本科畢業(yè)設計（論文）1摘 要乘客門是客車的重要組成部分，是乘客上下車的通道，對客車的整體造型也起著重要的協(xié)調作用。隨著我國汽車技術的發(fā)展，在長途車中我國汽車廠家已普遍采用了優(yōu)勢突出的外擺式乘客門。 外 擺 式 乘 客 門 是 一 種 無 軌 道 的 移 出 車 門 ， 門 扇 靠 回 轉 臂 支 撐 ，依 靠 轉 軸 的 轉 動 帶 動 門 扇 作 近 似 于 平 行 移 動 的 運 動 ， 因 而 也 稱 為 平 移 門 。be 設計主要結合現(xiàn)階段汽車生產企業(yè)流行的生產車門結構---外擺門，對外擺門的結構進行設計分析；通過從車門結構，驅動方式，緩沖裝置，緊急開關裝置，省力分析等幾個方面進行分析設計，同時運用 CAD 軟件進行二維圖繪制，結合 UG 三維軟件進行分析三維建模，為設計奠定基礎，更能清晰說明設計思路與過程。關鍵詞：外擺門；緩沖裝置；分析；建模；AbstractPassenger door is an important part of the bus, is the passageway for passengers to get on and off, and also plays an important role in coordinating the overall shape of the bus. With the development of automobile technology in our country, the external swing passenger door with outstanding advantages has been widely used in the long-distance vehicles in our country. External swing passenger door is a kind of trackless moving out door. The door fan is supported by the revolving arm. It drives the door fan to move approximately parallel by the rotation of the revolving shaft, so it is also called translation door. The be design mainly combines with the popular production door structure of automobile manufacturing enterprises at present, i.e. the external swing door, to design and analyze the structure of the external swing door; through the analysis and design of the door structure, driving mode, buffer device, emergency switch device, labor-saving analysis and other aspects, at the same time, the use of CAD software to draw two-dimensional drawings, combined with UG three-dimensional software to analyze and three-dimensional modeling. Design lays the foundation for a clearer description of the design ideas and processes. Key words: external swing door; buffer device; analysis; modeling;本科畢業(yè)設計（論文）2目 錄摘 要 .1目 錄 .2第 1 章 緒 論 .31.1 客車門的簡介 31.2 課題研究的目的及意義 31.3 國內外的發(fā)展趨勢 31.3.1 國外客車發(fā)展狀況 41.3.2 國內客車發(fā)展狀況 41.4 研究的方法及技術路線 51.4.1 研究方法 51.4.2 研究技術路線 5第二章 客車外擺門的總體設計 .52.1 客車乘客門的分類 52.2 外擺乘客門的簡介 62.3 外擺乘客門的構造 62.3.1 外擺門鈑金件 .62.3.2 外擺門的驅動機構 .72.3.3 外擺門的支點 .82.3.4 外擺門導向結構 .92.3.5 外擺門的鎖止機構 .9第三章 外擺式乘客門的設計與計算 .103.1 外擺門的運動機構 103.2 設計參數的確定 103.3 外擺門運動方式設計 103.3.1 旋轉中心的確定 .113.3.2 鉸接中心的確定 123.4 外擺門的間隙設計 14第 4 章 外擺門密封結構的設計 .154.1 密封結構的分析 154.2 單邊密封 164.3 雙邊密封 164.4 內嵌密封 17第 5 章 外擺門運動機構設計 .185.1 開關門的工作原理 185.2 緩沖裝置的設計 195.3 車門緊急開關設計 19第六章 后置發(fā)動機艙門設計 .206.1 艙門的結構 .206.2 空氣液壓支撐機構設計 206.3 鉸鏈的設計 21總 結 .21致 謝 .22本科畢業(yè)設計（論文）3參考文獻 .23第 1 章 緒 論1.1 客車門的簡介隨著科技的進步，社會的發(fā)展，汽車行業(yè)也在飛速發(fā)展。伴隨而來的就是汽車的結構及乘客門的結構形式越來越多。同時乘客門是客車的重要組成部分，是乘客上下車的通道，對客車的整體造型也起著重要的協(xié)調作用。客車外形是影響客車阻力，燃油經濟性等性能的一個重要因素。乘客門是車身外形的一個組成部分，它不僅與客車的動力性、經濟性密切相關，而且直接影響客車外形的美觀與動感。隨著車速的不斷提高，客車的空氣動力性問題越來越突出。過去我國采用較多的是折疊式車門，由于車門內陷而增加了汽車的空氣阻力，產生風流噪聲，而且由于車門縫隙大，密封困難，在形式中產生強烈的振動噪聲和漏塵，從而嚴重影響乘坐舒適性。導槽滾輪式乘客門雖然無內陷，但是在車身側壁有導槽。因此，在國外的許多旅游客車和長途客車上出現(xiàn)了一種使車身表面平整光滑的乘客門，這就是外擺式乘客門。近年來，外擺門已經在我國客車生產中得到廣泛應用。1.2 課題研究的目的及意義近些年以來，隨著我國國民經濟建設的高速發(fā)展與國家“十一五”規(guī)劃綱要的成功實施，能源礦山、農田水利、市政工程、道路交通等對汽車產品需求和要求等迅速增長與增加，使得我國汽車行業(yè)抓住了難得的歷史機遇，順勢地不斷快速發(fā)展、成長與壯大，同時也遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。 “十一五”期間，工程機械行業(yè)規(guī)模總量、銷售收入均躍居世界首位，成為我國國民經濟發(fā)展的重要支柱產業(yè)之一。隨著國家經濟的發(fā)展與工程機械行業(yè)的快速進步，國內外對其需求量與日俱增，但是所謂機遇與挑戰(zhàn)并存，工作條件的更加復雜與艱難化，人們對客車工作可靠性、可維修性、安全性和燃油經濟性也就提出了更高的要求。另外，作為客運主要工具它追求的是速度與負荷之間的自適應能力、降低比油耗、提高作業(yè)生產率，充公利用發(fā)動機功率，即追求最大的作業(yè)生產率、經濟性、動力性，也就是說能夠使發(fā)動機功率得到充分發(fā)揮，使客車乘客上下車方便，車門的安全可靠性是很關鍵的一步。本科畢業(yè)設計（論文）41.3 國內外的發(fā)展趨勢1.3.1 國外客車發(fā)展狀況由于客車車身附件品種繁多，大部分附件又都包含有多門學科內容。在一些發(fā)達國家中不但大部分附件是由專業(yè)廠生產，而且各專業(yè)生產廠家都有自己的研究開發(fā)和試驗中心。能完全獨立自主地根據客車廠的要求生產出合格、滿意的產品提供給客車廠使用；或者各附件生產廠家根據市場的要求或根據政府職能部門規(guī)定的標準和型譜要求開發(fā)出各種規(guī)格的系列化產品，供客車廠選用。這樣，一方面可以使客車廠把自己的精力全部投入到客車的性能、外形和車身結構等整車的研究、設計、試驗和制造方面，減少了人員，提高了效率，同時也利于提高整車的性能和水平；另一方面，由于各附件廠也是專業(yè)化生產，為了自身的生存和發(fā)展，也會加大投入，對關系本附件性能、功能和可靠性方面的問題進行研究，有利于各附件廠本身的提高。在國外發(fā)達國家中，絕大部分車身附件都在專業(yè)廠生產，有系列化產品供客車廠選用。即使客車廠對某些附件有新的要求，也能及時研制，生產出滿意、合格的產品，滿足客車廠的要求。因此，國外發(fā)達國家生產的客車不論其檔次的高低，車內和車外看起來都很簡潔、流暢，很少有湊合的感覺。1.3.2 國內客車發(fā)展狀況國內客車車身附件的情況就完全不是這樣。除一些結構復雜或專業(yè)性要求較強的附件(如車用空調系統(tǒng)、暖風機、燈具、儀表、膠條、玻璃、后視鏡、刮水器、主體聲音響、后視電視系統(tǒng)等) 為一些專業(yè)廠生產外，其它一些附件(如整套座椅、自動門、駕駛員門、行李艙門、后置發(fā)動機艙門及其鉸鏈機構、鎖止機構；儀表臺；側窗總成；冷風及暖風管道和出風口；內行李艙、艙門及鎖止機構；內飾等)一般都由各客車廠自行生產。由于各客車廠的任務是整車生產，不能為這些附件花費較多的人力物力；而這些附件都或多或少地包含有多方面的學科內容，每一樣附件的改進和提高都需要有較大的投入。因此，現(xiàn)有附件與國外發(fā)達國家相比有著較大的差距。其主要表現(xiàn)為：1.功能不全。國內現(xiàn)有的一些附件只有一種或很少幾種功能，很難滿足不同檔次、不同類型的客車對其提出的要求，特別是很難滿足隨著時代的發(fā)展，人民生活水平的提高而提出的安全性、舒適性、方便性等諸方面的要求。如自動門，國內生產的自動門一般只具備有由駕駛人員或售票人員操縱的門開閉功能，缺乏完善的防夾功能；停車才能開閉的功能；乘客可貯存開關要求，且直接操縱停車信號的功能；直接操縱門開關下車和停車功能；在門口進出頻繁的情況下，使用電子裝置延長門的開啟時間的功能等。本科畢業(yè)設計（論文）52.性能較差。國內現(xiàn)生產的大部分附件由于缺少必要的研究和試驗，都不同程度的存在性能不好問題。如國內生產的座椅，由于減振材料的固有頻率和相對阻尼系數不能很好地同客車懸掛系數相匹配，一般都存在著起不到降低傳到人體振動加速度的作用，有些甚至還有放大作用。3.可靠性不高。國內現(xiàn)生產的大部分附件的可靠性都不甚好，有些附件由于早期失靈而影響到整車的運行?？蛙嚨耐鈹[式乘客門的門泵由于未進行必要的研究和試驗，致使有的門泵早期失靈、在車輛運行中門被風吹開，碰壞了門和側圍，迫使該車只能停止運行。1.4 研究的方法及技術路線1.4.1 研究方法（1）通過查閱相關資料，掌握客車外擺門的主要參數。（2）充分考慮已有履帶推土機客車外擺門的優(yōu)缺點來確定客車外擺門的總體設計方案，對現(xiàn)有裝置的不足進行分析。（3）對設計的履帶推土客車外擺門進行修改和優(yōu)化，最終設計出能滿足要求的客車外擺門。1.4.2 研究技術路線（1）根據題目和原始數據查看相關資料，了解當今國內外客車外擺門的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展前景，撰寫文獻綜述和開題報告。（2）根據產品功能和技術要求提出多種設計方案，對各種方案進行綜合評價，從中選擇較好的方案，再對所選擇的方案做進一步的修改或優(yōu)化，最終確定總體設計方案。（3）具體設計履帶客車外擺門的驅動裝置、工作裝置等。 （4）對所設計的機械結構中的重要零件進行校核計算，如齒輪軸、軸承等，保證設計的合理性和可行性。 ；（5）繪制零件圖、裝配圖，完成要求的圖紙量；（6）整理各項設計資料，撰寫論文。第二章 客車外擺門的總體設計2.1 客車乘客門的分類客車乘客門的結構形式主要有 3 種：折疊式、外擺式、內擺式。折疊式乘客門打開時呈折疊形式，是各種客車普遍采用的傳統(tǒng)形式的乘客門。具有單軸 2 頁和雙軸 4 頁 2 種形式。本科畢業(yè)設計（論文）6外擺式乘客門又稱外開平移式乘客門。外擺式乘客門在關閉時，其外側與車身外側面平齊，密封效果、美觀性好，近年來不僅在中、高檔城間客車上普遍采用，且在城市客車上也得以推廣應用。具有單擺和雙擺 2 種形式。內擺式乘客門又稱內開回移式乘客門。內擺式乘客門是乘客門中開啟后凈開度最大的一種，方便乘客上下車，尤其適用于城市客車。也具有單擺和雙擺 2 種形式。結合目前各車廠及車型的使用情況，本設計采用外擺式客車門。2.2 外擺乘客門的簡介外擺乘客門與折疊式乘客門相比的優(yōu)點有：1．開度大，可以開啟到門框寬度，有效利用門框空間，保證乘客上下車方便。2．具有良好的密封性，密封結構簡單。3．開關方便、安全，操縱靈巧。4．剛性較好、不易變形下沉，行車時不易產生振動噪聲。外形與整車協(xié)調，無凹陷，行車時空氣阻力小，造型美觀。5．由于外擺式車門驅動機構和鎖止機構復雜,成本高;開啟過程中外擺的幅度較大,有可能傷及等車的乘客。2.3 外擺乘客門的構造客車車門的種類很多，大致包括翻轉門、折疊門、平移門、內擺門和外擺門，其中折疊門、內擺門和外擺門又各自有單扇和雙扇車門的區(qū)別。在這些種類中，翻轉門主要用作客車的司機門和乘客安全門；單(雙)扇折疊門和單(雙)扇內擺門在城市客車中應用較為廣泛，平移門與雙外擺門的應用主要出現(xiàn)在國外的一些城市客車中；城間客車主要應用的是單扇折疊門和單扇外擺門，但在客車技術日新月異人們對城間客車的密封性和外觀造型的美觀性要求越來越高的今天，由于傳統(tǒng)的折疊式車門，車門凹陷于車身，不僅增加行車的空氣阻力，影響整車的外形美觀，而且由于車門縫隙大，密封困難，在行使中產生強烈的震動噪聲和漏塵，從而嚴重乘坐舒適性。近年，我國廠家已大量使用外擺式乘客門，外擺式乘客門與折疊式乘客門比較，具有以下一些優(yōu)點：a 開度大，可以開起到門框寬度，有效利用門框空間，保證乘客上下車方便。b 具有良好的密封性，密封機構簡單。c 開關方便，安全，操縱靈巧。本科畢業(yè)設計（論文）7d 剛性較好，不易變形下沉，行車時不易產生振動噪聲。e 外形與整車協(xié)調，無凹陷，行車時空氣阻力小，造型美觀。2.3.1 外擺門鈑金件由于外擺式乘客門截面形狀和車身側圍完全吻合，因此乘客門門扇外形弧度必須與車身相應吻合，它是由門扇骨架、外蒙皮、內蒙皮組成的。門骨架零件一般采用異型方鋼和槽型鋼截面型材，選材方便制作簡單。另外由于門扇周圈需要安裝密封膠條，因此，門扇周邊骨架零件常采用帶有止口的截面型材。門扇用Q235一A鋼制造太重，不利于門泵工作，所以，外擺式乘客門門扇常用鋁刊材和鋁板制作。如圖2-1，門扇由鋁型材l，2和鋁板3，4構成。型材1便于四周安裝密封膠條；門扇采用鋁板制作，可使門扇重量減輕，但門骨架型材焊接必須采用氬弧焊，而氬弧焊技術在國內不是太成熟，且成本較高，所以在使用上往往受到限制(鋁型材構件的焊接方法，是以物理方式清潔焊口表面氧化層；選用含硅4—7％的無鎂的鋁硅合金焊絲；進行TIG方式焊接，其焊接工藝參數可以是鎢極直徑1．6—5mm、噴嘴直徑6—14m m、焊接電流20—200A、氬氣流最5—141／min。它能有效地防止焊接裂紋且焊接成本低；通常為常溫施焊，工藝簡單易于掌握；焊縫機械性能良好，焊成的器件不變形。)圖 2-1 門扇結構示意圖2.3.2 外擺門的驅動機構按驅動機構的動力分，有電動、液壓、氣動三種，其中以氣動最為普遍，氣動日前又分為兩種，一種以普通門泵來驅動，另一種以旋轉門泵來驅動。旋轉門泵應用較多，門泵技術要求必須達到如表 1 的性能。當前氣壓為 0.45MPa工作氣壓（MPa） 轉矩（NM）提升力（N）門軸旋轉角度乘客門提升量（mm）乘客門軸彈簧力（N）本科畢業(yè)設計（論文）8圖2-2是氣動旋轉門泵的結構和原理圖，它是利用大導程絲杠4不自鎖特性，將絲杠4與驅動氣缸活塞桿6直接相連，把活塞直線運動轉變?yōu)槁菽?的旋轉運動，從而帶動門軸、支臂旋轉，使乘客門關閉。當門關閉時，螺母3受阻無法繼續(xù)旋轉，此時絲杠4、螺母3和門軸2受活塞推力作用，克服門軸上方彈簧1的壓力而上升，使門上的限位鎖塊與門框上的限位鎖扣相互嚙合，形成乘客門鎖止功能。門泵氣缸活塞的上升速度和車門擺動的旋轉速度是利用安裝在門泵氣缸上的可調螺釘來調節(jié)。開門室之前的網紋螺釘，以及關門室之前的網頭螺釘用以調節(jié)門的速度。目前，國內生產這種門泵的主要有淮安市汽車門泵廠、淮安市海山客車門泵有限公司、江蘇金湖汽車配件廠等廠家。由于開始時存在絲杠和螺母制造技術難關，所以生產的門泵存在著諸多質量問題，但經過近幾年的技術改造和技術引進，質量大大改善，目前已能供應成熟產品。2.3.3 外擺門的支點如圖2-3（外擺式乘客門機構圖）所示，乘客門支撐機構是由轉軸6、上支臂7、下支臂5和支撐桿2組成的，門扇通過轉軸支撐在上、下支臂上，轉軸下端是轉軸管通過連接齒套、轉桿螺母與門泵上轉軸連接，上端由固定于車體上的主軸卜支座8支承。上下支臂在旋轉過程中，由于要讓開門框，所以支臂設計成彎形。通過一系列調整緊固螺栓和調節(jié)螺桿，我們可以調整門與門框的間隙和面差，確定最佳位置。1、彈簧 2、門軸 3、螺母 4、絲杠 5、氣缸 6、活塞 圖 2-2 旋轉門泵結構和原理圖0.4-0.8 78 2500 130 10-15 600-700本科畢業(yè)設計（論文）91、門扇 2、支撐桿 3、拉桿 4、門泵 5、下肢臂 6、轉軸 7、上肢臂 8、主軸上肢座 9、圓形螺母圖 2-3 外擺式乘客門結構圖2.3.4 外擺門導向結構下拉桿又稱導向桿，他的作用是與支臂一起形成使門扇具有一定運動軌跡的四連桿機構，使門保持平行移動。下拉桿長度町通過左右旋螺紋作相應調整，現(xiàn)代旅游大客車下拉桿一般要裝在門扇底部，踏步下面。如圖2-3，安裝下拉桿時，首先根據與轉軸相對位置安裝踏步下拉桿支座，然后根據門扇支撐位置確定門扇下拉桿支座，最后將下拉桿兩端連接在踏步及門扇支座上，檢查門扇轉動是否平順，可調整下拉桿的長度。2.3.5 外擺門的鎖止機構各種外擺式乘客門都設有一套鎖止裝置，防止車輛高速行駛時旅客往外推門脫出，造成人員傷害。所以鎖止機構設計直接影響客車行駛的安全性，在每扇乘客門的兩邊各有一機械鎖止裝置，同時設置了門鎖，能從車外用鑰匙將車門鎖上或打開，以便在停車或壓縮空氣壓力不足的情況下門仍可安全地鎖住。它在客車行駛過程中一般不起作用，此時門扇無上升行程，一旦用機械方法將乘客門鎖住，就不可再操縱電啟動裝置，要保證門鎖開啟自如，不允許有卡死和脫節(jié)現(xiàn)象?？蛙囋谛旭傔^程中，乘客門處于上升位置，保證車門與車身緊密貼合及車門鎖止，通過旋轉門泵將門提升，靠門上的限位鎖塊I和門框上的限位鎖塊Ⅱ嚙合形成鎖止功能。如圖2-4。本科畢業(yè)設計（論文）10圖 2-4 鎖止機構第三章 外擺式乘客門的設計與計算3.1 外擺門的運動機構外擺式乘客門是利用四連桿機構原理實現(xiàn)其開閉運動的，門扇相當于四連桿機構中的兩桿，支臂則為原動件，下拉桿為從動件，并構成機構的兩連桿架。3.2 設計參數的確定為了便于分析，將圖 2-3 系統(tǒng)的運動簡化成圖 3-1，在進行運動設計之前，先確定一些基本參數。圖 3-1 機構運動簡化圖門框的寬度由車身總布置確定。然后，根據密封結構和工藝水平，就可確定車門與門框的間隙s及車門寬度1。車門的厚度t一般為30—40mm(根據車型種類具體確定)。彎臂與車門的鉸接點A到車內內壁的距離e，一般可在20～30mm范圍內選取。門泵的活塞桿中心，及立軸的中心0到踏步側壁(及門泵的安裝面)的距離a，是由門泵的結構確定的?；窗矎S生產的門泵a為56mm． 。啟開的車門停在側圍外側，其內壁離側圍的距離C，可在80-120mm的范圍內選取。C取小值時，門的開度會稍微增大。車門一級踏步的右側裝有門泵，其上有立軸。車門左端可留在門框內少許。其離踏步側壁的距離d，可以根據門泵的安裝尺寸a確定。D取小值時(可直至為零)時，通道尺寸可增大；d取大值時，對車門的運動設計有利。本科畢業(yè)設計（論文）113.3 外擺門運動方式設計車門的運動設計，也就是在上述參數已經確定的情況下，設計車門的運動系統(tǒng)，已達到既定的要求。當然，有的參數可能在設計中需要回過來進行修改。具體來說，車門的運動設計，就是確定立軸中心點O，主動臂-彎臂與車門的鉸接點A、約束桿兩端的鉸接點D和E的位置。3.3.1 旋轉中心的確定主動臂是帶動車門運動的，它的長短和位置會直接影響車門的運動、開度和位置。在確定O點和A點的位置時，有作圖法和計算法兩種方法。a 作圖法采用作圖法確定O點和A的位置時，一般是先確定其中一點，再通過作圖法求作另一點。先初定A點，再求作O點作用在車門上的力，都是通過上、下彎臂與車門的鉸接點A加到車門上去的。為使為使車門兩側受力均勻，且不使彎臂承受附加力矩，A點應位于車門寬度方向的中心，故初定X=1/2（如圖3-2所示） 。圖3-2 車門的運動設計（作圖法）求作O點時，先作出車門啟開后A點的位置A’ ，在連接從AA’ ，并做出其垂直平分線m，交與距踏步的距離為a的直線n于O點，則O點即為所求。因為O點是門泵的轉動中心，故必須以此點來檢驗門泵是否安裝的下。為此，在圖中畫出選定的門泵的橫截面外廓，其外端與車門內壁間的距離f（見圖2-6）如果能滿足結構的要求(例如車門密封結構和間隙等)，則所作出的O點，就町以定下來，否則，就需要重新確定。若因尺寸f不夠而重作時，可以減小尺寸x，使A點左移，也可以加大前面已經初定的本科畢業(yè)設計（論文）12尺寸d，使A’左移。重復上述步驟作圖，直到使作出的O點合乎要求為止。不過，減小尺寸墨會使車門受力不均，并增大彎臂長度，開門時所占車外空間也會增大；加大尺寸d，會縮小車門開度。所以，要綜合考慮這些因素，合理確定A點的位置。先確定O點，再求作A點，根據選定的門泵的外廓尺寸和轉軸中心至安裝面的尺寸a，留出必要的尺寸f后（見圖2-6） ，就確定了O點。根據O點求作A點時，先作兩條距車門內壁為e的直線p和q(見圖2-6)，然后，初取xl=0.51，即初定A1點。在以O點為圓心，OA1為半徑畫弧交直線q于A’l。按尺寸xl確定啟開的車門的最左端。再將尺寸dl與原定的尺寸d比較，如果他們相等或相近，那么Al點即為所求的A點。如果相差太多，就需重選x2值，再重復上述步驟。如還不行，在選x3值，直到合乎要求為止。這樣，就可最終確定A點。b 計算法先由選定的門泵尺寸按上述方法確定O點。設O點至側圍外面的距離為b(如圖2-7所示)，所求A點到車門左端的距離為x；過O點作直線ON平行踏步側壁，作AM和A’N分別垂直O(jiān)N,設垂足分別為M和N(見圖2-7)。圖 （2-7） 車門的運動設計（計算法）則在 和 中 OA=OA' (AM)2+(OM)2=(A'N)2+(ON)2 (1)OAMRt?Nt,??從圖中已經確定的參數可看出：AM=l+s-a-x (2)，0M=b-t-e (3)，A’N=x-d+a (4)ON=b+c-e (5)，將(2)、(3)、(4)、(5)式代入(1)式中得： (1+s-a-x)2+(b-t-e)2=(x-d+a)2+(b+ce)2整理后解得：x=[(1+s-a)2+(b-e-t)2]／2(1+s-d)-[(d-a)2+(b+c-e)2]／2(1+s-d)這樣，A 點的位置就確定了。3.3.2 鉸接中心的確定本科畢業(yè)設計（論文）13由上述分析計算町知，主動臂一彎臂與車門的鉸接點A，一般是在車門的中心偏左。為了使車門在運動中盡可能穩(wěn)定，約束桿與車門的鉸接點D，應盡量布置在車門的左邊。這樣約束桿與車門的鉸接點 D，也就確定了。采用作圖法確定約束桿的固定交界點E。連接DD’并作其垂直平分線k，那么E點必定位于直線k上?；谕鈹[門的工作軌跡是平行四邊形，故暫且過D點作直線DE平行AO，交直線k于E(如圖3-3)。并且很容易證明，四邊形OADE是平行四邊形。下面分析一下這樣作出的E點是否合乎要求。圖 3-3 車門的運動設計（作圖法）當車門在主動臂OA的驅動下運動時，A點的運動速度VA垂直于AO。因為四邊形DEOA是平行四邊形，所以D點的運動速度VD必定平行且等于VA。根據理論力學可知，這時車門在作平動，門上任意點的速度大小和方向，在任何時刻都與A點(或D點)的一樣。那么車門右端內側的F點的速度vF也與VA(即VD)相同(參見圖2-8)。這樣，即使忽略了車門在汽車縱向運動時車門與門框之間間隙S以后速度VF方向的改變，在開門時車門上的F點仍然會碰L門框上的G點，顯然車門不能啟開，所以上面作出的E點是不合要求的。在上述條件下，要想使F順利啟開而不被門框上的G點擋住，則F點的速度方向至少要沿直線FG方向。為此過G點作直線GF，F(xiàn)點的速度VF1的方向沿直線FG。過F點作直線FO1與VFl垂直，且與OA的延長線交于O1點，再過O1點作直線OlD，且與直線DD’的垂直平分線K相交于E1點(如圖2-8)，這樣就作出了約束桿的另一個固定鉸支點E1。顯然直線DEl與直線AO不平行，開門時，A點的速度VA與D點的速度VDI也不再平行。由理論力學知，此時車門不再做平動，而是繞瞬心Ol點作瞬時轉動。所以F點的速度VFl方向垂直與O1F且與FG一致。這時車門能順利啟開，只不過會擦過門框上的G點而已。求作鉸支點E1時，忽略了在車門完全退出門框之前F點速度方向的變化。而事實上，車門的運動瞬心Ol在運動過程中是時刻變化的，F(xiàn)點的速度方向也是隨時變化的。在離開本科畢業(yè)設計（論文）14門框之前，F(xiàn)點碰門框的可能性會增大。況且由于工藝方面的原因，車門與門框之問的間隙也可能會小于s，這樣車門就更難以開啟了。如果開門時F點的速度VF的方向垂直于汽車縱向而指向車外(見圖2-9)，那么定能使車門順利開啟。為此，要使D點成為開門時的瞬心只要調整D點的位置和參數e,b的數值，使O、A、D三點共線，那么不管E點位于何處，D點都是車門開始運動時的瞬心。如果E點位于直線DD’垂直平分線K與直線OD的交點上，即OEAD四點共線(參見圖2-9)，那么車門在啟閉過程中任何時刻都作平動，即平行四邊形OADE在車門運動過程中始終是平行四邊形。如果E點位于直線OAD以內的某處，如圖3-4中直線K上的El處，那么車門的運動是繞瞬心的轉動，隨著車門的開啟，瞬心的位置(即直線E1D和直線OA的交點)由D點逐漸遠離車門，故車門也近似于平動。圖 3-4 車門的運動設計（作圖法）按上述設計的外擺式車門運動系統(tǒng)，在臺架試驗中可以清楚地看出：在車門右端先近似地繞D點轉動而迅速退出車外(當然這與鉸接點運動副的問隙有關)，然后基本上作平動向右擺開。關門到門框時，門右端則稍稍滯后于左端。3.4 外擺門的間隙設計在設計時，一般用作圖法分析外擺式乘客門的運動軌跡，從而確定四連桿機構及各固定鉸和活動鉸的位置，并作模型驗證其是否與門框等部件發(fā)生干涉，然后確定車門與門框的周邊間隙。圖3-5是用作圖法確定車門的運動軌跡。圖3-5a是簡單平動的軌跡圖。當車門以四連桿機構ABCD按W方向移動時，車門內側E點的初始速度 與BD垂直；當E點移動到E’點并V平動到門框外側時，車門在X軸方向上的位移 ’很大。顯然，按圖3-5確定的四連桿EX機構及各鉸鏈點位置，其車門移動時要求的車門與門框的間隙 很大，這樣大的間隙X?本科畢業(yè)設計（論文）15密封困難，因此是不合理的。（a）簡單平動的軌跡圖 （b）改進后的四連桿機構 （c）回轉機構的確定圖 3-5 用作圖法確定門體的運動軌跡圖按上述方法作圖后，應按比例作簡單的模型，驗證其是否與門框立柱發(fā)生干涉，并保證車門與門框周邊間隙較小。另外，設計完工作圖后，應校核支撐機構的強度，以免由于支撐機構強度不足而引起車門下垂、傾斜，造成門鎖失靈及其它故障。第 4 章 外擺門密封結構的設計4.1 密封結構的分析在客車車身的設計中，客車車門的設計一直占據著非常重要的地位，車門設計的好壞與否，不僅直接影響到車輛的密封性，還會影響到整車的使用安全性和外觀。因此，在客車技術高速發(fā)展的今天，提高客車車門的設計技術水平，尤其是客車車門的密封結構設計是一項關鍵而重要的工作。本科畢業(yè)設計（論文）16客車外擺門密封結構主要以橡膠密封條為主要密封元件，并根據密封結構的不同配合以相應的鋁合金型材或扳金件。膠條密封結構種類很多，按照密封層數劃分，可分為單層密封和雙層密封；按照密封膠條的安裝位置劃分，可分為外露式密封結構和內藏式密封結構。4.2 單邊密封單層外露式密封結構(見圖4-1)的使用主要在20世紀80年代末和20世紀90年代初，當時外擺門結構在國內客車上的應用還處于起步階段，設計和制造水平較低，相關配套行業(yè)還很不完善。這種密封結構簡單，安裝簡便，通過固定于車門上的密封膠條2與門框搭接形成密封，密封效果較差，特別是在使用空調或換氣扇時，由于車內外存在氣壓差，密封膠條在氣壓作用下產生變形，嚴重影響密封效果。但與當時普遍使用的折疊門的密封效果相比，卻是邁上了一個新臺階，并且由于外擺門可以按照車體側圍弧線進行設計和制造，使整車外觀造型更趨于整體化，因此得到廣泛的應用。圖 4-1 單層外露式密封結構4.3 雙邊密封隨著客車技術的不斷進步，單層密封結構逐漸被雙層密封結構所替代。雙層密封結構中比較典型的結構見圖4-2和圖4-3，在圖4-2中，密封膠條2直接卡接在固定于門框和車門的鋁形材上，車門關閉后，2個膠條形成了一個密封腔，不僅在隔音、隔熱方面效果明顯，同時可以抵消車內外氣壓差對密封效果的影響。這種結構，對門框、車門的制造精度要求不高，門框與車門之間的間隙一般在25～30mm之間，密封膠條較寬，可以彌補本科畢業(yè)設計（論文）17門框及車門的制造缺陷，安裝也比較簡單。但是，由于寬膠條的存在，在門的四周形成較寬的黑邊，破壞了客車造型的整體感，對整車噴漆圖案影響較大(尤其是對有中門的客車)。圖4-3中的密封結構較圖4-2中的結構有了較大的進步，在這種結構中，門框外密封膠條2和門框內密封膠條3通過鋁型材固定在門框上，門密封膠條4固定在車門邊緣，車門關閉時，門框外密封膠條2與門密封膠條4相接觸并產生一定的變形而形成車門的第一道密封，門框內密封膠條3與車門型材5搭接形成車門的第二道密封。同時門框外密封膠條2在門框外形成防水槽也有利于車門的密封。這種結構在設計時，門框與車門之間的間隙一般在15～18mm之間，對間隙的要求和門框與車門的制造質量要求也較為嚴格，但門框外密封膠條2的防水槽部分可以掩蓋門框的些許不足之處。這種膠條在安裝調整時較費工時，對于前圍立柱弧度較大的車輛，防水槽部分容易產生起伏，影響外觀效果。現(xiàn)在已出現(xiàn)用密封鋁型材代替外密封膠條2的結構，外觀效果較好，可是由于鋁型材寬度較大，并且需加工成雙向弧線，成型難度很大。圖4-3中的密封結構雖然減小了密封膠條的寬度，但是并沒有從根本上解決外露膠條對整車外觀產生的影響。本科畢業(yè)設計（論文）18圖 4-2 圖 4-34.4 內嵌密封隨著人們對外觀重視程度的日益提高，出現(xiàn)了內藏式車門密封結構，具體結構見圖4-4、圖4-5和圖4-6。其中圖4-4中的密封結構與圖3比較相似，只是取消了門框外密封膠條，并將門框內密封膠條適當加長，這種結構門框與車門之間的間隙一般在10-12mm之間，密封效果與圖3中的密封結構相仿，但由于取消了防水槽，車門頂部密封較難保證，車輛在過淋雨間檢查時易產生滲漏，因而需對上部間隙及膠條的變形量嚴格控制。在圖4-5的密封結構中，門密封膠條5安裝于門板內側與固定于門框上的門框密封型材3接觸產生變形而形成車門的第一道密封，固定于門框內板2上的門框密封膠條4與車門接觸形成第二道密封。圖4-6中的密封結構與圖5相似，門密封膠條3安裝于門板內側并與門框接觸產生變形而形成第一道密封，固定于門框角材2上的門框密封膠條4與車門接觸形成第二道密封，同時門密封膠條3的后翼面與門板接觸并產生變形，形成內流水槽。這兩種密封結構密封效果良好，結構合理。由于門框與車門之間的間隙僅有6～7mm，所以對整車外觀效果幾乎不產生任何影響，但這2種密封結構對車門及門框的制造精度要求非常嚴格，任何缺陷都將一目了然，在安裝過程中，要求門四周間隙均勻，偏差應控制在±lmm以內，否則不僅影響整車外觀，還會對密封性產生決定性的影響。圖 4-4 圖 4-5本科畢業(yè)設計（論文）19圖 4-6第 5 章 外擺門運動機構設計5.1 開關門的工作原理汽車外擺門轉臂機構一般由門泵機構、門、彎臂和平衡桿等構成。門泵機構安裝在車身上，由氣缸、活塞桿、三頭滾道螺桿1及滾道螺母焊接總成2等組成，如圖5-1所示。圖 5-1 門泵機構組成圖接通氣源，氣缸活塞桿5上升或下降，帶動三頭滾道螺桿1上升或下降，迫使?jié)L道螺母2旋轉，從而帶動安裝在門上作用的彎臂旋轉，實現(xiàn)汽車外擺門的開啟與關閉。5.2 緩沖裝置的設計氣缸活塞桿5上升，對應著關門。所謂自由狀態(tài)，是指拆去門后的轉臂機構的彎臂旋轉是自由的。設滾道螺桿2的導程為 ，在自由狀態(tài)下，當活塞桿上升 時，則彎LmHm臂的旋轉角度 ?360/??LHQ假設氣缸活塞桿5上升 時開始緩沖，則此時彎臂的旋轉角度 即為1 ?360/1??LQ上升緩沖自由旋轉角度。當門與轉臂機構連接時，若設計的彎臂的旋轉角度為 ，即彎臂旋轉 時門關上，, ,為了使關門前出現(xiàn)緩沖，必須使'1Q?本科畢業(yè)設計（論文）20緩沖過程：氣缸活塞桿繼續(xù)上升 ，彎臂繼續(xù)旋轉角度H??360/???LH至緩沖結束，累計旋轉角度 Q?12要使關門前出現(xiàn)明顯的、理想的緩沖，必須使,2?5.3 車門緊急開關設計當應急閥打開放氣后，手動開、關門時，門推不動或推動比較費力應采取以下處理方法：a 沿遵時針方向輕輕旋轉門開關速成調節(jié)閥2圈左右，調至手動推門不費力為止。b 檢查高壓導氣管氣路是否暢通，不允許有折死彎曲現(xiàn)象。c 用氣動開關試運行，使門達到開關運行平穩(wěn)。門夾住人后不能及時自動打開時，可先將電源切斷，然后拆下下防夾開關，將防夾開關上的壓輪彈簧片向外輕輕扳一角度，再裝到門泵上試運行。迭樣不斷調整，直至合適為止。注意扳動防夾開關上的彈簧片時，切勿用力過大，角度轉動也不可太大。防夾開關、踏步燈開關為易損件，應在所有功能調試好后最后安裝，并及時裝好門泵護罩。第六章 后置發(fā)動機艙門設計6.1 艙門的結構發(fā)動機艙門主要由蒙皮，鉸鏈，門鎖，液壓支撐桿等組成。艙門的外板由鐵皮制作。對鐵皮表面進行噴漆處理。6.2 空氣液壓支撐機構設計空氣彈簧的公稱力應根據門的材質來選取，奇彈簧的伸長量及總長應根據所選的鉸鏈確定適當值，滿足舉升高度、自鎖、開關艙門力適當等要求。一般來說，在門打開15·-30·左右時，門就要自動開始舉升，到伸長2/3左右時，到達氣彈簧的液力阻尼段，緩慢升到最高點。用AUTOCAD校驗普通鉸鏈即可。 校 完 氣 彈 簧 總 長 及 伸 長 量 之 后 ，本科畢業(yè)設計（論文）21還 要 注 意 校 核 出 來 的 氣 彈 簧 能 否 生 產 得 出 來 ， 因 為 校 核 的 只 是 一 個 理 論 值 。一 般 來 說 ， 伸 長 量 *2+（ 廠 家 給 定 的 一 個 長 度 ） ≤ 氣 彈 簧 總 長 （ 廠 家 給 定 的一 個 長 度 是 指 氣 彈 簧 完 全 壓 縮 后 伸 出 桿 與 導 向 桿 之 間 的 最 小 距 離 ， 廠 家 不同 ， 距 離 不 同 ， 技 術 水 平 越 高 ， 這 個 數 值 就 越 小 ） 。氣 彈 簧 公 稱 力 可 由 門 的 重 力 轉 矩 和 氣 彈 簧 的 上 升 轉 矩 的 平 衡 求 解 出 來 。 活 塞 桿 直 徑 和 缸 筒 外 徑 的 選 用 ： 當 公 稱 力 小 于 400N 時 ， 選 用 F8/F18； 當 公稱 力 大 于 400N、 小 于 650N時 ， 選 用 F10/F22； 當 公 稱力大于 650N、小于 1200N時，選用 F14/F28。 氣 彈 簧 上 支 座 的 固 定 位 置 和 下 支 座 的 高 度 也 要 注 意 ， 盡 可 能地 讓 氣 彈 簧 保 持 在 豎 直 線 上 ， 不 要 在 水 平 方 向 上 有 大 的 距 離 ， 如 果 那 樣 橫 向 分力 會 過 大 ， 將 導 致 門 體 表 面 出 現(xiàn) 漆 痕 ， 甚 至 油 漆 掉 裂 等 情 況 。 在 門 關 上 后 ，氣 彈 簧 的 下 支 點 應 在 上 支 點 以 外 ， 這 樣 才 會 產 生 自 鎖 力 ， 避 免 門 自 開 隱 患 ，距 離 也 不 要 太 大 ， 大 了 門 難 開 啟 。 另 外 ， 當 一 個 企 業(yè) 生 產 的 車 輛 類 型 較 多 ， 而所 用 鉸 鏈 的 類 型 不 多 時 ， 要 考 慮 氣 彈 簧 的 通 用 性 。 相 同 的 鉸 鏈 其 實 所 選 用 氣 彈簧 的 伸 長 量 是 差 不 多 的 ， 能 借 用 的 就 借 用 ， 樣 方 便 生 產 和 采 購 。 本 艙 門 氣 彈 簧 主要 參 數 如 下 ：6.3 鉸鏈的設計客 車 艙 門 鉸 鏈 機 構 有 合 葉 式 ， 彎 臂 式 、 組 合 式 、 滑 槽 式 、 平 移 式 、 及 平 擺四 連 桿 式 等 。常 用 的 艙 門 鉸 鏈 為 合 頁 式 鉸 鏈 機 構 ， 隨 著 整 個 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 ， 這 幾 年 大客 車 的 發(fā) 展 突 飛 猛 進 ， 艙 門 鉸 鏈 在 原 先 簡 單 的 合 頁 式 機 構 的 設 計 思 路 上 由 了 較大 的 改 進 ， 廣 泛 的 采 用 了 不 銹 鋼 薄 板 合 頁 式 鉸 鏈 ， 組 合 式 鉸 鏈 、 平 擺 四 連 桿 式本科畢業(yè)設計（論文）22機 構 和 橡 膠 鉸 鏈 等 ， 以 適 應 高 檔 客 車 的 要 求 。 本 艙 門 選 用 組 合 式 鉸 鏈 。 艙 門 開 啟 時 ， 門 體 先 繞 下 轉 軸 旋 轉 ， 然 后 繞 上 轉 軸 旋 轉 ， 可 增 加 門 的 開 啟 角度 。 由 于 開 啟 過 程 中 門 向 鉸 鏈 槽 中 旋 轉 ， 故 門 不 會 與 門 框 發(fā) 生 干 涉 ，該 艙 門 的 最 大 開 度 可 達 到 110°。 同 時 ， 這 種 鉸 鏈 可 安 裝 于 艙 體 上 方 骨 架 內 ，安 裝 空 間 要 求 很 小 。總 結經這幾個月的的時間，我的畢業(yè)設計完成，其中包括說明書的詳細記錄，還有圖紙的繪制，都讓我學習到了很多東西，也感觸頗深。此次設計完全是依據汽車整車狀態(tài)，選擇其中一個零部件進行設計，不僅僅能夠應用在實際生活中，也將我從書本中學習到的理論知識與現(xiàn)實的實際生活緊密的聯(lián)系在一起，真正的做到理論與實際相結合。本次設計從汽車的主要零部件的發(fā)展史開始，詳談國內外的現(xiàn)狀，依據整車裝配中零部件的裝配功能，作用，要求，來選擇合適的零部件。每個零部件都需要仔細的對比，分析其材料性能，強度，使用效果，來尋找最合適的零件。從這些零部件的選擇中，我學習到了很多，比如螺釘的直徑，長度選擇等等，需要強大的數據支撐來完成。二維圖紙的繪制、三維建模的應用也讓我從繪圖小白成長為能夠熟練使用 CAD、UG 等軟件。不僅能夠自主的完成整個設計，也為自己的工作之路做好了鋪墊，相信在不久的將來，計算機繪圖軟件的應用將會作為我尋找合適工作的一項有利的技能。通過本次設計，讓我明白了很多，同時學習到了很多的東西，也深刻的發(fā)現(xiàn)了自己的不足，在以后的工作中，自己應該多多加強自己能力的應用，提高自己的專業(yè)知識，深入細致的學習一門技術，為自己的將來做好鋪墊。致 謝轉眼間，大學四年匆匆而過，時間是短暫的，但是其點點滴滴卻一輩子留在我的記本科畢業(yè)設計（論文）23憶中。依然記得自己剛步入大學時候的迷茫；與舍友一塊去探秘美麗的校園；在自己生病的時候，舍友陪我看病、給我送飯的場景；在自己遇到生活上或者學習上的困難時候，老師不斷地在精神上給予引導；現(xiàn)在的我只想對你們說聲感謝！感謝生命種有你們。我的舍友們，是你們陪伴我走過大學四年的時光，陪我走過人生中最輝煌的時刻，同時也是我最青春年華的時候。因為某些事情意見不合，我們也曾爭吵過，但說過鬧過之后我們還是最親密的。但同時，你們也是教會我做事最多的人，我們一塊學習，一塊生活，一塊玩耍，一塊旅游，在這些經歷中，我們逐步成為最親密的朋友關系。也許，以后我們會生活在天南海北，但是，我們的心是在一起的。對于我來說，你們不是我人生歲月中的過客，而是親人。我的老師們，是您教會我如何在大學這個小社會為人處事，告訴我如何處理處理好人與人之間的關系。是您用生動，有趣的課堂氛圍來讓我們記住書本上的知識。您的知識，帶給了我很大的啟示也給予我提供了工作上的就業(yè)機會。本次畢業(yè)設計的完成離不開您的悉心指導，在此我要感謝指導的我畢業(yè)設計指導XX老師，是您認真負責的監(jiān)督我完成畢業(yè)設計，也給予我在遇到難點時給予我解決問題的思路與路徑，讓我少走了很多的彎路。最后，再次感謝在我大學生涯中出現(xiàn)的每一位人，是你們見證了我的成長，是你們見證了我的青春，感謝你們，感恩生命中的每一位人。參考文獻[1] 卞學良.齊景霞新型電動外擺滑動式車門裝置[期刊論文]-客車技術與研究 2006(2)[2] 卞學良.馬國清.劉茜一種新型電動外擺滑動式車門裝置[期刊論文]-機械設計與制造 2005(10)[3] 王能員．發(fā)明專利，客車乘客門卸載式電動門泵裝置，專利號：200510068618．2公開日：2006年11月10日[4] 王能員．實用新型專利，新型螺旋車門啟閉裝置，專利號：02263716．8[5] 陳榮英，孔云英．工廠電氣故障與排除方法．北京：化學工業(yè)出版社,2002[6] 曾祥富．電工技能與訓練．北京：高等教育出版社，2000[7] 王炳勛，殷埝生．電工實習教程．北京：機械工業(yè)出版社，2001[8] 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