CN113684706B - 缩小钢丝间隙的圆形钢丝圈设计方法及变直径圆形钢丝圈 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种缩小钢丝间隙的圆形钢丝圈设计方法及变直径圆形钢丝圈；所述设计方法包括如下步骤：S1：根据圈芯的直径、钢丝的预设直径以及钢丝所在位置的层数，分别得到各层中能够设置的钢丝的理论数量并将各个理论数量分别取整以得到相应的整数数量；S2：根据限制条件“各层实际设置的钢丝的数量在各层对应的理论数量与整数数量之间”，依次得到各层中的钢丝直径的取值范围，在各段取值范围内取最大值作为对应层中的钢丝的实际直径；所述变直径圆形钢丝圈采用所述设计方法。本发明中，利用所述设计方法分别设计各层中的钢丝的直径以缩小同一层中多个钢丝之间间隙，使钢丝紧密排列，进而达到提高轮胎整体性能的目的。

Description

缩小钢丝间隙的圆形钢丝圈设计方法及变直径圆形钢丝圈
技术领域
本发明涉及轮胎钢丝圈技术领域，尤其涉及一种缩小钢丝间隙的圆形钢丝圈设计方法及一种变直径圆形钢丝圈。
背景技术
传统技术中，子午线轮胎通常采用六角形截面钢丝圈，但六角形截面钢丝圈具有应力集中、受力不均匀、摩擦瞬间增热大和容易疲劳损坏等缺陷，因此，现有技术通常采用圆形截面钢丝圈来替换六角形截面钢丝圈以克服上述缺陷。
现有的圆形截面钢丝圈在生产过程中，采用多组直径相同的钢丝逐层缠绕于圈芯上进而形成多层钢丝层。这种钢丝圈结构中，同一层内的多个钢丝之间的间隙大，钢丝圈整体结构松散，进而会对轮胎的整体性能造成不良影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够提高轮胎整体性能的圆形钢丝圈设计方法及变直径圆形钢丝圈。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种缩小钢丝间隙的圆形钢丝圈设计方法，包括如下步骤：
S1：根据圈芯的直径、钢丝的预设直径以及所述钢丝所在位置的层数，分别计算得到各层中能够设置的所述钢丝的理论数量并将各个理论数量分别取整以得到相应的整数数量；
S2：根据限制条件“各层实际设置的所述钢丝的数量在各层对应的理论数量与整数数量之间”，依次得到各层中的所述钢丝直径的取值范围，在各段取值范围内取最大值作为对应层中的所述钢丝的实际直径进而缩小同一层中多个所述钢丝之间的间隙。
具体地，各层中能够设置的所述钢丝的理论数量Mn通过如下公式计算得出：
Figure BDA0003212630290000011
其中，D为所述圈芯的直径，d为所述钢丝的预设直径，n为所述钢丝所在位置的层数。
具体地，各层中的所述钢丝直径dn的取值范围根据如下公式计算得出：
Figure BDA0003212630290000012
其中，[Mn]为第n层中能够设置的所述钢丝的理论数量的取整数量，并且d0＝0。
一种变直径圆形钢丝圈，采用如上述中所述的缩小钢丝间隙的圆形钢丝圈设计方法；包括圈芯和多组钢丝；多组所述钢丝逐层缠绕于所述圈芯的外表面，并且每组所述钢丝的实际直径分别是其所在层中直径的取值范围中的最大值。
具体地，所述圈芯的直径为1.0-7.5mm。
具体地，所述钢丝的实际直径为0.8-5.0mm。
具体地，所述钢丝层的数量为1-5层。
与现有技术相比，本发明的优点在于：利用本发明中的设计方法分别设计各层中的所述钢丝的直径以缩小同一层中多个所述钢丝之间间隙，使钢丝紧密排列，进而达到提高轮胎整体性能的目的；此外，本发明还具有能够避免钢丝圈刚性过大或强度过大等问题，并且在保证强度的同时还能达到节省原料、降低整体重量及成本的优点。
附图说明
图1是本发明中缩小钢丝间隙的圆形钢丝圈设计方法的流程图；
图2是本发明中变直径圆形钢丝圈端面的结构示意图；
图3是本发明中变直径圆形钢丝圈的立体结构示意图。
图中各标号表示：1、圈芯；2、钢丝。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
缩小钢丝间隙的圆形钢丝圈设计方法实施例
请参照图1，该缩小钢丝间隙的圆形钢丝圈设计方法，包括如下步骤：
S1：根据圈芯1的直径、钢丝2的预设直径以及钢丝2所在位置的层数，分别计算得到各层中能够设置的钢丝2的理论数量并将各个理论数量分别取整以得到相应的整数数量。
具体地，各层中能够设置的所述钢丝2的理论数量Mn通过如下公式计算得出：
Figure BDA0003212630290000021
其中，D为所述圈芯1的直径，d为所述钢丝2的预设直径，n为所述钢丝2所在位置的层数。
S2：根据限制条件“各层实际设置的所述钢丝2的数量在各层对应的理论数量与整数数量之间”，依次得到各层中的所述钢丝2直径的取值范围，在各段取值范围内取最大值作为对应层中的所述钢丝2的实际直径进而缩小同一层中多个所述钢丝2之间的间隙。
具体地，各层中的所述钢丝2直径dn的取值范围根据如下公式计算得出：
Figure BDA0003212630290000031
其中，[Mn]为第n层中能够设置的所述钢丝2的理论数量的取整数量，并且d0＝0。
利用所述设计方法分别设计各层中的所述钢丝2的直径以缩小同一层中多个所述钢丝2之间间隙，使所述钢丝2紧密排列，进而达到提高轮胎整体性能的目的；此外，本发明还具有能够避免钢丝圈刚性过大或强度过大等问题，并且在保证强度的同时还能达到节省原料、降低整体重量及成本的优点。
缩小钢丝间隙的圆形钢丝圈实施例
请参照图2和图3，该变直径圆形钢丝圈，采用如上述中所述的缩小钢丝间隙的圆形钢丝圈设计方法；包括圈芯1和多组钢丝2；多组所述钢丝2逐层缠绕于所述圈芯1的外表面，并且每组所述钢丝2的实际直径分别是其所在层中直径的取值范围中的最大值。
具体地，所述圈芯1的直径为1.0-7.5mm。
具体地，所述钢丝2的实际直径为0.8-5.0mm。
具体地，所述钢丝层的数量为1-5层。
以直径为5mm的圈芯1、预设直径为1.55mm的钢丝2以及钢丝层的数量为5层的钢丝圈为例，现有技术与本发明的对比数据如下：
Figure BDA0003212630290000032
具体地，现有技术中同一层中多个钢丝之间的间隙Sn1由如下公式计算：
Sn1＝(Nn-[Nn])d；
其中，Nn为第n层中实际能够设置的所述钢丝2的理论数量，[Nn]为Nn的取整数量。
Figure BDA0003212630290000041
具体地，本发明中同一层中多个钢丝之间的间隙Sn2由如下公式计算：
Sn2＝(Mn-[Mn])dn；
Figure BDA0003212630290000042
以上所述，仅为本发明较优的实施方式，但不能用以限定本发明，本发明的保护范围并不局限于此，整体构思下的不同实现方式，都属于本发明的保护范围。任何熟悉本技术领域的技术人员，在本发明揭露的技术范围内，可轻易通过变动和替换，修改为等同变化的等效实施例，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种缩小钢丝间隙的圆形钢丝圈设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：根据圈芯（1）的直径、钢丝（2）的预设直径以及所述钢丝（2）所在位置的层数，分别计算得到各层中能够设置的所述钢丝（2）的理论数量并将各个理论数量分别取整以得到相应的整数数量；
S2：根据限制条件“各层实际设置的所述钢丝（2）的数量在各层对应的理论数量与整数数量之间”，依次得到各层中的所述钢丝（2）直径的取值范围，在各段取值范围内取最大值作为对应层中的所述钢丝（2）的实际直径进而缩小同一层中多个所述钢丝（2）之间的间隙；各层中能够设置的所述钢丝（2）的理论数量
Figure 697531DEST_PATH_IMAGE001
通过如下公式计算得出：
Figure 26881DEST_PATH_IMAGE002
；
其中，
Figure 225781DEST_PATH_IMAGE003
为所述圈芯（1）的直径，
Figure 894660DEST_PATH_IMAGE004
为所述钢丝（2）的预设直径，
Figure 701073DEST_PATH_IMAGE005
为所述钢丝（2）所在位置的层数；各层中的所述钢丝（2）直径
Figure 455402DEST_PATH_IMAGE006
的取值范围根据如下公式计算得出：
Figure 254731DEST_PATH_IMAGE007
；
其中，
Figure 778116DEST_PATH_IMAGE008
为第
Figure 207960DEST_PATH_IMAGE005
层中能够设置的所述钢丝（2）的理论数量的取整数量，并且
Figure 761170DEST_PATH_IMAGE009
。
2.一种变直径圆形钢丝圈，其特征在于，采用如权利要求1所述的缩小钢丝间隙的圆形钢丝圈设计方法；包括圈芯（1）和多组钢丝（2）；多组所述钢丝（2）逐层缠绕于所述圈芯（1）的外表面，并且每组所述钢丝（2）的实际直径分别是其所在层中直径的取值范围中的最大值。
3.根据权利要求2所述的变直径圆形钢丝圈，其特征在于，所述圈芯（1）的直径为1.0-7.5mm。
4.根据权利要求2所述的变直径圆形钢丝圈，其特征在于，所述钢丝（2）的实际直径为0.8-5.0mm。
5.根据权利要求2所述的变直径圆形钢丝圈，其特征在于，所述钢丝层的数量为1-5层。
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