾處）應標注直徑，而不是角度。2.3 - 輪胎模具型腔胎圈著合寬度的確定無內(nèi)胎輪胎模具型腔胎圈著合寬度的設計均要比標準輪輞寬，其增寬設計的理由及增寬幅度（即值增量）主要與

19、六個方面的因素有關：一是PDEP理論認為，在輪胎的胎圈和胎肩部位施加一定的預應力，有利于提高輪胎的高速性能；二是輪胎在自由狀態(tài)下冷卻時，兩胎圈間距會縮小，無硫化后充氣的輪胎尤其是如此（一般縮小79毫米）。對無內(nèi)胎而言，過小的胎圈間距是無法與輪輞裝配充氣的；三是在原配胎市場，有很多轎車、商用車型所配的無內(nèi)胎輪胎是按比標準輪輞寬0.5的輪輞（標準允許的范圍），大規(guī)格輪胎甚至寬1.0的輪輞（也是標準允許的范圍）來裝配的；四是輪胎在儲運過程中如果不能上存放架豎立存放（理想的存放方式），而是平臥摞放，則會進一步導致輪胎兩胎圈間距會縮小，尤其是壓在下面的輪胎；五是當輪胎輕量化達到較高的程度以后，胎側(cè)就更加

20、柔軟、更易變形，致使胎圈間距更易變窄；六是胎圈著合寬度的增寬幅度（即值增量）主要與輪胎胎側(cè)的寬度、剛性有關，概括的說：斷面高度越高、系列越高的輪胎，胎側(cè)越容易變形，從而越容易造成兩胎圈間距縮小，所以隨著輪胎斷面高度越高、系列越高，輪胎模具型腔胎圈著合寬度的設計越大（即值增量越大）。各種規(guī)格無內(nèi)胎輪胎（無硫化后充氣工藝）值增量見附表（轎車/輕卡子午線輪胎設計參數(shù)表）。有內(nèi)胎輪胎的值增量可以是00.5。2.4 - 輪胎模具型腔斷面寬的確定輪胎模具型腔斷面寬的確定可分為二個步驟：先是根據(jù)前面確定的和/值來計算出標準輪輞下的輪胎模具型腔斷面寬，然后再根據(jù)值的增量來進行修正，因為輪胎胎圈著合寬度每改變0

21、.5，就會使輪胎充氣斷面寬值有一個變化，其變化幅度隨輪胎斷面高的降低而增大，并不能用一個固定值來修正。具體修正值見下表：輪胎斷面高度120120140140160160180180200200值修正增量7.57.06.56.05.55.0說 明此值修正增量是以胎圈著合寬度每增加0.5為依據(jù)的，當選擇的值增量不同，則按此比例計算實際值修正增量如果有內(nèi)胎輪胎的設計值增量為零時，則值不需要修正。2.5 - 輪胎模具型腔斷面水平軸的確定輪胎模具型腔斷面水平軸的確定可分為二個步驟：先確定在標準輪輞設計下的輪胎模具型腔斷面水平軸，然后再根據(jù)值的增量來進行修正，因為輪胎胎圈著合寬度每改變0.5，就會使輪胎值

22、有一個變化，其變化方向及幅度隨輪胎系列、斷面高度、速度級別的不同而有所變化，并不能用一個固定值來修正，需要經(jīng)過實驗驗證。一般來講，輪胎系列越低，值的增量對輪胎值的變化影響越大；輪胎斷面高度越高，值的增量對輪胎值的變化影響越??；輪胎速度級別越高，要求輪胎充氣狀態(tài)下的越大。 具體修正后輪胎模具型腔斷面水平軸的見下表：輪 胎系 列4040455055606570758085值+0.51.01.041.061.051.071.061.081.071.091.081.111.101.12+1.01.51.041.061.051.071.061.081.081.111.111.13說 明以上經(jīng)過修正后的輪

23、胎模具型腔斷面水平軸是依據(jù)輪胎的不同系列、不同值增量來確定。2.6 、 - 輪胎模具型腔行駛面寬、行駛面高的確定輪胎行駛面寬、行駛面高的確定實際上就是確定行駛面曲線的平均曲率半徑及該行駛面曲線的范圍，設計的著眼點主要有四個方面：一是輪胎的類別。如轎車胎行駛面曲線的平均曲率半徑比輕卡胎大；二是輪胎的系列（實際包含速度級別）。系列越低，輪胎行駛面曲線的平均曲率半徑越大；三是輪胎花紋的類別（包括花紋深度）?；y越深（象越野花紋、M+S花紋），輪胎行駛面曲線的平均曲率半徑越小；四是帶束層的結(jié)構(gòu)形式。相對于同一輪胎規(guī)格而言，帶束層（包括冠帶層）的箍緊系數(shù)越大，輪胎行駛面曲線的平均曲率半徑越小。行駛面曲線

24、的平均曲率半徑及該行駛面曲線的范圍的設計是與輪胎花紋的設計匹配分不開的。目前，這一匹配方式主要有兩種：一種是寬行駛面匹配淺花紋設計（代表品牌：米西林）；另一種是窄行駛面匹配深花紋設計（代表品牌：石橋），下面就是兩種匹配形式的比較。兩種匹配形式的比較寬行駛面、淺花紋輪胎（前）窄行駛面、深花紋輪胎（后）客戶接受趨勢輪胎輕量化水平稍差稍好在乎性能輪胎滾動阻力米西林與石橋輪胎相當輪胎外型感覺輪胎顯得寬大輪胎顯得窄小前接地面積大小胎面單位磨耗量小大輪胎行駛里程較長較短前輪胎高速性能稍好稍差前綜合安全性稍好稍差前制動距離短長前 車輛操控穩(wěn)定性稍好稍差前車輛操控靈活性稍差稍好后綜合評價寬行駛面、淺花紋輪胎優(yōu)

25、于窄行駛面、深花紋輪胎 綜上所述，寬行駛面匹配淺花紋形式是優(yōu)選設計方案，其不同類別、不同系列（包含不同速度級別）轎車、公制輕卡子午線輪胎行駛面寬度參數(shù)見附表（轎車/輕卡子午線輪胎設計參數(shù)表）。2.7 、- 輪胎模具型腔行駛面曲率半徑的確定由于子午線輪胎的結(jié)構(gòu)特點決定了它的接地壓力曲線為形，也就是說，胎肩部位花紋的接地壓強大于胎面中部，這就是子午線輪胎容易磨肩的原因。為了降低子午線輪胎胎面花紋不均衡磨損的程度，胎面花紋深度配置應采取變深度方法設計，即胎面中部淺 - 兩邊深 - 胎肩線處又變淺的設計，這就需要行駛面曲線為兩段弧與花紋溝底弧（為單?。┢ヅ湓O計，以達到花紋溝深度是一個漸變的過程。如圖所

26、示：由于比大約0.5毫米，所以主花紋溝區(qū)（即接地壓力最大區(qū)）花紋達到最深，胎面中部和胎肩部花紋要逐漸淺（即接地壓力較小區(qū)）。這樣就降低了子午線輪胎的磨肩程度。輪胎行駛面曲線的兩段圓弧、的切點位置就是主花紋溝的位置。另外，、弧的取值及大小配置比例很重要，具體計算、選值范圍如下：輪 胎系 列4040455055606570758085轎車胎800700750650700600650550600500550450380300340260300220260180220160200140輕卡胎620520570470520420230180210160190140說 明設計中具體行駛面曲線的兩段圓弧、取

27、值及大小配置要視輪胎的實際情況來確定，如輪胎類別、系列、速度級別、花紋形式、帶束層（包括冠帶層）的箍緊系數(shù)等。輪胎模具型腔行駛面曲線的兩段圓弧中的可通過以下公式計算（計算值應符合上表的規(guī)律）：（說明：當輪胎行駛面曲線采用單弧設計時，公式中的、分別為、）輪胎模具型腔行駛面曲線的兩段圓弧中的既可通過建立坐標系解方程計算，又可通過作圖得出（計算值應符合上表的規(guī)律）。2.8 - 輪胎模具型腔上胎側(cè)弧半徑的確定 輪胎模具型腔上胎側(cè)弧半徑可通過以下公式計算：（）.（）（）（說明：當輪胎行駛面曲線采用單弧設計時，公式中的、分別為、）其中需強調(diào)的是：凡輪胎胎肩輪廓采用正?。ㄟ^渡?。┰O計時，值可取；當采用切線或

28、反弧設計時，值取。2.9 - 輪胎模具型腔下胎側(cè)弧半徑的確定輪胎模具型腔下胎側(cè)弧半徑可通過以下公式計算：（.（）（）（）其中為輪輞輪緣高度；為輪輞輪緣寬度2.10 - 輪胎模具型腔下胎側(cè)過渡弧半徑的確定除了設計有特型輪緣座的輪胎沒有弧以外，一般輪胎都設計有弧，其取值不易過?。?0；常用取值范圍：5575，需根據(jù)輪胎的弧大小決定，即弧越大，則弧越大。I. 2.11 輪胎模具型腔胎肩輪廓型式的確定胎肩輪廓型式由如下設計元素構(gòu)成與組合：設計元素類：胎肩支撐、散熱區(qū)輪廓有正弧型、切線型、反弧型三種。設計元素類：胎肩角輪廓有相關線型、小圓弧型、大圓弧型、倒角型、四種。 實際上輪胎的胎肩輪廓型式均是由上述

29、兩類設計元素組合而成的。以下是常見組合模式：設計元素類設計元素類轎 車輪 胎公制輕卡輪胎英制輕卡輪胎農(nóng) 業(yè)輪 胎正弧型（A）相關線型（1）A3A2C1B1切線型（B）小圓弧型（2）B3B2C2B4反弧型（C）大圓弧型（3）A2B3C4B2倒角型（4）B2A3B1B2B4幾種常見的輪胎胎肩輪廓組合模式的功能特點：A3- 正弧型大圓弧型組合模式：優(yōu)點是高速車輛操控穩(wěn)定性能優(yōu)異，這主要是指車輛在高速轉(zhuǎn)彎時，輪胎接地區(qū)能平穩(wěn)地由冠部向肩部移位，即輪胎接地面損失率小，提升了安全性能，所以這一組合模式更適合于轎車子午線輪胎；缺點是對輪胎肩部花紋的支撐作用差，不適合用于高負載的載重子午線輪胎。該組合模式的性

30、能正好與C1相反。B3- 切線型大圓弧型組合模式：高速車輛操控穩(wěn)定性能與A3相比稍差一些，但對輪胎肩部花紋的支撐作用要好于A3。該組合模式常用于小規(guī)格或低系列公制輕卡子午線輪胎、加深花紋（如M+S花紋）或低速級轎車子午線輪胎。C1- 反弧型相關線型組合模式：優(yōu)點是對輪胎肩部花紋的支撐作用好，而且改善了輪胎肩部的散熱性能，所以這一組合模式更適合于高負載的載重子午線輪胎（如英制輕卡子午線輪胎）；缺點是高速車輛操控穩(wěn)定性能很差，不適合用于轎車子午線輪胎。該組合模式的性能正好與A3相反。C4- 反弧型倒角型組合模式的特點與C1基本相同。B2- 切線型小圓弧型組合模式、A2- 正弧型小圓弧型組合模式：這

31、兩種組合模式是典型的介于A3與C1之間的一種配置，更適合于公制輕卡子午線輪胎（其所配車型也是介于轎車與輕卡車之間的商用車）。B1- 切線型相關線型組合模式：優(yōu)點是能適應于特寬行駛面的輪胎（如拖拉機的驅(qū)動輪），并使突出的肩部花紋得以支撐。B4- 切線型倒角型組合模式的特點與B1基本相同。以下是幾種常見的輪胎胎肩輪廓組合模式圖示：2.12 輪胎模具型腔胎圈輪廓型式的確定輪胎胎圈輪廓型式一般分為兩種：一種是常規(guī)型，凡屬常規(guī)用途、非超低系列的輪胎均適宜；另一種是加強型，即胎圈設有輪緣座，這種加強型胎圈設計適合于高負荷、超低壓、超低系列的輪胎。如圖所示：3.輪胎花紋的設計3.1 子午線輪胎花紋設計理念：

32、 因子午線輪胎結(jié)構(gòu)的特殊性，使其性能與斜交輪胎有著很大的差別，這樣就要求在花紋設計上要有針對性。輪胎雙曲面的行駛面可以近似看成是一個球面，同樣剛性很強的鋼絲帶束層也是這樣一個近似球面。當輪胎裝在車上使用時，輪胎的接地面形狀會屈從于平展的硬質(zhì)路面形狀，這時剛性很強的帶束層會發(fā)生曲翹變形（帶束層中部翹起呈反拱狀），而帶束層邊緣受力比較小。這就造成子午線輪胎接地壓力曲線呈形（延輪胎斷面方向），也就是說主花紋溝區(qū)的接地壓力大于胎面中部和肩部（即帶束層邊緣區(qū)）。這一狀況常常導致子午線輪胎在使用中出現(xiàn)磨肩現(xiàn)象；在做室內(nèi)高速極限性能試驗時，往往會在主花紋溝外側(cè)邊的銳角花紋塊（迎著輪胎滾動方向的一側(cè)花紋）處出

33、現(xiàn)與帶束層分離的“掀花紋塊”現(xiàn)象，且主花紋溝旁的銳角花紋塊位置越靠近帶束層邊緣，“掀花紋塊”現(xiàn)象出現(xiàn)的越早（高速性能越差）。為了克服子午線輪胎的磨肩現(xiàn)象和掀花紋塊現(xiàn)象或減輕程度，子午線輪胎花紋的不飽和度應從胎面中部向肩部依次降低，也就是說讓花紋塊的剛性從胎面中部向肩部依次增強?？傊?，為了確保子午線輪胎的各項性能，在花紋設計上可以采用如下的八種常用的手段，即歸結(jié)為“八變”：一變：變節(jié)距-就是花紋周節(jié)的節(jié)距是可變的，可有25種寬度，通過盡可能不規(guī)律的排列來達到減少輪胎滾動噪聲的目的。二變：變曲率-就是行駛面曲率由中部至肩部有所變化，即行駛面中部曲率小，肩部曲率大，以求達到減少帶束層曲翹變形，使胎面

34、磨損均一化。三變：變深度-就是將花紋溝深度由行駛面中部向主花紋溝區(qū)逐漸加深，再由主花紋溝區(qū)向行駛面肩部逐漸減淺，以使接地壓力較大的主花紋塊更耐磨。四變：變間距-就是將數(shù)條縱向花紋溝的間距由行駛面由中部至肩部逐漸加大，即縱向花紋條寬度逐漸加大，以使子午線輪胎的磨肩現(xiàn)象減小到最低程度，同時也提升了輪胎的高速性能。五變：變角度-就是將不同節(jié)距花紋溝的排列角度隨花紋節(jié)距寬度的變化而變化，即大節(jié)距花紋塊花紋溝的排列角度小，以使不同節(jié)距花紋塊的不飽和度及剛性趨于一致，還可減少輪胎的不均衡磨損現(xiàn)象。六變：變寬度-就是將不同節(jié)距花紋溝的寬度隨花紋節(jié)距寬度的改變而變化，以使不同節(jié)距花紋塊的不飽和度及剛性趨于一致

35、，還可減少輪胎的不均衡磨損現(xiàn)象。七變：變坡度-就是將橫向花紋溝（尤其是肩部）兩邊的坡度設計不同角度，即銳角花紋塊的支撐角度大于鈍角花紋塊的支撐角度，以減少輪胎的不均衡磨損現(xiàn)象。八變：變鋼片-就是將不同節(jié)距的花紋塊內(nèi)的鋼片數(shù)量及鋼片形狀隨花紋節(jié)距的改變而變化，以使不同節(jié)距花紋塊的剛性均一化。子午線輪胎花紋設計常用的這八種手段適用于輪胎的類別是：子午線輪胎花紋設計的“八變”轎車輪胎公制輕卡輪胎英制輕卡輪胎農(nóng)業(yè)輪胎變節(jié)距：花紋節(jié)距變曲率：行駛面變深度：花紋溝變間距：縱向溝變角度：花紋溝變寬度：花紋溝變坡度：橫向溝變鋼片：鋼片數(shù) 說 明為必選項；為可選項3.2 輪胎花紋形式的確定：子午線輪胎花紋從形式

36、上可分為：無向花紋、有向花紋、內(nèi)外定向花紋、左右輪位專用花紋。它們的特點是：無向花紋-由于花紋是無向的，所以在輪胎滾動時，行駛面中線的左邊花紋與右邊花紋會發(fā)生不同的形變，反作用力、滾動阻力也不一致，這樣對輪胎就會產(chǎn)生一個偏轉(zhuǎn)作用，這些都對輪胎的使用性能產(chǎn)生負面影響。為了減輕這一影響，在設計上花紋產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)方向需與帶束層產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)方向相反。另外，無向花紋的優(yōu)點是便于與車輛的裝配及換位。有向花紋-由于花紋是有向的（輪胎的胎側(cè)標有輪胎的滾動方向），所以在輪胎滾動時，行駛面中線的左邊花紋與右邊花紋所產(chǎn)生的形變相同，反作用力也一致；花紋所產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)作用為零；輪胎的滾動阻力也明顯降低，這些都使輪胎的使用性能

37、得以提升。另外，有向花紋的缺點是不便于與車輛的裝配及使用；同時也不能因輪胎內(nèi)外側(cè)使用條件的不同進行針對設計。在特殊條件下，有時也將四輪驅(qū)動越野車輛的后輪胎（裝配有向越野花紋輪胎時）反向裝配。內(nèi)外定向花紋-由于花紋是分內(nèi)外側(cè)裝配方向的（輪胎的胎側(cè)標有輪胎的朝外定位裝配方向）。在行駛方向左右輪位的輪胎所產(chǎn)生的形變不相同，反作用力也不一致；左右兩條輪胎對車輛會產(chǎn)生的輕微的偏轉(zhuǎn)作用。但內(nèi)外定向花紋的優(yōu)點也是明顯的，可以針對輪胎內(nèi)外側(cè)使用條件的不同進行不對稱的設計，如外側(cè)花紋的設計要比內(nèi)側(cè)花紋耐磨。另外，內(nèi)外定向花紋輪胎同樣也是不便于與車輛的裝配。左右輪位專用花紋-這種輪胎是左右輪位專用型的，左右輪位輪

38、胎的花紋是鏡向的，不可互換的（輪胎的胎側(cè)標有輪胎是左輪還是右輪）。它實際上是將有向花紋和內(nèi)外定向花紋的特征合二為一，也就是說左右輪位專用花紋輪胎的使用既受滾動方向的限定，又受內(nèi)外定向裝配的限定。這種左右輪位專用花紋輪胎的設計、生產(chǎn)、銷售均是同時進行的。左右輪位專用花紋設計的針對性很強，既考慮了輪胎的滾動方向（滾動阻力、排水性能），又兼顧了輪胎內(nèi)外側(cè)使用條件（耐磨性）的差異，所以它的性能是最優(yōu)秀的，一般用于級以上的超低系列高檔輪胎。這種輪胎也稱之為免換位輪胎，車輛一般也不設置備胎。另外，該輪胎的缺點是給生產(chǎn)、銷售、裝配和使用帶來點麻煩。輪胎類別輪胎規(guī)格無向花紋有向花紋內(nèi)外定向花紋左右輪位專用花紋

39、轎車輪胎速度級速度級速度級速度級速度級花紋公制輕卡輪胎公路型花紋花紋英制輕卡輪胎公路型花紋加深型花紋農(nóng)業(yè)輪胎導向輪胎驅(qū)動輪胎說 明為主選項；為輔選項3.3 花紋設計的幾大要點：3.3.1 花紋周節(jié)數(shù)的確定：輪胎花紋設計周節(jié)數(shù)（即幾何周節(jié)數(shù)）要依據(jù)輪胎的類別、輪胎的速度級別、輪胎的花紋形式、花紋是否采用復合周節(jié)等因素來確定。這里要引入輪胎花紋設計功能周節(jié)數(shù)的概念，所謂功能周節(jié)數(shù)即指輪胎形狀不一定相同但功能相似的主橫向花紋溝在輪胎周向方向排列的個數(shù)。一般上講，最常見的花紋形式是：輪胎的幾何周節(jié)數(shù)等于輪胎的功能周節(jié)數(shù)；而當輪胎花紋設計為雙復合周節(jié)時（即一個幾何周節(jié)內(nèi)有兩個形狀不一的主橫向花紋溝），這

40、時輪胎的幾何周節(jié)數(shù)等于輪胎的功能周節(jié)數(shù)的一半；依次類推，當輪胎花紋設計為叁復合周節(jié)時（即一個幾何周節(jié)內(nèi)有叁個形狀不一的主橫向花紋溝），輪胎的幾何周節(jié)數(shù)等于輪胎的功能周節(jié)數(shù)的三分之一，此外還有組合復合型周節(jié)，即在同一復合型周節(jié)內(nèi)將若干個單元重排形成的新的復合型周節(jié)。實際上輪胎花紋設計首先應確定的是功能周節(jié)數(shù)，功能周節(jié)數(shù)值越大，輪胎制動距離越短（安全性越好），同時輪胎滾動阻力也越大。以下就是各類輪胎功能周節(jié)數(shù)的取值范圍：各類子午線輪胎轎車輪胎公制輕卡輪胎英制輕卡輪胎拖車掛車輪胎農(nóng)業(yè)輪胎普通花紋7560705565507055258驅(qū)動輪胎加深花紋70556550604565503.3.2 變節(jié)距花

41、紋節(jié)距型號的確定及節(jié)距取值方法：（分度值） 以下是各類輪胎變節(jié)距花紋節(jié)距型號的確定：各類子午線輪胎轎 車 輪 胎公制輕卡輪胎英制輕卡輪胎拖車掛車輪胎普通花紋343545342334加深花紋33433變節(jié)距花紋節(jié)距型號依次是：（微小）、（小）、（中）、（大）、（特大）兩個節(jié)距型號用字母：、表示；三個節(jié)距型號用字母：、表示；四個節(jié)距型號用字母：、表示；五個節(jié)距型號用字母：、表示變節(jié)距花紋節(jié)距取值方法有兩種：一種是數(shù)值取值法，另一種是角度分度值取值法。后一種方法可使相同花紋不同規(guī)格的輪胎花紋設計的取值一致化，所以較前一種更加合理，并且有利于計算機編程。角度分度值取值方法的實施步驟是：確定花紋功能周節(jié)

42、數(shù)；確定花紋是單周節(jié)還是復合周節(jié)；確定花紋幾何周節(jié)數(shù)；確定花紋節(jié)距的型號數(shù)量；確定花紋節(jié)距間的級差；再用能整除°的度數(shù)表示，這個度數(shù)就是分度值；各個型號的節(jié)距寬度則用這個分度值的整倍數(shù)表示；調(diào)整各個型號節(jié)距數(shù)量至合理范圍；排定變節(jié)距花紋刻模段型號（僅限于鑄造模具）；排定變節(jié)距花紋序列圖譜。3.3.3 變節(jié)距花紋序列圖譜的確定：在確定變節(jié)距花紋序列圖譜時需要考慮兩個因素：一是不同的節(jié)距花紋的排序盡可能無序化；二是根據(jù)輪胎的類別或速度級別來決定精密鑄造輪胎模具的花紋刻模段型號數(shù)量，以免造成模具加工成本過高。因考慮到模具的加工成本，速度級別越低的輪胎，模具的花紋刻模段型號數(shù)量越少。凡精密鑄

43、造輪胎模具的花紋刻模段夾角不宜大于36°，否則會影響模具的鑄造；另外，最好也不小于30°，否則會提升模具加工成本。確定變節(jié)距花紋序列圖譜的常規(guī)作法是：先確定模具的花紋刻模段型號，再確定模具的花紋刻模段各個型號的數(shù)量，最后將幾種型號的有序花紋刻模段進行無序化排列。對于精密鑄造活絡模型，還需再分出活絡模型的分模段（如八段活絡塊或九段活絡塊，塊與塊之間的夾角可以不等）。如圖所示為69周節(jié)4節(jié)距花紋序列圖譜。另外，當變節(jié)距花紋節(jié)距型號為4時，（微?。┕?jié)距與（大）節(jié)距最好不要相鄰，因為這兩種型號的花紋強度差異較大，相鄰后花紋易出現(xiàn)“階梯”磨損（如搓板狀），輪胎使用過程中一旦出現(xiàn)“階梯

44、”磨損，不僅會加速輪胎的不均勻磨損，而且直接導致輪胎滾動噪聲的加大。同樣，當變節(jié)距花紋節(jié)距型號為5時，（微小）節(jié)距與（特大）節(jié)距也不要相鄰。3.3.4 花紋周節(jié)框圖的畫法：花紋周節(jié)框圖的畫法要依據(jù)輪胎花紋設計所選定的花紋類型、花紋的排布形式（如：階梯型、螺旋型、塊狀型）、花紋周節(jié)形式（如單一型、雙復合型、三復合型、組合復合型等）等來確定。常用的花紋周節(jié)框圖的畫法有以下幾種：平直線法、平直線錯位法、單折線法、同向多折線法、雙向多折線法、曲線法等。（平直線法框圖）（平直線錯位法框圖）（單折線法框圖）（同向多折線法框圖）（雙向多折線法框圖）（曲線法框圖）3.3.5 花紋不飽和度的確定：花紋不飽和度的

45、確定原則：速度級別越低的輪胎，花紋不飽和度越大；花紋越深的輪胎，花紋不飽和度越大；系列越高的輪胎，花紋不飽和度越大；行駛面越窄的輪胎，花紋不飽和度越大。轎車/公制輕卡子午線輪胎花紋不飽和度（所有鋼片細縫花紋均計算在內(nèi)）取值范圍見附表（轎車/輕卡子午線輪胎設計參數(shù)表）。 3.3.6 花紋繪制定位方式：花紋繪制定位方式就是在花紋周節(jié)框圖的畫法確定以后首先要確定內(nèi)容。常用的花紋繪制定位方式有：花紋溝中線定位法-該畫法可適用于任何花紋，其最大的優(yōu)點是花紋溝間距配比定位準確，一旦出現(xiàn)花紋不飽和度不理想時，只需調(diào)整花紋溝的寬度、角度即可，所以使用起來非常方便。該畫法通?？煞謩e與特殊點相關線法、等分線法組合

46、使用，是目前兩種最佳的畫法組合，同時這種組合畫法有利于變節(jié)距花紋的變角度設計；可大量減少尺寸標注；便于計算機編程；利于同花紋的不同規(guī)格輪胎的設計。該畫法見圖示：（花紋中線定位法與特殊點相關線法組合）花紋溝邊線定位法-該畫法不如花紋溝中線定位法那樣易于對花紋溝間距配比進行定位（即不直觀，不易定量控制），一旦出現(xiàn)花紋不飽和度不理想時，調(diào)整花紋溝的寬度會直接影響已確定好的花紋溝間距配比。所以應盡量不用該畫法。另外，該畫法也可分別與特殊點相關線法、等分線法組合使用。該畫法見圖示：（花紋溝邊線定位法與等分線法組合）特殊點相關線法-該畫法一般不單獨使用，它主要與花紋溝中線定位法、花紋溝邊線定位法、等分線法

47、組合使用。該畫法充分利用了花紋周節(jié)框圖及其它花紋繪制定位法所構(gòu)成特殊點、特殊點與特殊點構(gòu)成的相關線、特殊點構(gòu)成的輔助線等作為花紋繪制的基點。這種畫法有利于變節(jié)距花紋的變角度設計（不需標注花紋的角度）；可大量減少尺寸標注；便于計算機編程；利于同花紋的不同規(guī)格輪胎的設計。等分線法-該畫法一般不單獨使用，它主要與花紋溝中線定位法、花紋溝邊線定位法、特殊點相關線法組合使用。該畫法是將已確定好的花紋周節(jié)框圖實施周向等分（具體等分數(shù)依情況而定），即在同一周節(jié)內(nèi)設有若干條與花紋周節(jié)框圖拼接線平行的輔助線。等分網(wǎng)格線法-該畫法一般情況下單獨使用，也可以將特殊點相關線法作為輔助手段使用。這種畫法最適于塊狀花紋（

48、象越野花紋、M+S花紋）的設計。該畫法是將已確定好的花紋周節(jié)框圖實施周向、橫向同時等分（具體等分數(shù)依情況而定），即在同一周節(jié)內(nèi)設有若干條與花紋周節(jié)框圖拼接線平行的輔助線,同時還設有若干條在花紋胎肩線內(nèi)、外與花紋胎肩線平行的等分線, 花紋胎肩線內(nèi)、外的等分距離可以不同。這種畫法有利于變節(jié)距花紋的變角度、變寬度設計（不需標注花紋的角度）；可大量減少尺寸標注；便于計算機編程；利于同花紋的不同規(guī)格輪胎的設計。該畫法見圖示：坐標點法-該畫法一般情況下單獨使用。當建立兩維坐標系時，通常采用的軟件有Auto.CAD；當建立三維坐標系時，通常采用的軟件有Pro.E和UG。圖中的每個點、每條線、每個面均通過數(shù)據(jù)

49、文件反映。三維坐標點畫法更適合于模具的加工。3.3.7 縱向花紋溝與橫向花紋溝的配比：縱、橫向花紋溝的定義：與輪胎中線夾角為0°的花紋溝為100%的縱向花紋溝（環(huán)狀花紋溝）；與輪胎中線夾角為90°的花紋溝為100%的橫向花紋溝；與輪胎中線夾角為45°的花紋溝為中性花紋溝。那么為了便于歸類通常將與輪胎中線夾角為0°及45°的花紋溝統(tǒng)稱為縱向花紋溝（即縱向趨勢大于橫向趨勢），將與輪胎中線夾角為45°及90°的花紋溝統(tǒng)稱為橫向花紋溝（即橫向趨勢大于縱向趨勢）?？v向花紋溝與橫向花紋溝的配比（縱橫比值）的確定依據(jù)：速度級別越高的輪胎，

50、花紋溝的縱橫比值越高；從動輪胎花紋溝的縱橫比值大于驅(qū)動輪胎；公路輪胎花紋溝的縱橫比值大于越野輪胎（包括M+S輪胎）。3.3.8 主花紋溝與輔花紋溝的配比： 主花紋溝指最深、最寬的花紋溝，它的設計決定了花紋的主要性能特征，其中的橫向主花紋溝數(shù)量決定了輪胎花紋的功能周節(jié)數(shù)。輔花紋溝指比較淺、比較窄、比較短的花紋溝，它起著調(diào)整花紋塊剛性、提高輪胎附著性能、抗?jié)窕阅芗吧嵝阅艿淖饔?。一般講，速度級別較低的、負荷量大的、使用條件差的輪胎（如農(nóng)用輪胎、英制輕卡輪胎）采用輔花紋溝的比例較低。3.3.9 花紋溝變深度的方式： 花紋溝變深度的方式有以下幾種：一是縱向花紋溝與橫向花紋溝既等深，又同時漸變深度（此

51、法適用于公制輕卡輪胎、低速級轎車輪胎）；二是橫向花紋溝漸變深度，縱向花紋溝按主、輔花紋溝分別標注不同深度（此法最適用于高速級轎車輪胎、公制輕卡輪胎）；三是縱向花紋溝按主、輔花紋溝分別標注不同深度，橫向花紋溝深度不變（此法適用于英制輕卡輪胎）；四是縱、橫向花紋溝分別標注不同深度。3.3.10 縱向花紋溝的間距及角度、寬度的確定：（變間距、變角度、變寬度）縱向花紋溝的間距的確定原則是：胎面中部小，肩部大。也就是說要讓花紋塊的大?。磩傂裕┯芍胁康郊绮恳来渭哟螅鄳幕y不飽和度由中部到肩部依次減小。這樣的設計，會大大減少子午線輪胎磨肩的程度，同時由于肩部的縱向花紋溝離輪胎肩部（即帶束層邊緣）距離加大，使肩部花紋塊在輪胎高速行駛時不易出現(xiàn)“掀花紋塊”現(xiàn)象，輪胎高速性能會有明顯的提升。具體縱向花紋溝的間距比：三條縱溝花紋四條縱溝花紋五條縱溝花紋t2：t1t3：t2：t1t3：t2：t11.25±0.05：11.8±0.05：1.3±0.05：11.65±0.05：1.2