車門玻璃升降器的設(shè)計及運動仿真論文[帶圖紙]

1、<p><b>　　編號</b></p><p><b>　　無錫太湖學(xué)院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　題目：車門玻璃升降器的設(shè)計及運動仿真</p><p>　　信機 系 機械工程及自動化 專業(yè)</p>

2、;<p>　　學(xué) 號： 　　　 　　　　</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： 　（職稱：教 授 ）</p><p>　?。毞Q： ）</p><p>　　2013年5月25日</p><p>　　無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）

3、</p><p><b>　　誠 信 承 諾 書</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 車門玻璃升降器的設(shè)計及運動仿真 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。</p><p&

4、gt;　　班 級： 機械92 </p><p>　　學(xué) 號： 0923056 </p><p>　　作者姓名： </p><p>　　2013 年 5 月 25 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　車門玻璃

5、升降系統(tǒng)是汽車車門系統(tǒng)重要組成部分之一，其質(zhì)量的好壞將直接影響到整個車門系統(tǒng)乃至整車的安全性。該系統(tǒng)主要功能是保證車門玻璃平穩(wěn)升降、能隨意停位，同時具備良好的密封性。本文討論了在汽車車門設(shè)計中于玻璃升降器的布置有關(guān)的零件設(shè)計，同時對叉臂升降器的布局設(shè)計及仿真實現(xiàn)進(jìn)行了分析和介紹。玻璃升降器在車門系統(tǒng)中的車門附件。玻璃升降是實現(xiàn)轎車車門玻璃升降運動的車門附件。通過玻璃升降器帶動玻璃托架作上下運動，從而使得車門玻璃框的導(dǎo)槽或?qū)к壸魃颠\動。

6、目前常用的玻璃升降器主要有叉臂式傳動和繩輪式傳動兩種常見結(jié)構(gòu)型式。后者能夠適應(yīng)玻璃在大曲率的弧形升降面上移動。此外有手操縱式卒電動兩種操縱方式。車門設(shè)計和布局中．正確選擇和布置玻璃升降器是保證玻璃升降操縱輕便、工作可靠的關(guān)鍵。</p><p>　　關(guān)鍵詞：玻璃升降器；汽車車門系統(tǒng)；仿真</p><p><b>　　Abstract</b></p><

7、;p>　　Door window lift systems car door system is an important part of its quality will directly affect the entire door system and even the safety of the vehicle. The main function of the system is to ensure the smooth

8、 lifting of the door glass, random stop bit, and have a good seal. This article discusses the car door design relating to the arrangement of the glass lifter part design, layout design and simulation of the fork arm lift

9、er to achieve the analysis and presentation. Lifters door accessorie</p><p>　　Keyword：Lifters；Car door systems；Simulation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要II&

10、lt;/b></p><p>　　AbstractIII</p><p><b>　　目 錄IV</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　2.1 概述2</b></p><p>　　2

11、.2 現(xiàn)狀分析2</p><p>　　2.3 市場預(yù)測2</p><p>　　2.4 主要技術(shù)指標(biāo)情況3</p><p>　　2.5  汽車玻璃升降器的發(fā)展趨勢4</p><p>　　3  汽車玻璃升降器的結(jié)構(gòu)工作原理與技術(shù)參數(shù)5</p><p>　　3.1&

12、#160; 結(jié)構(gòu)及工作原理5</p><p>　　3.2 技術(shù)參數(shù)及分析7</p><p>　　4 玻璃升降器的設(shè)計方案8</p><p>　　4.1 車門玻璃參數(shù)的確定8</p><p>　　4.2 玻璃在車門上的干涉校核10</p><p>　　4.3 玻璃升降器類型的選擇11</p>&

13、lt;p>　　4.4 車窗玻璃運行弧度的確定12</p><p>　　4.5叉臂組件所在平面位置的初步確定12</p><p>　　5 電動玻璃升降器的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計13</p><p>　　5.1導(dǎo)向槽的設(shè)計13</p><p>　　5.2 玻璃導(dǎo)向與保護(hù)機構(gòu)14</p><p>　　5.3 叉臂組件的

14、設(shè)計16</p><p>　　5.4 驅(qū)動電機的選擇17</p><p>　　5.5 扇形齒板的設(shè)計18</p><p>　　5.5.1 確定模數(shù)和壓力角18</p><p>　　5.5.2 確定主動臂的角行程18</p><p>　　5.5.3 確定齒數(shù)和分度圓直徑18</p><p

15、>　　6 升降器電子控制系統(tǒng)的設(shè)計19</p><p>　　7 電動玻璃升降器數(shù)學(xué)模型（C A D ）的構(gòu)建21</p><p>　　8有關(guān)運動部件的數(shù)據(jù)校核22</p><p>　　8.1 運動行程校核22</p><p>　　8.2 傳動動力校核22</p><p>　　8.3&

16、#160;結(jié)構(gòu)干涉校核24</p><p>　　8.4 強度分析或疲勞分析27</p><p>　　9 電動玻璃升降器的基本技術(shù)要求28</p><p>　　9.1 標(biāo)準(zhǔn)28</p><p>　　10.2 外觀28</p><p>　　11 電動玻璃升降器的性能29</p>&l

17、t;p>　　11.1 基本性能29</p><p>　　11.2 自鎖性29</p><p>　　11.3 耐溫度變化性29</p><p>　　11.4 絕緣介電強度29</p><p>　　11.5 耐過電壓29</p><p>　　11.6 熱保護(hù)性29</p><

18、;p>　　11.7 抗干擾性29</p><p>　　11.8 耐振性29</p><p>　　11.9 耐腐蝕性29</p><p>　　11.10 防水性29</p><p>　　11.11 耐久性29</p><p>　　12 結(jié)論與展望30</p><p>　　1

19、2.1 結(jié)論30</p><p>　　12.2不足之處及未來展望30</p><p><b>　　致謝31</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)32</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　玻璃升降器升降

20、運動來實現(xiàn)汽車車門玻璃門附件。玻璃電梯玻璃托架的上下運動的驅(qū)動下沿著導(dǎo)向槽或?qū)к壸魃颠\動，使門玻璃門窗框。升降臺目前主要采用橫臂式四輪驅(qū)動傳動和繩索兩種常見的結(jié)構(gòu)類型。后者可以適應(yīng)在一個大的弧形表面的曲率的玻璃向下移動。另外，有手動和電動兩種操作模式。門的設(shè)計和布局。玻璃升降器的正確選擇和安排，是為了確保玻璃升降操縱輕便，可靠的鍵。</p><p>　　作為運動部件的門系統(tǒng)，只是身體外面的電路板空間和布局相關(guān)的

21、電梯，并且在門軌道的兩側(cè)，外玻璃含水，密封件具有一定的相關(guān)性。系統(tǒng)，尤其是外門和玻璃門的形狀初步確認(rèn)后，需要和玻璃電梯門系統(tǒng)的布局和分析相關(guān)的組件。</p><p>　　因為如果空間布局升降臺的不適宜在實際過程中，經(jīng)常會遇到追趕玻璃升降，抖動，幀關(guān)車門導(dǎo)軌等。往往也意味著運動不順暢，在整個運行過程中的某一行或靜態(tài)或動態(tài)的機械條件狀況不佳的位置。反映在現(xiàn)實中出現(xiàn)的型式試驗（壽命測試）失敗或部分失敗，在使用過程中，如

22、叉車的手臂長臂，短臂的磨損，滑輪葫蘆鋼絲繩斷裂。</p><p>　　要解決這些問題外可能存在的門板需要附件布局和結(jié)構(gòu)設(shè)計的升降臺，充分考慮其布局是合理的，應(yīng)采用計算機輔助分析。合理安排升降機門系統(tǒng)的位置和需要解除門的設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計時產(chǎn)生的玻璃電梯配件相關(guān)的系統(tǒng)布局和考慮。</p><p><b>　　2 汽車玻璃升降器</b></p><

23、p><b>　　2.1 概述</b></p><p>　　電動玻璃升降器在我國誕生于90年代初，是轎車作為生產(chǎn)資料向消費資料變化的一個特征。最早開始應(yīng)用在桑塔納普通型的選裝車上，稱為豪華型轎車，以后在奧迪、捷達(dá)、富康等轎車上都開始選裝電動玻璃升降器。由于電動玻璃升降器比傳統(tǒng)的手動玻璃升降器具有許多優(yōu)越性，它運行平穩(wěn)，調(diào)節(jié)自如，不需要人力，給駕駛員和乘員帶來一種舒適感和安全感。

24、汽車上裝有電動玻璃升降器，給汽車帶來一種豪華的氣氛，受人喜愛。因此，目前在中級以上轎車都將電動玻璃升降器作為一種標(biāo)準(zhǔn)配置，用以提高汽車的配置檔次。</p><p><b>　　2.2 現(xiàn)狀分析</b></p><p>　　現(xiàn)在，國內(nèi)生產(chǎn)的中高檔轎車，例如奧迪A6、別克君威、雅閣、帕薩特、東風(fēng)標(biāo)致307都配置了電動玻璃升降器，其他轎車和面包車也開始大量選裝電動

25、玻璃升降器。目前，大客車和卡車也有配置電動玻璃升降器的需求。車門玻璃升降器作為車門附件，其作用是保證車門玻璃平穩(wěn)升降、門窗能隨時并順利地開啟和關(guān)閉，并能使玻璃停留在任意位置，不隨外力作用或汽車的顛簸而上下跳動。因此要求玻璃升降器結(jié)構(gòu)可靠、操縱輕便省力，并需有防止玻璃升降器倒轉(zhuǎn)的制動裝置。隨著汽車的不斷改進(jìn)和發(fā)展，玻璃升降器也由簡單的絲桿式、單臂式逐漸發(fā)展為今天的電動式。電動玻璃升降器的發(fā)展前景是廣闊的。</p><p

26、><b>　　2.3 市場預(yù)測</b></p><p>　　國內(nèi)主要生產(chǎn)電動玻璃升降器廠商及配套車型情況見表2-1。</p><p>　　表2-1 國內(nèi)主要生產(chǎn)電動玻璃升降器生產(chǎn)廠一覽表</p><p>　　目前電動玻璃升降器產(chǎn)品市場主要由上海實業(yè)交通電器有限公司、張家港博澤汽車部件有限公司、貴州萬江電機廠占有。其市場占有率(手

27、動+電動)見表2-2。</p><p>　　表2-2 1999年被玻璃升降器總產(chǎn)量即主要廠商比較表</p><p>　　“十五”期間轎車將由目前56．6l萬輛發(fā)展到110～121萬輛；客車由41．82萬輛發(fā)展到 55～68萬輛；卡車由58．19萬輛發(fā)展到106．121萬輛，玻璃升降器的發(fā)展預(yù)測見表2-3表示。</p><p>　　表2-3 汽車需求量及玻璃升降器發(fā)展

28、數(shù)量</p><p>　　玻璃升降器的總產(chǎn)量從表2-2與表2-3比較可以看出，到“十五”末將增加2.4～2.75倍，可見其發(fā)展前景是很好的。其中電動玻璃升降器的發(fā)展肯定要高于手動玻璃升降器，其占玻璃升降器份額由99年的22.8％到2007年預(yù)計將達(dá)到30％。</p><p>　　2.4 主要技術(shù)指標(biāo)情況</p><p>　　改革開放以來我國汽車行業(yè)依靠技術(shù)

29、引進(jìn)及合資，使我國汽車業(yè)的技術(shù)水平迅速發(fā)展，相應(yīng)的汽車零部件制造技術(shù)也迅速發(fā)展。目前為上海大眾，一汽大眾配套的電動玻璃升降器都采用了德國大眾的TL82083標(biāo)準(zhǔn)。為上海通用配套的電動玻璃升降器采用了GM公司的1997Buick“W” -car門窗升降子系統(tǒng)的技術(shù)要求。為神龍富康配套的電動玻璃升降器采用了B28 4250的雪鐵龍標(biāo)準(zhǔn)。由于電動玻璃升降器在國內(nèi)發(fā)展很快，在國內(nèi)制訂一個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已提到議事日程，最近武漢汽車車身附件研究所和上海實

30、業(yè)交通電器有限公司起草制訂了QC／T636-2000汽車電動玻璃升降器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它綜合了國外先進(jìn)汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我國電動玻璃升降器的實際情況，在分析試驗的基礎(chǔ)上而制訂的。這將對規(guī)范我國電動玻璃升降器的設(shè)計，制造，試驗技術(shù)起到指導(dǎo)作用。</p><p>　　2.5  汽車玻璃升降器的發(fā)展趨勢</p><p>　　當(dāng)前我國電動玻璃升降器的發(fā)展很快，它不但在轎車中大量配套，而且也開

31、始在輕型客車中大量配套。最近還有在卡車中配套的意向，其使用方便，安全，舒適的特點已被越來越多的人接受。其配套市場的天地是廣闊的。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，電動玻璃升降器呈現(xiàn)智能性、模塊化的發(fā)展趨勢。</p><p>　　為了使電動玻璃升降器保持強勁的動力，又防止在使用過程中出現(xiàn)不小心被夾住的不安全因素，目前的電動玻璃升降器已具有一定的智能，它能使玻璃在上升中碰到一定的阻力時，即停止上升并下降，足以防止乘客肢體不小心被夾

32、住的小概率事件。這一功能是靠安裝在搖窗電機中的電子模塊來完成的，上海大眾新開發(fā)的帕薩特轎車的電動玻璃升降器就具有這種防夾功能。</p><p>　　另一發(fā)展趨勢就是模塊化，在國際汽車工業(yè)發(fā)展過程中，為了更好地迎合顧客的個性化要求，降低產(chǎn)品成本，提高汽車質(zhì)量，整車廠逐漸將自制件壓縮，并盡量減少整車廠的工作量，將整車廠的精力都放在新車型的開發(fā)上，因此提出了模塊供貨的要求，將原來直接由各供應(yīng)商提供單個零件，由整車廠在生

33、產(chǎn)線上組裝的生產(chǎn)模式逐步轉(zhuǎn)為由一級供應(yīng)商承擔(dān)模塊供貨，整車廠僅作模塊組裝，這樣可大大壓縮整車廠的工作時間，加速汽車的更新?lián)Q代。過去汽車廠是比誰生產(chǎn)線長，今后可能是生產(chǎn)線越長，效率越低。</p><p>　　3  汽車玻璃升降器的結(jié)構(gòu)工作原理與技術(shù)參數(shù)</p><p>　　3.1  結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　電動玻璃升降器從其結(jié)構(gòu)特點上分

34、，大致可分成三大類；繩輪式、叉臂式、軟軸式。其結(jié)構(gòu)特點及配套車型如表3-1所示。</p><p>　　表3-1電動玻璃升降器結(jié)構(gòu)特點</p><p>　　圖3.1 車門玻璃升降器的的型式</p><p>　　a）單臂式；b）交叉雙臂式；c）平行雙臂式；d）繩輪式；e、f）軟軸式</p><p>　　1.扇形齒輪；2.玻璃導(dǎo)向槽；3.升降臂；4

35、.小齒輪；5.彈簧；6.滑輪；7.托架；8.絲；9.齒條；10.鋼絲卷</p><p>　　3.2 技術(shù)參數(shù)及分析</p><p>　　下面將電動玻璃升降器國內(nèi)外主要技術(shù)指標(biāo)如表3-2排列以供參考。</p><p>　　表3-2 國內(nèi)外電動玻璃升降器主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　從表3-2的主要技術(shù)指標(biāo)對比來看，我國汽車電動玻璃升降器行業(yè)

36、標(biāo)準(zhǔn)基本上采用了國外先進(jìn)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，如按此標(biāo)準(zhǔn)制造汽車電動玻璃升降器，其產(chǎn)品可達(dá)到國際先進(jìn)水平。從表中可看出，目前別克轎車對電動玻璃升降器的技術(shù)要求是最高的，其技術(shù)指標(biāo)中額定負(fù)載大，要達(dá) 120N，剩余力最大要達(dá)355N，其耐久性試驗中一個循環(huán)的運動次數(shù)也是最多的，玻璃在一個循環(huán)中需運動8次。要達(dá)到這些指標(biāo)，對電機、傳動機構(gòu)都提出了</p><p><b>　　更高的要求。</b></

37、p><p>　　4 玻璃升降器的設(shè)計方案</p><p>　　4.1 車門玻璃參數(shù)的確定</p><p>　　根據(jù)車門外板窗框的結(jié)構(gòu)，玻璃面（兩玻璃關(guān)于XZ平面對稱）在整車坐標(biāo)中的空間位置（單位：mm）定義為：</p><p>　　G1、G2、G3玻璃曲線（圖4.1）在整車坐標(biāo)系中的坐標(biāo)如表4-1。</p><p>　　表

38、4-1 G1、G2、G3曲線坐標(biāo)</p><p><b>　　續(xù)表4-1</b></p><p>　　圖4.1 未倒圓的車窗玻璃外形</p><p>　　構(gòu)建一個圓柱曲面無限逼近G1、G3曲線，測得曲面的半徑R=3200mm（取整數(shù)），玻璃的四點坐標(biāo)如下：</p><p>　　點a: X=1424 Y=

39、7;655 Z=1426</p><p>　　點b: X=2400 Y=±655 Z=1426</p><p>　　點c: X=2400 Y=±788.5 Z=226</p><p>　　點d: X=1424 Y=±788.5 Z=226 </p><p><

40、;b>　　圖4.2 玻璃面</b></p><p>　　4.2 玻璃在車門上的干涉校核</p><p>　　玻璃與周邊件的配合情況：</p><p>　　玻璃左右側(cè)卡在玻璃導(dǎo)槽中，如圖4.3所示。</p><p>　　圖4.3 玻璃與周邊件的配合1</p><p>　　玻璃是嵌在滑門內(nèi)外板的縫隙中的，

41、玻璃表面與滑門腰部外加強板的間隙為10.8mm；玻璃內(nèi)表面與滑門腰部內(nèi)加強板的間隙為24.5mm（圖4.4）</p><p>　　圖4.4 玻璃與周邊件的配合2</p><p>　　由圖4.4可知，玻璃與車門周邊件沒有發(fā)生干涉。</p><p>　　4.3 玻璃升降器類型的選擇</p><p>　　在玻璃升降器的形式選擇類型選擇上也常以車窗弧

42、度半徑和車窗導(dǎo)軌布局位置來作為依據(jù)進(jìn)行選型。當(dāng)車窗弧度半徑越小其弦高也越大（如圖4.5所示），此時布置繩輪式升降器更符合這種類型的車門。</p><p>　　圖4.5 玻璃弧度對弦高（Y向竄動量1、2、3、4）的影響</p><p>　　當(dāng)車窗玻璃較大時可以選擇雙導(dǎo)軌形式繩輪升降器，以減少運行過程中可能產(chǎn)生的不正常的抖動和側(cè)偏等現(xiàn)象。</p><p>　　當(dāng)玻璃弧度

43、曲率較小且玻璃較大而形狀不規(guī)整時，雖然從理論上而言繩輪式升降器由于其導(dǎo)軌弧度和車窗玻璃理論運行弧度軌跡更逼近（和叉臂式相比不存在弦高現(xiàn)象）、運行噪音低等優(yōu)勢，但是叉臂式升降器零件數(shù)少（多為金屬鈑金件）、加工裝配方便、使用壽命長等因素目前仍舊被廣泛采用。</p><p>　　由于該車型后門玻璃半徑R=3200mm，曲率較小，面積較大且形狀不規(guī)整，根據(jù)表3-1，選擇叉臂式玻璃升降器，同時結(jié)合客戶的要求，選擇電機驅(qū)動，

44、確定結(jié)構(gòu)類型為叉臂式電動玻璃升降器。</p><p>　　4.4 車窗玻璃運行弧度的確定</p><p>　　圖4.6 車窗玻璃運行弧度</p><p>　　如圖4.6根據(jù)滑門車窗的結(jié)構(gòu)可知及客戶提供的數(shù)據(jù)，可知:</p><p>　　玻璃在Z向的行程LAB=383.4mm</p><p>　　玻璃的半徑R=3200m

45、m</p><p><b>　　由勾股定理，得:</b></p><p>　　sinα/2=191.7/3200</p><p>　　玻璃的運行弧度α=2arcsin191.7/3200=2×0.06=0.12</p><p>　　弧lAB=α·R=0.12×3200=384mm</p

46、><p>　　4.5叉臂組件所在平面位置的初步確定</p><p>　　為盡量減少補償弦高的差值以減少叉臂的變形量，叉臂組件所在平面布局在和車窗玻璃運行軌跡空間圓所在平面垂直位置上。</p><p>　　5 電動玻璃升降器的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　5.1導(dǎo)向槽的設(shè)計</b></p><p

47、>　　根據(jù)玻璃的外形尺寸及在整車坐標(biāo)系中的位置，兩個玻璃托架定位孔圓心在整車坐標(biāo)系的坐標(biāo)為：</p><p>　　A（X=1749，Y=783.8，Z=817.5）</p><p>　　B（X=2112，Y=783.8，Z=817.5）</p><p>　　經(jīng)CATIA測定，玻璃的重心坐標(biāo)：（X=1875.7，Y=751.3，Z=1001.2）。在Z方向重心坐

48、標(biāo)在點A、B之間，能保證玻璃在升降運動時兩個玻璃托架在X方向給玻璃相等的作用力，保證玻璃運行平穩(wěn)。</p><p>　　點A、B之間的距離為363mm，則導(dǎo)向槽A的兩個定位孔之間距離也為363mm，為了不與車門內(nèi)板上的其他部件產(chǎn)生干涉，導(dǎo)向槽A的長度為384mm。</p><p>　　圖5.1玻璃支撐部分?jǐn)嗝鎴D</p><p>　　為方便導(dǎo)向塊裝入導(dǎo)向槽，分別在導(dǎo)向

49、槽兩端設(shè)置槽口(圖5.2)。</p><p>　　左端： </p><p>　　右端： </p><p>　　圖5.2 長導(dǎo)槽局部視圖1</p><p>　　長圓孔的設(shè)置是為了在裝配時方便調(diào)整兩孔實際定位長度，防止因制造誤差造成無法裝配。同時，為防止滑塊在導(dǎo)向槽滑動時滑出導(dǎo)向槽，在導(dǎo)向槽上設(shè)置止動結(jié)構(gòu)（圖5.3）

50、。</p><p>　　圖5.3 長導(dǎo)向槽局部視圖2</p><p>　　導(dǎo)向槽B的長度定為228mm，左端面在XZ平面的坐標(biāo)為X=1907mm，導(dǎo)向槽B的對稱軸在XZ平面的坐標(biāo)為Z=585.3mm。</p><p>　　5.2 玻璃導(dǎo)向與保護(hù)機構(gòu)</p><p>　　玻璃導(dǎo)軌和窗框共同組成玻璃導(dǎo)向與保護(hù)機構(gòu)（圖5.4）。車門玻璃導(dǎo)軌用鋼板沖

51、壓或滾壓成型焊接或用螺釘連接于車門上。導(dǎo)軌內(nèi)與玻璃接觸的部位裝有導(dǎo)槽，導(dǎo)槽用橡膠制成。導(dǎo)槽起導(dǎo)向、密封功能，行車和關(guān)閉車門時吸收玻璃的振動，避免玻璃直接與金屬件接觸，且起到美化、減小玻璃與車門外板的高度差、降低空氣阻力的作用（圖5.5）。</p><p>　　導(dǎo)槽與玻璃接觸的表面是聚氯乙烯，為了減小玻璃摩擦部位產(chǎn)生的摩擦阻力，進(jìn)行表面處理。采用現(xiàn)在廣泛使用的方法：非植絨式，即在唇型部表面涂上尿烷，增加與玻璃的密封

52、性，防止在寒冷地帶的凍結(jié)，有密封條的特性。</p><p>　　圖5.4 車門玻璃導(dǎo)軌</p><p>　　圖5.5 玻璃導(dǎo)軌斷面圖</p><p>　　5.3 叉臂組件的設(shè)計</p><p>　　安裝蓋板e和短導(dǎo)向槽MN固定在車門內(nèi)板上。因為該車型要配置使用手動和電動升降器兩種，電機安裝支架的電機出軸位置通常也是搖手柄所在位置，需要將車內(nèi)

53、用戶所在位置和手柄位置綜合考慮。</p><p>　　根據(jù)人機工程學(xué)原理，確定主動臂與安裝蓋板連接的旋轉(zhuǎn)副中心點e的在整車坐標(biāo)系中XZ平面的坐標(biāo)為：e（X=1791mm,Z=585.3）。</p><p>　　已知導(dǎo)向槽A上止點X方向?qū)ΨQ軸所在坐標(biāo)為X=817.5mm，下止點坐標(biāo)為X=434.1mm。</p><p>　　通過對常規(guī)叉臂式升降器直流電機性能、玻璃升降

54、器基本性能、玻璃的行程要求等因素進(jìn)行綜合考慮，確定從動臂（上擺臂和下擺臂）兩端定位孔的距離ac=gc=150mm，主動臂兩端定位孔的距離be=300mm，bc=ec=150mm。因為玻璃安裝點之間的距離hj=363mm，eN=228+1907-1791=344mm，當(dāng)AB經(jīng)過e點時，∠acb=180°, ac+bc=300mm<hj=363mm，ac+bc=300mm<eN=344mm，所以導(dǎo)向槽A和導(dǎo)向槽B不會對

55、交叉臂產(chǎn)生干涉。</p><p>　　圖5.6 升降器運動簡圖</p><p>　　5.4 驅(qū)動電機的選擇</p><p>　　電動機的質(zhì)量直接關(guān)系到電動玻璃升降器的正常工作，根據(jù)玻璃升降器的技術(shù)指標(biāo)及客戶要求，選擇萬寶至(MABUCHI) JF/LF-578VA-452玻璃升降器專用電機，它具有體積小、重量輕、防護(hù)等級高、噪聲低、電磁干擾小、運行可靠等特點。&

56、lt;/p><p>　　該電動機為可逆性永磁直流電動機，電動機內(nèi)有兩組繞向不同的磁場線圈，通過雙聯(lián)開關(guān)的控制可做正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，設(shè)有升、降、關(guān)等三個工作狀態(tài)，不操縱時開關(guān)自動停在“關(guān)”的位置上。操縱電路設(shè)有總開關(guān)（中央控制）和分開關(guān)，兩者線路并聯(lián)?？傞_關(guān)由駕車者，控制全部門窗玻璃的開閉，而各車門內(nèi)把手上的分開關(guān)由乘員分別控制各個門窗玻璃的開閉，操作十分便利。</p><p>　　在該電動機中埋植磁

57、環(huán)，感應(yīng)電機轉(zhuǎn)速，在電子模塊中埋植霍爾元件，感應(yīng)電流，并通過電子模塊控制對電動機的過流、過壓及過熱保護(hù)。 </p><p><b>　　表5-1 電機特性</b></p><p>　　電機直齒圓柱齒輪特性：</p><p>　　模數(shù)m=2 ； 壓力角α=20°；</p><p>　　齒數(shù)

58、z1=8枚； 分度圓直徑d=15.4mm；</p><p>　　齒頂高h(yuǎn)a＝ha＊m＝1×2＝2mm；</p><p>　　齒根高h(yuǎn)f＝（ha＊＋c＊）m＝（1＋0.25）×2＝2.5mm；</p><p>　　齒距p＝πm＝2πmm 齒厚s＝πm/2＝π≈3mm</p><p><

59、;b>　　圖5.7 電機外觀</b></p><p>　　5.5 扇形齒板的設(shè)計</p><p>　　5.5.1 確定模數(shù)和壓力角</p><p>　　因為扇形齒板上的齒與驅(qū)動電機的小齒輪嚙合，所以它的特性為：模數(shù)m’=2 ；壓力角α’=20°。</p><p>　　5.5.2 確定主動臂的角行程</p>

60、;<p><b>　　由勾股定理，得</b></p><p>　　sinβ=232.2/300 ；sinγ=151.2/300</p><p>　　β=arcsin232.2/300=50.4°；γ= arcsin151.2/300=30.3°</p><p>　　θ=β+γ=80.7°</p&

61、gt;<p>　　所以主動臂的角行程θ=80.7°。</p><p>　　5.5.3 確定齒數(shù)和分度圓直徑</p><p>　　玻璃從上止點運動到下止點的時間初定為t=3.5s,θ=360nt/60i</p><p>　　=>i=360nt/60θ=6nt/θ=6×62×3.5÷80.7=16.13<

62、/p><p>　　齒數(shù)z2=iz1=16.13×8=129，取z2=130</p><p>　　分度圓d2=mz2=2×130=260mm</p><p>　　齒頂高h(yuǎn)a＝ha＊m＝1×2＝2mm；</p><p>　　齒根高h(yuǎn)f＝（ha＊＋c＊）m＝（1＋0.25）×2＝2.5mm；</p>

63、<p>　　齒距p＝πm＝2πmm</p><p>　　齒厚s＝πm/2＝π≈3mm</p><p>　　圖5.8齒數(shù)和分度圓直徑</p><p>　　6 升降器電子控制系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　1） 左門電動升降器的-1-作由左窗電動機和左窗電動機開關(guān)的動作來完成。</p><p>　?、?當(dāng)開關(guān)關(guān)

64、閉時，3—6、3—7相接， 電動機兩端搭鐵， 不工作；</p><p>　?、?開關(guān)作上升動作，4—6、3—7相接， 電流流向為： F1→4→6→左窗電動機→7→3→搭鐵， 電動機運轉(zhuǎn)， 左窗玻璃上升；</p><p>　?、?開關(guān)作下降動作，3—6、4—7相接， 電流流向為：F1→4→7→左窗電動機→6→3→搭鐵，左窗電動機運轉(zhuǎn)， 左窗玻璃下降。</p><p>

65、　　2） 右門電動升降器的工作由右窗電動機及右窗電動機開關(guān)(左、右門上各一只)的動作來完成。</p><p>　?、?當(dāng)兩開關(guān)均關(guān)閉時，左門上右窗電動機開關(guān)1—3、2—3相接， 右門上右窗電動機開關(guān)l一8、2—9相接， 即右窗電動機兩端搭鐵， 不工作；</p><p>　　② 當(dāng)左門上右窗電動機開關(guān)關(guān)閉， 如右門上右窗電動機開關(guān)作上升動作， 則開關(guān)5—8、2—9相接， 電流流向為：F2→5

66、→8→右窗電動機→9→2→3→搭鐵，右窗電動機運轉(zhuǎn)， 右窗玻璃上升； 若右門上右窗電動機開關(guān)作下降動作， 即開關(guān)1—8、5—9相接，電流流向為： F2→ 5→9→右窗電動機→8→l→3→搭鐵， 右窗電動機運轉(zhuǎn)， 右窗玻璃下降；</p><p>　?、?在右門上右窗電動機開關(guān)關(guān)閉， 如左門上右窗電動機開關(guān)作上升動作， 開關(guān)1—5、2—3相接， 電流流向為：F2→ 5→l→8→右窗電動機→9→2→3→搭鐵，右窗電動機

67、運轉(zhuǎn)， 右窗玻璃上升； 若左門上右窗電動機開關(guān)作下降動作，則開關(guān)1—3、2—5相接，電流流向為： F2→5→2→9→右窗電動機→8→l→3→搭鐵， 右窗電動機運轉(zhuǎn)， 右窗玻璃下降。</p><p>　　控制盒端子布置及左、右窗電動機開關(guān)、電動玻璃升降器開關(guān)的端子檔位、升降器電子控制系統(tǒng)電路見下表。</p><p>　　表6-1 控制盒端子布置</p><p>　　表

68、6-2 左窗電動機開關(guān)</p><p>　　6-3 右窗電動機開關(guān)（左門上）</p><p>　　表6-4 右窗電動機開關(guān)（右門上）</p><p>　　圖6.1 升降器電子控制系統(tǒng)電路圖</p><p>　　7 電動玻璃升降器數(shù)學(xué)模型（C A D ）的構(gòu)建</p><p>　　安裝蓋板（6）和短導(dǎo)軌（2）分別是固定在

69、車門內(nèi)板上的固定零件。而它們的建模方式為：電機（7）固定在安裝蓋板（6）上，但其輸出軸為旋轉(zhuǎn)副同時也是驅(qū)動部件；主動臂（5）和安裝蓋板（6）利用鉚釘鉚接并繞該鉚釘設(shè)定為旋轉(zhuǎn)副;電機輸出軸旋轉(zhuǎn)副和主動臂旋轉(zhuǎn)副形成齒輪副；從動臂（4）與墊片采用焊接連接，然后墊片和主動臂（5）形成旋轉(zhuǎn)副；主動臂和從動臂上都采用球頭形鉚釘鉚接并和三個導(dǎo)向塊（3）采用球面副連接；從動臂（4）下端的導(dǎo)向塊（3）和短導(dǎo)軌（2）采用滑動副連接；主動臂（5）的上端兩個導(dǎo)

70、向塊和長導(dǎo)軌（1）采用滑動副連接；長導(dǎo)軌（1）和玻璃采用固定連接；扇形齒板（8）和主動臂（5）采用鉚接固定（圖7.1）。</p><p>　　圖7.1 電動玻璃升降器總成圖</p><p>　　8有關(guān)運動部件的數(shù)據(jù)校核</p><p>　　8.1 運動行程校核</p><p>　　為提高車窗的密閉性，需在原來的行程上加上10mm的上

71、升量，即在沒有導(dǎo)軌約束的情況下當(dāng)玻璃到達(dá)上止點后仍能上升10mm。</p><p>　　則Lbg=232.2+10=242.2mm；</p><p><b>　　由勾股定理，得</b></p><p>　　Leg2=3002－242.22=31339，Leg=177mm＞eM=116mm＝>從動臂B不與導(dǎo)向槽B干涉。</p>

72、<p>　　說明叉臂在上止點ab～下止點a’b’升降時滿足行程要求。</p><p><b>　　圖9.1叉臂行程</b></p><p>　　8.2 傳動動力校核</p><p>　　表9-1 臂式玻璃升降器各部分的阻力實測值比率</p><p>　　因為目前設(shè)計的是電動式升降器，升降器在車窗玻璃

73、行程內(nèi)任一點通過電機的自鎖力都能自鎖，不需要平衡彈簧進(jìn)行自鎖，所以將表9-1修改為表9-2。</p><p>　　表9-2 臂式電動玻璃升降器各部分的阻力實測值比率</p><p>　　由運動行程可知，當(dāng)升降器由下向上運動到上止點時，主動臂在Z方向上的驅(qū)動力最小，升降器總成在Z方向的阻力最大。</p><p>　　小齒輪與扇形齒板的傳動比i＝130/8＝16.25，

74、玻璃的質(zhì)量m=3.9kg（客戶已提供數(shù)據(jù)），根據(jù)表9-2可知：</p><p>　　在升降器上升至上止點時：</p><p>　　電動玻璃升降器的在Z方向的總阻力f＝3.9×9.8×100/27.1＝141N；</p><p>　　電機小齒輪傳遞給扇形齒板的扭矩T1＝6.9 ＋1.23＝8.13N·m（最大負(fù)荷），扇形齒板與主動臂固定連

75、接；</p><p>　　則主動臂的最大扭矩Tmax＝T1×i＝8.13×16.25＝132 N·m；</p><p>　　主動臂在C點上的垂直作用力F＝Tmax/lce＝132/0.15＝880N；</p><p>　　F’＝F·cosβ=880×cos50.4°＝561N；</p><

76、;p>　　剩余力F2＝F’－f＝561－141＝420N。</p><p>　　傳動動力滿足升降器性能要求。</p><p>　　圖9.2 傳動動力圖</p><p>　　8.3 結(jié)構(gòu)干涉校核</p><p>　　圖9.3 上止點處總成干涉校核</p><p><b>　　圖9.4 結(jié)構(gòu)干涉&

77、lt;/b></p><p>　　由上圖可知，在玻璃升降器總成中，干涉量value=0，即各部件沒有發(fā)生干涉。同時運動部件的運動區(qū)域在玻璃所在空間圓內(nèi)，因玻璃與車門及其它車門附件發(fā)生干涉，所以升降器總成不會與車門及車門附件發(fā)生干涉。</p><p>　　8.4 強度分析或疲勞分析</p><p>　　對于運動部件的強度或疲勞分析，需要采用CAE軟件例

78、如analysis來校核輸出結(jié)果，一般由汽車配件廠拿到數(shù)模后去分析并試制，若強度不足再由車身部優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸。因為項目還未交付給客戶（主機廠），所以不深入分析。</p><p>　　9 電動玻璃升降器的基本技術(shù)要求</p><p><b>　　9.1 標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　升降器應(yīng)符合QC/T 636-2000標(biāo)準(zhǔn)的要求，并按經(jīng)規(guī)定

79、程序批準(zhǔn)的產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件制造。</p><p><b>　　9.2 外觀</b></p><p>　　a）升降器金屬件必須經(jīng)防腐蝕處理，或使用具有耐腐蝕性的材料制造。</p><p>　　b）升降降器塑料件表面應(yīng)平整、無氣泡，無影響使用的變形。</p><p>　　c）金屬零件的涂鍍層和化學(xué)處理層應(yīng)均勻，不得有明顯

80、缺陷。</p><p>　　10 電動玻璃升降器的性能</p><p>　　10.1 基本性能</p><p>　　a）工作電壓 升降器在10～15V電壓下應(yīng)運行平穩(wěn)，不允許有異常噪聲和卡滯現(xiàn)象。</p><p>　　b）電流特性 升降器的工作電流不大于15A，堵轉(zhuǎn)電流不大于28A。</p><p>　　c）關(guān)閉

81、力 升降器的關(guān)閉力應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣的技術(shù)要求。</p><p>　　d）運行速度 升降器的上升運行速度應(yīng)為70 mm/s～220 mm/s，下降運行速度應(yīng)滿足產(chǎn)品圖樣技術(shù)要求。</p><p><b>　　10.2 自鎖性</b></p><p>　　升降器在車窗玻璃行程內(nèi)任一點應(yīng)能自鎖，在升降器玻璃托架上施加500N負(fù)載時，不應(yīng)損壞，

82、玻璃下降量不大于5 mm。</p><p>　　10.3 耐溫度變化性</p><p>　　升降器在不工作狀態(tài)下應(yīng)能經(jīng)受-40℃低溫和+75℃高溫的溫度變化試驗，恢復(fù)室溫后應(yīng)符合11.1的規(guī)定。</p><p>　　10.4 絕緣介電強度</p><p>　　升降器電機內(nèi)各互不連接的導(dǎo)體零部件對殼體之間應(yīng)能耐實際正弦波形的高壓試驗，絕緣不

83、被擊穿。</p><p>　　10.5 耐過電壓</p><p>　　升降器應(yīng)具有耐過電壓能力，試驗后應(yīng)符合12.1的規(guī)定。</p><p>　　10.6 熱保護(hù)性</p><p>　　升降器應(yīng)具有熱保護(hù)特性，其首次打開時間、恢復(fù)時間及開斷次數(shù)應(yīng)滿足產(chǎn)品圖樣技術(shù)要求。試驗結(jié)束后熱保護(hù)器仍能正常工作。</p><p>

84、;　　10.7 抗干擾性</p><p>　　升降器電機應(yīng)具有抗干擾性能。當(dāng)干擾時，升降器電機在運行中允許出現(xiàn)電流波動，但干擾取消后應(yīng)恢復(fù)正常。</p><p><b>　　10.8 耐振性</b></p><p>　　升降器經(jīng)QC/T 413規(guī)定的掃頻振動試驗后應(yīng)符合12.1的規(guī)定。</p><p>　　10.9

85、 耐腐蝕性</p><p>　　升降器應(yīng)經(jīng)受96h的鹽霧試驗，試驗后升降器應(yīng)符合12.1的規(guī)定，且黑色金屬零件主要表面無基體腐蝕物。</p><p><b>　　10.10 防水性</b></p><p>　　升降器在不工作狀態(tài)下，防水性能等級為IPX4，試驗后電機內(nèi)部不應(yīng)進(jìn)水。</p><p><b>　　1

86、0.11 耐久性</b></p><p>　　升降器應(yīng)能承受耐久性的試驗，試驗后的基本性能允許與試驗前偏差20％。</p><p>　　滑門升降器：7500個工作循環(huán)。</p><p><b>　　11 結(jié)論與展望</b></p><p><b>　　11.1 結(jié)論</b></p&

87、gt;<p>　　雖然每學(xué)期都安排了課程設(shè)計或者實習(xí)，但是沒有一次像這樣的課程設(shè)計能與此次相比，設(shè)計限定了時間長，而且是一人一個課題要求更為嚴(yán)格，任務(wù)更加繁多、細(xì)致、要求更加嚴(yán)格、設(shè)計要求的獨立性更加高。要我們充分利用在校期間所學(xué)的課程的專業(yè)知識理解、掌握和實際運用的靈活度。在對設(shè)計的態(tài)度上的態(tài)度上是認(rèn)真的積極的。</p><p>　　通過近一學(xué)期畢業(yè)設(shè)計的學(xué)習(xí)，給我最深的感受就是我的設(shè)計思維得到了

88、很大的鍛煉與提高。作為一名設(shè)計人員要設(shè)計出有創(chuàng)意而功能齊全的產(chǎn)品，就必須做一個生活的有心人。多留心觀察思考我們身邊的每一個機械產(chǎn)品，只有這樣感性認(rèn)識豐富了，才能使我們的設(shè)計思路具有創(chuàng)造性。</p><p>　　為什么這樣說呢？就拿我設(shè)計的車門玻璃升降器的設(shè)計及運動仿真來說吧，最初老師讓我調(diào)研一些關(guān)于車門玻璃升降器的現(xiàn)狀和存在的問題，設(shè)計一個方案出來，使結(jié)構(gòu)簡單，并且造價低，通用性好等特點。我選擇了車門玻璃升降器的

89、設(shè)計及運動仿真這一課題來作為我的畢業(yè)設(shè)計這是對我的四年知識能力考查，也是對我應(yīng)用這些知識能力的考查，我盡力使自己的設(shè)計減少錯誤，但我知道由于許多知識和能力的欠缺，肯定有一定的錯誤。</p><p>　　通過本次設(shè)計我學(xué)到的不僅僅是車門玻璃升降器這單一方面的了解，讓我熟悉了設(shè)計的各個方面的流程，學(xué)會了把自己大學(xué)四年所學(xué)的知識運用到實際工作中的方法。從以前感覺學(xué)的許多科目沒有實際意義，到現(xiàn)在覺得以前的專業(yè)知識不夠扎實

90、，給自己的設(shè)計過程帶來了很大的麻煩。車門玻璃升降器是服務(wù)于汽車工程行業(yè)，涉及了與專業(yè)結(jié)核性較強的課題，培養(yǎng)了自己的綜合能力、自學(xué)能力，從而適應(yīng)未來社會的需要與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要。培養(yǎng)了自己綜合的、靈活的運用的發(fā)揮所學(xué)的知識。</p><p>　　特別感謝我的導(dǎo)師林承德老師給我的悉心指導(dǎo)，還有其他老師給我在設(shè)計方面給予的幫助。我覺得通過這次設(shè)計，讓我了解了設(shè)計的整個流程，在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足和不少的漏洞讓我

91、自己能夠在以后加以改正在今后的工作中能夠更好的發(fā)揮在大學(xué)四年中的知識，在我能夠在以后的分工作中做的更好。 </p><p>　　11.2不足之處及未來展望</p><p>　　這次設(shè)計肯定有許多不足的地方，我希望未來有了更多的專業(yè)知識繼續(xù)研究機械行業(yè)為社會做出些力所能及的事。</p><p><b>　　致謝</b></p>&l

92、t;p>　　四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，在準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計的過程中，我不僅進(jìn)一步豐富和鞏固了機械方面的專業(yè)知識，思考更加縝密，工作更加細(xì)心嚴(yán)謹(jǐn)，更重要的是我的人格特征亦從中得到了不斷的加強和完善，讓我更加的穩(wěn)重和堅毅。</p><p>　　此次課題在林承德老師的指導(dǎo)下完成，感謝他們在課題研究期間給予了我很多意見和建議，幫助我解決了許多技術(shù)性難題，在論文的進(jìn)行過程中，從開題、設(shè)計以及數(shù)據(jù)校核都給了我很大的支持和鼓勵，

93、并提出了很多合理的建議，讓我從中學(xué)會了很多的知識。</p><p>　　另外，也衷心地感謝我所在實習(xí)的公司領(lǐng)導(dǎo)提供給我的良好的實習(xí)環(huán)境，讓我能順利地開展畢業(yè)設(shè)計，感謝給予許多關(guān)心與幫助的同學(xué)們。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]周光堯. 汽車車身及附屬設(shè)備[M]. 北京:人民交通出版社，1997.<

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