北汽BC301汽車后門電動玻璃升降器設(shè)計(jì),北汽,bc301,汽車,后門,電動,玻璃,升降,設(shè)計(jì) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目 北汽 BC301 汽車后門電動玻璃升降器的設(shè)計(jì) 系 別 工程技術(shù)系 專 業(yè) 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動 化 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 職 稱 2009 年 5 月 1 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名 學(xué)號 班 級 指導(dǎo)教師 職稱 單 位 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目 北汽 BC301 汽車后門電動玻璃升降器的設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容和要求： 1.調(diào)研相關(guān)產(chǎn)品，搜集相關(guān)資料。 2.分析資料，擬定可行的設(shè)計(jì)方案。 3.對比方案，確定最終方案。 4.詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括受力分析、運(yùn)動狀況等。 5.繪制零件圖。 6.撰寫設(shè)計(jì)說明書。 設(shè)計(jì)出運(yùn)動平穩(wěn)，低噪聲，制動良好的電動玻璃升降器。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要參考資料： 1.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 2.機(jī)械設(shè)計(jì)教材 3.汽車工程手冊 4.汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 5.汽車用玻璃升降器技術(shù)條件 6.汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的主要工作： 1.確定最終方案。 2.詳細(xì)設(shè)計(jì)。 3.用計(jì)算機(jī)繪制較完整的裝配圖及相關(guān)零件圖。不少于 3 張 0 號圖紙。 4.撰寫設(shè)計(jì)說明書一篇，不少于 6000 字，論文格式按照科技論文的寫作格式進(jìn)行。 5.完成 3000 字英文文獻(xiàn)翻譯一份。 （與課題相關(guān)的內(nèi)容） 6.完成開題報(bào)告一份 7.完成文獻(xiàn)綜述一份 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排： 序號 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）各階段內(nèi)容 時(shí)間安排 備注 1 查閱資料，完成開題報(bào)告 2010.12.102010.12.20 2 結(jié)合課題進(jìn)行外文資料閱讀，完成英文翻譯 2010.12.212010.12.31 3 學(xué)習(xí)相關(guān)的知識、熟悉有關(guān)的資料，完成文獻(xiàn)綜述 2011.1.12011.1.20 4 擬定總體方案 2011.1.212011.2.1 5 設(shè)計(jì)并繪制 BC301 電動玻璃升降器工作原理圖 2011.2.22011.3.20 6 設(shè)計(jì)并繪制升降器零部件的原理圖 2011.3.212011.4.20 7 整理資料，編寫設(shè)計(jì)說明書；準(zhǔn)備答辯 2011.4.212011.5.5 課題信息： 課題性質(zhì)： 設(shè)計(jì) 論文 課題來源： 教學(xué) 科研 生產(chǎn) 其它 發(fā)出任務(wù)書日期： 2010.12 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室意見： 教研室主任簽名： 年 月 日 學(xué)生簽名： 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 學(xué)生姓名 學(xué)號 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師 職稱 單 位 課題性質(zhì) 設(shè)計(jì) 論文 課題來源 科研 教學(xué) 生產(chǎn) 其它 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）題 目 北汽 BC301 汽車后門電動玻璃升降器的設(shè)計(jì) 一、選題的目的和意義 汽車電動玻璃升降器是車門系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)車門玻璃升降運(yùn)動的車門附件，是調(diào)節(jié)車門 玻璃窗開度大小的專用部件，其功能是保證車門玻璃平穩(wěn)升降，并順利開啟和關(guān)閉。當(dāng) 升降器的外加控制撤消時(shí)玻璃應(yīng)能停止在任意位置上，即不能自動下滑，也不能由于汽 車運(yùn)動中的顛簸而上下跳動。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 璃沿著車門窗框的導(dǎo)槽或?qū)к壸魃颠\(yùn)動。 汽車門窗玻璃不但要保證駕駛員有足夠的視角，以安全駕駛和行車，同時(shí)，為滿足 乘坐舒適的需要，玻璃的位置經(jīng)常需要調(diào)整，因而玻璃的調(diào)整范圍與操作的靈活方便就 成為重要的性能指標(biāo)。保證汽車玻璃靈活調(diào)整的機(jī)構(gòu)就是玻璃升降器，所以汽車電動玻 璃升降器也是汽車安全和舒適性的一個(gè)重要部件。 隨著我國汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車產(chǎn)量將大大增加，電動玻璃升降器的需求量也 將大大增加，它正日益成為一種標(biāo)準(zhǔn)的汽車配件。 二研究發(fā)展及現(xiàn)狀 我國于 1981 年推行了 JB2882-81載重汽車用玻璃升降器技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)，在此標(biāo) 準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國汽車玻璃升降器的制造使用及檢測情況，并參照國際上有關(guān)的先 進(jìn)技術(shù)指標(biāo)和數(shù)據(jù)，修改制定了汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QC/T29026-91 汽車用玻璃升降器技術(shù)條 件 ，并于 1991 年頒布實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)對于汽車玻璃升降器的基本技術(shù)性能及測試方法作 了明確的規(guī)定。 根據(jù)頒布的汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QC/T29027-91汽車用玻璃升降器技術(shù)條件對玻璃升降 器作了這樣的定義：“玻璃升降器是指按一定的驅(qū)動方式將汽車車窗玻璃沿玻璃導(dǎo)槽升 起或下降，并能停留在任意位置的裝置” ?？紤]到一些特殊的玻璃調(diào)整裝置（如某些轎車 克調(diào)開度的三角窗玻璃、太陽頂窗等） ，似乎應(yīng)稱為玻璃調(diào)整器更確切。在國外汽車行業(yè) 的有關(guān)技術(shù)資料中，玻璃升降器的用詞為 Window Regulator 其意即玻璃調(diào)整器，由于我 們?nèi)粘Ｖ胁ＡУ奈恢谜{(diào)整多為上下運(yùn)動，故通常稱為玻璃升降器。 各種玻璃升降器均需通過某種形式的驅(qū)動機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)對玻璃運(yùn)動位置的調(diào)整。對于 玻璃以上下運(yùn)動的玻璃升降器，當(dāng)玻璃上升時(shí)，通過該機(jī)構(gòu)將玻璃提升至需要的位置， 而玻璃下降時(shí)，則可依靠玻璃自身的重力作為動力，此時(shí)驅(qū)動機(jī)構(gòu)主要起限位及減緩作 用。但由于實(shí)際上玻璃下降運(yùn)動過程中需克服與密封件（呢槽、劈水條等）間的摩擦、 及傳動機(jī)構(gòu)中的阻力等，因此玻璃升降器也起一部分驅(qū)動作用，以保證車窗玻璃的穩(wěn)定 運(yùn)動。 電動玻璃升降器便于實(shí)現(xiàn)玻璃的運(yùn)動，操作簡捷，而且有利于操作自動化，已越來 越多的應(yīng)用在各種高中低檔轎車和重輕卡車上。 三研究內(nèi)容與方案 內(nèi)容： 理解：電動玻璃升降器的理論基礎(chǔ) 電動玻璃升降器的構(gòu)造與工作原理 分析：BC301 電動玻璃升降器的構(gòu)造與工作原理 電動玻璃升降器在車輛上的安裝 繪制：BC301 電動玻璃升降器的工作原理圖 繪制滑道、玻璃托架及電機(jī)圖 方案： 單滑道電動玻璃升降器的基本組成 BC301 電動玻璃升降器由電動機(jī)、鋼絲繩、導(dǎo)向滑道、玻璃托架等四部分組成。 電動機(jī)：采用可逆性永磁直流電動機(jī)，電動機(jī)內(nèi)有兩組繞向不同的磁場線圈，通過 開關(guān)的控制可做正傳和反轉(zhuǎn)，也就是說可以控制車門玻璃的上升或下降。 電動玻璃升降器的工作原理 開啟電動機(jī)，由電動機(jī)輸出動力，拉動鋼絲繩移動玻璃托架，迫使門窗玻璃作上升 或下降的直線運(yùn)動。 1. 拉索組件 2. 升降器電機(jī) 3. 滑輪罩 4.玻璃托架 圖 1. 繩輪式升降器（電動） 四、進(jìn)度安排 2010.12.102010.12.20 查閱資料，完成開題報(bào)告 2010.12.212010.12.31 結(jié)合課題進(jìn)行外文資料閱讀，完成英文翻譯； 2011.1.12011.1.20 學(xué)習(xí)相關(guān)的知識、熟悉有關(guān)的資料，完成文獻(xiàn)綜述 2011.1.212011.2.1 擬定總體方案 2011.2.22011.3.20 設(shè)計(jì)并繪制 BC301 電動玻璃升降器工作原理圖 2011.3.212011.4.20 設(shè)計(jì)并繪制升降器零部件的原理圖 2011.4.212011.5.5 整理資料，編寫設(shè)計(jì)說明書；準(zhǔn)備答辯。 玻璃 升降 運(yùn)動 1 4 2 3 五、預(yù)期結(jié)果 1、在電動玻璃升降器的工作過程中要保持玻璃升降平穩(wěn)性良好； 2、電動玻璃升降器總成在運(yùn)行時(shí)噪聲應(yīng)小于 60dB(環(huán)境噪聲小于 40dB)； 3、在升降器玻璃托架上施加 600N 負(fù)載時(shí)，不應(yīng)損壞，玻璃下降量不大于 7mm； 4、在雨雪風(fēng)塵等自然天氣條件下，電動玻璃升降器要具備良好的密封性。 六、參考文獻(xiàn) 1 QC/T636-2000J.中華人民共和國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-汽車電動玻璃升降器 2 黃天澤，汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)M.機(jī)械工業(yè)出版社，1992.10 3 蔣文斌，淺論汽車玻璃升降器的結(jié)構(gòu)與發(fā)展 汽車技術(shù)J.1996 年第 10 期 4 汽車工程手冊編輯委員會，汽車工程手冊M.人民交通出版社，2001 5 曹建國.汽車維修實(shí)用技術(shù)M.重慶：重慶大學(xué)出版社.2003 6 肖永清.現(xiàn)代家用車輛使用與維修實(shí)例M.北京：人民郵電出版社.2003 7 劉惟信.汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算M.北京：清華大學(xué)出版社.2004 8 QC/T626-1999. J.汽車電動玻璃升降器 9 PF-60007A. J.電動玻璃升降器總成技術(shù)條件 10 玻璃升降器總成產(chǎn)品描述報(bào)告J. SORC31-XBD001-A 11 李建功機(jī)械設(shè)計(jì)（第四版）M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 12 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械教研室機(jī)械原理（第七版） M北京：高等教育出版社，2006 13 于永泗、齊民.機(jī)械工程材料(第七版) M.北京：大連理工大學(xué)出版社，2007 14 劉鴻文材料力學(xué)（第四版）M北京：高等教育出版社，2003 15 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室理論力學(xué)M北京：高等教育出版社，2002 16 王先逵機(jī)械制造工藝學(xué)（第二版）M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995 17 Gere J M, Timoshenko S P Mechanics of materials Second SI Edition M New York： Van Nostrand Reinhold,1984 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室意見： 審 查 結(jié) 果： 同 意 不 同 意 教研室主任簽名： 年 月 日 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 文 獻(xiàn) 綜 述 系 別： 工程技術(shù)系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 姓 名： 學(xué) 號： 2011 年 1 月 15 日 引 言 為了按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（北汽 BC301 汽車后門電動玻璃升降器的設(shè)計(jì)） ，設(shè)計(jì)出穩(wěn)定、 可靠、安全、高效率的升降器，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的需要，我在圖書館和網(wǎng)上搜尋可許多關(guān) 于汽車機(jī)械和汽車車身設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)資料。從參考文獻(xiàn)中解決自己在設(shè)計(jì)和計(jì)算中遇到的 問題。 正 文 1.發(fā)展現(xiàn)狀 我國于 1981 年推行了 JB2882-81載重汽車用玻璃升降器技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)，在此標(biāo) 準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國汽車玻璃升降器的制造使用及檢測情況，并參照國際上有關(guān)的先 進(jìn)技術(shù)指標(biāo)和數(shù)據(jù)，修改制定了汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QC/T29026-91汽車用玻璃升降器技術(shù)條 件 ，并于 1991 年頒布實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)對于汽車玻璃升降器的基本技術(shù)性能及測試方法作 了明確的規(guī)定。 根據(jù)頒布的汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QC/T29027-91汽車用玻璃升降器技術(shù)條件對玻璃升降 器作了這樣的定義：“玻璃升降器是指按一定的驅(qū)動方式將汽車車窗玻璃沿玻璃導(dǎo)槽升 起或下降，并能停留在任意位置的裝置” ?？紤]到一些特殊的玻璃調(diào)整裝置（如某些轎車 克調(diào)開度的三角窗玻璃、太陽頂窗等） ，似乎應(yīng)稱為玻璃調(diào)整器更確切。在國外汽車行業(yè) 的有關(guān)技術(shù)資料中，玻璃升降器的用詞為“Window Regulator”其意即玻璃調(diào)整器，由 于我們?nèi)粘Ｖ胁ＡУ奈恢谜{(diào)整多為上下運(yùn)動，故通常稱為玻璃升降器。 玻璃升降器是玻璃升降系統(tǒng)中最主要的組成部分，目前按照玻璃升降器的結(jié)構(gòu)形式， 主要分為臂式傳動和繩輪式傳動兩種結(jié)構(gòu)形式。按照驅(qū)動形式分為電動和手動兩種形式。 各種玻璃升降器均需通過某種形式的驅(qū)動機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)對玻璃運(yùn)動位置的調(diào)整。對于 玻璃以上下運(yùn)動的玻璃升降器，當(dāng)玻璃上升時(shí)，通過該機(jī)構(gòu)將玻璃提升至需要的位置， 而玻璃下降時(shí)，則可依靠玻璃自身的重力作為動力，此時(shí)驅(qū)動機(jī)構(gòu)主要起限位及減緩作 用。但由于實(shí)際上玻璃下降運(yùn)動過程中需克服與密封件（呢槽、劈水條等）間的摩擦、 及傳動機(jī)構(gòu)中的阻力等，因此玻璃升降器也起一部分驅(qū)動作用，以保證車窗玻璃的穩(wěn)定 運(yùn)動。 電動玻璃升降器便于實(shí)現(xiàn)玻璃的運(yùn)動，操作簡捷，而且有利于操作自動化，已越來 越多的應(yīng)用在各種高中低檔轎車和重輕卡車上。 隨著我國汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車數(shù)量的快速增加，電動玻璃升降器將有廣闊的 發(fā)展前景。 2.研究目的 汽車電動玻璃升降器是車門系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)車門玻璃升降運(yùn)動的車門附件，是調(diào)節(jié)車門 玻璃窗開度大小的專用部件，其功能是保證車門玻璃平穩(wěn)升降，并順利開啟和關(guān)閉。當(dāng) 升降器的外加控制撤消時(shí)玻璃應(yīng)能停止在任意位置上，即不能自動下滑，也不能由于汽 車運(yùn)動中的顛簸而上下跳動。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 璃沿著車門窗框的導(dǎo)槽或?qū)к壸魃颠\(yùn)動。 汽車門窗玻璃不但要保證駕駛員有足夠的視角，以安全駕駛和行車，同時(shí)，為滿足 乘坐舒適的需要，玻璃的位置經(jīng)常需要調(diào)整，因而玻璃的調(diào)整范圍與操作的靈活方便就 成為重要的性能指標(biāo)。保證汽車玻璃靈活調(diào)整的機(jī)構(gòu)就是玻璃升降器，所以汽車電動玻 璃升降器也是汽車安全和舒適性的一個(gè)重要部件。 隨著我國汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車產(chǎn)量將大大增加，電動玻璃升降器的需求量也 將大大增加，它正日益成為一種標(biāo)準(zhǔn)的汽車配件。 本設(shè)計(jì)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對其加以改進(jìn)，完善。研究的意義在于了解玻璃升降器的特 點(diǎn)，使其操作更加安全，便于拆裝維護(hù)，減少人力勞動，提高效率。 適用、經(jīng)濟(jì)、高效、 可靠是本設(shè)計(jì)的追求目標(biāo)。 3設(shè)計(jì)思路 通過對相關(guān)資料的整理、學(xué)習(xí)和研究，確定了下述思路。 1）選材，選用的材料必需滿足電動玻璃升降器正常工作的條件，比如力學(xué)性能、耐 腐蝕性能、電機(jī)特性等； 2）確定尺寸結(jié)構(gòu)，根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)公式和經(jīng)驗(yàn)確定升降器各組成零部件的結(jié)構(gòu)和尺 寸； 3）校核設(shè)計(jì)的零部件，校核設(shè)計(jì)的零部件是否滿足工作所需的強(qiáng)度、剛度等條件， 若不滿足必須從新設(shè)計(jì)； 4）可行性，設(shè)計(jì)的升降器必須滿足操作方便，良好的密封性和安全性； 5）經(jīng)濟(jì)性，在滿足工作要求的條件下，須考慮節(jié)約資金、人力等； 4.方案確定 通過對現(xiàn)有的電動升降器的學(xué)習(xí)與分析，確定了下述方案。 第一步，設(shè)計(jì)滑道的結(jié)構(gòu)尺寸，主要包括滑道的曲率、長度和壁厚，寬度； 第二步，選用滑動架的類型并確定相關(guān)尺寸； 第三步，選用傳動裝置，主要包括電動機(jī)，采用外購； 第四步，設(shè)計(jì)滑輪罩相關(guān)尺寸； 第五步，設(shè)計(jì)上/下拉索組件； 第六步，設(shè)計(jì)升降器的附件，主要包括支架、電機(jī)輪、導(dǎo)向架組件和螺栓等。 5選材要求 材料力學(xué)和機(jī)械工程材料中介紹了常用材料的力學(xué)分析和種類，主要有金 屬材料，非金屬材料和復(fù)合材料。汽車生產(chǎn)條件十分復(fù)雜，不同的生產(chǎn)條件對材料有不 同的要求。因此，為了保證設(shè)備的安全運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)性要求，必須根據(jù)設(shè)備的具體操作條 件及制造等方面的要求，合理地選擇材料。 金屬材料是化工設(shè)備最常用的一種材料。選用的金屬材料必須滿足一些基本性能， 主要有機(jī)械性能、耐腐蝕性能、物理性能和制造工藝性能等。 合理地選擇材料，可以減緩甚至避免某些腐蝕的發(fā)生。但有不少場合，用單一材料 往往不可能很好滿足生產(chǎn)上的要求，因此出現(xiàn)了各種各樣的防腐蝕方法。常用的防腐方 法有設(shè)置保護(hù)層，設(shè)置電化學(xué)保護(hù)，對介質(zhì)進(jìn)行緩蝕處理三種。 6.電動升降器組成和工作原理 電動玻璃升降器由電動機(jī)、鋼絲繩、導(dǎo)向滑道、玻璃托架等四部分組成。 1.電動機(jī)：采用可逆性永磁直流電動機(jī)，電動機(jī)內(nèi)有兩組繞向不同的磁場線圈，通 過開關(guān)的控制可做正傳和反轉(zhuǎn)，也就是說可以控制車門玻璃的上升或下降。 2.電動玻璃升降器的工作原理 開啟電動機(jī)，由電動機(jī)輸出動力，拉動鋼絲繩移動玻璃托架，迫使門窗玻璃作上升 或下降的直線運(yùn)動。 7制圖 畫 CAD 圖是畢業(yè)設(shè)計(jì)中很重要的一部分，制圖中各線型、線寬、標(biāo)注類型、標(biāo)題欄 的標(biāo)注、及有關(guān)說明具有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。 機(jī)械制圖 （高等出版社） ， AutoCAD 2008恰 當(dāng)?shù)靥幚砹擞?jì)算機(jī)繪圖基礎(chǔ)知識，介紹了計(jì)算機(jī)繪圖基礎(chǔ)和基本技能，全面的論述了繪 圖過程中的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，增加了組合體構(gòu)形設(shè)計(jì)內(nèi)容，使學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)制圖的同時(shí)，學(xué)習(xí) 構(gòu)思和設(shè)計(jì)的初步知識，利于培養(yǎng)學(xué)生空間想象力、幾何體和機(jī)件表達(dá)能力以及創(chuàng)造性 思維和創(chuàng)新意識。圖形和文字、聲音、圖像一樣，是承載信息進(jìn)行交流的重要媒體。以 圖形為主的圖樣是工程設(shè)計(jì)、制造和施工過程中用來表達(dá)設(shè)計(jì)思想的主要工具，被稱為 “工程界的語言” 。工程圖又是解決工程中的定位、度量、計(jì)算等問題及進(jìn)行設(shè)計(jì)和構(gòu)思 的重要工具之一。此書的主要內(nèi)容有：用投影法在二維平面上表達(dá)三維空間幾何元素和 形體以及在二維平面上圖解空間幾何問題的基本理論和方法；繪制和閱讀一般機(jī)械零件 圖和部件裝配圖的理論、方法和國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定；計(jì)算機(jī)繪圖基礎(chǔ)知識；使用儀器 繪圖、徒手繪圖和使用計(jì)算機(jī)繪圖的基本方法和技能；初步的一般零件和部件的結(jié)構(gòu)知 識、技術(shù)要求和構(gòu)型設(shè)計(jì)方法。 總 結(jié) 從設(shè)計(jì)文獻(xiàn)中我查到了相關(guān)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，從文獻(xiàn)中吸取自己有用的知識，借鑒老師 的經(jīng)驗(yàn)，彌補(bǔ)自己的不足，規(guī)范、正確的設(shè)計(jì)出自己的課題。在設(shè)計(jì)中，選用的零件應(yīng) 按相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)， 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中全面的介紹了機(jī)械設(shè)計(jì)中各個(gè)零件的規(guī)格及型號。 材料力學(xué)詳細(xì)介紹了機(jī)械材料的受力分析。設(shè)計(jì)中對滑道強(qiáng)度進(jìn)行了分析。設(shè)計(jì)中 設(shè)計(jì)到零件有螺栓、螺母、通蓋、自攻釘?shù)攘慵倪x擇，各零件應(yīng)嚴(yán)格按照零件的選用 標(biāo)準(zhǔn)。 參考文獻(xiàn) 1 QC/T636-2000J.中華人民共和國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-汽車電動玻璃升降器 2 黃天澤，汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì). M機(jī)械工業(yè)出版社，1992.10 3 蔣文斌，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 年第 10 期 4 汽車工程手冊編輯委員會，汽車工程手冊. M人民交通出版社，2001 5 曹建國.汽車維修實(shí)用技術(shù). M重慶：重慶大學(xué)出版社.2003 6 肖永清.現(xiàn)代家用車輛使用與維修實(shí)例. M北京：人民郵電出版社.2003 7 劉惟信.汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算. M北京：清華大學(xué)出版社.2004 8 QC/T626-1999.J.汽車電動玻璃升降器 9 PF-60007A.J.電動玻璃升降器總成技術(shù)條件 10 玻璃升降器總成產(chǎn)品描述報(bào)告.J. SORC31-XBD001-A 11 李建功機(jī)械設(shè)計(jì)（第四版）M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 12 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械教研室機(jī)械原理（第七版）M北京：高等教育出版社，2006 13 于永泗、齊民.機(jī)械工程材料(第七版) M.北京：大連理工大學(xué)出版社，2007 14 劉鴻文材料力學(xué)（第四版）M北京：高等教育出版社，2003 15 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室理論力學(xué)M北京：高等教育出版社，2002 16 王先逵機(jī)械制造工藝學(xué)（第二版）M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995 17 Gere J M, Timoshenko S P Mechanics of materials Second SI Edition New York： Van Nostrand Reinhold,1984 目 錄 前 言 .1 1 研究的課題及方案擬定 .2 1.1 設(shè)計(jì)的課題及要求 .2 1.1.1 設(shè)計(jì)題目 .2 1.1.2 題目要求 .2 1.2 設(shè)計(jì)思路及方案 .2 1.2.1 設(shè)計(jì)思路 .2 1.2.2 方案確定 .2 1.3 汽車零部件選材要求 .3 1.3.1 基本性能 .3 1.3.2 金屬材料的腐蝕與防護(hù) .3 2 汽車后門電動玻璃升降器的設(shè)計(jì) .5 2.1 滑道的設(shè)計(jì) .5 2.1.1 滑道的曲率、長度 .5 2.1.2 滑道的壁厚、寬度 .8 2.2 玻璃托架（滑動架） .8 2.3 動力裝置 .8 2.3.1 電動機(jī) .8 2.4 滑輪罩的設(shè)計(jì) .11 2.4.1 滑輪罩的材料及結(jié)構(gòu) .11 2.5 上/下拉索組件設(shè)計(jì) .12 2.5.1 上拉索組件 .12 2.5.2 下拉索組件 .13 2.6 升降器附件 .14 2.6.1 支架組件 .14 2.6.2 導(dǎo)向滑輪架、導(dǎo)向滑輪及滑輪 鉚釘 .14 2.6.3 電機(jī)輪 .15 2.6.4 自攻釘、螺母 .15 總 結(jié) .16 參考文獻(xiàn) .17 致 謝 .18 1 前 言 我國于 1981 年推行了 JB2882-81載重汽車用玻璃升降器技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)，在此標(biāo) 準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國汽車玻璃升降器的制造使用及檢測情況，并參照國際上有關(guān)的先 進(jìn)技術(shù)指標(biāo)和數(shù)據(jù)，修改制定了汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QC/T29026-91汽車用玻璃升降器技術(shù)條 件 ，并于 1991 年頒布實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)對于汽車玻璃升降器的基本技術(shù)性能及測試方法作 了明確的規(guī)定。 玻璃升降器是玻璃升降系統(tǒng)中最主要的組成部分，目前按照玻璃升降器的結(jié)構(gòu)形式， 主要分為臂式傳動和繩輪式傳動兩種結(jié)構(gòu)形式。按照驅(qū)動形式分為電動和手動兩種形式。 電動玻璃升降器便于實(shí)現(xiàn)玻璃的運(yùn)動，操作簡捷，而且有利于操作自動化，已越來越多 的應(yīng)用在各種高中低檔轎車和重輕卡車上。 本課題的目的是通過對 BC301 轎車玻璃升降器的設(shè)計(jì)，了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作方式 及使用方法，并在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對其加以改進(jìn)，完善。研究的意義在于了解電動玻璃升 降器的特點(diǎn)，使其操作更加安全，便于拆裝和維護(hù)。 適用、經(jīng)濟(jì)、高效、可靠是本設(shè)計(jì) 的追求目標(biāo)。 本設(shè)計(jì)均參照國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，按照操作安全，可行性和經(jīng)濟(jì)性等原則 設(shè)計(jì)。主要數(shù)據(jù)參數(shù)如下： 工作電壓：9-15 V，應(yīng)無異?，F(xiàn)象，無干擾性噪音，不允許有震顫或沖動，試驗(yàn)電壓 為：12.50.1 V。工作電流為：15 A,堵轉(zhuǎn)電流為：25 A。 工作行程：440 mm, BC301 標(biāo)準(zhǔn)的上升時(shí)間： t5.5 s。 2 1 研究的課題及方案擬定 1.1 設(shè)計(jì)的課題及要求 1.1.1 設(shè)計(jì)題目 北汽 BC301 汽車后門電動玻璃升降器的設(shè)計(jì) 1.1.2 題目要求 電動玻璃升降器總成在運(yùn)行時(shí)噪聲應(yīng)小于 60dB(環(huán)境噪聲小于 40dB)，在電動玻璃升 降器的工作過程中要保持玻璃升降平穩(wěn)性良好。 調(diào)研相關(guān)產(chǎn)品，搜集相關(guān)資料。 分析資料，擬定可行的設(shè)計(jì)方案。 對比方案，確定最終方案。 詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括零部件總體結(jié)構(gòu)、動力傳動等。 繪制零件圖。 撰寫設(shè)計(jì)說明書。 1.2 設(shè)計(jì)思路及方案 1.2.1 設(shè)計(jì)思路 通過對相關(guān)資料的整理、學(xué)習(xí)和研究，確定了下述思路。 選材，選用的材料必需滿足玻璃升降器正常工作的條件，比如力學(xué)性能、耐腐蝕 性能等； 確定尺寸結(jié)構(gòu)，根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)公式和經(jīng)驗(yàn)確定升降器各組成零部件的結(jié)構(gòu)和尺 寸； 校核設(shè)計(jì)的零部件，校核設(shè)計(jì)的零部件是否滿足工作所需的強(qiáng)度、剛度等條件， 若不滿足必須從新設(shè)計(jì)； 可行性，設(shè)計(jì)的升降器必須滿足操作方便； 經(jīng)濟(jì)性，在滿足工作要求的條件下，須考慮節(jié)約資金、人力等； 1.2.2 方案確定 通過對現(xiàn)有的玻璃升降器模型的學(xué)習(xí)與分析，確定了下述方案。 第一步，設(shè)計(jì)滑道的結(jié)構(gòu)尺寸，主要包括滑道的曲率、寬度、長度和壁厚； 第二步，選用玻璃托架的類型并確定相關(guān)尺寸，主要包括玻璃托架有關(guān)金屬部分的 3 材料及厚度、注塑部分的寬度和高度； 第三步，選用傳動裝置，主要包括電動機(jī)，采用外購； 第四步，設(shè)計(jì)上下拉索，主要包括鋼絲繩的直徑和長度； 第五步，設(shè)計(jì)滑輪罩； 第六步，設(shè)計(jì)升降器的附件，主要包括支架、電機(jī)輪、導(dǎo)向滑輪、導(dǎo)向架和螺栓等。 下面詳述選擇材料的一般事項(xiàng)，其它方面及具體的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)詳見下一章。 1.3 汽車零部件選材要求 汽車零部件常用材料種類很多，主要有金屬材料，非金屬材料和復(fù)合材料。各個(gè)零 部件用途不一樣，不同的用途對材料有不同的要求。因此，為了保證設(shè)備的安全運(yùn)行及 經(jīng)濟(jì)性要求，必須根據(jù)設(shè)備的具體操作條件及制造等方面的要求，合理地選擇材料。 金屬材料是汽車零部件最常用的一種材料。選用的金屬材料必須滿足一些基本性能， 主要有機(jī)械性能、耐腐蝕性能、物理性能和制造工藝性能等。 1.3.1 基本性能 機(jī)械性能 機(jī)械性能是指金屬材料在外力作用下表現(xiàn)出來的特性，主要包括材料強(qiáng)度、硬度、 塑性及韌性等。選用的材料必須綜合考慮，既要滿足的強(qiáng)度和硬度，又要有一定的塑性 和韌性。 耐蝕性能 汽車零部件中所處理的物料，大多是有腐蝕性的。介質(zhì)的耐腐蝕性能通常是選材的 主要依據(jù)。根據(jù)介質(zhì)的腐蝕特點(diǎn)，合理選擇材料，關(guān)系到設(shè)備是否能安全運(yùn)行、使用壽 命、產(chǎn)品質(zhì)量及環(huán)境污染等問題。因此選用的材料具有一定的腐蝕性能或?qū)Σ牧线M(jìn)行防 腐措施處理。 物理性能 金屬材料的物理性能指導(dǎo)熱系數(shù)、線膨脹系數(shù)、密度、熔點(diǎn)及導(dǎo)電性等。材料在不 同的使用場合，對其物理性能要求不同。例如，用作傳熱表面的材料，必須考慮材料的 導(dǎo)熱性能。 加工工藝性 材料的加工工藝性有可焊性、可鍛性、可鑄性、切削加工和熱處理性能等。對汽車 設(shè)備用材的加工工藝陸要求，取決于設(shè)備的結(jié)構(gòu)和加工方式。例如，用板材制造零部件 時(shí)，要求材料具有良好的塑性、良好的切削加工性能和焊接性能，同時(shí)保證達(dá)到一定的 強(qiáng)度等。 4 1.3.2 金屬材料的腐蝕與防護(hù) 金屬的腐蝕給人類造成的危害是十分驚人的，它幾乎涉及到國民經(jīng)濟(jì)的一切領(lǐng)域。 據(jù)估計(jì)，全世界每年因腐蝕報(bào)廢的鋼鐵約占其年產(chǎn)量的 30。由于腐蝕引起工廠的停產(chǎn)， 更換設(shè)備，產(chǎn)品和原料流失等間接損失遠(yuǎn)比直接的金屬材料損耗價(jià)值大。更為嚴(yán)重的是 因腐蝕造成零部件損壞失靈，給生活帶來 極大麻煩，甚至發(fā)生嚴(yán)重的交通事故，給人們 的生命財(cái)產(chǎn)帶來巨大危害。 金屬腐蝕的原理 腐蝕是金屬及其合金與周同介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的破壞。顯然，腐蝕 是金屬材料與環(huán)境介質(zhì)的相界面反應(yīng)作用的結(jié)果，二者發(fā)生作用所形成的化合物稱為腐 蝕產(chǎn)物。按腐蝕的原理可將金屬的腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩類。 防腐方法 合理地選擇設(shè)備材料，并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，可以減緩甚至避免某些腐蝕的發(fā) 生。但有不少場合，用單一材料往往不可能很好滿足牛產(chǎn)上的要求，因此出現(xiàn)了各種各 樣的防腐蝕方法。常用的防腐方法有設(shè)置保護(hù)層，設(shè)置電化學(xué)保護(hù)，對介質(zhì)進(jìn)行緩蝕處 理三種。本設(shè)計(jì)采用設(shè)置保護(hù)層防腐蝕方法。 設(shè)置保護(hù)層的實(shí)質(zhì)是將介質(zhì)與金屬隔絕而避免介質(zhì)與金屬直接接觸。保護(hù)層一般采 用耐蝕的金屬或非金屬材料制成，常用耐蝕金屬、陶瓷、玻璃錒、酚醛塑料、聚氯乙烯 等作襯里，或在金屬表面涂漆、鍍鎳、鉻、噴鋁等。 5 2 汽車后門電動玻璃升降器的設(shè)計(jì) 電動玻璃升降器主要由上下拉索組件、電動機(jī)、滑輪罩、玻璃托架、滑道和一些附 件組成。其結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示。 1. 上下拉索組件 2. 電動機(jī) 3. 滑輪罩 4.玻璃托架 5.滑道 圖 2-1 繩輪式升降器（電動） 2.1 滑道的設(shè)計(jì) 滑道的幾何尺寸包括曲率 R、長度 L、寬度 B 及壁厚 ，如圖 2-2 所示。 2.1.1 滑道的曲率、長度 玻璃滑道設(shè)計(jì)要求 玻璃滑道多為滾壓件，主要包括本體與安裝支架兩部分，如圖所示。設(shè)計(jì)一定要確 保安裝支架的強(qiáng)度，現(xiàn)多采用 1.52 mm 料厚的支架。本體結(jié)構(gòu)必須具備加強(qiáng)筋、翻邊等 特征以確保其強(qiáng)度。以下是 BC301 轎車滑道安裝本體設(shè)計(jì)優(yōu)化后有效地解決了玻璃運(yùn)動 過程中抖動問題。通過增加安裝本體翻邊、增加料厚的方法進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化，提高了滑 道強(qiáng)度。避免了因滑道強(qiáng)度較弱而產(chǎn)生的玻璃運(yùn)動平穩(wěn)性差的問題。 玻璃 升降 運(yùn)動 1 4 2 3 5 6 圖 2-2 滑道 系統(tǒng)各零部件之間的尺寸匹配要求 玻璃升降器各附件之間的尺寸匹配將直接影響到玻璃升降的平穩(wěn)性、可靠性及速度。 是車門玻璃升降器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。因車門玻璃大多數(shù)是靠自重成型的，根據(jù)該工藝特點(diǎn)， 玻璃制造精度不是很高，國內(nèi)目前玻璃輪廓尺寸公差一般能達(dá)到表 1 的要求。同時(shí)考慮 到玻璃導(dǎo)軌、呢槽的制造偏差，設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注系統(tǒng)各零部件間的尺寸匹配。表 2 是 對不同車型參數(shù)進(jìn)行總結(jié)歸納而形成的設(shè)計(jì)參考值。只有系統(tǒng)合理的尺寸匹配，才能設(shè) 計(jì)出既滿足玻璃升降阻力，又能滿足密封性能要求的車門玻璃升器。盡管不同車型，呢 槽，其壓縮量基本在表 2 所示范圍之內(nèi)。表 2 中各參數(shù)如下所示。 表 1 玻璃輪廓尺寸公差 項(xiàng)目 基準(zhǔn)輪廓邊 一般輪廓邊 公差（mm） 0.75 1 表 2 升降器系統(tǒng)匹配尺寸設(shè)計(jì)參考值 序號 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 設(shè)計(jì)參考數(shù)值 備注 1 呢槽與玻璃根部間隙 a（mm） 22.5 2 呢槽與玻璃壓縮量 b（mm） 1.22.2 3 玻璃在呢槽中插入量 c（mm） 46 4 劈水條與玻璃壓縮量 d（mm） 1.22.2 5 玻璃與玻璃導(dǎo)軌弧度相匹配 確保車門玻璃密封性能，避 免玻璃升降阻力過大 玻璃升降器滑道長度和曲率的設(shè)計(jì) 由于滑道的設(shè)計(jì)依據(jù)主機(jī)廠提供的車門及玻璃，滑道的總長度支架間距依據(jù)車門空 間和孔位要求設(shè)計(jì)，曲率 R 則依據(jù)玻璃的曲率。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，可以借助計(jì)算機(jī)軟件對 7 運(yùn)動物體軌跡進(jìn)行分析，可以初步判斷設(shè)計(jì)的運(yùn)動機(jī)構(gòu)是否滿足要求，有時(shí)還可以判斷 干涉問題。下面是以 BC301 汽車后門玻璃升降器為例，具體介紹如何使用計(jì)算機(jī)軟件 （ CATIA）進(jìn)行玻璃升降系統(tǒng)的運(yùn)動分析。如圖 2-3。 步驟 1：進(jìn)行玻璃、玻璃導(dǎo)軌的裝配設(shè)計(jì)； 步驟 2：求解玻璃大面與玻璃導(dǎo)軌的相交線 L； 步驟 3：在交線 L 上 取 2 點(diǎn)，在玻璃大面上取 1 點(diǎn)； 步驟 4：通過 CATIA 軟件中的點(diǎn)-曲線鉸、點(diǎn)-面鉸進(jìn)行運(yùn)動分析； 步驟 5：檢查不同運(yùn)動狀態(tài)下的玻璃面與原始玻璃大造型面的偏差，對于單曲率玻璃，偏 差值應(yīng)為 0，對于雙曲率玻璃，偏差值應(yīng)1 mm。 圖 2-3 運(yùn)動校核分析 假設(shè)玻璃升降過程是兩個(gè)運(yùn)動的合成，即繞著基圓 O3和繞著小圓 O2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；則 可將玻璃運(yùn)動軌跡假想為環(huán)面上的閉合螺旋線。所確定的螺旋線要近似平行于玻璃前后 兩條邊界線，并以其校正玻璃前后兩條邊界線。 螺旋線方程為 3360cos60cos3ininOxttrRxOztz yy 式中 n 為螺旋線繞環(huán)面的圈數(shù)， 為（，）的自變量。 若是螺旋線一部分，過其上兩點(diǎn) 、 ，分別作垂直于基圓 O2的平面交基 圓 O3于 、 兩點(diǎn)，直線 、 之間夾角為 ，弧 ab 對應(yīng)的基圓圓心角為 ，則 n= / 。 n 決定于玻璃前后邊界線的傾角 經(jīng)計(jì)算得出，滑道長度為 L=440mm,曲率 R=1585mm。 8 2.1.2 滑道的壁厚、寬度 滑道的壁厚和寬度參照 B70 滑道的設(shè)計(jì)，寬度 B=44mm 及壁厚 =1.2mm，經(jīng)有限 元仿真模擬運(yùn)動分析，其強(qiáng)度能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 2.2 玻璃托架（滑動架） 玻璃托架（滑動架）由兩部分組成，即沖壓件部分和注塑件部分，注塑部分扣合在 沖壓件部分上。裝配升降器時(shí)，將玻璃托架安裝上上下拉索的兩端，然后滑入滑道內(nèi)， 沖壓部分材料為 20 鋼，注塑部分為聚甲醛（白色） 。具體尺寸詳見圖紙。 圖 2-4 玻璃托架（滑動架） 2.3 動力裝置 2.3.1 電動機(jī) 電動玻璃升降器的驅(qū)動裝置采用了可逆直流串繞西門子電動機(jī)。該電機(jī)的動力經(jīng)由 電機(jī)輪帶動鋼絲繩轉(zhuǎn)動，使玻璃滑動架沿滑道運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)車門玻璃的升降。 BC301 電機(jī)采用西門子電機(jī)（外購） 。如下圖所示。 玻璃安裝孔 工藝孔 9 圖 2-5 西門子電機(jī) 西門子電機(jī)的選擇 確定參數(shù) （1）玻璃質(zhì)量：2.309 kg（主機(jī)廠提供的數(shù)據(jù)） 。 （2）滑道摩擦阻力： G =3.92N/100mm（經(jīng)驗(yàn)值） 。2 （3）繩輪工作半徑：19.95 mm（依據(jù)電機(jī)軸和滑輪罩槽徑得出） 。 （4）工作行程： S=440mm（由滑道長度確定，上面已給出） 。 （5）BC301 標(biāo)準(zhǔn)的上升時(shí)間： t5.5 s（依據(jù) QC/T636-2000 的數(shù)據(jù)） 。 （6）電機(jī)扭矩計(jì)算： M=（ FX r）/60%。 根據(jù)基本參數(shù)得系統(tǒng)總載荷為玻璃重量及滑道阻力之合： F=（ F1+F2） 。 （2-1） 玻璃重量 F1、滑道最大阻力 F2=G2S S 為玻璃行程 。 （2-2） BC301 標(biāo)準(zhǔn)的電機(jī)參數(shù)： 表 3 項(xiàng)目 參數(shù)值 轉(zhuǎn)數(shù)(rpm) 6090 無負(fù)載 電流(A) 5.5 轉(zhuǎn)數(shù)(rpm) 635 額定負(fù)載 3N.m 電流(A) 8.5(max) 基本 性能 堵轉(zhuǎn) 扭矩(N m) 8.013.0 10 電流(A) 18(max) （1） BC301 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定玻璃運(yùn)行速度 v=70170 mm/s。 依據(jù) BC301 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算 （1） BC301 現(xiàn)行產(chǎn)品檢測的速度（ mm/s）： 表 4 升降器 編號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均 速度 上升平均 速度 118.687 127.717 129.834 131.653 120.513 133.903 140.299 135.838 124.011 145.062 130.751 從電機(jī)性能圖中查出電機(jī)的驅(qū)動力矩 T=4.036NM； 車門系統(tǒng)組力與玻璃重量之合 F=P 實(shí)際+ W=170.3N； 玻璃運(yùn)行速度： v=S/t ； (2-3) v440/5.5=80 mm/s； 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定運(yùn)行速度 v：70170 mm/s； 從這兩種情況考慮，設(shè)計(jì)運(yùn)行速度可設(shè)定為 80170 mm/s，取中值為運(yùn)行設(shè)計(jì)速度 v=125mm/s； 系統(tǒng)阻力： P= T 實(shí)/( D/2)- F1 （2- 4） 代入公式（2-4）得： P= T 實(shí)/( D/2)-23N=93.6135.8 N； 考慮使用時(shí)因泥槽老化及灰塵等許多因素的影響，考慮系統(tǒng)阻力應(yīng)增加一定的比例， 由于沒有相關(guān)的依據(jù)，暫時(shí)考慮增加 20%富余量，此時(shí)的系統(tǒng)阻力 P 理=（93.6135.8） N1.2=113163 N。 作為計(jì)算取中間值 P=138N，加上玻璃的重量則升降器需要提供的驅(qū)動力 F=171N 11 圖 2-6 電機(jī)特性參數(shù)曲線圖 1) 從圖上分析保證電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)的電流9.24 A，驅(qū)動力矩 2.601NM； 要提供 171N 的驅(qū)動力時(shí)，電機(jī)輪的纏繞鋼絲繩直徑： D=2T/F (2-5) 代入公式（2-5）得： D=22.601/171=30.4mm 運(yùn)行速度： v=D r （2- 6） 代入公式（2-6）得： v=D r=3.1430.463/60=100.22mm/s 運(yùn)行時(shí)間： 代入公式（2-3）得： t=440/91.98=4.39s 2) 從圖上分析保證電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)的電流11.33 A，驅(qū)動力矩 3.5NM； 要提供 171N 的驅(qū)動力時(shí)，電機(jī)輪的纏繞鋼絲繩直徑： 代入公式（2-5）得： D=23.5/171=40.9mm; 運(yùn)行速度： 代入公式（2-6）得： v=Dr =3.1440.956.35/60=120.61mm/s 運(yùn)行時(shí)間： 代入公式（2-3）得： t=440/91.98=3.65s。 2.4 滑輪罩的設(shè)計(jì) 2.4.1 滑輪罩的材料及結(jié)構(gòu) 滑輪罩是連接上下拉索，安放電機(jī)輪和電機(jī)的部件，同時(shí)也是保護(hù)電機(jī)的部件。滑 輪罩的材料是黑色的聚甲醛，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，能夠滿足使用要求?；喺钟辛鶄€(gè)孔，其中三 個(gè)孔用自攻釘連接電機(jī)，使電機(jī)固定在滑輪罩上，另三個(gè)孔安裝在車門上。滑輪罩的外 形依據(jù)電機(jī)的外形設(shè)計(jì)，同時(shí)也借鑒了其它升降器滑輪罩的設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了 設(shè)計(jì)優(yōu)化，既起到連接安裝的作用，又能保護(hù)電機(jī)?；喺值木唧w尺寸詳見圖紙。 12 圖 2-7 滑輪罩 2.5 上/下拉索組件設(shè)計(jì) 2.5.1 上拉索組件 上拉索組件是連接電機(jī)輪和玻璃托架，傳送動力的重要部件。上拉索組件由七部分 組成，分別為鉚接頭、鋼絲繩、緩沖彈簧、導(dǎo)向管、上/下敷管、圓形海綿套、敷管護(hù)套。 各部分尺寸詳見圖紙 鋼絲繩用鋼絲的選擇 拉線用鋼絲繩為航空用鋼絲繩,外徑為 1.5 mm, 67+IWS(中間股),既為 77 股。 鋼絲公稱直徑為 0.17mm, 允許偏差0.01，不圓度不大于 0.01。 鋼絲用材料應(yīng)符合 GB699 的規(guī)定，其硫磷含量各不大于 0.03%。 鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度不小于 1960Mpa。 打一個(gè)結(jié)的鋼絲應(yīng)能承受不小于公稱抗拉強(qiáng)度 60%載荷的拉力。 鋼絲表面的鋅層重量不小于 15g/m2。 鋼絲表面的鍍鋅層均勻、連續(xù)、無裂紋和剝落現(xiàn)象。 鋼絲繩的表面質(zhì)量及力學(xué)性能 鋼絲繩表面涂敷適量的潤滑劑。 鋼絲經(jīng) 30000 次疲勞實(shí)驗(yàn)后，不得有折裂、拉毛、起刺等現(xiàn)象。 鋼絲繩的最小破斷拉力為 1.99KN。 鋼繩在受力為最小破斷拉力的 60%之后，其彈性伸長率不大于 0.9%，永久伸長率不 大于 0.2%。 電機(jī)安裝孔 車門安裝孔 13 經(jīng) 50000 次模擬車門升降循環(huán)后，永久伸長率不大于 0.1%。 緩沖彈簧 彈簧用鋼絲材料為 65Mn。 彈簧經(jīng) 50000 次壓縮和放松試驗(yàn)，其變形量不大于 2%?；拘阅懿唤档?10%。 上下敷管 上下敷管用料 EVPVC 改性密封材料。 外觀：表面光滑，無裂紋及其他缺陷，顏色為黑色。 導(dǎo)向管 管用料尼龍: , 30.4 管。 拉伸屈服服強(qiáng)度 : 42 Mpa。 斷裂伸長率: 64%。 密度: 1.38 g/cm3。 本設(shè)計(jì)采用的鋼絲繩為 1.5mm*913mm。上述參數(shù)同樣適用下拉索相關(guān)組件。 圖 2-8 上拉索組件 2.5.2 下拉索組件 下拉索組件是連接電機(jī)輪和玻璃托架，傳送動力的重要部件。上拉索組件由八部分 組成，分別為鉚接頭、鋼絲繩、緩沖彈簧、導(dǎo)向管、下敷管、圓形海綿套、敷管護(hù)套和 左下導(dǎo)向架。各部分材料及性能參數(shù)詳見上拉索組件對應(yīng)部分。尺寸詳見圖紙。 14 圖 2-9 下拉索組件 2.6 升降器附件 2.6.1 支架組件 支架組件由鉚接螺釘和支架組成，起支撐和連接作用。鉚接螺釘焊接在支架上，支 架兩端焊接在滑道指定位置上。車門安裝升降器時(shí)，滑道上的兩個(gè)焊接支架組件穿過車 門指定的孔位，然后固定。依據(jù)主機(jī)廠車門安裝孔徑，焊接螺釘選用 M6X12,支架參考 B70 的大小，長寬厚=60242，單位 mm。因支架組件對升降器起著重要的連接作 用，所以必須保證焊接強(qiáng)度。 焊接要求（如下圖）： 要求焊接螺釘能承受 30NM 扭力不斷裂，不滑絲。 要求焊接位置準(zhǔn)確、平整，無過燒，螺釘無歪斜。 圖 2-10 支架組件 2.6.2 導(dǎo)向滑輪架、導(dǎo)向滑輪及滑輪鉚釘 導(dǎo)向滑輪架和導(dǎo)向滑輪通過滑輪鉚釘鉚接到滑道上，拉索中的鋼絲繩穿過滑輪架繩 槽，纏繞在導(dǎo)向滑輪上。 15 具體操作： 1，開機(jī)床（ YM-28 滾碾式壓鉚機(jī)） ，將鉚合模安裝好，鎖定碾鉚機(jī)油壓 1.6MPa；調(diào) 試并確定碾鉚時(shí)間，導(dǎo)向滑輪碾鉚時(shí)間為 0.15S。 要求鉚接后滑輪應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活，軸向不竄動；鉚后鉚釘直徑在 80.2 mm 范圍內(nèi)。 圖 2-11 滑輪架、滑輪及鉚釘 2.6.3 電機(jī)輪 電機(jī)輪首先安裝在滑輪罩內(nèi)，輪上纏繞鋼絲繩，在安裝電機(jī)時(shí)，將其與滑輪罩一并 安裝在電機(jī)上。電機(jī)輪的直徑 =39.9mm，材料為聚甲醛。該電機(jī)輪借用了 N350 的電機(jī) 輪，具體尺寸詳見圖紙。 圖 2-11 電機(jī)輪 2.6.4 自攻釘、螺母 自攻螺釘與螺母均參照國家相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行選用和設(shè)計(jì)。自攻螺釘標(biāo)準(zhǔn) GB845-1985, 螺母標(biāo)準(zhǔn) GB/T41-2000。 具體尺寸詳見圖紙。 左 上 導(dǎo) 向 滑 輪 架 導(dǎo) 向 滑 輪 導(dǎo) 向 滑 輪 鉚 釘 上 敷 管 (灰 色 )鉚 接 頭 下 敷 管 (黑 色 )鉚 接 頭 16 總 結(jié) 短短的三個(gè)月已經(jīng)過去，我的設(shè)計(jì)也已接近了尾聲。畢業(yè)設(shè)計(jì)，這個(gè)對于機(jī)械專業(yè) 的學(xué)生來說是一個(gè)不可或缺的重要環(huán)節(jié)，回想自己在三個(gè)月時(shí)間內(nèi)的所作所為可謂是有 苦有甜，收益頗豐。通過這次設(shè)計(jì)，我把大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)知識又重新學(xué)習(xí)了一遍，使 得專業(yè)知識在我頭腦中更加清晰、更加牢固，還培養(yǎng)了我快速查閱有用信息和動手的能 力。 該玻璃升降器采用的是現(xiàn)代普遍使用的繩輪式電動玻璃升降器。電動玻璃升降器的 操作機(jī)構(gòu)是以電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)手動搖把。裝配電動玻璃升降器的車輛，車門玻璃的升降或 調(diào)整可由駕駛員方便地操作按鍵控制，操作非常方便準(zhǔn)確，大大提高了操作的可靠性和 駕駛員工作的舒適性，而且有利于操作自動化。電動玻璃升降器主要由普通機(jī)械式玻璃 升降器的傳動及提升支撐部分、可逆式直流電機(jī)和控制開關(guān)組成。本設(shè)計(jì)在原有的基礎(chǔ) 上加以改進(jìn)，使其運(yùn)動更加平穩(wěn)，使用更加安全，密封更加優(yōu)良。當(dāng)然，由于學(xué)識有限， 設(shè)計(jì)中也存在著許多的缺點(diǎn)和不足有待改正。 總之，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了作為一名機(jī)械技術(shù)工作者必須具備的良好專業(yè) 素質(zhì)、品德和修養(yǎng)，通過這次設(shè)計(jì)為我今后步入社會進(jìn)行工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 17 參考文獻(xiàn) 1 QC/T636-2000J.中華人民共和國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-汽車電動玻璃升降器 2 黃天澤，汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì). M.機(jī)械工業(yè)出版社，1992.10 3 蔣文斌，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 年第 10 期 4 汽車工程手冊編輯委員會. 汽車工程手冊. M.人民交通出版社，2001 5 曹建國.汽車維修實(shí)用技術(shù). M.重慶：重慶大學(xué)出版社.2003 6 肖永清.現(xiàn)代家用車輛使用與維修實(shí)例. M.北京：人民郵電出版社.2003 7 劉惟信.汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算. M.北京：清華大學(xué)出版社.2004 8 QC/T626-1999. J.汽車電動玻璃升降器 9 PF-60007A. J.電動玻璃升降器總成技術(shù)條件 10 SORC31-XBD001-A. J.玻璃升降器總成產(chǎn)品描述報(bào)告 11 李建功機(jī)械設(shè)計(jì)（第四版）M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 12 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室機(jī)械原理（第七版） M.北京：高等教育出版社，2006 13 于永泗、齊民.機(jī)械工程材料(第七版) M.北京：大連理工大學(xué)出版社，2007 14 劉鴻文材料力學(xué)（第四版）M北京：高等教育出版社，2003 15 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室理論力學(xué)M北京：高等教育出版社，2002 16 王先逵機(jī)械制造工藝學(xué)（第二版）M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995 17 Gere J M, Timoshenko S P Mechanics of materials Second SI Edition New York： Van Nostrand Reinhold,1984 18 致 謝 在本文即將完成之際，謹(jǐn)向所有給予我關(guān)心、支持和幫助的老師和同學(xué)們致以深深的謝意。 首先，感謝我的指導(dǎo)老師 老師，深深感謝王老師在課題設(shè)計(jì)進(jìn)行過程中給予的關(guān)心和大力幫助! 他嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的學(xué)術(shù)作風(fēng)和孜孜不倦的求學(xué)精神激勵(lì)并培養(yǎng)了我實(shí)事求是認(rèn)真踏實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度，使我懂 得了作為機(jī)械技術(shù)工作者應(yīng)具備的品德和修養(yǎng)，并將成為我今后努力工作，不斷進(jìn)取的動力源泉。 其次，感謝我的同學(xué)們，當(dāng)我遇到問題時(shí)幫我查找資料，我們經(jīng)常會一起討論問題，分享知識。 感謝他們對我的幫助和鼓勵(lì)，他們勤奮好學(xué)、樂于助人的精神，使我難以忘懷。 最后，感謝我的家人，是他們一直給予我支持和無微不至的關(guān)心與愛護(hù)，使我能夠如期完成學(xué)業(yè)。 19 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 外 文 資 料 翻 譯 系 別： 工程技術(shù)系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 姓 名： 學(xué) 號： 2010 年 12 月 25 日 外文資料翻譯譯文 電動玻璃升降器設(shè)計(jì)方法研究 格爾吉姆 摘要：介紹了玻璃升降器的設(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)流程，以及設(shè)計(jì)步驟和注意事項(xiàng) 關(guān)鍵詞：玻璃升降器；呢槽；環(huán)面玻璃 前言 玻璃升降器俗稱搖窗機(jī)，其種類很多，按照傳動機(jī)構(gòu)的型式主要有繩輪式和齒輪齒 板式。其主要功能為； （）支撐和保護(hù)玻璃； （）實(shí)現(xiàn)玻璃的升降并能在任意位置停位。 本設(shè)計(jì)指南主要介紹繩輪式的玻璃升降器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要包括玻璃升降器、側(cè)窗 玻璃以及玻璃導(dǎo)軌。而玻璃升降器的機(jī)構(gòu)主要包括：電機(jī)、機(jī)械升降機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三 大部分組成。 設(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)流程 .設(shè)計(jì)原則 設(shè)計(jì)玻璃升降器時(shí)，要求升降平順，工作可靠，無沖擊和阻滯現(xiàn)象，無輾軋聲；操 縱輕便省力；具有防止手壓玻璃時(shí)玻璃升降器發(fā)生逆轉(zhuǎn)的制動機(jī)構(gòu)。同時(shí)要求整個(gè)玻璃 升降器系統(tǒng)中，玻璃、玻璃導(dǎo)軌以及玻璃升降器導(dǎo)軌的匹配合理。 .設(shè)計(jì)流程 （）根據(jù)車身外造型面，用環(huán)面玻璃車門設(shè)計(jì)理論，構(gòu)造玻璃所在環(huán)，并根據(jù)門 窗密封條斷面尺寸等，確定玻璃外表面或中面。 （）用環(huán)面玻璃車門設(shè)計(jì)理論，確定玻璃升降導(dǎo)軌的基準(zhǔn)線。根據(jù)車身外表面造 型的玻璃邊界線，確定玻璃初始位置各邊界線。其中，玻璃初始位置前后邊界線可作為 玻璃導(dǎo)槽的中心線。分析玻璃沿升降壁導(dǎo)軌運(yùn)動過程中同玻璃密封條的干涉情況。 （）依據(jù)玻璃導(dǎo)槽中心線及其結(jié)構(gòu)斷面，確定玻璃導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)參數(shù)確定 （）由油泥模型點(diǎn)云數(shù)據(jù)擬合獲得的車身外造型面。包括前后門區(qū)域； （）車門玻璃各邊界線、車身腰線等； （）窗玻璃密封條和窗框各結(jié)構(gòu)斷面、玻璃升降器升降臂導(dǎo)軌斷面。 環(huán)境條件 （）玻璃升降器必須滿足在一之間的溫度下運(yùn)行良好； （）玻璃升降器必須具備防振性、耐腐蝕性以及防水性能； （）抗干擾性能；由于電機(jī)可能收到其他電器電磁的影響，所以玻璃升降器的電 機(jī)必須具備防干擾性能。 設(shè)計(jì)要求 （）設(shè)計(jì)擬合的玻璃面同外造型面偏差盡量??； （）確定的玻璃導(dǎo)槽以及玻璃升降臂導(dǎo)軌的軌跡線，要能保證玻璃沿著設(shè)計(jì)的升 降臂導(dǎo)軌升降過程中，玻璃前后端運(yùn)動軌跡同玻璃導(dǎo)槽的各向間隙變化控制在一定的工 程范圍之內(nèi)； （）玻璃從上止點(diǎn)下降到下止點(diǎn)過程中，在窗臺處不發(fā)生干涉； （）玻璃下降過程中同車門內(nèi)外板間安裝的其他部件不干涉。 零部件裝配要求 在前期設(shè)計(jì)階段就必須考慮到整個(gè)玻璃升降器系統(tǒng)的裝配順序以及宜人性，特別是 玻璃的安裝必須方便簡易。 零部件試驗(yàn)要求 （1）制動界限 要求：在電機(jī)上接通（士）電壓，滑塊頂在擋塊上，直到熱保護(hù)裝置 脫開。要求熱保護(hù)裝置重新接通后，整個(gè)總成在無自感的反方向電壓（ ： ）下松開。在試驗(yàn)結(jié)束后，不允許升降器有任何機(jī)械和電損壞。 （2）絕緣強(qiáng)度 要求：升降器電機(jī)內(nèi)互不連接的導(dǎo)體零部件之間應(yīng)能耐實(shí)際正弦的高壓試驗(yàn)。電機(jī) 殼體的電連接全部脫開，在過程中不允許有任何擊穿，結(jié)束后，升降器不得有任何機(jī)械 和電損壞。 （3）絕緣電阻 要求：在 直流電壓下，電機(jī)接線柱和升降器固定件之間的絕緣電阻應(yīng)大于 。 （4）熱保護(hù)特性 要求：升降器應(yīng)具有熱保護(hù)特性，其首次打開時(shí)間、恢復(fù)時(shí)間及開斷次數(shù)應(yīng)滿足產(chǎn) 品圖樣技術(shù)要求。試驗(yàn)后熱保護(hù)器仍能正常工作。 產(chǎn)品圖樣技術(shù)要求：電機(jī)熱保護(hù)器在： 土首次打開時(shí)間為秒，最大閉會時(shí)間為秒； 士首次打開時(shí)間為秒，最大閉會時(shí)間為秒； 首次打開時(shí)間為秒，最大閉會時(shí)間為秒。 （5）防水密封性 要求：升降器在不工作狀態(tài)下，按 的要求，防水性能等級 為，試驗(yàn)后電機(jī)內(nèi)部不應(yīng)進(jìn)水。 （6）耐過電壓性能 要求：升降器應(yīng)能在（）電壓下，運(yùn)行個(gè)工作循環(huán)。在運(yùn)行過程 中和過程后不允許有任何機(jī)械和電損壞。 （7）耐溫度變化性能 要求：升降器在不工作狀態(tài)下應(yīng)能承受一低溫和高溫的溫度變化試 驗(yàn)。 （8）抗沖擊性能 要求：升降器應(yīng)能經(jīng)受加速度為、加速時(shí)間為，脈沖波形 為半正弦的一次沖擊，沖擊試驗(yàn)后，升降器內(nèi)的各機(jī)械零件應(yīng)無任何損傷。 （9）耐灰塵性能 要求：升降器經(jīng)過加塵試驗(yàn)，再進(jìn)行個(gè)循環(huán)工作后應(yīng)符合，允許性 能的最大偏差為。 （10）耐振動性能 要求：升降器在不工作狀態(tài)下應(yīng)能經(jīng)受三個(gè)方向的掃頻振動試驗(yàn)，試驗(yàn)后零部件應(yīng) 無損壞，緊固件應(yīng)無松脫現(xiàn)象。 （11）耐腐蝕性能 要求：升降器應(yīng)能承受 的鹽霧試驗(yàn)，且黑色金屬主要零件表面無基體腐蝕 物。 （12）耐久性能 要求：升降器應(yīng)能承受前門：個(gè)工作循環(huán)；后門：個(gè)工作循環(huán) 的耐久的試驗(yàn)，試驗(yàn)后的基本性能允許比試驗(yàn)前偏差。樣品經(jīng)型式試驗(yàn)后，能符 合。 其他 繩輪式升降器的 零部件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)步驟以及設(shè)計(jì)計(jì)算 （）環(huán)面玻璃 繼承傳統(tǒng)柱面車門玻璃的設(shè)計(jì)思想，很自然地將車身外造型面假想為環(huán)面，即玻璃 近似為環(huán)面上的一部分。在 軟件中，環(huán)可以由一半徑為， 的小圓繞著半徑為的 大圓旋轉(zhuǎn)而得，如圖下所示，其中，環(huán)的標(biāo)系不同于車身坐標(biāo)系。不失一般性，假設(shè)環(huán) 大圓所在平面平行于車身坐標(biāo)系的面，環(huán)面滿足下列曲面公式。 20rzRxy小 圓 其中，。 小圓繞軸旋轉(zhuǎn)可得環(huán)面的方程 22222 4yxRrzyx 和是決定于車身造型設(shè)計(jì)、門厚等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、升降器等附件類型選擇的工程數(shù)據(jù)。 一般可在車身外表面水平較寬的腰線附近用水平面截造型點(diǎn)云，以其擬合得圓 O， ；在車 身外表面鉛垂較寬的后車門區(qū)域用垂直于圓 的平面截造型點(diǎn)云，以其擬合得到小圓 ，1O2 就可以確定圓環(huán)面，其基圓為 ，且有。一：式中為，和 之間的3 距離，為，和 間的垂直距離。由所定玻璃密封條截面尺寸就可以等距出玻璃O 外表面或中面。 （）玻璃升降器升降臂導(dǎo)軌 參考以往柱面玻璃車門設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提出了環(huán)面玻璃車門玻璃升降導(dǎo)軌的兩種設(shè)計(jì)方 法，并進(jìn)行了比較，以供產(chǎn)品開發(fā)選擇。 一般情況下，車身表面幾何造型時(shí)就要保證玻璃前、后邊界線為兩條相互平行的平面 曲線，設(shè)計(jì)時(shí)需對其進(jìn)一步進(jìn)行擬合處理。過玻璃質(zhì)心，用平行于玻璃前及后邊界線所 在平面的面切環(huán)面得到玻璃升降臂導(dǎo)軌的基準(zhǔn)線。 假設(shè)玻璃升降過程是兩個(gè)運(yùn)動的合成，即繞著基圓 和繞著小圓 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；則3O2 可將玻璃運(yùn)動軌跡假想為環(huán)面上的閉合螺旋線。所確定的螺旋線要近似平行于玻璃前后 兩條邊界線，并以其校正玻璃前后兩條邊界線。 螺旋線方程 為 3360cos60cos3ininOxttrRxOztz yy 式中 n 為螺旋線繞環(huán)面的圈數(shù)，為（，）的自變量。 若是螺旋線一部分，過其上兩點(diǎn)、，分別作垂直于基圓 的平面交基圓2O 于、兩點(diǎn)，直線、之間夾角為 ，弧 ab 對