[实用新型]具有带刚衬复合轮胎的轮子

说明书

本实用新型涉及运输机械的轮子。

通常的轮子包括轮辋及其外围的橡胶轮胎。由于橡胶轮胎的抗弯曲刚度接近于零，载荷使轮胎产生的变形范围仅限于地面反力作用区域附近的一个较小中心角6(约10度)内，因而要求轮胎有较大的抗径向压力刚度，如6公斤/平方厘米的充气压力。显然地面反力可视作集中力，轮胎在集中力作用处应力集中。另外轮胎与地面的接触面在与轮轴垂直的对称平面9(本文中的“平面”均指此平面)上的投影是较长的线段(叫接触线)7，轮子行驶受较大的阻力矩。

本实用新型的目的是提供改进的轮子，使轮胎中起减震作用的内胎在较大的中心角范围内变形，降低应力集中，从而减小内胎的刚度要求。实现免充气。

本实用新型的目的是这样实现的，在起防骨作用的外胎5和起减震作用的内胎3之间放置一个叫做刚衬4的环，刚衬4有较大的抗平面弯曲刚度，EJ较大，E是材料的拉伸弹性模量，J是环的横截面对弯曲中性轴的惯性矩。受载后地面反力通过刚衬4，以分布力的形式作用在内胎3上(这叫做刚衬4的均衡作用)，使内胎的变形范围较大，如中心角6大于40度。

另外刚衬平面弯曲后在地面反力作用点8处的曲率大于零，使接触线7较短，降低了行驶阻力。

本实用新型的具体结构由以下实施例及附图给出。

图1，带刚衬的轮子结构图。图2，图1的K向视图。图3，不充气轮胎的例。图4，充气轮胎的例。图5，内外胎一体的例。图6，外胎不固着在轮辋上的例。图7，充气轮胎外胎与刚衬的吻合。

下面结合附图详细说明本实用新型提出的装置的细节及工作原理。

图1轮子包括下列部件：带轴承孔1的轮辋2、均为环形的内胎3、刚衬4、外胎5。内胎3、刚衬4、外胎5三者或其中任意二者都可制成一体。把三者先组合在一起，叫做复合轮胎。再把复合轮胎设置在轮辋外侧。具体位置是，外胎5位于轮子最外侧，内胎3位于轮辋2和刚衬4之间，刚衬4位于内胎3和外胎5之间。在用平面9所作的剖视图上(见图2局部剖处)，上述部件由内向外依次排列的次序(这种次序叫横剖排列次序)为：轮辋2，内胎3，刚衬4，外胎5。内胎3最好是橡胶内胎。刚衬4最好是钢或塑料刚衬。刚衬4的结构最好是薄壁的。内胎3可以有或没有封闭腔，可以充气或不充气。手动车轮子可以无外胎，这种轮子也可看作刚衬4和外胎5制成一体的例子。外胎5最好是橡胶外胎。用于力车胎的外胎最好是软边的。

现分析重力载荷下部件变形及内力。图2，对称平面9在刚衬内侧、轮辋外侧的部分是一平面环，该环径向尺寸叫环厚12。上环厚、下环厚各为轴承孔1以上、以下近半个环形的环厚。上内胎、下外胎等的涵义依此类推。加载前环厚处处相等。加载前后轮辋都和内胎内侧面10吻合，刚衬都和外胎内侧面11吻合。重力P作用下，