文档介绍：598 轮
胎
工
业
2009 年第 29 卷
37. 00R57 巨型工程机械子午线轮胎
胎圈与轮辋过盈配合优化设计
蔡
庆, 徐
立, 张
伟, 贾云海
( 北京橡胶工业研究设计院, 北京
100143)

摘要: 采用理论设计和有限元分析相结合的方法, 对 37. 00R57 巨型工程机械子午线轮胎胎圈与轮辋过盈配合进
行优化设计。利用公式计算不同胎圈设计方案轮胎胎圈与轮辋配合的紧密程度、钢丝圈的安全倍数以及胎圈过盈力
等, 通过有限元模拟分析轮胎充气状态和负荷状态下胎圈与轮辋的接触情况和胎圈冯密斯应力分布情况, 并对计算结
果进行验证, 选出优化方案。采用优化方案试制的轮胎在实际使用中胎圈与轮辋过盈配合恰当, 轮胎气密性能良好,
且装卸容易, 轮胎在长时间使用中能保持正常充气压力。

关键词: 工程机械子午线轮胎; 巨型轮胎; 胎圈; 过盈配合; 有限元分析

中图分类号: U463
341+
5/ . 6; O241. 82
文献标识码: B
文章编号: 1006
8171( 2009) 10
0598
04

37. 00R57 巨型工程机械子午线轮胎为无内
胎轮胎, 胎圈与轮辋的配合是其结构设计的一项
重要内容。为保证胎圈与轮辋的接触位置不漏
气, 无内胎轮胎应采取胎圈与轮辋过盈配合。但
胎圈部位过盈量设计不当会影响轮胎的正常使
用, 过盈量过小, 会出现轮胎与轮辋配合不紧密,
轮胎使用中慢撒气, 导致轮胎负荷能力下降, 轮胎
易损坏; 过盈量过大, 则会出现装卸轮胎困难, 且
钢丝圈所受应力过大, 影响车辆安全性能。

本工作根据经验制定初步胎圈设计方案, 并图 1
胎圈示意
利用轮胎理论设计公式计算胎圈过盈力和胎圈安 R
胎圈弧度半径。
全倍数, 通过有限元模拟分析轮胎充气状态和负心半径( r ) 以及钢丝圈位置等。
荷状态下胎圈部位受力及变形情况, 并与理论分
根据以往经验, 确定胎圈设计方案 A 和 B。
析进行验证, 选出优化方案试制轮胎并进行实际
( 1) 两个方案中钢丝圈钢丝直径均为 2. 2
使用试验来验证优化方案的合理性。 mm, 钢丝排列方式均为六角形排列;

( 2) 依据轮辋边缘曲线弧度设计, 确定 R 及
1
理论设计圆心位置, 使轮辋与轮胎紧密接触;
方案胎圈与轮辋过盈量取方案
1. 1
胎圈设计方案
( 3) A 4 mm,
取

在轮胎材料分布和内外轮廓尺寸基本确定 B 8 mm;

( 4) r 根据钢丝圈底部材料厚度取值的不同
后, 对胎圈轮廓各参数( 见图 1) 的取值进行分析。
而略有差别, 方案 A 取 1 5 2 6 m m , 方案 B 取
直接影响胎圈与轮辋过盈配合的参数包括胎圈着
1 524 mm;
合直径( d) 、胎趾角度(
) 、钢丝圈个数、钢丝圈中

( 5) 方案 A 的
取 7. 5 , 方案 B 的
取 9. 0 ;
作者简介: 蔡庆( 1977
) , 女, 彝族, 贵州纳雍县人, 北京橡胶
( 6) 方案 A 的 d 取 1 444 mm , 方案 B 的 d