繩輪式電動玻璃升降器的設(shè)計含7張CAD圖帶開題報告-獨家.zip

繩輪式電動玻璃升降器的設(shè)計含7張CAD圖帶開題報告-獨家.zip,輪式,電動,玻璃,升降,設(shè)計,CAD,開題,報告,獨家 繩輪式電動玻璃升降器的設(shè)計 摘要 隨著國內(nèi)各行各業(yè)經(jīng)濟的快速、良好的發(fā)展。人們對汽車的要求也是越來越高。汽車的舒適性、安全性成為商家主打的品牌。當(dāng)然也存在一些不足，例如越來越多不同類型的車身和車門打開車門的玻璃升降機構(gòu)不能完全重合。提高玻璃的升降機構(gòu)的制作水平解決升降機構(gòu)中存在的問題。如何有效、精密和智能的設(shè)計汽車電動車窗，是設(shè)計師目前需要考慮和研究的一個重要的問題。 本課題是繩輪式電動玻璃升降器的設(shè)計。首先介紹了玻璃升降器的發(fā)展?fàn)顩r，對不同結(jié)構(gòu)類型的升降器的工作原理和各自存在的優(yōu)缺點進行了介紹。然后對鋼絲繩電動車窗的設(shè)計方法進行闡述，在從車門的位置安排，零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料如何選擇與進行設(shè)計以后的分析，通過這些步驟，提出一個相對來說比較完整的設(shè)計思路和方法 在我們這次的設(shè)計中，主要的設(shè)計手段右對與升降器有關(guān)聯(lián)的書本上的資料借鑒和學(xué)習(xí)；將生活中得來的寶貴經(jīng)驗運用到我們這次的課題設(shè)計中來。借助計算機輔助軟件進行設(shè)計。最終達到本次畢業(yè)設(shè)計提高設(shè)計能力、為今后立足設(shè)計夯實基礎(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 電動玻璃升降器的發(fā)展概述 2 1.4 本文研究的價值及任務(wù) 3 1.4.1 本文研究的價值 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 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 叉臂式電動升降器 8 2.2.3 軟軸式電動門窗升降器 8 2.3 電動玻璃升降器的電氣部分 9 2.4 電動升降器的電機結(jié)構(gòu) 11 第3章 繩輪式電動玻璃升降器的方案設(shè)計 13 3.1 車門玻璃外形的確定 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 升降器電機座板的確定 18 3.10 升降器鋼絲繩出線角度的確定 18 3.11 升降器鋼絲繩的確定 19 3.12 升降器繞線盒的確定 19 3.13 升降器導(dǎo)槽的確定 19 3.14 升降器電機參數(shù)的確定 20 第4章 重要運動部件的數(shù)據(jù)校核 21 4.1 升降器運動行程的校核 21 4.2 升降器電機傳動動力的校核 21 第5章 繩輪式電動玻璃升降器電子控制系統(tǒng) 23 5.1 前座電動升降器 23 5.2 后座右側(cè)電動升降器 23 5.3 后座左側(cè)電動升降器 23 5.4 駕駛員電動升降器 24 5.5 電動玻璃升降器過流保護 24 5.5.1電動玻璃升降器的控制 24 5.5.2電動玻璃升降器過流保護的分類 24 第6章 結(jié)論與展望 25 6.1 結(jié)論 25 6.2 進一步工作的方向 25 參考文獻 26 附錄 27 致謝 28 第1章 引言 1.1 汽車工業(yè)的發(fā)展概述 汽車制造技術(shù)的發(fā)展和不斷提高，對汽車的舒適性要求也在不斷的提高，以達到人們所期望的效果。汽車門是相對獨立的組件，在汽車門的設(shè)計中車窗的設(shè)計也越來越重要，不僅關(guān)系到汽車的實用性價比，也是汽車比較大的裝飾品，所以車窗對于汽車也有嚴(yán)重的影響。因此，設(shè)計一個車門在設(shè)計上需要花費更多的心思，將網(wǎng)絡(luò)和電子控制技術(shù)運用到這個上面來。從新中國第一汽車在1957年正式從裝配線的生產(chǎn)，我們國家的汽車事業(yè)經(jīng)歷了漫長的周期， 2003年到2006年進入穩(wěn)定生長期。在2009年的宏觀經(jīng)濟形勢嚴(yán)重的大背景下，我們國家的汽車業(yè)面臨著史無前例的困難下，在承受著巨大壓力和沖擊的大環(huán)境下奮力前進。 中國如果想要從制造大國逐步發(fā)展成為產(chǎn)業(yè)大國，必須有在汽車產(chǎn)品發(fā)展的突破口。歐洲、美國和日本的汽車企業(yè)可以如此強大，和他們幾十年甚至百年的技術(shù)創(chuàng)新和經(jīng)驗的累積是分不開的，打開他們的汽車工業(yè)發(fā)展的歷史，我們可以清晰地感受到他們有一個相同的特點：一個明確的市場定位，技術(shù)研發(fā)的堅持不懈，把握住市場的戰(zhàn)略方向，這一切的努力成為了他們的資本。雖然我們比他們晚很多，但是，我們將汽車產(chǎn)業(yè)放到一個重要的位置上來，讓他作為我們經(jīng)濟的支柱，對于提高這個產(chǎn)業(yè)的規(guī)模，作出很多的投入，主要有技術(shù)研發(fā)方面的大投入，從過去的汽車產(chǎn)品的進口產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)改造，近年來直接引進技術(shù)，兼并和收購國外先進的汽車企業(yè)。我們國家的技術(shù)在這樣的環(huán)境下迅速的發(fā)展。 據(jù)汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，去年1至7月，汽車工業(yè)總產(chǎn)值372332000000元，同比增長29.44%；產(chǎn)品銷售收入359888000000元，同比增長31.05%；實現(xiàn)利潤總額22190000000元，同比增長51.14%。主要經(jīng)濟指標(biāo)的增長率是比較高的，實現(xiàn)了增產(chǎn)增收。從1到7月，16大汽車企業(yè)（集團）203640000000元工業(yè)總產(chǎn)值，同比增長33.66%；產(chǎn)品銷售收入28431000000元，同比增長29.36%；實現(xiàn)利潤總額11371000000元，同比增長46.38%，利潤總額增長超過產(chǎn)值和銷售收入的增長，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益好。汽車工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，越來越突出。據(jù)報道，去年八月，交通運輸設(shè)備制造業(yè)首次在工業(yè)增長的貢獻率達40%。汽車制造業(yè)為主的交通運輸設(shè)備制造業(yè)，以取代電子信息與通信產(chǎn)業(yè)已成為領(lǐng)頭羊，這個名稱是名副其實的 現(xiàn)如今，國內(nèi)基本上得大城市停車都比較困難，因為臨時停車占道現(xiàn)象市使得中心停車更加不便，造成車輛性能得不到很好的發(fā)揮或車輛的速度減速。在上海，由于高架橋的增多，導(dǎo)致岔路口增多，車速往往會從40公里急速下降到20公里左右。除了行人，自行車違章穿越馬路，綠色景觀導(dǎo)致道路狹小等因素的影響，并最終使大城市道路利用效率僅相當(dāng)于1/3至1/2的世界平均水平。上海一家報紙的記者：“上海是一個奇怪的地方，車沒有行人快”，二十世紀(jì)的90年代上海的“怪現(xiàn)狀”現(xiàn)在似乎要卷土重來?，F(xiàn)在的上海，這種現(xiàn)象又重現(xiàn)了。簡單的交通如蝸牛爬行，上下班高峰期，市區(qū)車輛密密匝匝，遠看像一個巨大的停車場。有一天，記者乘上703路公交車，走走停停，從黃浦江到上海體育館的蓮花公寓，只有不到10公里，走了1.5個小時。 總之，“WTO”加入以后，我們的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)同時并存，我們必須認(rèn)清形勢，把握當(dāng)下，以中國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展實際的措施來趕上世界先進水平 1.2 玻璃升降器的發(fā)展概述 玻璃升降器的發(fā)展，是跟隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。在開始時，開啟和關(guān)閉的功能只是通過手動操縱玻璃。后來，跟隨電力工業(yè)的發(fā)展，從豪華車開始，逐漸開始采用電子玻璃關(guān)閉控制。手動升降手柄通過人力施加扭矩升降，帶動升降裝置工作，為了實現(xiàn)玻璃升降功能，簡單，成本低的升降裝置的結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于實際當(dāng)中。而電動升降器不同，只要輕輕握住升降控制開關(guān)，電流對電機相連接，電機可通過升降裝置驅(qū)動工作，從而實現(xiàn)玻璃自動升降功能。以這樣的方式去改變電機的結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的成本就會增加了很多。而在現(xiàn)下方便舒適為人們對于車的追求，這種結(jié)構(gòu)逐步在車的運用上擴大，逐漸取代人工升降裝置。 1.3 電動玻璃升降器的發(fā)展概述 電動玻璃升降器在我們的國家，最早出現(xiàn)在90年代早期，這就表現(xiàn)出了汽車慢慢從生產(chǎn)性轉(zhuǎn)化為日用性產(chǎn)品，越來越融入人們的生活。 最開始應(yīng)用在普通型桑塔納車選擇，所謂的豪華轎車，奧迪，捷達，富康汽車電動玻璃升降器也開始在汽車上進行了使用。 現(xiàn)如今，汽車和卡車的配置電動玻璃升降器的需求也越來越高。由此可見，電動玻璃升降器擁有著非常巨大的發(fā)展前景。近年來，隨著人們對于汽車的舒適性要求的不斷提高，汽車電動機安裝在一輛汽車的數(shù)量也越來越多，門窗升降器電機電動車窗系統(tǒng)絕大多數(shù)是國外的模型作為標(biāo)準(zhǔn)件的選擇。在中國許多汽車制造商也在將汽車電動玻璃升降作為標(biāo)準(zhǔn)電動窗，在其他的汽車，公共汽車，可以不必要做一個必需的配置，使自動車窗電機的需求不斷提高，在1999的時候，升降器數(shù)據(jù)達到了3136000，占電動升降裝置的25%。 隨著大規(guī)模的家庭轎車發(fā)展的臨近，使用電動升降機用戶將逐漸上升，保守估計到2005，巴士和汽車總產(chǎn)量將達到1800000輛，對于電動升降玻璃器的需要量將會大幅補增加。電動玻璃升降器在國外中高檔汽車上的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，但是國內(nèi)的小電機產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，因此目前在我國還不在汽車產(chǎn)品上的應(yīng)用。由此可見，我國對于汽車的設(shè)計，生產(chǎn)研發(fā)水平，電動升降機將越來越多地應(yīng)用在汽車上。 在中國玻璃電動升降產(chǎn)品的主要研發(fā)生產(chǎn)方向： 1）改進產(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 本文研究的價值及任務(wù) ?1.4.1 玻璃電動升降機研究的價值 當(dāng)前車窗系統(tǒng)的模塊化，智能化，人性化的方向發(fā)展，通過研究自動窗口給人們帶來很多方便的保護，這樣能使我們的生活更加地智能化。車窗升降器是基于使用過程中經(jīng)常重復(fù)的和必要的行為，是將電子模塊運用到其中，鎖上窗，關(guān)窗動作一氣呵成，實現(xiàn)汽車的控制更為方便和可靠的。如何高效、準(zhǔn)確地進行智能門配件的設(shè)計，減少設(shè)計時間，在汽車制造業(yè)是當(dāng)前研究的重點 ?1.4.2 本文研究的任務(wù) 1）查閱文獻，完成開題報告； 2）完成車門玻璃升降系統(tǒng)設(shè)計； 3）利用計算機輔助繪圖工具建立模型進行分析； 4）準(zhǔn)備研究結(jié)果，撰寫畢業(yè)論文； 5）提交資料，準(zhǔn)備答辯。 25 第2章 玻璃升降器結(jié)構(gòu)分析 2.1 玻璃升降器的分類 如圖2.1所示，玻璃升降器按其傳動結(jié)構(gòu)和操縱方式可進行以下分類： 圖2.1玻璃升降器的分類 2.2 玻璃升降器的結(jié)構(gòu)型式 升降器的結(jié)構(gòu)核心部件是電動機和減速器設(shè)計，這兩者組裝成一個整體。其中的可逆性永磁直流電機，電機有兩組線圈繞到不同的磁場，控制開關(guān)的正、反旋轉(zhuǎn)，也就是說它可以上升或者下降控制門窗玻璃。根據(jù)不同的電動玻璃升降器的升降機構(gòu)可分為三種類型：繩輪結(jié)構(gòu)，叉臂結(jié)構(gòu)，靈活結(jié)構(gòu)。 ?2.2.1繩輪式玻璃升降器 電動玻璃升降器輪在歐洲廣受歡迎。它主要是由一個玻璃升降器電機，繩索，卷線筒，彈簧，滑動軸承支架結(jié)構(gòu)調(diào)整。當(dāng)車窗電機順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)，電動機的輸出軸通過驅(qū)動卷絲筒向前和反向旋轉(zhuǎn)，但是這種旋轉(zhuǎn)必須要經(jīng)過減速器。卷筒帶動滑動軸承和鋼絲繩連接，使滑座沿導(dǎo)槽中的支架機構(gòu)上下移動，將門窗玻璃定在滑座上，使玻璃可下降或上升。當(dāng)然了該裝置提高機械效率，減少摩擦損失是非常重要的，因此，要在導(dǎo)槽里面涂上潤滑，在上端與轉(zhuǎn)向支架的下端有一個動滑輪鋼絲制成的工程塑料，一方面降低了摩擦運動，同時，增加的彎曲的半徑值，增加鋼絲繩使用壽安。調(diào)整彈簧是消除鋼絲松弛現(xiàn)象，保證升降機性能可靠。 圖2.2所示，是一個單一的玻璃升降器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。其工作特點是旋轉(zhuǎn)的小齒輪，帶卷線筒纏繞鋼絲繩，帶動鋼絲繩，鋼絲繩通過定位導(dǎo)槽將滑輪定位，帶動滑動滑塊上下滑動，實現(xiàn)了玻璃升降運動。鋼絲繩的松緊度可用張緊輪進行調(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、護套5、滑塊6、手柄軸7、卷絲筒8、底板 圖2.3所示，是一個單一的軌道電動玻璃升降機的結(jié)構(gòu)圖。它主要組成部件是電機，鋼絲繩，鋼絲筒，導(dǎo)向槽，滑輪組，滑塊，調(diào)整彈簧等。當(dāng)電機作一個逆或順時針旋轉(zhuǎn)時，電機的輸出轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動卷筒，轉(zhuǎn)筒作反、正向旋轉(zhuǎn)。鋼絲繩繞在筒上，也隨著他的動作一起運動，滑塊與鋼絲繩連接，沿導(dǎo)槽向上或向下的運動，最后到達，玻璃片順勢做升降運動。在實際中，為了提高電動升降器傳動效率，減少運動摩擦。在所有的升降裝置表面的運動都涂有油脂，在導(dǎo)槽設(shè)置鋼絲繩滑輪，兩端轉(zhuǎn)動方便，有效減少摩擦，但也增加鋼絲彎曲曲率半徑，延長鋼絲繩使用壽命。 圖2.3 單導(dǎo)軌繩輪式電動升降器 為穩(wěn)定玻璃升降的重心，滑動板塊應(yīng)該跟車窗相連接。窗戶形狀不是一個簡單的平面，在門窗玻璃導(dǎo)槽只有一邊有的時候，單軌道結(jié)構(gòu)難以滿足玻璃升降器對于穩(wěn)定性的需求。因此，電動升降裝置的出現(xiàn)為雙導(dǎo)繩輪結(jié)構(gòu)。圖2.4及為結(jié)構(gòu)示意圖。與前者相比，玻璃在升降的過程中的穩(wěn)定性越來越好。汽車前面的窗戶，大部分運用這種結(jié)構(gòu)的比較多。因為前面的門窗，玻璃邊緣的兩側(cè)，通常有很大的不同，而且玻璃是不規(guī)則的。這種不規(guī)則的玻璃，使用一個單一的導(dǎo)繩器時，運動穩(wěn)定性比較差。在中高檔車的前門窗，追求高質(zhì)量的一般采用雙導(dǎo)向輪電動升降裝置。 圖2.4 雙導(dǎo)軌繩輪式電動升降器 2.2.2 叉臂式電動升降器 如圖2.5所示，該起吊裝置的結(jié)構(gòu)主要是由窗電機，叉臂，扇形齒板，玻璃支撐架，彈簧和導(dǎo)軌裝配起來。減速及電機和一個安裝支架固定在車門內(nèi)板。蝸輪輸出軸的一部分是一個小齒輪，小齒輪與扇形齒輪板接合，扇齒板和齒輪牢牢連接在一起，從圖中可以看出，其他三個樞轉(zhuǎn)臂在兩個樞軸連接在玻璃架槽，嵌在導(dǎo)軌的調(diào)整支點。當(dāng)電機轉(zhuǎn)動時，帶動小齒輪轉(zhuǎn)動帶動扇形齒輪轉(zhuǎn)動，帶動玻璃托架，上下移動，通過叉臂結(jié)構(gòu)，從而達到玻璃升降器的目的。這種機制，在小齒輪和齒板網(wǎng)，為了避免根切現(xiàn)象，經(jīng)常使用一個高度可變齒輪。螺旋彈簧的另外的緩沖作用，在玻璃下，彈簧的旋壓力增大，玻璃下降相對穩(wěn)定，而玻璃上升，彈簧的彈力起了很大的作用，這有利于手動玻璃升降器。電動玻璃升降器，制動轉(zhuǎn)矩電機可以選擇范圍小一點。 如圖2.5叉臂式電動升降器 ?2.2.3軟軸式電動門窗升降器 電動玻璃升降器的結(jié)構(gòu)主要由滑動軸承，車窗電機，軸套，滑動機構(gòu)和一套部件等。蝸輪輸出窗口調(diào)節(jié)電機端裝有鏈輪，柔性軸一般是一線繞在軟鋼絲由細(xì)的線到線，外層是一層植絨，植絨可以存儲，起潤滑作用，軸外輪廓是相當(dāng)于一個鏈，靈活軸安裝在節(jié)點和滑動軸承和軸套連接形成。電動玻璃升降器的柔性結(jié)構(gòu)，國內(nèi)很少使用，僅在一些進口配件市場，為客戶的轉(zhuǎn)換。撓性軸型的特點是傳輸結(jié)構(gòu)相當(dāng)緊湊，占用空間小。當(dāng)電機轉(zhuǎn)動時，在輸出端的鏈輪嚙合和軸外輪廓，驅(qū)動軸在成型套筒移動，使滑動軸承與玻璃門窗沿導(dǎo)軌支架機構(gòu)連接上下運動，達到升降玻璃的目的。 2.3 電動玻璃升降器的電氣部分 圖2.6，當(dāng)關(guān)閉點火開關(guān)后，窗門繼電器觸點閉合，接通電動門電路和電源，組合開關(guān)在開關(guān)“開”的位置，接通，電流通過門窗電機，電機轉(zhuǎn)動帶動升降裝置，使門窗玻璃上升；組合開關(guān)或開關(guān)在“關(guān)”的位置接通，電流通過門和窗戶的電機來改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向，從而改變玻璃門的上升或下降，到最后，斷路器關(guān)閉一段時間，然后返回接通狀態(tài)。 圖2.6 電動玻璃升降電機的電路原理 約160000公里別克君威轎車03款型，左側(cè)前門玻璃在中間位置時，按開關(guān)無反應(yīng)。首先檢查左前車窗玻璃升降器，正常的導(dǎo)火索。打開左前門內(nèi)飾板，拔下升降馬達兩線側(cè)連接器端子型系列用試燈。按玻璃升降器開關(guān)，指示燈正常亮，說明線路和升降器開關(guān)沒有問題，肯定升降器電機的問題。因為車主認(rèn)為我公司的玻璃升降器電機供價高于他的預(yù)期，要求自己購買。 取下玻璃升降電動機螺栓，電機殼體不接地，測試結(jié)果顯示玻璃升降器電機運行正常。當(dāng)升降器通過切換到跨電動機外殼輕輕地上升。會出現(xiàn)火花，但是當(dāng)控制升降器下降。 電動玻璃升降器的結(jié)構(gòu)：升降架，升降器和升降滑臂。電動玻璃升降器系統(tǒng)構(gòu)成：升降器開關(guān)，功率升降器，玻璃和玻璃導(dǎo)槽電動玻璃升降器的工作原理：玻璃升降器電機玻璃升降器開關(guān)-玻璃窗升降器升降開關(guān)電源控制玻璃升降器的關(guān)鍵部件。它具有更多的功能，上或者下由其控制，我們現(xiàn)在的玻璃升降器開關(guān)除了基本功能以及控制電流大小的作用，防止電流過大，燒壞電機。玻璃升降馬達是一個24V的直流電動機。 2.4 電動升降器的電機結(jié)構(gòu) 圖2.7示意，圖為電動升降結(jié)構(gòu)圖。動車升降器，車身外觀電機的技術(shù)性能特點，主要由汽車玻璃的工作環(huán)境和空間位置的電動機的結(jié)構(gòu)來決定。汽車的工作環(huán)境是在戶外，寒冷的冬天，炎熱的夏天有嚴(yán)格的灰塵，雨，雪等惡劣天氣條件下均可以使用。這些電動機需要耐得住高溫，抵擋住灰塵和水，抗振動的功能。電機被安裝在一個小的空腔內(nèi)，并在門面板，它決定了電動機的尺寸必須要小，在小的空間，同時也變得扁平。隨著人們追求轎車的舒適性，對電機要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，對其它電子小型車的沒有電磁干擾等。 馬達是一種永久磁鐵小型直流電動機，由該定子，電樞，電刷套，齒輪箱和其它部件的幾個組件。如若電機具備防夾，遙控器等自動化功能。加加還配備了電子馬達集成的模塊，從電機與完成的各種自動化指令的電子模塊。從原理圖可以知道，電動機仍然有許多部件是金屬沖壓，塑料注塑件，這有利于大批量生產(chǎn)。然而，電機是一種精密配合件的零件高精度的制造公差。電機配件模具制造精度的要求更加嚴(yán)格。否則將不能夠滿足電機不能太大，重量必須輕，噪音不能大，可靠性高等要求。 加工零件件中，關(guān)鍵的是蝸輪、蝸桿及其箱體的加工保證；電動驅(qū)動器和一個細(xì)長軸加工保證絕緣結(jié)構(gòu)和工藝保證;密封系統(tǒng)的配置和安裝的擔(dān)保; 焊接地方的準(zhǔn)確性和可靠性保證；碳刷系統(tǒng)和軸承系統(tǒng)的安裝保證;磁體性能的一致及粘結(jié)，充磁等性能的保證等等。 圖2.7 升降器電機結(jié)構(gòu)示意圖 第3章 繩輪式電動玻璃升降器的方案設(shè)計 本文設(shè)計的繩輪式電動玻璃升降器要求其電機旋轉(zhuǎn)時，輸出軸帶動繞線輪旋轉(zhuǎn)，繞線輪拉動繩索機構(gòu)。以此使得跟繩索機構(gòu)連接在一起的滑動支座順著導(dǎo)槽做升降活動，而在可移動的支架上，車門的玻璃固定在上面，這樣就能夠使得玻璃上下移動。同時在本文方案設(shè)計的過程中還應(yīng)考慮各部分零件運動時不發(fā)生干涉等問題。 3.1 車門玻璃外形的確定 有弧度的玻璃在車上已廣泛使用，有效地使用有弧面玻璃的可以有效的提升內(nèi)部使用空間，降低了門的厚度，使車有一個漂亮的外觀，從而使車身更趨于流線型，車輛內(nèi)部的空間可以加大。但是弧形玻璃制造起來有一定的難度，而且容易在使用的時候發(fā)生故障，一般球面弦玻璃控制在厚4毫米高。 轎車車門玻璃面主要分為五種類型： 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。 玻璃升降裝置的前提是車門玻璃的形狀，大小，位置的確認(rèn)，它們是門裝置的一個重要裝置。 圖3.1 車門玻璃 汽車玻璃一般采用厚度大多3.2毫米的3.5mm的鋼化玻璃。隨著審美的不斷提升，對整車造型要求也越來越高，為了適應(yīng)現(xiàn)今時代的需求，配合整體的汽車得風(fēng)格，玻璃從以前的單一曲率改為雙曲率。但根據(jù)玻璃的工藝考究，則玻璃的設(shè)計階段半徑R最好大于1500mm，因為這樣得華就可以將難度降低，減少成本，造成產(chǎn)品的合格率低。 通常大貨車車窗玻璃實際半徑的長度在R3000和4000之間，微型客車的半徑在2000?3000毫米，1500?2300毫米區(qū)間的玻璃窗用于小轎車上。門框高?車>微型>汽車，在350?600毫米。 本論文中選取R=2000mm，門框高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)玻璃托架隨著玻璃由上一個點到下一個點，在X方向上發(fā)生變形的最大合計量稱為總撓度B，所產(chǎn)生的總撓度值對于提升器的行駛阻力，變形的彈性和持久性有重要的影響，總撓度值太小，車窗玻璃和密封膠帶腰部壓力值小，密封性能不好; 總撓度值過大，車窗容易變形，且不容易恢復(fù)到原狀?？紤]到所允許的最大起重導(dǎo)致車窗自身彈性變形，及密封性的需要，根據(jù)模型大小為8-18mm之間普遍。據(jù)相關(guān)資料顯示，在能力B值適應(yīng)的選擇8-14mm一般橫臂之間，14-18mm之間的選擇合適的交叉臂式。當(dāng)B值大于18毫米，過分干涉繩升降導(dǎo)板與圓弧線排列出現(xiàn)時，繩子很容易損壞，鐵路電弧強烈的摩擦發(fā)生時，你需要選擇升降器的其他較常見的類型。 鑒于本文研究的課題是線繩式升降器的設(shè)計。故本文中得B值取15mm 圖3.2 升降器壓縮、引張量 1)上止點壓縮量：a小于等于12毫米；2)引張量的最大值：b≤9.3mm；3)下止點壓縮量：c小于等于25毫米 如何來布置升降器要以經(jīng)驗值來判斷，但凡事都不是一定的，最后的數(shù)值的確定還是要經(jīng)過校核，推薦值如表3.1所示。 表3.1 升降器布置尺寸推薦值 序號 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 上止點滾輪間距 ≥200mm 3 c 下止點滾輪間距 ≥190mm 4 d 馬達到內(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 升降器的理想的厚度指的是升降器安裝平面平行于參考平面之間的距離的移動；升降器安裝基準(zhǔn)面是指內(nèi)門板升降器的固定平面中，一般包括固定板夾持器和一個固定的輥槽2的平面，通常是為了制造一個模具，方便測量等這兩個原因，在同一平面上進行測量。基于兩個主要原則確定升降厚度值：確保升降機不會因為遭受過久而造成過大的扭矩，變形發(fā)生的太大，支撐玻璃升降器不會工作下去;升降器安裝表面，不影響其它功能部件，如門鎖等布局的其他部分。因此，按照經(jīng)驗一般給出的經(jīng)驗厚度值是30-45mm之間，不建議采取太多，否則升降機構(gòu)的強度會降低。 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，其實就是確定導(dǎo)軌中心線的空間位置。主要包括2個方面：1、確定導(dǎo)軌中心線在玻璃面上的投影位置；2、確定導(dǎo)軌中心線距離玻璃面的高度。根據(jù)經(jīng)驗，通常設(shè)計導(dǎo)軌上、下兩面分別到車門內(nèi)板和玻璃下表面的垂直距離是10-15mm。在本文中經(jīng)過分析發(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)軌的曲率取決于車門玻璃的曲率。前面我們已經(jīng)對車門玻璃進行的研究。下面我們將用公式來確定升降器導(dǎo)軌的曲率： 其中r為假設(shè)圓環(huán)面的一個小圓；R為r繞著的2半徑；n表圈數(shù)，t表自變量。經(jīng)計算本文中升降器導(dǎo)軌的曲率為：X=250；Y=428；Z=125。 3.6 升降器導(dǎo)軌長度的確定 玻璃升降器的軌道必須要整體比玻璃運動的行程長，;再次要保證玻璃的升降運動，你需要安裝在導(dǎo)軌上其他的一些部件，主要有滑板，轉(zhuǎn)動方向的架，滑動輪子的架子和滑繩滑輪支架。導(dǎo)軌的長度需要預(yù)留一定的安全余量，該余量的值是不確定的，需要根據(jù)經(jīng)驗來確定余量的值是多少，一般超越軌道轉(zhuǎn)向架的上端面大致超出外邊緣1-2mm的，超出的下端面滑動引導(dǎo)框外邊緣線為1-2mm。 由于這項議案玻璃的整個運動的行程為400毫米。綜合各項因素以后，我們將導(dǎo)軌的長度設(shè)定為500mm 3.7 升降器導(dǎo)軌橫截面的確定 軌線玻璃升降器作為整個設(shè)計的核心，它的橫截面形狀的會影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和平穩(wěn)運行。在設(shè)計方面，同時也影響了如何設(shè)計能與之相協(xié)調(diào)的同區(qū)域的零件，尤其是滑板設(shè)計，經(jīng)過這么多年的研究，其截面已比較全面。 在本次設(shè)計中，我們將廣泛采用一個橫截面。具體結(jié)構(gòu)詳見圖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 對于滑板而言，首先要保證其強度足夠，如果不夠，在玻璃摩擦力、重力等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。 在這種設(shè)計中，基于確?；宓膹姸然A(chǔ)上，以減少摩擦。我們將滑動體設(shè)計為主體的金屬部件，連同結(jié)構(gòu)塑料件，塑料件應(yīng)具有向與所述軌道部配合地滑動。如圖3.5所示滑板的具體結(jié)構(gòu)圖 圖3.5滑板結(jié)構(gòu)圖 3.9 升降器電機座板的確定 在本次設(shè)計中，車門內(nèi)板上已經(jīng)給出電機座板的安裝孔，同時還給出電機的安裝位置。因而無須過多的設(shè)計。具體結(jié)構(gòu)詳見圖3.6電機安裝方位圖。 圖3.6 電機安裝方位圖 3.10 升降器鋼絲繩出線角度的確定 升降器鋼絲繩扣在塑件裝在沿軌道方向上的滑動，上下運動拉直，分別在上導(dǎo)輪繩滑動架和下架后。角度的變化，需要一種靈活的曲線在過渡到基板。升降機運動的過程中，左右車輪旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動線，從而東邊繩運動，在鋼絲繩的拉動下滑板完成上升和下降運動。在導(dǎo)軌和電機底座的安裝位置以及主要輪廓基本確定的條件下對角度進行確定。這個角度是確定為完成最后的基本條件，而且要確保繩不會干擾其它部件。 本文中鋼絲繩出線角度在經(jīng)過裝配及相應(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構(gòu)的重要零件之一。也是升降器在牽引過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，鋼絲繩總長度為800mm。 鋼絲繩在工作中起傳力作用，通過滑塊帶動玻璃上升下降。因此，要求鋼絲繩柔性好并具有足夠強度和良好的耐磨性、耐腐蝕性。鋼絲繩及夾頭抗拉強度應(yīng)大于2000N，并經(jīng)過25000次循環(huán)無損壞。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。目前，升降器常用的鋼絲繩直徑是1．5mm。 3.12 升降器繞線盒的確定 升降器繞線盒安裝在電機底板上，起到固定繞線輪的作用。他的外形設(shè)計需要滿足以下3點要求：1、保證繞線輪的安裝；2、確保升降器電機的座板和繞線盒配合一致，不干擾其他零部件；3、保證繞線盒的側(cè)面開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)計的繞線盒的具體結(jié)構(gòu)詳見附件裝配圖。 3.13 升降器導(dǎo)槽的確定 導(dǎo)板是在玻璃升降器占據(jù)重要的位置，并且其制造質(zhì)量和精度會影響玻璃上升的平滑度。當(dāng)下生產(chǎn)的汽車采取的車窗的形狀都是大曲率圓弧形狀，這給制造商帶來了一定的困難。在選擇導(dǎo)軌材料時要考慮較容易成形的材料；又因?qū)к壱惺懿ＡУ馁|(zhì)量以及玻璃運行時的阻力，因此又要求導(dǎo)軌要有足夠的強度和剛度。另外，因為它的安裝位置在車門里面，特別容易受潮、水以及灰塵的侵蝕，容易腐蝕生銹。一旦導(dǎo)槽腐蝕生銹，就會影響玻璃升降的平穩(wěn)性，還會造成升降異響問題。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度鍍鋅鋼板。制造工藝可以，采用滾壓成形方法，來解決了成形和剛度問題，同時還能保證了導(dǎo)軌表面光潔無劃傷現(xiàn)象。 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，為了提高導(dǎo)槽的性能，也開始采用高強鋼做導(dǎo)槽的材料。 3.14 升降器電機參數(shù)的確定 升降器電機的結(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，升降器電機是升降器的動力之源。在本次設(shè)計中，我們選用JC/LC-578VA電機。其重要參數(shù)，如表3.2 升降器電機參數(shù)所述。 表3.2 升降器電機參數(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 重要運動部件的數(shù)據(jù)校核 4.1 升降器運動行程的校核 為保證玻璃升降器的運動行程、零件運動終端的干涉問題。必須要對其運動行程進行校核。玻璃升降器的行程在第三章已經(jīng)確定為400mm。 為了保證升降機構(gòu)的有效工作我們在原來行程的基礎(chǔ)上在加10mm。最終以203mm＞167mm。本次升降器的設(shè)計是合理并且行之有效的。 4.2 升降器電機傳動動力的校核 之前我們已經(jīng)將電機的型號和各項參數(shù)確定下來。由之前的數(shù)值可知，電機的額定扭矩為3Nm。 當(dāng)升降器的電機工作時候，切應(yīng)力只在橫截面上，其方向和扭矩轉(zhuǎn)向一樣，大小沿半徑呈線性分布，圓心處為零，外圓周邊緣各點處最大。切應(yīng)力的計算公式為： 將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入上面的公式可以得到扭矩等于2.65Nm小于3Nm。 所以電機傳動動力足夠。 第5章 繩輪式電動玻璃升降器電子控制系統(tǒng) 5.1 前座電動升降器 1、 控制開關(guān)關(guān)閉，汽車內(nèi)相關(guān)開關(guān)結(jié)合，前面的電動機相關(guān)開關(guān)也結(jié)合。也就是說前面的電動機不工作。 2、 如果汽車駕駛室里面關(guān)閉控制器，比如前面電動機的開關(guān)座向上移動。相關(guān)開關(guān)結(jié)合，這里電流的流向就是由電源到前面電動機再到搭鐵，前座電動機運轉(zhuǎn)，玻璃上升。 3、 如果前面電動機的開關(guān)做往下移動，也就是相關(guān)開關(guān)結(jié)合這里電流的流向就是由電源到前面電動機再到搭鐵，前座電動機運轉(zhuǎn)，玻璃下降。 5.2 后座右側(cè)電動升降器 1、如果關(guān)閉控制開關(guān)的時候，汽車駕駛室里面相關(guān)控制開關(guān)結(jié)合，后面右側(cè)的電動機上的相關(guān)開關(guān)結(jié)合。也就是后座右側(cè)電動機兩端搭鐵，此時機構(gòu)不工作； 2、 如果汽車駕駛室里面關(guān)閉控制器，比如前面電動機的開關(guān)座向上移動。相關(guān)開關(guān)結(jié)合，這里電流的流向就是由電源到前面電動機再到搭鐵，前座電動機運轉(zhuǎn)，玻璃上升。 3、 如果前面電動機的開關(guān)做往下移動，也就是相關(guān)開關(guān)結(jié)合這里電流的流向就是由電源到前面電動機再到搭鐵，前座電動機運轉(zhuǎn)，玻璃下降。 5.3 后座左側(cè)電動升降器 1、如果關(guān)閉控制開關(guān)的時候，汽車駕駛室里面相關(guān)控制開關(guān)結(jié)合，后面左側(cè)的電動機上的相關(guān)開關(guān)結(jié)合。也就是后座左側(cè)電動機兩端搭鐵，此時機構(gòu)不工作； 2、 如果汽車駕駛室里面關(guān)閉控制器，比如前面電動機的開關(guān)座向上移動。相關(guān)開關(guān)結(jié)合，這里電流的流向就是由電源到前面電動機再到搭鐵，前座電動機運轉(zhuǎn)，玻璃上升。 3、 如果前面電動機的開關(guān)做往下移動，也就是相關(guān)開關(guān)結(jié)合這里電流的流向就是由電源到前面電動機再到搭鐵，前座電動機運轉(zhuǎn)，玻璃下降。 5.4 駕駛員電動升降器 1、如果關(guān)閉控制開關(guān)的時候，電動機兩邊成搭鐵的狀態(tài)，此時電動機不工作； 2、如果向上按動控制開關(guān)的時候，前面電動機的開關(guān)座向上移動。相關(guān)開關(guān)結(jié)合，這里電流的流向就是由電源到前面電動機再到搭鐵，前座電動機運轉(zhuǎn)，玻璃上升。 3、如果向下按動控制開關(guān)的時候，前面電動機的開關(guān)座向下移動。相關(guān)開關(guān)結(jié)合，這里電流的流向就是由電源到前面電動機再到搭鐵，前座電動機運轉(zhuǎn)，玻璃下降。 5.5 電動玻璃升降器過流保護 5.5.1電動玻璃升降器的控制 電動玻璃升降器控制和保護主要來自電動玻璃升降器電機控制?，F(xiàn)代電動玻璃升降器主要是集中控制，即接受各玻璃升降開關(guān)信號通過一個中央控制器，然后由中央控制器，以控制相應(yīng)的電動玻璃升降器下降或者是上升。 5.5.2電動玻璃升降器過流保護的分類 根據(jù)過電流保護裝置，可分為：內(nèi)部的過電流保護和外部的過電流保護。內(nèi)部過電流保護電路的過電流保護是被集成到在電動玻璃升降組件，由于增加內(nèi)部過流保護整體電動玻璃升降組件的空間，并且由于電升降器位于所述門的內(nèi)部，它的環(huán)境更加苛刻，受以下因素影響的沖擊，內(nèi)部保護電路在劉哦可靠性都有所下降。出于這個原因，現(xiàn)代轎車電動玻璃升降器內(nèi)部的過電流的過電流保護很少使用。外部的過電流保護是電動玻璃升降器電流保護電路集成調(diào)節(jié)器裝配到外部設(shè)備，如一個中央收集器，保險絲和繼電器組件。由于外部玻璃升降馬達的過電流保護，可減少整體的足跡組件，它被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代轎車。 第6章 結(jié)論與展望 6.1 結(jié)論 與傳統(tǒng)的玻璃升降器相比，玻璃升降器電線具有可靠性高，結(jié)構(gòu)合理，操作簡便，易于操作等優(yōu)點，有效提高了汽車的乘坐舒適性。玻璃升降器電線從電動馬達，機械升降機構(gòu)和控制系統(tǒng)具有三個主要組件。關(guān)鍵的電動玻璃升降器結(jié)構(gòu)的電機，它采用了可逆電機永磁直流電機，電機內(nèi)部有兩種不同的磁場線圈周圍，通過控制開關(guān)做正向和反向的，這意味著你可以控制門窗上漲或降低玻璃的。玻璃升降器電線的結(jié)構(gòu)，這是等于相同類型的玻璃升降器手動添加的電動機和齒輪組件的三個部分。電動升降器的設(shè)計進行了詳細(xì)的分析和闡述 1、整個電動升降器的發(fā)展，對未來市場前景的預(yù)測; 2、闡述了線繩式電動玻璃升降器的結(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)計方案； 4、對主要部件進行校核分析，避免出現(xiàn)運動干涉； 5、設(shè)計電動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，隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展和電子技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，最近國外以開發(fā)多種新型玻璃升降器以達到減振、減噪、延長其壽命的目的。 6.2 進一步工作的方向 1、因線繩式自動升降器零部件部件復(fù)雜，未能對所有零部件進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、對相應(yīng)零部件未能夠進行受力分析，也沒有提出相應(yīng)的優(yōu)化方法及優(yōu)化方案。這一點在今后也應(yīng)該加強。 參考文獻 [1] 國家發(fā)展和改革委員會．QCFF 626--2008汽車玻璃升降器[S]．2008． [2] 全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會．Qcrr636--2000汽車電動玻璃升降器[S]．2000． [3] 蔣斌．淺論汽車玻璃升降器的結(jié)構(gòu)與發(fā)展[J]．汽車技術(shù)，1996.2年第10期 [4] 黃金葭．汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計[M]．長春：吉林工業(yè)大學(xué)出版社．1989(3) [5] 潘旭峰．現(xiàn)代汽車電子技術(shù)[M]．北京：北京理工大學(xué)出版杜． [6] 曹云翔 郭瑞文 季強 汽車玻璃升降智能控制器及其控制方法[J].2003.10 [7] 宋海巍，郭東邵．中國汽車工業(yè)發(fā)展趨勢研究2010一5—05 [8] 李春風(fēng)．汽車門鎖機構(gòu)及其控制系統(tǒng)的研制．學(xué)位論文2009 [9] 吳君杰．電動玻璃升降器．汽車實用技術(shù)2003，(10)：34 [10] 曹云翔．電動門窗升降器及其控制系統(tǒng)的發(fā)展情況．汽車與配件，1995，(22)：11—13 [11] 魯偉．汽車車門玻璃升降器結(jié)構(gòu)研究與仿真．學(xué)位論文，2008 [12] 羅思東，吳劍．電動門窗升降器用鋼絲繩的研究．上海工藝與材料，2002，(8／9)： S4—57 [13] 汽車工程手冊編輯委員會．汽車工程手冊．設(shè)計篇．北京：人民交通出版社，2001 [14] 汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：《QC／T636—2000汽車電動玻璃升降器》2000 [15] 丁煒，胡平，王慧勇，董軍．車門玻璃升降器智能化軟件的開發(fā)及其關(guān)鍵技術(shù)．機械工程學(xué)報，2006，(6)：106．11 1 [16] 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