工程机械轮胎的设计方法及工程机械轮胎技术

本发明专利技术公开一种工程机械轮胎的设计方法及工程机械轮胎，是在轮胎设计过程中只着重考虑轮胎的行驶面，而对于胎面与胎侧的胎肩部曲线、和／或胎侧与胎圈等胎圈部曲线启用大胆的非相切设计，即胎肩部曲线即不与胎面曲线相切，也不与胎侧曲线相切；和／或胎圈部曲线与胎侧曲线不相切。本发明专利技术所设计的工程机械轮胎能够在保证轮胎性能的前提下，简化设计难度、节约原材料。

【技术实现步骤摘要】
工程机械轮胎的设计方法及工程机械轮胎(一)
-本专利技术属于轮胎制造领域，特别涉及一种工程机械轮胎的设计方法及 工程机械轮胎。(二)
技术介绍
对于应用在如装载机、推土机、挖掘机、平整土地机、压路机和石方 作业机等工程机械车辆上的轮胎，特别对于在矿山和矿井下作业等特殊轮 胎来说，首先，工作环境不同于一般的车辆，其运行速度不高，因此轮胎 各部分所受应力也相对于高速运作的轮胎小得多。其次，在矿山或矿井条 件下工作的非公路作业轮胎，轮胎受到的外来伤害表现为极多的切割、撞 击、剌穿而引起轮胎的早期损坏而失效。由此可见，轮胎设计的关键是考 虑轮胎所使用环境，使用环境不同，受力不同，轮胎的结构也不同。然而 现有的特殊轮胎，如工程机械轮胎在设计过程中，由于受到一般轮胎设计 方案的局限，大都着重考虑轮胎在高速转动过程中所产生的应力而导致的 车辆颠簸大、行走不平稳等问题，而将轮胎的胎面、胎肩、胎侧和胎圈等 各部分的相交处设计成圆弧相切的形式，即胎侧的外侧轮廓曲线既要与胎 肩部曲线相切，又要与胎圈部曲线不相切，如图1所示。然而，这样的相 切设计需要通过大量的、复杂的计算才能将轮胎设计出来，这样不仅延长 了轮胎设计周期、降低了生产效率，浪费了原材料、增加了生产成本。然 而这样的复杂的设计对于运行速度低的工程机械轮胎而言是不必要的，因 此如何在确保工程机械保证轮胎性能的前提下，如何降低设计的复杂度， 是轮胎设计的关键。(三)
技术实现思路
-本专利技术所要解决的技术问题是在保证轮胎性能的前提下，提供一种设 计简单、且节约原料的工程机械轮胎的设计方法及工程机械轮胎。本专利技术的基本构思是在轮胎设计过程中只着重考虑轮胎的行驶面，而 对于胎面与胎侧的胎肩部曲线、和/或胎侧与胎圈等胎圈部曲线启用大胆的 非相切设计，即胎肩部曲线即不与胎面曲线相切，也不与胎侧曲线相切； 和/或胎圈部曲线与胎侧曲线不相切。本专利技术所一种工程机械轮胎的设计方法，在确定了轮胎断面宽度、断 面高度、胎侧外轮廓、以及行驶面宽度等轮胎外部轮廓后，直接将轮胎胎 侧外轮廓曲线、以及行驶面宽度所确定的轮胎胎面的外轮廓曲线相连的轮 胎胎肩设计成一个向内部空间凹陷的非相切过渡曲线，即该胎肩部曲线即 不与胎面曲线相切，也不与胎侧曲线相切。上述方案中，所述胎肩部曲线的上端点可以与轮胎胎面直接相连，但最好通过一个过渡圆弧相连，且该过渡圆弧的曲率半径一般为5 30mm。 胎肩部曲线的下端点在轮胎断面的水平方向上距离轮胎胎面边缘10 30mm处，下端点在轮胎断面的垂直方向上与轮胎胎侧外轮廓相交。所述胎肩部曲线可以设计为圆弧或折线。当胎肩部曲线为折线时，该 胎肩部曲线至少存在一个折点，该折点在轮胎断面水平方向上与轮胎胎面 的边缘处于同一直线上。在轮胎胎面无花纹时，通过确定轮胎胎面厚度后， 或在轮胎胎面有花纹时，通过确定胎面花纹深度后，来确定折点在轮胎断 面垂直方向上的位置，即该折点在轮胎断面垂直方向上距离轮胎胎面 0. 5 1个胎面厚度或花纹深度之间。当然，上述方案中所述的轮胎胎侧与轮胎胎圈相连处的外轮廓曲线可 以设计成与胎侧曲线相切。但为了进一步简化轮胎设计，减少轮胎设计过 程中的计算量，所述轮胎胎圈部曲线最好设计称内凹的非相切过渡曲线， 即该曲线与轮胎胎侧曲线不相切。上述方案中，所述胎圈部曲线与轮辋轮缘曲线相吻。上述方案中，所述胎圈部曲线的上端点的位置最好为，当轮胎装配到 轮辋轮缘上时，该上端点在轮胎断面水平方向上落在轮辋缘宽度的四分之 一到五分之四的区域内，上端点在轮胎断面垂直方向上距离轮辋缘高出 5 15mm。根据上述方法所得到的工程机械轮胎，包括轮胎胎面、胎侧和胎圈。 所述轮胎胎面外轮廓即轮胎胎面与轮胎胎侧外轮廓的胎肩处通过一个胎 肩部曲线相连，该胎肩部曲线为一个向内部空间凹陷的非相切过渡曲线。上述方案中，所述胎肩部曲线的上端点与轮胎胎面的边缘相连，胎肩 部曲线的下端点在轮胎断面的水平方向上距离轮胎胎面边缘10 30mm处， 在轮胎断面的垂直方向上与轮胎胎侧外轮廓相交。所述胎肩部曲线可以为平滑过渡的圆弧或折线。当胎肩部曲线为折线 时，在胎肩部曲线至少存在一个折点，该折点在轮胎断面水平方向上与轮 胎胎面边缘处于同一直线上。在轮胎胎面无花纹时，通过确定轮胎胎面厚 度后，或在轮胎胎面有花纹时，通过确定胎面花纹深度后，来确定折点在 轮胎断面垂直方向上的位置，即该折点在轮胎断面垂直方向上距离轮胎胎 面0. 5 1个胎面厚度或花纹深度之间。作为上述方案的进一步改进，所述轮胎胎侧与轮胎胎圈相连，该轮胎 胎圈部曲线为内凹的非相切过渡曲线。上述方案中，所述胎圈部曲线与轮辋轮缘曲线相吻。上述方案中，所述胎圈部曲线的上端点的位置最好为，当轮胎装配到 轮辋轮缘上时，该上端点在轮胎断面水平方向上落在轮辋缘宽度的四分之 一到五分之四的区域内，上端点在轮胎断面垂直方向上距离轮辋缘高出 5 15腿。本专利技术与现有技术相比，在兼顾了轮胎受力的前提下，无需通过复杂 的相切计算即可将轮胎外轮廓设计出来，这样不仅降低了设计难度、减少 了设计周期、提高了生产效率，而且比现有的工程机械轮胎节约了 10%的 原材料，因而大大降低了生产成本。(四) 附图说明图1为现有工程机械轮胎断面主视图。图2为本专利技术一种工程机械轮胎断面主视图。图中标记1、胎面；2、胎肩；2-1、胎肩部曲线；2-2、折点; 3、胎侧；4、胎圈；4-1、胎圈部曲线(五) 具体实施例方式本专利技术一种工程机械轮胎的设计方法包括步骤如下 步骤l、按客户需要的轮胎规格和相关轮胎标准，确定出轮胎断面宽 度、断面高度和胎侧3外轮廓，进行轮胎外轮廓设计。所述轮胎胎侧3外分为上下两部分，上胎侧3端点与下胎侧3端点通过一圆弧连接，左右胎 侧3圆弧的距离在轮胎水平轴处的值即等于断面宽度。轮胎的内轮廓设计按照传统的方法设计，可以将轮胎断面设计成对称或非对称的，本实施例 所设计的轮胎采用传统的对称设计，即轮胎断面在垂直方向上关于对称轴 线对称。步骤2、上述轮胎断面宽度参数所确定的轮胎胎面1的行驶面外轮廓、 以及轮胎胎侧3外轮廓的胎肩2处通过一个胎肩部曲线2-1相连。该胎肩 部曲线2-l不同于传统设计需要通过复杂的相切计算才能确定，而是在确 定了轮胎胎面1行驶面外轮廓和轮胎胎侧3外轮廓的前提下，将轮胎胎面 1行驶面和轮胎胎侧3相连处的胎面无花纹时向内挖成一个内凹的非相切 过渡曲线，即胎肩部曲线2-l采用大胆的非相切设计方式，它即不与轮胎 胎面1相切，也不与轮胎胎侧3的外轮廓曲线相切。上述胎肩部曲线2-1的上端点可以直接与轮胎胎面1相连，也可以通 过一个曲率半径一般为5 30mm的过渡圆弧相连。胎肩部曲线2-1的下 端点在轮胎断面的水平方向上落在距离轮胎胎面1边缘10 30mm的区间 内，在轮胎断面的垂直方向上与轮胎胎侧3外轮廓相交。本实施例所述胎 肩部曲线2-1的上端点通过一个曲率半径为20mm的过渡圆弧与胎面1相 连；胎肩部曲线2-l的下端点位于轮胎断面的水平方向上距离轮胎胎面1 边缘25mm处，在轮胎断面的垂直方向上与轮胎胎侧3外轮廓相交。上述胎肩部曲线2-l可以设计成为平滑的曲线或折线。当胎肩部曲线 2-l为该折线时，存在一个折点2-2，该折点2-2在轮胎断面水平方向上与 轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
工程机械轮胎的设计方法，其特征在：在确定了轮胎断面宽度、断面高度、胎侧（３）外轮廓、以及行驶面宽度后，直接将轮胎胎侧（３）外轮廓以及行驶面宽度所确定的轮胎胎面（１）外轮廓相连的轮胎胎肩（２）设计成一个内凹的非相切过渡胎肩部曲线（２－１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阳安荣，唐莹，
申请(专利权)人：昊华南方桂林橡胶有限责任公司，
类型：发明
国别省市：45[]