繩輪式電動(dòng)玻璃升降器的設(shè)計(jì)含7張CAD圖帶開(kāi)題報(bào)告-獨(dú)家.zip
繩輪式電動(dòng)玻璃升降器的設(shè)計(jì)含7張CAD圖帶開(kāi)題報(bào)告-獨(dú)家.zip,輪式,電動(dòng),玻璃,升降,設(shè)計(jì),CAD,開(kāi)題,報(bào)告,獨(dú)家
繩輪式電動(dòng)玻璃升降器的設(shè)計(jì)
摘要
伴隨國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,各行各業(yè)涌現(xiàn)出欣欣向榮的良好態(tài)勢(shì)。人們對(duì)汽車(chē)舒適性、安全性要求的提高,對(duì)玻璃升降機(jī)構(gòu)的使用問(wèn)題也越來(lái)越重視。針對(duì)不同類(lèi)型的車(chē)身造型以及車(chē)門(mén)開(kāi)縫線(xiàn)的不同,車(chē)門(mén)玻璃的升降要求也有所不同。如何高效、準(zhǔn)確、智能化地進(jìn)行玻璃升降器的設(shè)計(jì)工作,是目前汽車(chē)行業(yè)設(shè)計(jì)人員的一個(gè)重要課題。
本文設(shè)計(jì)的題目是繩輪式電動(dòng)玻璃升降器的設(shè)計(jì)。首先簡(jiǎn)要介紹了汽車(chē)玻璃升降器的發(fā)展?fàn)顩r,升降器各種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的工作原理以及它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。然后對(duì)升繩輪式電動(dòng)玻璃升降器的設(shè)計(jì)方法及要求進(jìn)行論述。從升降器在車(chē)門(mén)中的位置布置,升降器的零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),升降器材料選擇要求和設(shè)計(jì)后的校核優(yōu)化等各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),提出了較為完整的設(shè)計(jì)思路和方法。
本文的研究方法主要有:分析參考的升降器相關(guān)的理論資料;吸取設(shè)計(jì)工作中實(shí)踐經(jīng)驗(yàn);借助計(jì)算機(jī)輔助軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。最終達(dá)到本次畢業(yè)設(shè)計(jì)提高設(shè)計(jì)能力、為今后立足設(shè)計(jì)夯實(shí)基礎(chǔ)等目的。
關(guān)鍵詞:舒適性;安全性;繩輪式;玻璃升降器;
ABSTRACT
With the rapid development of the domestic economy, the emergence of a thriving industries a good trend. People automotive comfort, safety requirements increase, the problem of the use of glass lifting mechanism more and more attention. Open sutures for different types of body shapes and different doors, door glass lift requirements also vary. How efficient, accurate and intelligent manner lifter design work, is an automotive industry designers an important issue.
This design is entitled sheave electric glass lifter design. Briefly introduces the development of automotive glass lifter, lifter various structural types of works and their advantages and disadvantages. Then l sheave electric glass lifter design methods and requirements are discussed. From lifter position disposed in the doors, the lifter part design, material selection lifter after checking requirements and design optimization of the various design aspects, presented a more complete design ideas and methods.
Research methods are: analytical theory lifter reference information related to; draw design work experience; computer-aided design software. The graduation project ultimately improve design capability, based on the design of a solid foundation for future purposes.
Key Words: Comfort; safety; sheave; lifter;
目 錄
摘要 III
ABSTRACT IV
第1章 引言 1
1.1 汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展概述 1
1.2 玻璃升降器的發(fā)展概述 2
1.3 電動(dòng)玻璃升降器的發(fā)展概述 2
1.4 本文研究的價(jià)值及任務(wù) 3
1.4.1 本文研究的價(jià)值 3
1.4.2 本文研究的任務(wù) 4
第2章 玻璃升降器結(jié)構(gòu)分析 5
2.1 玻璃升降器的分類(lèi) 5
2.2 玻璃升降器的結(jié)構(gòu)型式 5
2.2.1 繩輪式玻璃升降器 5
2.2.2 叉臂式電動(dòng)升降器 8
2.2.3 軟軸式電動(dòng)門(mén)窗升降器 8
2.3 電動(dòng)玻璃升降器的電氣部分 9
2.4 電動(dòng)升降器的電機(jī)結(jié)構(gòu) 11
第3章 繩輪式電動(dòng)玻璃升降器的方案設(shè)計(jì) 13
3.1 車(chē)門(mén)玻璃外形的確定 13
3.2 總撓度B及相應(yīng)參數(shù)的確定 14
3.3 升降器厚度的確定 15
3.4 升降器導(dǎo)軌空間位置的確定 16
3.5 升降器導(dǎo)軌曲率的確定 16
3.6 升降器導(dǎo)軌長(zhǎng)度的確定 16
3.7 升降器導(dǎo)軌橫截面的確定 17
3.8 升降器導(dǎo)軌滑板的確定 17
3.9 升降器電機(jī)座板的確定 18
3.10 升降器鋼絲繩出線(xiàn)角度的確定 18
3.11 升降器鋼絲繩的確定 19
3.12 升降器繞線(xiàn)盒的確定 19
3.13 升降器導(dǎo)槽的確定 19
3.14 升降器電機(jī)參數(shù)的確定 20
第4章 重要運(yùn)動(dòng)部件的數(shù)據(jù)校核 21
4.1 升降器運(yùn)動(dòng)行程的校核 21
4.2 升降器電機(jī)傳動(dòng)動(dòng)力的校核 21
第5章 繩輪式電動(dòng)玻璃升降器電子控制系統(tǒng) 23
5.1 前座電動(dòng)升降器 23
5.2 后座右側(cè)電動(dòng)升降器 23
5.3 后座左側(cè)電動(dòng)升降器 23
5.4 駕駛員電動(dòng)升降器 24
5.5 電動(dòng)玻璃升降器過(guò)流保護(hù) 24
5.5.1電動(dòng)玻璃升降器的控制 24
5.5.2電動(dòng)玻璃升降器過(guò)流保護(hù)的分類(lèi) 24
第6章 結(jié)論與展望 25
6.1 結(jié)論 25
6.2 進(jìn)一步工作的方向 25
參考文獻(xiàn) 26
附錄 27
致謝 28
第1章 引言
1.1 汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展概述
隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展,汽車(chē)的舒適性不斷提高以滿(mǎn)足人們的要求。汽車(chē)車(chē)門(mén)是車(chē)上相對(duì)獨(dú)立的總成,車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)不但關(guān)系到汽車(chē)的實(shí)用性,對(duì)汽車(chē)也有很大的裝飾作用。因此車(chē)門(mén)的設(shè)計(jì)也越來(lái)越講究,而且使用越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò)和電控技術(shù)。從1957年新中國(guó)的第一輛汽車(chē)正式生產(chǎn)下線(xiàn),中國(guó)汽車(chē)在 20 世紀(jì)中期經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的緩慢發(fā)展階段,在經(jīng)過(guò)2003年和2006年的兩輪爆發(fā)式增長(zhǎng)后,開(kāi)始步入平穩(wěn)增長(zhǎng)階段。2009年嚴(yán)峻 的宏觀(guān)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下,中國(guó)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與機(jī)遇,同時(shí)也受到來(lái)自各個(gè)方面的沖擊。
中國(guó)要想從汽車(chē)制造大國(guó)發(fā)展成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó),就必須在汽 車(chē)產(chǎn)品的研發(fā)上取得突破。歐美日的汽車(chē)企業(yè)之所以能夠如此強(qiáng)勢(shì),與他們幾十年甚至上百年的技術(shù)革新與經(jīng)驗(yàn)積累是分不開(kāi)的,翻開(kāi)他們汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史,我們都能夠清晰的感受到他們相同的企業(yè)發(fā)展脈絡(luò):明確的市場(chǎng)定位,堅(jiān)定不移的技術(shù)研發(fā),引領(lǐng)潮流的戰(zhàn)略方向,這一切,做足了他們的原始積累。我們的起步盡管有些晚,但是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)作為中國(guó)經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一,近年來(lái)在技術(shù)研發(fā)上的投入力度明顯增加,從過(guò)去的汽車(chē)產(chǎn)品進(jìn)口到產(chǎn)品引進(jìn)生產(chǎn)再到技術(shù)轉(zhuǎn)化,近幾年來(lái)更是直接的技術(shù)引進(jìn)、并購(gòu)國(guó)外先進(jìn)的汽車(chē)企業(yè),中國(guó)的汽車(chē)技術(shù)如雨后春筍般迅猛發(fā)展。
據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),去年1至7月,汽車(chē)全行業(yè)完成工業(yè)總產(chǎn)值3723.32億元,同比增長(zhǎng)29.44%;產(chǎn)品銷(xiāo)售收入3598.88億元,同比增長(zhǎng)31.05%;利潤(rùn)總額221.90億元,同比增長(zhǎng)51.14%。主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)增長(zhǎng)幅度都比較大,實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)增收。1至7月,16家重點(diǎn)汽車(chē)企業(yè)(集團(tuán))完成工業(yè)總產(chǎn)值2036.4億元,同比增長(zhǎng)33.66%;產(chǎn)品銷(xiāo)售收入284.31億元,同比增長(zhǎng)29.36%;利潤(rùn)總額113.71億元,同比增長(zhǎng)46.38%,利潤(rùn)總額的增長(zhǎng)超過(guò)產(chǎn)值和銷(xiāo)售收入的增長(zhǎng),均取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。汽車(chē)產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的地位也越來(lái)越突出。據(jù)悉,去年8月份交通運(yùn)輸設(shè)備制造行業(yè)對(duì)工業(yè)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率首次躍升至40個(gè)工業(yè)行業(yè)之首。以汽車(chē)制造為主的交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)取代電子信息通信業(yè),已成為名副其實(shí)的領(lǐng)頭羊。
目前,幾乎國(guó)內(nèi)所有的大城市都有停車(chē)難的問(wèn)題,因市區(qū)停車(chē)不便產(chǎn)生的臨時(shí)停車(chē)占道現(xiàn)象十分普遍,致使在行車(chē)輛遇阻或減速。在上海,由于主干道的交叉口開(kāi)得太多,車(chē)輛運(yùn)行時(shí)速經(jīng)常會(huì)由40公里銳減至20公里左右。加之行人、自行車(chē)違章穿道、綠化景觀(guān)擠兌道路等因素,最終使得這個(gè)大型城市的道路使用效率只相當(dāng)于世界平均水平的1/3到1/2。上海某報(bào)記者:“上海一大怪,汽車(chē)沒(méi)有行人快”—20世紀(jì)90年代初之上?!肮脂F(xiàn)狀”如今似有卷土重來(lái)之勢(shì)。今日大上海,又見(jiàn)行路難。扎堆的車(chē)流如蝸牛爬行。高峰期間,市中心區(qū)高架道路上蝸行的車(chē)輛密密匝匝,遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去就像個(gè)大停車(chē)場(chǎng)。一日,記者乘上703路公交車(chē),走走停停,從蓮花路到上海體育館,區(qū)區(qū)不足10公里,竟走了一個(gè)半小時(shí)。
總之,“入世”后,我們擁有的發(fā)展機(jī)遇和面臨的挑戰(zhàn)同時(shí)并存,我們必須看清現(xiàn)狀,把握時(shí)代的脈搏,采取切實(shí)可行的措施,去發(fā)展我國(guó)的汽車(chē)工業(yè),追趕世界先進(jìn)水平。
1.2 玻璃升降器的發(fā)展概述
玻璃升降器的發(fā)展,是跟隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。最開(kāi)始,人們只是通過(guò)人力手動(dòng)來(lái)操縱玻璃的開(kāi)閉。后來(lái),隨著電氣工業(yè)的發(fā)展,從高檔豪華車(chē)丌始,漸漸開(kāi)始采用電子來(lái)操控玻璃的關(guān)閉。手動(dòng)升降器是通過(guò)人力施加一個(gè)扭矩給升降器的手柄,從而帶動(dòng)升降器工作,以達(dá)到玻璃升降的功能,這種升降器結(jié)構(gòu),因零件簡(jiǎn)單,成本低,而被廣泛采用。而電動(dòng)升降器則不同,只要輕輕按住升降器的控制開(kāi)關(guān),接通電機(jī)的電流,電機(jī)就可以帶動(dòng)升降器工作,從而自動(dòng)實(shí)現(xiàn)玻璃升降的功能。這種結(jié)構(gòu)增加一個(gè)電機(jī),成本相應(yīng)增加了很多。在汽車(chē)追求舒適便捷的今天,這種結(jié)構(gòu)逐漸被推廣,漸漸的取代了手動(dòng)升降器。
1.3 電動(dòng)玻璃升降器的發(fā)展概述
電動(dòng)玻璃升降器在我國(guó)誕生于90年代初,是轎車(chē)作為生產(chǎn)資料向消費(fèi)資料變化的一個(gè)特征。最早開(kāi)始應(yīng)用在桑塔納普通型的選裝車(chē)上,稱(chēng)為豪華型轎車(chē),以后在奧迪、捷達(dá)、富康等轎車(chē)上都開(kāi)始選裝電動(dòng)玻璃升降器。由于電動(dòng)玻璃升降器比傳統(tǒng)的手動(dòng) 玻璃升降器具有許多優(yōu)越性,他運(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(lái)一種舒適感和安全感。汽車(chē)上裝有電動(dòng)玻璃升降器,給汽車(chē)帶來(lái)一種豪華的氣氛受人喜愛(ài)。因此,目前在中級(jí)以上轎車(chē)都將電動(dòng)玻璃升降器作為一種標(biāo)準(zhǔn)配置,用以 提高汽車(chē)的裝配檔次?,F(xiàn)在,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的中高檔轎車(chē),例如奧迪A6、別克君越、雅閣、帕薩特、東風(fēng)標(biāo)致307都配置了電動(dòng)玻璃升降器,其他轎車(chē)和面包車(chē)也開(kāi)始大量選裝電動(dòng)玻璃升降器。
目前,大客車(chē)和卡車(chē)也有配置電動(dòng)玻璃升降器的需求。電動(dòng)玻璃升降器的發(fā)展前景廣闊。近年來(lái)隨著汽車(chē)舒適性要求的不斷提高,汽車(chē)電機(jī)在一輛汽車(chē)上安裝的數(shù)量也越來(lái)越多,配備門(mén)窗升降器電動(dòng)機(jī)(俗稱(chēng)搖窗電機(jī))的電動(dòng)窗系統(tǒng)便是被國(guó)外大多數(shù)車(chē)型作為標(biāo)準(zhǔn)配件選用。國(guó)內(nèi)的很多汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家也開(kāi)始在很多轎車(chē)上將電動(dòng)窗作為標(biāo)準(zhǔn)配置,在其他轎車(chē)、客車(chē)等車(chē)型上作為可選配置,使搖窗電機(jī)的需求量不斷提高,1999年全國(guó)玻璃升降器產(chǎn)量為313.6萬(wàn)門(mén),其中電動(dòng)升降器約占25%。
隨著轎車(chē)大規(guī)模進(jìn)入家庭的日益臨近,電動(dòng)升降器所占的比率會(huì)逐步上升,預(yù)計(jì)到2005年,客車(chē)與轎車(chē) 的總產(chǎn)量將達(dá)180萬(wàn)輛左右,搖窗電機(jī)的需求量將非??捎^(guān)。電動(dòng)玻璃升降器在國(guó)外中高檔車(chē)上應(yīng)用已很普通,由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、且國(guó)內(nèi)小型電機(jī)產(chǎn)品性能不穩(wěn)定,故目前在我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)品中應(yīng)用尚少。可以預(yù)見(jiàn),隨著 我國(guó)汽車(chē)設(shè)計(jì)、制造水平的提高,電動(dòng)玻璃升降器將越來(lái)越多地應(yīng)用于汽車(chē)產(chǎn)品。
目前我國(guó)汽車(chē)玻璃升降器產(chǎn)品的主要發(fā)展方向:
1)改進(jìn)產(chǎn)品制造質(zhì)量,提高使用可靠性。
2)提高零件通用性。
3)減小零件質(zhì)量,使結(jié)構(gòu)更加緊湊。
1.4 本文研究的價(jià)值及任務(wù)
?1.4.1 本文研究的價(jià)值
當(dāng)前車(chē)窗系統(tǒng)正沿著模塊化、智能化、人性化的方向發(fā)展。全自動(dòng)車(chē)窗的研究將給人們帶來(lái)許多便捷的保護(hù),將引領(lǐng)我們走在智能科學(xué)的前沿。車(chē)窗升降器是根據(jù)人們對(duì)車(chē)窗使用過(guò)程中經(jīng)常重復(fù)又必不可少的動(dòng)作 ,通過(guò)電子模塊加以組合,使落鎖、關(guān)窗動(dòng)作一氣呵成 ,以實(shí)現(xiàn)人對(duì)車(chē)的控制更為方便和可靠。全自動(dòng)車(chē)窗的研究將給人們帶來(lái)許多便捷的保護(hù),將引領(lǐng)我們走在智能科學(xué)的前沿。隨著人們對(duì)汽車(chē)安全性、舒適性和可靠性的要求越來(lái)越高,作為車(chē)身主要附件車(chē)門(mén)附件設(shè)計(jì)又是車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,如何高效、準(zhǔn)確、智能化的進(jìn)行車(chē)門(mén)附件設(shè)計(jì)工作,縮短設(shè)計(jì)周期,是目前汽車(chē)行業(yè)研究的一個(gè)重點(diǎn)。
?1.4.2 本文研究的任務(wù)
1)查閱文獻(xiàn),完成開(kāi)題報(bào)告;
2)完成車(chē)門(mén)玻璃升降系統(tǒng)設(shè)計(jì);
3)利用計(jì)算機(jī)輔助繪圖工具建立模型進(jìn)行分析;
4)準(zhǔn)備研究結(jié)果,撰寫(xiě)畢業(yè)論文;
5)提交資料,準(zhǔn)備答辯。
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第2章 玻璃升降器結(jié)構(gòu)分析
2.1 玻璃升降器的分類(lèi)
如圖2.1所示,玻璃升降器按其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和操縱方式可進(jìn)行以下分類(lèi):
圖2.1玻璃升降器的分類(lèi)
2.2 玻璃升降器的結(jié)構(gòu)型式
玻璃升降器結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵是電動(dòng)機(jī)和減速器,這兩者是組裝成一體的,其中電動(dòng)機(jī)采用可逆性永磁直流電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)內(nèi)有兩組繞向不同的磁場(chǎng)線(xiàn)圈,通過(guò)開(kāi)關(guān)的控制可做正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),也就是說(shuō)可以控制門(mén)窗玻璃的上升或下降。按升降機(jī)構(gòu)的不同將電動(dòng)玻璃升降器分為三種型式:繩輪式結(jié)構(gòu)、叉臂式結(jié)構(gòu)、軟軸式結(jié)構(gòu)。
?2.2.1繩輪式玻璃升降器
繩輪式電動(dòng)玻璃升降器在歐洲被廣泛采用。它主要由搖窗電機(jī)、繩索部件、卷絲筒、調(diào)整彈簧、支架機(jī)構(gòu)、滑動(dòng)支座等組成。當(dāng)搖窗電機(jī)作順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),電機(jī)輸出軸經(jīng)蝸輪蝸桿減速帶動(dòng)卷絲筒正反向旋轉(zhuǎn)。卷絲筒又帶動(dòng)與鋼絲相聯(lián)的滑動(dòng)支座,使滑動(dòng)支座沿著支架機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)槽作上下運(yùn)動(dòng),而滑動(dòng)支座上固定著門(mén)窗玻璃,從而使玻璃上升或下降。為了提高該裝置的機(jī)械效率,減少摩擦損耗至關(guān)重要,因此,在鋼絲與導(dǎo)槽摩擦面上須涂上潤(rùn)滑脂,在支架上下端鋼絲轉(zhuǎn)向處裝有工程塑料制的動(dòng)滑輪,一方面減少了鋼絲運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦,同時(shí)增加了鋼絲折彎的曲率半徑,延長(zhǎng)了鋼絲使用壽命。調(diào)整彈簧的作用是消除鋼絲使用中被拉長(zhǎng)而造成的松弛現(xiàn)象,保證了升降器的可靠工作。
如圖2.2,是單導(dǎo)軌玻璃升降器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。它的工作特點(diǎn)是,通過(guò)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)繞有鋼絲繩的卷絲筒,從而帶動(dòng)鋼絲繩,鋼絲繩通過(guò)導(dǎo)槽的兩個(gè)滑輪定位后,帶動(dòng)滑塊上下滑動(dòng),而實(shí)現(xiàn)玻璃的升降運(yùn)動(dòng)。鋼絲繩的松緊度可用張緊輪進(jìn)行調(diào)節(jié)。
圖2.2 單導(dǎo)軌繩輪式玻璃升降器
1、滑輪2、導(dǎo)槽3、鋼絲繩4、護(hù)套5、滑塊6、手柄軸7、卷絲筒8、底板
如圖2.3,是單導(dǎo)軌電動(dòng)玻璃升降器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。它主要由電機(jī)、鋼絲繩部件、卷絲筒、滑輪、導(dǎo)槽、滑塊、調(diào)整彈簧等組成。當(dāng)升降器電機(jī)作順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),電機(jī)輸出力矩并傳動(dòng)給卷絲筒,卷絲簡(jiǎn)作正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)。繞在卷絲筒上的鋼絲繩也隨之轉(zhuǎn)動(dòng),與鋼絲繩相聯(lián)的滑塊,就沿著導(dǎo)槽上升或下降運(yùn)動(dòng),最終達(dá)到,使裝配在滑塊上的玻璃作升降運(yùn)動(dòng)。在實(shí)在應(yīng)用中,出于提高升降器傳動(dòng)效率,減小運(yùn)動(dòng)摩擦力。在升降器所有運(yùn)動(dòng)面都涂有潤(rùn)滑脂,在導(dǎo)槽兩端,設(shè)置有方便鋼絲繩轉(zhuǎn)動(dòng)的滑輪,以減小運(yùn)動(dòng)的摩擦力,同時(shí)增加了鋼絲折彎的曲率半徑,延長(zhǎng)了鋼絲使用壽命。調(diào)整彈簧的作用是消除鋼絲使用中被拉長(zhǎng)而造成的松弛現(xiàn)象,保證了升降器的可靠工作。
圖2.3 單導(dǎo)軌繩輪式電動(dòng)升降器
為了玻璃升降的穩(wěn)定,滑塊應(yīng)與車(chē)窗玻璃的重心處相聯(lián)結(jié)。在車(chē)窗玻璃較寬且形狀不規(guī)則,或者車(chē)門(mén)中只有一邊玻璃導(dǎo)向槽時(shí),單導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)就很難滿(mǎn)足玻璃升降穩(wěn)定性的要求。因此,又出現(xiàn)了雙導(dǎo)軌繩輪式電動(dòng)升降器的結(jié)構(gòu)。如圖2.4,是這種結(jié)構(gòu)示意圖。與單導(dǎo)軌相比僅多了一套導(dǎo)槽機(jī)構(gòu)和滑動(dòng),兩個(gè)滑塊與玻璃聯(lián)結(jié)點(diǎn)的距離拉開(kāi)了,因此,玻璃升降時(shí)的穩(wěn)定性可以大大提高了。汽車(chē)前門(mén)窗,采用這種結(jié)構(gòu)的較多。因?yàn)?,前門(mén)玻璃的兩側(cè)邊,一般是相差很大,也就是玻璃不規(guī)則。這種不規(guī)則的玻璃,如果采用單導(dǎo)軌繩式升降器,其運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性,就會(huì)比較差。在追求高品質(zhì)的中高檔轎車(chē)的前門(mén),一般都是采用雙導(dǎo)軌繩輪式電動(dòng)升降器。比如,上海通用的君威、君越車(chē)型,上海大眾的朗逸車(chē)型等。這種雙導(dǎo)軌繩輪式升降器中的電機(jī)功率會(huì)相應(yīng)增加一些。由于增加了一套導(dǎo)槽,玻璃的安裝較為方便。同時(shí)可取消玻璃托架、總裝導(dǎo)軌等零件。
圖2.4 雙導(dǎo)軌繩輪式電動(dòng)升降器
2.2.2 叉臂式電動(dòng)升降器
如圖2.5所示,該結(jié)構(gòu)升降器主要由搖窗電機(jī)、扇形齒板、叉臂、玻璃托架、調(diào)整滑道和彈簧等構(gòu)成。電機(jī)帶有蝸輪蝸桿減速裝置,并通過(guò)安裝支架固定在內(nèi)門(mén)板上。蝸輪輸出軸部分是一個(gè)小模數(shù)齒輪,小齒輪與扇形齒板相嚙合,扇形齒板是與叉臂中的一條臂相鉚牢,從圖中可看到,叉臂的另外三個(gè)支點(diǎn)中二個(gè)支點(diǎn)嵌聯(lián)在玻璃托架滑槽內(nèi),另一支點(diǎn)嵌在調(diào)整滑道內(nèi)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),驅(qū)動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)扇形齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),然后,通過(guò)叉臂結(jié)構(gòu)帶動(dòng)玻璃托架上下運(yùn)動(dòng),從而達(dá)到玻璃升降的目的。該機(jī)構(gòu)中,在小齒輪與齒形板嚙合時(shí),為避免根切現(xiàn)象,常采用高度變位齒輪。螺旋彈簧的作用除了起到緩沖外,在玻璃下降時(shí),彈簧旋緊而張力增大,使玻璃下降比較平穩(wěn),而玻璃上升時(shí),彈簧的彈力又可助一臂之力,這對(duì)手動(dòng)門(mén)窗升降器來(lái)說(shuō)是很有利的。對(duì)電動(dòng)門(mén)窗升降器來(lái)說(shuō),搖窗電機(jī)的制動(dòng)力矩可以選擇得小一些。
叉臂式結(jié)構(gòu)中零件較少、多數(shù)是沖制件。工藝性好、生產(chǎn)效率高,使用可靠性高.特別適用于門(mén)窗玻璃大、負(fù)載重的車(chē)門(mén)中。這種結(jié)構(gòu)安裝比較方便,與門(mén)窗玻璃聯(lián)結(jié)穩(wěn)定性好,調(diào)節(jié)玻璃的位置比較容易。不足的是,玻璃升降時(shí)噪聲要比繩輪式的大。
如圖2.5叉臂式電動(dòng)升降器
?2.2.3軟軸式電動(dòng)門(mén)窗升降器
軟軸式結(jié)構(gòu)的電動(dòng)門(mén)窗升降器主要由搖窗電機(jī)、軟軸、成形軸套、滑動(dòng)支座、支架機(jī)構(gòu)以及護(hù)套等組成。搖窗電機(jī)的蝸輪輸出端裝有一鏈輪,軟軸一般是用一根鋼絲纏繞在由幾根細(xì)鋼絲繞成的軟鋼絲上,軟鋼絲的外層有一層植絨,植絨可以?xún)?chǔ)油,起潤(rùn)滑作用,軟軸的外輪廓相當(dāng)于一根鏈條,軟軸裝在成形軸套中并與滑動(dòng)支座相聯(lián)結(jié).當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),輸出端上的鏈輪與軟軸外輪廓嚙合,帶動(dòng)軟軸在成形軸套內(nèi)移動(dòng),從而使與門(mén)窗玻璃相聯(lián)結(jié)的滑動(dòng)支座沿著支架機(jī)構(gòu)中導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng),達(dá)到了升降玻璃的目的。軟軸式結(jié)構(gòu)的電動(dòng)門(mén)窗升降器,國(guó)內(nèi)使用得很少,市場(chǎng)上僅有些進(jìn)口配件,供客戶(hù)改裝用.軟軸式的特點(diǎn)是其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)相當(dāng)緊湊.所占空間小。目前,當(dāng)作鏈條用的軟軸國(guó)內(nèi)尚無(wú)成熟的工藝.國(guó)外也有用工程塑料注塑成帶形鏈條和塑料鏈輪,工藝比較簡(jiǎn)單,只要選擇強(qiáng)度合適的工程塑料,這種結(jié)構(gòu)的可靠性還是較高的,制造成本也較低。
電動(dòng)玻璃升降器結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵是電動(dòng)機(jī)和減速器,這兩者是組裝成一體的,其中電動(dòng)機(jī)采用可逆性永磁直流電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)內(nèi)有兩組繞向不同的磁場(chǎng)線(xiàn)圈,通過(guò)開(kāi)關(guān)的控制可做正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),也就是說(shuō)可以控制門(mén)窗玻璃的上升或下降。電動(dòng)機(jī)是由雙聯(lián)開(kāi)關(guān)按鈕控制,設(shè)有升、降、關(guān)等三個(gè)工作狀態(tài),開(kāi)關(guān)不操縱時(shí)自動(dòng)停在“關(guān)”的位置上。操縱電路設(shè)有總開(kāi)關(guān)(中央控制)和分開(kāi)關(guān),兩者線(xiàn)路并聯(lián)??傞_(kāi)關(guān)由駕車(chē)者,控制全部門(mén)窗玻璃的開(kāi)閉,而各車(chē)門(mén)內(nèi)把手上的分開(kāi)關(guān)由乘員分別控制各個(gè)門(mén)窗玻璃的開(kāi)閉,操作十分便利。
2.3 電動(dòng)玻璃升降器的電氣部分
如圖2.6所示,當(dāng)接頭點(diǎn)火開(kāi)關(guān)后,門(mén)窗繼電器觸電閉合,電動(dòng)門(mén)電路與電源接通,將組合開(kāi)關(guān)或分開(kāi)關(guān)與“上”位接通,電流流經(jīng)門(mén)窗電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)升降器,使門(mén)窗玻璃上升;將組合開(kāi)關(guān)或分開(kāi)關(guān)與“下”位接通,流經(jīng)門(mén)窗電動(dòng)機(jī)的電流改變方向,電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向因而改變,升降器帶動(dòng)門(mén)窗玻璃下降。當(dāng)門(mén)窗玻璃上升或下降到終點(diǎn)時(shí),斷路開(kāi)關(guān)切斷一段時(shí)間,然后再恢復(fù)到接通狀態(tài)。
圖2.6 電動(dòng)玻璃升降器的電路原理
一輛行駛里程約160000km的03款別克君威轎車(chē)車(chē)的左前門(mén)玻璃停在中間位里,按開(kāi)關(guān)沒(méi)有反應(yīng)。首先檢查左前玻璃升降器的熔絲,正常。拆開(kāi)左前門(mén)內(nèi)飾板,拔下玻璃升降器的電動(dòng)機(jī)兩端子式導(dǎo)線(xiàn)側(cè)連接器串聯(lián)一個(gè)試燈.按玻璃升降器開(kāi)關(guān),試燈能正常點(diǎn)亮,說(shuō)明線(xiàn)路和升降器開(kāi)關(guān)都正常,肯定是玻璃升降器電動(dòng)機(jī)有問(wèn)題。因車(chē)主嫌我公司的玻璃升降器電動(dòng)機(jī)報(bào)價(jià)高,要求自己購(gòu)買(mǎi)。車(chē)主自己采購(gòu)來(lái)升降器電動(dòng)機(jī)后立即換上,原以為上述故障一定可以排除,但試車(chē)又出現(xiàn)了一個(gè)新的故障:就是玻璃升降器下降到底后卻升不上來(lái)。再次拔下升降器電動(dòng)機(jī)導(dǎo)線(xiàn)側(cè)連接器并在2端子間串聯(lián)試燈,按動(dòng)升降器開(kāi)關(guān),試燈依舊能正常亮。為什么玻璃升降器電動(dòng)機(jī)上升時(shí)電源和搭鐵均正常,而玻璃卻不能上升呢?難道是新?lián)Q上的玻璃升降器電動(dòng)機(jī)有問(wèn)題?
拆下新?lián)Q上的玻璃升降器電動(dòng)機(jī),插上導(dǎo)線(xiàn)側(cè)連接器后按玻璃升降開(kāi)關(guān),試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)升降都正常了。再次將玻璃升降器電動(dòng)機(jī)安裝到位,故障依舊。在拔該電動(dòng)機(jī)導(dǎo)線(xiàn)側(cè)連接器時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)側(cè)連接器上的2根導(dǎo)線(xiàn)發(fā)熱,難道是玻璃升降器在上升時(shí)有卡滯的地方?借用另一塊蓄電池直接給玻璃升降器電動(dòng)機(jī)通電(如果電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)阻力過(guò)大,則導(dǎo)線(xiàn)容易過(guò)熱.連接蓄電池時(shí)會(huì)有很大的火花產(chǎn)生),該電動(dòng)機(jī)也能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。綜合以上兩點(diǎn)現(xiàn)象,分析認(rèn)為有可能是電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈對(duì)外殼短路了(電動(dòng)機(jī)在拆下車(chē)和裝在車(chē)的區(qū)別就是一個(gè)電動(dòng)機(jī)外殼是否搭鐵,而用另外蓄電池供電和原車(chē)的搭鐵線(xiàn)構(gòu)不成回路,所以在將電動(dòng)機(jī)拆下后試驗(yàn),用另外蓄電池供電時(shí)玻璃升降器都能正常工作)。
拆下玻璃升降器電動(dòng)機(jī)的3個(gè)固定螺栓,讓電動(dòng)機(jī)外殼不搭鐵,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn).玻璃升降器電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常了。當(dāng)按升降器開(kāi)關(guān)上升時(shí)用搭鐵輕輕劃過(guò)電動(dòng)機(jī)外殼.會(huì)有火花產(chǎn)生,而當(dāng)控制玻璃升降器下降時(shí)沒(méi)有火花產(chǎn)生,看來(lái)肯定是電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈對(duì)外殼有短路之處。拆下電動(dòng)機(jī)用萬(wàn)能表測(cè)量電動(dòng)機(jī)上的2根導(dǎo)線(xiàn)間的電阻為2.8Ω;其中一根導(dǎo)線(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)外殼的電阻為2.8Ω;另外一根導(dǎo)線(xiàn)對(duì)外殼的電阻是2.3Ω。看來(lái)是換新的玻璃升降器電動(dòng)機(jī)質(zhì)量有問(wèn)題。
故障排除經(jīng)詢(xún)問(wèn)車(chē)主得知,該配件是網(wǎng)上購(gòu)買(mǎi)的,而且不好退貨,請(qǐng)求幫忙給維修一下。經(jīng)思考,用6個(gè)絕緣墊片.分別墊在電動(dòng)機(jī)的3個(gè)固定螺栓上.使電動(dòng)機(jī)外殼和搭鐵絕緣,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)玻璃升降器工作恢復(fù)正常,上述故障排除。
電動(dòng)玻璃升降器的組成:升降器支架,升降器滑臂和升降器電機(jī)三大部分組成。電動(dòng)玻璃升降器的系統(tǒng)組成:升降器開(kāi)關(guān)、電動(dòng)玻璃升降器、玻璃、和玻璃導(dǎo)槽電動(dòng)玻璃升降器工作原理:玻璃升降器開(kāi)關(guān)→玻璃升降器電機(jī)→玻璃升降器→玻璃升降電源開(kāi)關(guān)是控制玻璃升降器的關(guān)鍵部件。它有比較多的功能,控制上升和下降,我廠(chǎng)所配的玻璃升降器開(kāi)關(guān)還有控制電流大小的作用,防止由于電流太大,燒壞電機(jī)。玻璃升降器電機(jī)是24V直流電機(jī),電機(jī)內(nèi)還有過(guò)流保護(hù)裝置,其特性也是保護(hù)電機(jī),如果電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作或在大電流工作的情況下,保護(hù)電機(jī)不會(huì)燒壞。玻璃升降器是一組裝置,能使玻璃上下移動(dòng)的支架,一般不易損壞。玻璃的升降是靠升降器向上下移動(dòng)的。同時(shí)門(mén)上的橡膠導(dǎo)槽使玻璃的移動(dòng)平滑。
2.4 電動(dòng)升降器的電機(jī)結(jié)構(gòu)
如圖2.7所示,為電動(dòng)升降器電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。汽車(chē)升降器電機(jī)的技術(shù)性能特征,電機(jī)的體體外觀(guān),電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成,主要是汽車(chē)車(chē)窗的工作環(huán)境和空問(wèn)位置來(lái)決定的。汽車(chē)的工作環(huán)境是在室外,有寒冷的冬季,有嚴(yán)熱的夏天,有風(fēng)塵,有雨雪等惡劣的天氣環(huán)境。這些決定了電機(jī)必需要能耐高低溫,能防塵防水,防振動(dòng)等。電機(jī)是安裝在車(chē)門(mén)內(nèi)外板的狹小腔體內(nèi),這決定了電機(jī)體積要細(xì)小,還了占小空間,還要做成扁平狀。隨著人們對(duì)汽車(chē)舒適度的追究,電機(jī)工作時(shí),運(yùn)行平穩(wěn),噪聲小,電磁對(duì)汽車(chē)其它電子干擾小等等。
電機(jī)是一種小型永磁兩極直流電動(dòng)機(jī),由定子、電樞、碳刷端蓋、減速箱體等幾個(gè)組件組成的。如果電機(jī)帶有防夾,遙控等自動(dòng)化功能。電機(jī)還加加裝有電子集成模塊,由電機(jī)與電子模塊配合完成各種自動(dòng)化指令。從示意圖可以知道,電機(jī)還很多組件都是金屬?zèng)_壓件或者是塑料注塑件,這些有利于零件的批量生產(chǎn)。不過(guò),電機(jī)是一個(gè)精密配合件,對(duì)零部件的制造公差精度要求很高。而電機(jī)零部件模具制造精度要求更加嚴(yán)格。否則就沒(méi)法滿(mǎn)足電機(jī)體積小、重量輕、噪聲低、工作可靠等方面的要求。
加工零件件中,關(guān)鍵的是蝸輪、蝸桿及其箱體的加工保證;電驅(qū)及其細(xì)長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸的加工保證,絕緣結(jié)構(gòu)及其處理的保證;密封系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及安裝保證;碳刷系統(tǒng)的安裝保證,軸承系統(tǒng)的安裝保證;焊接處的可靠性保證;磁體性能的一致及粘結(jié),充磁等性能的保證等等。
圖2.7 升降器電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
1、小齒輪2、齒輪蓋3、驅(qū)動(dòng)輪4、阻尼塊5、蝸輪6、齒輪箱7、軸承8、碳刷9、白攻螺釘10、電驅(qū)11、磁環(huán)12、定子
第3章 繩輪式電動(dòng)玻璃升降器的方案設(shè)計(jì)
本文設(shè)計(jì)的繩輪式電動(dòng)玻璃升降器要求其電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),輸出軸帶動(dòng)繞線(xiàn)輪旋轉(zhuǎn),繞線(xiàn)輪拉動(dòng)繩索機(jī)構(gòu)。從而帶動(dòng)與繩索機(jī)構(gòu)相連的滑動(dòng)支座沿導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng),而滑動(dòng)支座上固定有車(chē)門(mén)玻璃,因此實(shí)現(xiàn)玻璃的上升下降運(yùn)動(dòng)。同時(shí)在本文方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中還應(yīng)考慮各部分零件運(yùn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生干涉等問(wèn)題。
3.1 車(chē)門(mén)玻璃外形的確定
曲面玻璃在轎車(chē)上得到了廣泛的應(yīng)用,曲面玻璃可以有效的利用車(chē)內(nèi)空間,減少車(chē)門(mén)厚度,并且外形美觀(guān),使車(chē)身更趨于流線(xiàn)型,車(chē)室內(nèi)的寬度也有所增大。但曲面玻璃在制造上有一定的難度,并且在升過(guò)程中容易發(fā)生卡滯,一般將曲面玻璃的球面弦高控制在4mm以下。
轎車(chē)車(chē)門(mén)玻璃面主要分為五種類(lèi)型:
1、圓柱面玻璃;2、斜圓柱玻璃;3、圓環(huán)面玻璃;4、啤酒桶面玻璃;5、任意的A面。
車(chē)門(mén)玻璃的形狀、大小、位置的確定是順利實(shí)現(xiàn)玻璃升降布置的前提,也是車(chē)門(mén)布置的重要內(nèi)容。玻璃形狀和窗口處造型形狀及窗框結(jié)構(gòu)密切相關(guān)確定時(shí)應(yīng)本著盡量逼近外形的原則,并保證玻璃沿導(dǎo)軌順利升降。逼近外形是指車(chē)門(mén)玻璃的大小、形狀與車(chē)身造型所要求的窗口一致,并盡量使玻璃外表面與車(chē)身外表面貼近。首先玻璃中心線(xiàn)的曲率和趨勢(shì)應(yīng)逼近外表面線(xiàn),其次是保證玻璃沿導(dǎo)軌順利升降,玻璃前后兩邊導(dǎo)軌平行且具有足夠的導(dǎo)向段,并要求導(dǎo)軌的曲率保持不變。
圖3.1 車(chē)門(mén)玻璃
車(chē)門(mén)玻璃普遍采用安全鋼化玻璃,厚度多為3.2mm、3.5mm。隨著人們審美觀(guān)的不斷提高,對(duì)整車(chē)造型要求也越來(lái)越高,為了與整車(chē)造型風(fēng)格相匹配,車(chē)門(mén)玻璃由以往的單曲率漸變?yōu)殡p曲率。但為了滿(mǎn)足工藝要求,設(shè)計(jì)階段玻璃最小曲率半徑R最好能大于1500mm,避免因工藝難度太大而導(dǎo)致的制造成本增加、產(chǎn)品合格率降低。
一般大貨車(chē)玻璃玻璃實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡圓弧半徑R在3000~4000之間,微型客車(chē)在2000~3000mm之間,小轎車(chē)在1500~2300mm之間。門(mén)框高H貨車(chē)>微型>小轎車(chē),在350~600mm之間。
本論文中選取R=2000mm,門(mén)框高H=400mm(即玻璃行程為400mm)。
3.2 總撓度B及相應(yīng)參數(shù)的確定
當(dāng)玻璃托槽跟隨玻璃由上止點(diǎn)運(yùn)行到下止點(diǎn)時(shí),在X方向上發(fā)生的最大總變形量稱(chēng)為總撓度B,值對(duì)升降器的運(yùn)行阻力、彈性變形以及耐久性有重要影響,值太小玻璃與腰線(xiàn)密封膠條的壓力值小,密封不好;值太大升降器變形大,玻璃與膠條摩擦力大,容易發(fā)生永久性變形??紤]到升降器本身允許的最大彈性變形以及車(chē)門(mén)的密封需要,根據(jù)車(chē)型大小一般在8-18mm之間。根據(jù)相關(guān)資料顯示,B值在8-14mm之間選用適應(yīng)能力一般的交叉臂式,在14-18mm之間選用線(xiàn)繩式。當(dāng)B值大于18mm時(shí),線(xiàn)繩式升降器鋼絲布置與導(dǎo)軌圓弧發(fā)生的干涉量過(guò)大,鋼絲繩容易與導(dǎo)軌圓弧發(fā)生強(qiáng)力摩擦而損壞,需要選擇其他不常用類(lèi)型的升降器。
鑒于本文研究的課題是線(xiàn)繩式升降器的設(shè)計(jì)。故本文中得B值取15mm
圖3.2 升降器壓縮、引張量
1)上止點(diǎn)壓縮量:a≤12mm;2)最大引張量:b≤9.3mm;3)下止點(diǎn)壓縮量:c≤25mm
升降器布置以經(jīng)驗(yàn)值來(lái)判斷,但不是絕對(duì)的,最終的參數(shù)確定需要經(jīng)過(guò)校核,其推薦值如表3.1所示。
表3.1 升降器布置尺寸推薦值
序號(hào)
變量
內(nèi)容
推薦值
1
a
玻璃托架與玻璃導(dǎo)槽夾角
≤104°
2
b
上止點(diǎn)滾輪間距
≥200mm
3
c
下止點(diǎn)滾輪間距
≥190mm
4
d
馬達(dá)到內(nèi)手柄間隙
≥5.6mm
5
e
玻璃殘余量
3mm≤e≤5mm
3.3 升降器厚度的確定
升降器器厚度是指升降器理想運(yùn)動(dòng)平面到升降器安裝基準(zhǔn)面之間的平行距離;升降器安裝基準(zhǔn)面是指固定升降器的車(chē)門(mén)內(nèi)板平面,一般包括固定板座和固定滾輪滑槽的2處平面,通常為了模具制造、測(cè)量方便等原因把這2處設(shè)計(jì)在同一平面內(nèi)。升降器厚度的取值主要依據(jù)2個(gè)原則:確保升降器支撐玻璃的距離不因過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致升降器所受扭矩過(guò)大,發(fā)生大的變形;升降器安裝平面不影響其他功能件比如門(mén)鎖、門(mén)限位器等零件的布置。因此給出升降器厚度的一般經(jīng)驗(yàn)值是30-45mm之間,不推薦取太大值,否則升降器機(jī)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)降低。
本文選取升降器厚度35mm
圖3.3 升降器厚度選取示意圖
3.4 升降器導(dǎo)軌空間位置的確定
確定升降器導(dǎo)軌的空間位置,其實(shí)就是確定導(dǎo)軌中心線(xiàn)的空間位置。主要包括2個(gè)方面:1、確定導(dǎo)軌中心線(xiàn)在玻璃面上的投影位置;2、確定導(dǎo)軌中心線(xiàn)距離玻璃面的高度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),通常設(shè)計(jì)導(dǎo)軌上、下兩面分別到車(chē)門(mén)內(nèi)板和玻璃下表面的垂直距離是10-15mm。在本文中經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)導(dǎo)軌如安裝在導(dǎo)軌支架的下方,導(dǎo)軌將發(fā)生干涉。
為實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌安裝要求,本文中將安裝基準(zhǔn)面確定在導(dǎo)軌支架的上方。
3.5 升降器導(dǎo)軌曲率的確定
升降器導(dǎo)軌的曲率取決于車(chē)門(mén)玻璃的曲率。前面我們已經(jīng)對(duì)車(chē)門(mén)玻璃進(jìn)行的研究。下面我們將用公式來(lái)確定升降器導(dǎo)軌的曲率:
其中r為假設(shè)圓環(huán)面的一個(gè)小圓;R為r繞著的2半徑;n為螺旋線(xiàn)繞環(huán)面的圈數(shù),t為0-1之間的自變量。
經(jīng)計(jì)算本文中升降器導(dǎo)軌的曲率為:X=250;Y=428;Z=125。
3.6 升降器導(dǎo)軌長(zhǎng)度的確定
升降器導(dǎo)軌的長(zhǎng)度必須大于玻璃的運(yùn)動(dòng)行程;其次為保證玻璃的升降運(yùn)動(dòng),導(dǎo)軌上需要安裝其他零部件,這些零部件包括滑板、轉(zhuǎn)向架、滑輪架和滑繩架。導(dǎo)軌的長(zhǎng)度還需要留出一定的安全余量,這個(gè)余量沒(méi)有確定的值,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般導(dǎo)軌的上端面超出轉(zhuǎn)向架外邊緣的1-2mm,導(dǎo)軌的下端面超出滑繩架外邊緣的1-2mm。
由于本文中玻璃的運(yùn)動(dòng)行程為400mm。綜合考慮后導(dǎo)軌的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為500mm。
3.7 升降器導(dǎo)軌橫截面的確定
導(dǎo)軌作為線(xiàn)繩式玻璃升降器的主要核心部件,其橫截面的形狀影響著整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行的平穩(wěn)性。在設(shè)計(jì)方面,還影響著與之配合的其他零部件的設(shè)計(jì),尤其是滑板的設(shè)計(jì),經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展,導(dǎo)軌橫截面的設(shè)計(jì)已相當(dāng)?shù)某墒臁?
在本次設(shè)計(jì)中,我們將廣泛采用一個(gè)橫截面。具體結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖3.4 導(dǎo)軌橫截面。
圖3.4 導(dǎo)軌橫截面
3.8 升降器導(dǎo)軌滑板的確定
升降器導(dǎo)軌滑板直接與升降器導(dǎo)軌相配合,在繩索機(jī)構(gòu)的作用下,滑板帶動(dòng)車(chē)門(mén)玻璃,使其沿導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)。
對(duì)于滑板而言,首先要保證其足夠的強(qiáng)度,強(qiáng)度不夠,在玻璃重力、摩擦力等外力的作用下滑板很可能放生破壞。因此本文中滑板的采用選用A3材料。
本次設(shè)計(jì)中,在保證滑板足夠強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,為減少摩擦。我們將滑板主體設(shè)計(jì)為以金屬件為主體,配以塑料件的結(jié)構(gòu),滑板中得塑料件即為與導(dǎo)軌相配合的部分。具體結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖3.5滑板結(jié)構(gòu)圖。
圖3.5滑板結(jié)構(gòu)圖
3.9 升降器電機(jī)座板的確定
在本次設(shè)計(jì)中,車(chē)門(mén)內(nèi)板上已經(jīng)給出電機(jī)座板的安裝孔,同時(shí)還給出電機(jī)的安裝位置。因而無(wú)須過(guò)多的設(shè)計(jì)。具體結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖3.6電機(jī)安裝方位圖。
圖3.6 電機(jī)安裝方位圖
3.10 升降器鋼絲繩出線(xiàn)角度的確定
升降器鋼絲繩右2條,扣裝在滑板塑料件中,分別沿導(dǎo)軌方向,向上和向下拉直,在經(jīng)過(guò)導(dǎo)軌上部的滑輪架和下部的滑繩架后。角度發(fā)生變化,要求以柔性的曲線(xiàn)過(guò)渡到座板處。升降器運(yùn)行的過(guò)程中,電機(jī)帶動(dòng)繞絲輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而道東鋼絲繩運(yùn)動(dòng),滑板在鋼絲繩的拉力作用下完成上升和下降運(yùn)動(dòng)。鋼絲繩的出線(xiàn)角度就是導(dǎo)軌上部滑輪架和下部滑繩架的安裝角度。該角度的確定,需要在導(dǎo)軌和電機(jī)底座的安裝位置以及主要輪廓基本確定的條件下完成,最終還要保證鋼絲繩不容易和其他零部件方式干涉。
本文中鋼絲繩出線(xiàn)角度在經(jīng)過(guò)裝配及相應(yīng)的分析后,確定其角度為149°。
3.11 升降器鋼絲繩的確定
升降器鋼絲繩是本機(jī)構(gòu)的重要零件之一。也是升降器在牽引過(guò)程提供牽引力的重要保障。本文選用的鋼絲繩采用DS106-40-025-2標(biāo)準(zhǔn),鋼絲繩是麻芯鋼絲繩,鋼絲繩總長(zhǎng)度為800mm。
鋼絲繩在工作中起傳力作用,通過(guò)滑塊帶動(dòng)玻璃上升下降。因此,要求鋼絲繩柔性好并具有足夠強(qiáng)度和良好的耐磨性、耐腐蝕性。鋼絲繩及夾頭抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于2000N,并經(jīng)過(guò)25000次循環(huán)無(wú)損壞。根據(jù)這些要求,可以在鋼絲繩的標(biāo)準(zhǔn)中,找到相應(yīng)的型號(hào)。目前,升降器常用的鋼絲繩直徑是1.5mm。
3.12 升降器繞線(xiàn)盒的確定
升降器繞線(xiàn)盒安裝在電機(jī)底板上,起到固定繞線(xiàn)輪的作用。他的外形設(shè)計(jì)需要滿(mǎn)足以下3點(diǎn)要求:1、保證繞線(xiàn)輪的安裝;2、保證繞線(xiàn)盒與電機(jī)座板的安裝配合與其他零部件不發(fā)生干涉;3、保證繞線(xiàn)盒的側(cè)面開(kāi)口角度與滑繩架和滑輪架的安裝角度向適應(yīng),最終將其安裝在3者之間。
本文中設(shè)計(jì)的繞線(xiàn)盒的具體結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)附件裝配圖。
3.13 升降器導(dǎo)槽的確定
導(dǎo)槽在玻璃升降器中是比較重要的零件,其制造質(zhì)量和精度都將影響玻璃上升的平穩(wěn)性。現(xiàn)代汽車(chē)側(cè)圍采用大曲率弧面造型,這就給升降器導(dǎo)軌的制造帶來(lái)一定難度。在選擇導(dǎo)軌材料時(shí)要考慮較容易成形的材料;又因?qū)к壱惺懿AУ馁|(zhì)量以及玻璃運(yùn)行時(shí)的阻力,因此又要求導(dǎo)軌要有足夠的強(qiáng)度和剛度。此外,因玻璃升降器安裝在車(chē)門(mén)內(nèi),容易受潮氣、水以及灰塵的侵蝕,容易腐蝕生銹。一旦導(dǎo)槽腐蝕生銹,就會(huì)影響玻璃升降的平穩(wěn)性,還會(huì)造成升降異響問(wèn)題。因此要求導(dǎo)軌具有較高的抗耐腐蝕性能。考慮到這些因素,玻璃升降器導(dǎo)槽可以選擇了低合金的高強(qiáng)度鍍鋅鋼板。制造工藝可以,采用滾壓成形方法,來(lái)解決了成形和剛度問(wèn)題,同時(shí)還能保證了導(dǎo)軌表面光潔無(wú)劃傷現(xiàn)象。
玻璃導(dǎo)向槽長(zhǎng)度在350mm到550mm之間,取玻璃長(zhǎng)導(dǎo)向槽長(zhǎng)度為430mm,短導(dǎo)向槽230mm,寬度20mm,厚1mm,滑塊高18mm,長(zhǎng)17mm,厚6mm。本文中設(shè)計(jì)的導(dǎo)槽的具體結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)附件裝配圖。
導(dǎo)槽的材料,用得較多的是SPCC材料,或者是鍍鋅板材料如DC51。近些年來(lái),為了提高導(dǎo)槽的性能,也開(kāi)始采用高強(qiáng)鋼做導(dǎo)槽的材料。
3.14 升降器電機(jī)參數(shù)的確定
升降器電機(jī)的結(jié)構(gòu)在前面已經(jīng)座了詳細(xì)的講述。由上面的講述可知,升降器電機(jī)是升降器的動(dòng)力之源。在本次設(shè)計(jì)中,我們選用JC/LC-578VA電機(jī)。其重要參數(shù),如表3.2 升降器電機(jī)參數(shù)所述。
表3.2 升降器電機(jī)參數(shù)
額定電壓
額定轉(zhuǎn)矩
電壓范圍
溫度范圍
脫扣轉(zhuǎn)矩(額定電壓下)
空載電流(額定電壓下)
12V(DC)
3Nm
9V-15V
-30℃~+80℃
8.83Nm
2.5A以下
第4章 重要運(yùn)動(dòng)部件的數(shù)據(jù)校核
4.1 升降器運(yùn)動(dòng)行程的校核
為保證玻璃升降器的運(yùn)動(dòng)行程、零件運(yùn)動(dòng)終端的干涉問(wèn)題。必須要對(duì)其運(yùn)動(dòng)行程進(jìn)行校核。玻璃升降器的行程在第三章已經(jīng)確定為400mm。
為提高車(chē)窗的密閉性,需在原來(lái)的行程上加上10mm的上升量,即在沒(méi)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。
則Leg=203mm>eM=167mm>從動(dòng)臂不與導(dǎo)向槽干涉。說(shuō)明交叉臂在上止點(diǎn)ab到下止點(diǎn)a`b`升降時(shí)滿(mǎn)足行程要求。
4.2 升降器電機(jī)傳動(dòng)動(dòng)力的校核
前面已對(duì)電機(jī)的型號(hào)及參數(shù)進(jìn)行了確定。由前面的參數(shù)可以知道,電機(jī)的額定扭矩為3Nm。
電機(jī)軸在工作時(shí),橫截面上只有切應(yīng)力,其方向垂直于半徑并與截面上扭矩轉(zhuǎn)向一致,大小沿半徑呈線(xiàn)性分布,圓心處為零,外圓周邊緣各點(diǎn)處最大。切應(yīng)力的計(jì)算公式為:
式中,Ip為橫截面的極慣性距,Wp為橫截面的抗扭截面系數(shù)。他們是只與截面形狀和尺寸有關(guān)的幾何量。其中:
式中,Ip為橫截面的極慣性距,Wp為橫截面的抗扭截面系數(shù)。他們是只與截面形狀和尺寸有關(guān)的幾何量。其中:
將Ip和Wp的計(jì)算結(jié)果帶入上式計(jì)算得到扭矩為2.65Nm<3Nm。
所以電機(jī)傳動(dòng)動(dòng)力足夠。
第5章 繩輪式電動(dòng)玻璃升降器電子控制系統(tǒng)
5.1 前座電動(dòng)升降器
1、 當(dāng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí),駕駛室開(kāi)關(guān)4-3、5-3相接,前座電機(jī)開(kāi)關(guān)12-4、13-5相接,即前座電動(dòng)機(jī)兩端搭鐵,不工作;
2、 當(dāng)駕駛室開(kāi)關(guān)關(guān)閉,如前座電動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)作上升運(yùn)動(dòng),則開(kāi)關(guān)2-12、5-13相接,電流流向?yàn)椋弘娫础?→12→前座電動(dòng)機(jī)→13→5→3→搭鐵,前座電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),玻璃上升。
3、 若前座電動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)作下降運(yùn)動(dòng),即開(kāi)關(guān)4-12、2-13相接,電流流向?yàn)?電源→2→13→前座電動(dòng)機(jī)→12→4→3→搭鐵,前座電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),玻璃下降;
5.2 后座右側(cè)電動(dòng)升降器
1、 當(dāng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí),駕駛室開(kāi)關(guān)6-3、7-3相接,后座右側(cè)電機(jī)開(kāi)關(guān)6-14、7-15相接,即后座右側(cè)電動(dòng)機(jī)兩端搭鐵,不工作;
2、 當(dāng)駕駛室開(kāi)關(guān)關(guān)閉,如后座右側(cè)電動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)作上升運(yùn)動(dòng),則開(kāi)關(guān)2-14、7-15相接,電流流向?yàn)椋弘娫础?→14→后座右側(cè)電動(dòng)機(jī)→15→7→3→搭鐵,后座右側(cè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),玻璃上升。
3、 若后座右側(cè)電動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)作下降運(yùn)動(dòng),即開(kāi)關(guān)6-14、2-15相接,電流流向?yàn)?電源→2→15→后座右側(cè)電動(dòng)機(jī)→14→6→3→搭鐵,后座右側(cè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),玻璃下降;
5.3 后座左側(cè)電動(dòng)升降器
1、 當(dāng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí),駕駛室開(kāi)關(guān)8-3、9-3相接,后座左側(cè)電機(jī)開(kāi)關(guān)8-16、9-17相接,即后座左側(cè)電動(dòng)機(jī)兩端搭鐵,不工作;
2、 當(dāng)駕駛室開(kāi)關(guān)關(guān)閉,如后座左側(cè)電動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)作上升運(yùn)動(dòng),則開(kāi)關(guān)2-16、17-9
相接,電流流向?yàn)椋弘娫础?→16→后座左側(cè)電動(dòng)機(jī)→17→9→3→搭鐵,后座左側(cè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),玻璃上升。
3、 若后座左側(cè)電動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)作下降運(yùn)動(dòng),即開(kāi)關(guān)16-8、17-2相接,電流流向?yàn)?電源→2→17→后座左側(cè)電動(dòng)機(jī)→16→8→3→搭鐵,后座左側(cè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),玻璃下降;
5.4 駕駛員電動(dòng)升降器
1、 當(dāng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí),3-10、3-11相接,電動(dòng)機(jī)兩端搭鐵,不工作;
2、 開(kāi)關(guān)作上升運(yùn)動(dòng),升-10、3-11相接,電流流向?yàn)椋弘娫础?0→駕駛室電動(dòng)機(jī)→11→3→搭鐵,電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),駕駛室玻璃上升;
3、 開(kāi)關(guān)作下降運(yùn)動(dòng),降-11、10-3相接,電流流向?yàn)椋弘娫础怠?1→駕駛室電動(dòng)機(jī)→10→3→搭鐵,駕駛室電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),駕駛室玻璃下降。
5.5 電動(dòng)玻璃升降器過(guò)流保護(hù)
5.5.1電動(dòng)玻璃升降器的控制
對(duì)電動(dòng)玻璃升降器的控制及保護(hù)主要源自于對(duì)電動(dòng)玻璃升降器電機(jī)的控制?,F(xiàn)代電動(dòng)玻璃升降器主要采用集中控制,即通過(guò)一個(gè)中央控制器接受各個(gè)玻璃升降的開(kāi)關(guān)信號(hào),然后由中央控制器去控制相應(yīng)電動(dòng)玻璃升降器的升降。
5.5.2電動(dòng)玻璃升降器過(guò)流保護(hù)的分類(lèi)
根據(jù)過(guò)流保護(hù)裝置的不同可分為:內(nèi)部過(guò)流保護(hù)和外部過(guò)流保護(hù)。內(nèi)部過(guò)流保護(hù)就是將過(guò)流保護(hù)電路集成到電動(dòng)玻璃升降器總成中。由于內(nèi)部過(guò)流保護(hù)增加了電動(dòng)玻璃升降器總成整體的占用空間,同時(shí)由于電動(dòng)玻璃升降器位于車(chē)門(mén)內(nèi)部,其環(huán)境較為苛刻,受震動(dòng)影響較大,內(nèi)部過(guò)哦劉保護(hù)電路的可靠性會(huì)有所下降。正因如此,現(xiàn)代轎車(chē)的電動(dòng)玻璃升降器過(guò)流保護(hù)很少采用內(nèi)部過(guò)流保護(hù)。外部過(guò)流保護(hù)是將電動(dòng)玻璃升降器的過(guò)流保護(hù)電路集成到升降器總成的外部裝置中,如中央集控器、熔斷絲及繼電器總成。由于外部過(guò)流保護(hù)可減少電機(jī)玻璃升降器總成的整體占用空間,所以被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代轎車(chē)中。
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
與傳統(tǒng)玻璃升降器相比,線(xiàn)繩式電動(dòng)玻璃升降器具有可靠性高,結(jié)構(gòu)合理、簡(jiǎn)單,操縱方便等特點(diǎn),有效提高了汽車(chē)的乘坐舒適性。線(xiàn)繩式電動(dòng)玻璃升降器由電動(dòng)機(jī)、機(jī)械升降機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。電動(dòng)玻璃升降器結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵是電動(dòng)機(jī),其中電動(dòng)機(jī)采用可逆性永磁直流電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)內(nèi)有兩組繞向不同的磁場(chǎng)線(xiàn)圈,通過(guò)開(kāi)關(guān)的控制可做正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),也就是說(shuō)可以控制門(mén)窗玻璃的上升或下降。線(xiàn)繩式電動(dòng)玻璃升降器的構(gòu)成,它等于同型手動(dòng)玻璃升降器加上電機(jī)和減速器三部分的總成。本次設(shè)計(jì)對(duì)電動(dòng)玻璃升降器進(jìn)行了詳細(xì)的分析和闡述:
1、整個(gè)電動(dòng)升降器的發(fā)展,對(duì)未來(lái)市場(chǎng)前景的預(yù)測(cè);
2、闡述了線(xiàn)繩式電動(dòng)玻璃升降器的結(jié)構(gòu)和工作原理,形式和主要技術(shù)指標(biāo);
3、確定升降器的設(shè)計(jì)方案;
4、對(duì)主要部件進(jìn)行校核分析,避免出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)干涉;
5、設(shè)計(jì)電動(dòng)玻璃升降器的電子控制系統(tǒng);
除本文所提到的一些傳統(tǒng)的玻璃升降器的,隨著汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展和電子技術(shù)在汽車(chē)上的廣泛應(yīng)用,最近國(guó)外以開(kāi)發(fā)多種新型玻璃升降器以達(dá)到減振、減噪、延長(zhǎng)其壽命的目的。
6.2 進(jìn)一步工作的方向
本文的研究雖然取得了初步的成功,但依然任重道遠(yuǎn),尚有許多有待進(jìn)一步深入進(jìn)行的研究工作,這里擇其要者簡(jiǎn)要討論如下:
1、因線(xiàn)繩式自動(dòng)升降器零部件部件復(fù)雜,未能對(duì)所有零部件進(jìn)行有限元的受力分析,在本文完成以后應(yīng)該完善這方面的工作。
2、對(duì)相應(yīng)零部件未能夠進(jìn)行受力分析,也沒(méi)有提出相應(yīng)的優(yōu)化方法及優(yōu)化方案。這一點(diǎn)在今后也應(yīng)該加強(qiáng)。
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附錄
1、開(kāi)題報(bào)告一份(共4頁(yè))
2、外文資料翻譯一份(共12頁(yè))
3、繩輪式電動(dòng)玻璃升降器裝配圖一份(共1張)
4、繩輪式電動(dòng)玻璃升降器零件圖一份(共3張)
致謝
設(shè)計(jì)的過(guò)程中得到了老師耐心的指導(dǎo),感謝老師給我這樣的鍛煉機(jī)會(huì)。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我懂得了許多東西,也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力,樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心,相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。老師非常關(guān)注我的設(shè)計(jì)進(jìn)程,為我細(xì)心的講解,幫助我理順設(shè)計(jì)的思路,熱忱鼓勵(lì)和精心點(diǎn)撥,老師學(xué)識(shí)淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、高度的責(zé)任感使我受益非淺。雖然本次設(shè)計(jì)還不是很完善,但在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富,使我終身受益。請(qǐng)?jiān)试S我對(duì)您表達(dá)我最衷心的感謝!這次畢業(yè)設(shè)計(jì)還得到了其他老師和同學(xué)的熱心幫助,他們的建議使我的論文更加嚴(yán)謹(jǐn)。在此也一并表示感謝!
最后再次感謝我的老師、同伴及所有幫助我的人。祝你們?nèi)f事如意!同時(shí)也祝愿我的母校越來(lái)越好。
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輪式
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玻璃
升降
設(shè)計(jì)
CAD
開(kāi)題
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獨(dú)家
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繩輪式電動(dòng)玻璃升降器的設(shè)計(jì)含7張CAD圖帶開(kāi)題報(bào)告-獨(dú)家.zip,輪式,電動(dòng),玻璃,升降,設(shè)計(jì),CAD,開(kāi)題,報(bào)告,獨(dú)家
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