機(jī)械設(shè)計制造及自動化畢業(yè)設(shè)計-車門玻璃升降器的設(shè)計及運(yùn)動仿真

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　車門玻璃升降器的設(shè)計及運(yùn)動仿真</p><p><b>　　誠信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下

2、獨(dú)立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計題目： 車門玻璃升降器的設(shè)計及運(yùn)動仿真

3、 </p><p>　　1．設(shè)計的主要任務(wù)及目標(biāo)</p><p>　?。?）玻璃升降器設(shè)計部分</p><p>　　1．適合該車型的玻璃升降器方案選擇；</p><p>　　2．逆向設(shè)計玻璃升降器的機(jī)械結(jié)構(gòu)。 </p><p>　?。?）玻璃升降器運(yùn)動校核部分

4、：</p><p>　　1．運(yùn)動行程校核；</p><p>　　2. 傳動動力校核；</p><p>　?。?）玻璃升降器的運(yùn)動仿真</p><p>　　2．設(shè)計的基本要求和內(nèi)容</p><p>　?、賑ad裝配圖和零件圖用UG軟件建立玻璃升降器的三維模型，并對其運(yùn)動仿真。</p><p>　

5、?、谕瓿砷_題報告，中期檢查報告表。</p><p>　?、鄄殚單墨I(xiàn)以及外文資料翻譯。</p><p>　?、苤辽偻瓿葾0圖紙1張和一份1萬字以上的設(shè)計說明</p><p><b>　　3．主要參考文獻(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.</p&g

6、t;<p>　　[2]吳君杰. 電動玻璃升降器[J]. 汽車實(shí)用技術(shù) , 2003,(10) .</p><p>　　[3]曹云翔. 電動玻璃升降器及其發(fā)展概況[J]. 汽車電器 , 2001,(04)</p><p>　　[4]Orlov. Fundamentals of Machine Design[M]. Moscow: Mir Pub, 1987.</p>

7、<p><b>　　4．進(jìn)度安排</b></p><p>　　車門玻璃升降器的設(shè)計及運(yùn)動仿真</p><p>　　摘要：車門玻璃升降系統(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

8、時對叉臂升降器的布局設(shè)計及仿真實(shí)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(shí)現(xiàn)轎車車門玻璃升降運(yùn)動的車門附件。通過玻璃升降器帶動玻璃托架作上下運(yùn)動，從而使得車門玻璃框的導(dǎo)槽或?qū)к壸魃颠\(yùn)動。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</p><p>　　璃升

9、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>　　Design and Movement Simulation of Car Door Lifter</p><p>　　Abstract：The door glass lifting system is one of the importan

10、t part of the car door system, its quality will directly affect the whole door system and vehicle safety. The system main function is to ensure that the doors can smooth glass elevator, free parking, and good sealing. In

11、 car door design is discussed in this paper on the glass elevator layout related parts design, at the same time to the layout of the fork arm with advanced design and the realization of the simulation are analyzed and i&

12、lt;/p><p>　　Keyword：the glass elevator, car door system, simulation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p><b>　　1.1概述1</b>&

13、lt;/p><p><b>　　1.2現(xiàn)狀分析1</b></p><p><b>　　1.3市場預(yù)測2</b></p><p>　　1.4 電動玻璃升降器的性能3</p><p>　　1.5主要技術(shù)指標(biāo)4</p><p>　　1.6汽車玻璃升降器的發(fā)展趨勢5</p

14、><p>　　2汽車玻璃升降器的結(jié)構(gòu)工作原理與技術(shù)參數(shù)6</p><p>　　2.1結(jié)構(gòu)及工作原理6</p><p>　　2.2 技術(shù)參數(shù)及分析8</p><p>　　3 玻璃升降器的設(shè)計方案10</p><p>　　3.1車門玻璃參數(shù)的確定10</p><p>　　3.2玻璃在車門上的干

15、涉校核13</p><p>　　3.3玻璃升降器類型的選擇14</p><p>　　3.4車窗玻璃運(yùn)行弧度的確定15</p><p>　　4 電動玻璃升降器的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計16</p><p>　　4.1驅(qū)動電機(jī)的選擇16</p><p>　　4.2導(dǎo)向槽的設(shè)計17</p><p>　

16、　4.3叉臂組件的設(shè)計19</p><p>　　4.4玻璃導(dǎo)向與保護(hù)機(jī)構(gòu)20</p><p>　　4.5扇形齒板的設(shè)計21</p><p>　　5電動玻璃升降器數(shù)學(xué)模型（CAD）的構(gòu)建22</p><p>　　6 有關(guān)運(yùn)動部件的數(shù)據(jù)校核23</p><p>　　6.1運(yùn)動行程校核23</p>

17、<p>　　6.2傳動動力校核23</p><p>　　7電動玻璃升降器的運(yùn)動仿真25</p><p><b>　　結(jié)論26</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)27</b></p><p><b>　　致謝28</b></p><

18、;p><b>　　1緒論</b></p><p><b>　　1.1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(fèi)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

19、優(yōu)越性，它運(yùn)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。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>　　1.2 現(xiàn)狀分析</b></p><p>　　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

20、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><b>　　1.3 市場預(yù)測</b&

21、gt;</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1.1。</p><p>　　表1.1 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(shí)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(jī)廠占有。其市場占有率(手動+電動)見表1.2。</p><p>　　表

22、1.2 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1.3表示。</p><p>　　表1.3 汽車需求量及玻璃升降器發(fā)展數(shù)量</p><p>　　玻璃升降器的總產(chǎn)量從

23、表1.2與表1.3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>　?。?）電動玻璃升降器的基本技術(shù)要求</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)定程序批準(zhǔn)的產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件制造。<

24、/p><p><b>　　（2）外觀</b></p><p>　?、偕灯鹘饘偌仨毥?jīng)防腐蝕處理，或使用具有耐腐蝕性的材料制造。</p><p>　?、谏到灯魉芰霞砻鎽?yīng)平整、無氣泡，無影響使用的變形。</p><p>　　③金屬零件的涂鍍層和化學(xué)處理層應(yīng)均勻，不得有明顯缺陷。</p><p>　　

25、1.4 電動玻璃升降器的性能</p><p><b>　?。?）基本性能：</b></p><p>　　①工作電壓 升降器在10～15V電壓下應(yīng)運(yùn)行平穩(wěn)，不允許有異常噪聲和現(xiàn)象。</p><p>　　②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>　?、坳P(guān)閉力 升降器的關(guān)閉力應(yīng)

26、符合產(chǎn)品圖樣的技術(shù)要求。</p><p>　?、苓\(yùn)行速度 升降器的上升運(yùn)行速度應(yīng)為70 mm/s～220 mm/s，下降運(yùn)行速度應(yīng)滿足產(chǎn)品圖樣技術(shù)要求。</p><p><b>　?。?）自鎖性</b></p><p>　　升降器在車窗玻璃行程內(nèi)任一點(diǎn)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，玻璃下降量不大于5 mm。<

27、/p><p>　　（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(yàn)，恢復(fù)室溫后應(yīng)符合1.4的規(guī)定。</p><p><b>　?。?）絕緣介電強(qiáng)度</b></p><p>　　升降器電機(jī)內(nèi)各互不連接的導(dǎo)體零部件對殼體之間應(yīng)能耐實(shí)際正弦波形的高壓試驗(yàn)，絕緣不被擊穿。

28、</p><p><b>　?。?）耐過電壓</b></p><p>　　升降器應(yīng)具有耐過電壓能力，試驗(yàn)后應(yīng)符合1.4的規(guī)定。</p><p><b>　　（6）耐振性</b></p><p>　　升降器經(jīng)QC/T 413規(guī)定的掃頻振動試驗(yàn)后應(yīng)符合1.4的規(guī)定。</p><p&g

29、t;<b>　?。?）耐腐蝕性</b></p><p>　　升降器應(yīng)經(jīng)受96h的鹽霧試驗(yàn)，試驗(yàn)后升降器應(yīng)符合1.4的規(guī)定，且黑色金屬零件主要表面無基體腐蝕物。</p><p>　　1.5 主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　改革開放以來我國汽車行業(yè)依靠技術(shù)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

30、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(shí)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)，

31、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(shí)際情況，在分析試驗(yàn)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(yàn)技術(shù)起到指導(dǎo)作用。</p><p>　　1.6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(diǎn)已被越來越多的人

32、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(qiáng)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住的小概率事件。這一功能是靠安裝在搖窗電機(jī)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

33、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

34、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>　　2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>　　2.1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(diǎn)上分，大致可分成三大類；繩輪式、叉臂式、軟軸式。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及配套車型如表2.1所示。</p><p>　

35、　表2.1電動玻璃升降器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</p><p>　　圖2.1 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.小齒輪；5.彈簧；6.滑輪；7.托架；8.絲；9.齒條；10.鋼絲卷</p><p>　　2.2

36、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2.2排列以供參考。</p><p>　　表2.2 國內(nèi)外電動玻璃升降器主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　從表2.2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)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

37、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(yàn)中一個循環(huán)的運(yùn)動次數(shù)也是最多的，玻璃在一個循環(huán)中需運(yùn)動8次。要達(dá)到這指</p><p>　　標(biāo)，對電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)都提出了更高的要求。 </p><p>　　3 玻璃升降器的設(shè)計方案</p><p>　　3.1車門玻璃參數(shù)的確定</p>

38、<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3.1）在整車坐標(biāo)系中的坐標(biāo)如表3.1。</p><p>　　表3.1 G1、G2、G3曲線坐標(biāo)</p><p>　　圖3.1 未倒圓的車窗玻璃外形</p><p>　　

39、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(diǎn)坐標(biāo)如下：</p><p>　　點(diǎn)a: X=1424 Y=±655 Z=1426</p><p>　　點(diǎn)b: X=2400 Y=±655 Z=1426</p><p>　　點(diǎn)c: X=2400 Y=±788

40、.5 Z=226</p><p>　　點(diǎn)d: X=1424 Y=±788.5 Z=226 </p><p><b>　　圖3.2 玻璃面</b></p><p>　　3.2玻璃在車門上的干涉校核</p><p>　　玻璃與周邊件的配合情況：玻璃左右側(cè)卡在玻璃導(dǎo)槽中，如圖3.3所示。</p

41、><p>　　圖3.3 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，玻璃表面與滑門腰部外加強(qiáng)板的間隙為10.8mm玻璃內(nèi)表面與滑門腰部內(nèi)加強(qiáng)板的間隙為24.5mm（圖3.4）</p><p>　　圖3.4 玻璃與周邊件的配合2</p><p>　　由圖3.4可知，玻璃與車門周邊件沒有發(fā)生干涉。</p>

42、<p>　　3.3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3.5 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

43、可以選擇雙導(dǎo)軌形式繩輪升降器，以減少運(yùn)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(yùn)行弧度軌跡更逼近（和叉臂式相比不存在弦高現(xiàn)象）、運(yùn)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

44、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(jī)驅(qū)動，確定結(jié)構(gòu)類型為叉臂式電動玻璃升降器。</p><p>　　3.4車窗玻璃運(yùn)行弧度的確定</p><p>　　圖3.6 車窗玻璃運(yùn)行弧度</p><p>　　如圖3.6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>

45、;<p>　　玻璃在Z向的行程LAB=383.4mm</p><p>　　玻璃的半徑R=3200mm</p><p><b>　　由勾股定理，得:</b></p><p>　　sinα/2=191.7/3200</p><p>　　玻璃的運(yùn)行弧度α=2arcsin191.7/3200=2×0.06

46、=0.12</p><p>　　弧lAB=α·R=0.12×3200=384mm</p><p>　　3.5叉臂組件所在平面位置的初步確定</p><p>　　為盡量減少補(bǔ)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(yùn)行軌跡空間圓所在平面垂直位置上。</p><p>　　4 電動玻璃升降器的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計

47、</p><p>　　4.1驅(qū)動電機(jī)的選擇</p><p>　　電動機(jī)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(jī)，它具有體積小、重量輕、防護(hù)等級高、噪聲低、電磁干擾小、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。</p><p>　　該電動機(jī)為可逆性永磁直流電動機(jī)，電動機(jī)內(nèi)有兩組繞

48、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(jī)中埋植磁環(huán)，感應(yīng)電機(jī)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(jī)的過流、過壓

49、及過熱保護(hù)。 </p><p><b>　　表4.1 電機(jī)特性</b></p><p>　　電機(jī)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)z1=8枚； 分度圓直徑d=15.4mm；</p>&l

50、t;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><b>　　4.2導(dǎo)向槽的設(shè)計</b></p><p&g

51、t;　　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方向重心坐標(biāo)在

52、點(diǎn)A、B之間，能保證玻璃在升降運(yùn)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(yùn)行平穩(wěn)。</p><p>　　點(diǎn)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4.1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)向槽兩

53、端設(shè)置槽口(圖4.2)。</p><p>　　左端： </p><p>　　右端： </p><p>　　圖4.2 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(shí)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4.3）。&

54、lt;/p><p>　　圖4.3 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>　　4.3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?yàn)樵撥囆鸵渲檬褂檬謩雍碗妱由灯鲀煞N，電

55、機(jī)安裝支架的電機(jī)出軸位置通常也是搖手柄所在位置，需要將車內(nèi)用戶所在位置和手柄位置綜合考慮。</p><p>　　根據(jù)人機(jī)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(diǎn)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(diǎn)X方向?qū)ΨQ軸所在坐標(biāo)為X=817.5mm，下止點(diǎn)坐標(biāo)為X=434.1mm。</p><

56、p>　　通過對常規(guī)叉臂式升降器直流電機(jī)性能、玻璃升降器基本性能、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?yàn)椴ＡО惭b點(diǎn)之間的距離hj=363mm，eN=228+1907-1791=344mm，當(dāng)AB經(jīng)過e點(diǎn)時，∠acb=180°, ac+bc=300mm<hj=363mm，ac+bc=300

57、mm<eN=344mm，所以導(dǎo)向槽A和導(dǎo)向槽B不會對交叉臂產(chǎn)生干涉。</p><p>　　圖4.4 升降器運(yùn)動簡圖</p><p>　　4.4玻璃導(dǎo)向與保護(hù)機(jī)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(jī)構(gòu)（圖4.4）。車門玻璃導(dǎo)軌用鋼板沖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

58、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4.5）。</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，增加與玻璃的密封性，防止在寒冷地帶的凍結(jié)，有密封條的特性。</p><p>　　圖4.4車門玻璃

59、導(dǎo)軌</p><p>　　圖4.5 玻璃導(dǎo)軌斷面圖</p><p>　　4.5扇形齒板的設(shè)計</p><p>　?。?）確定模數(shù)和壓力角</p><p>　　因?yàn)樯刃锡X板上的齒與驅(qū)動電機(jī)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>　?。?）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°<

61、/p><p>　　所以主動臂的角行程θ=80.7°。</p><p>　?。?）確定齒數(shù)和分度圓直徑 </p><p>　　玻璃從上止點(diǎn)運(yùn)動到下止點(diǎn)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、lt;/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&g

63、t;<p>　　齒距p＝πm＝2πmm</p><p>　　齒厚s＝πm/2＝π≈3mm</p><p>　　圖4.6齒數(shù)和分度圓直徑</p><p>　　5電動玻璃升降器數(shù)學(xué)模型（CAD）的構(gòu)建</p><p>　　安裝蓋板（6）和短導(dǎo)軌（2）分別是固定在車門內(nèi)板上的固定零件。而它們的建模方式為：電機(jī)（7）固定在安裝蓋板（6）

64、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(jī)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)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

65、板（8）和主動臂（5）采用鉚接固定（圖）。</p><p>　　圖5.1 電動玻璃升降器總成圖</p><p>　　6 有關(guān)運(yùn)動部件的數(shù)據(jù)校核</p><p>　　6.1 運(yùn)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(diǎn)后仍能上升10mm。</

66、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><p>　　說明叉臂在上止點(diǎn)ab～下止點(diǎn)a’b’升降時滿足行程要

67、求。</p><p><b>　　圖6.1叉臂行程</b></p><p>　　6.2 傳動動力校核</p><p>　　表6.1 臂式玻璃升降器各部分的阻力實(shí)測值比率</p><p>　　因?yàn)槟壳霸O(shè)計的是電動式升降器，升降器在車窗玻璃行程內(nèi)任一點(diǎn)通過電機(jī)的自鎖力都能自鎖，不需要平衡彈簧進(jìn)行自鎖，所以將表6.1

68、修改為表6.2。</p><p>　　表6.2 臂式電動玻璃升降器各部分的阻力實(shí)測值比率</p><p>　　由運(yùn)動行程可知，當(dāng)升降器由下向上運(yùn)動到上止點(diǎn)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，玻璃的質(zhì)量m=3.9kg（客戶已提供數(shù)據(jù)），根據(jù)表6.2可知：</p&

69、gt;<p>　　在升降器上升至上止點(diǎn)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(jī)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接；</p><p>　　則主動臂的最大扭矩Tmax

70、＝T1×i＝8.13×16.25＝132 N·m；</p><p>　　主動臂在C點(diǎn)上的垂直作用力F＝Tmax/lce＝132/0.15＝880N；</p><p>　　F’＝F·cosβ=880×cos50.4°＝561N；</p><p>　　剩余力F2＝F’－f＝561－141＝420N。</p

71、><p>　　傳動動力滿足升降器性能要求。(如下6.2傳動圖)</p><p><b>　　圖6.2傳</b></p><p>　　7電動玻璃升降器的運(yùn)動仿真</p><p>　　電動玻璃升降器的運(yùn)動仿真參考ppt</p><p><b>　　結(jié)論</b></p>

72、<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(jī)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(yùn)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

73、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(diǎn)。我選擇了車門玻璃升降器的設(shè)計及運(yùn)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(yùn)用到

74、實(shí)際工作中的方法。從以前感覺學(xué)的許多科目沒有實(shí)際意義，到現(xiàn)在覺得以前的專業(yè)知識不夠扎實(shí)，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(qiáng)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(yùn)用的發(fā)揮所學(xué)的知識。</p><p>　　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

75、洞讓我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>　　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(jī)械行業(yè)為社會做出些力所能及的事。</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

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84、lt;/p><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(jī)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(qiáng)和完善，讓我更加的穩(wěn)重和堅(jiān)毅。</p><p>　　此次課題在高老師的指導(dǎo)下完成，感謝她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