汽車座椅頭枕沖擊試驗裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書1

1、 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 作 者： 陳慧超 學(xué) 號： 085265 系： 機械工程 專業(yè)： 車輛工程 題 目： 汽車座椅頭枕沖擊試驗裝置設(shè)計 指導(dǎo)者： 武一民 教授 評閱者： 2012 年 06月 01 日畢業(yè)設(shè)計（論文）中文摘要 汽車座椅頭枕沖擊試驗裝置設(shè)計摘要： 汽車座椅頭枕是汽車上與人體接觸最密切的部件，汽車座椅不但要乘坐舒適，還應(yīng)能承受人體重量，同時還應(yīng)能經(jīng)受車輛諸如起步、加速、制動等重復(fù)動作和碰撞事故的沖擊，汽車座椅頭枕是汽車上重要的被動安全系統(tǒng)之一。每年的汽車乘員傷亡事故中，有相當大的比例是有成員與座椅的二次碰撞或車輛固定件失效一起的。因此,國家和行業(yè)制定了一系列的技術(shù)

2、標準和試驗方法, 對汽車座椅頭枕的要求越來越嚴格。本文主要介紹汽車座椅和根據(jù)國標、行業(yè)標準及試驗方法研制汽車座椅頭枕沖擊試驗裝置。.關(guān)鍵詞: 汽車座椅 汽車座椅試驗 試驗設(shè)備研制畢業(yè)設(shè)計（論文）外文摘要car seat and headrest impact test design of the device abstract ：car seat and headrest is a part car with human body contact most closely ，car seat not only want to take the comfortable, should also

3、be able to withstand the human body weight, also should be able to withstand vehicles such as the beginning, accelerate, brake repetitive movements and the impact of the crash. car seat headrest is important in the car of the passive safety system . the crew accidents each year that a large proporti

4、on of the members and the seat is a secondary collision or vehicle fixed a failure cause. therefore, the nation and industry to develop a series of technical standard and test methods of car seat headrest requirements more and more strictly.this paper mainly introduces the car seats according to the

5、 national standard, the industry standard and test methods ，to develop car seat and headrest impact test device. .keywords: car seats, tryout of car seats, development of experiment equipment 目 錄1 緒論1 1.1 設(shè)計座椅頭枕沖擊試驗裝置的意義 1 1.2 汽車座椅頭枕國、內(nèi)外發(fā)展狀況 2 1.3 本次設(shè)計主要任務(wù) 3 2 汽車座椅頭枕的國家標準4 2.1 汽車座椅行業(yè)標準 4 2.2 汽車頭枕行業(yè)標

6、準 82.3 對汽車座椅頭枕的結(jié)構(gòu)和分類 10 3 國家規(guī)定汽車座椅頭枕相關(guān)試驗13 3.1 汽車座椅動態(tài)舒適性試驗方法 13 3.2 汽車座椅頭枕性能要求和試驗方法 14 4 座椅頭枕沖擊試驗裝置結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計164.1 總體尺寸的確定 17 4.2 擺錘總成的設(shè)計 18 4.3 繞繩機構(gòu)總成設(shè)計 19 4.4 caxa 圖紙設(shè)計 21 4.5 使用說明 26結(jié)論與展望 27參考文獻28 致謝 291 緒論1.1設(shè)計座椅頭枕沖擊試驗裝置的意義汽車作為一種交通工具，它的實際已經(jīng)日趨完善。從它的誕生起，加速了世界工業(yè)化的進程。并給人們生活帶來了極大的方便，是現(xiàn)代交通史上的一次重大突破，在現(xiàn)代化的

7、今天，汽車在國民經(jīng)濟和人們的日常生活中正起著巨大的作用。同時社會的需求也給汽車工業(yè)提出了越來越高的要求,其中座椅頭枕作為汽車重要組成部分，其行業(yè)標準非常嚴格。 汽車座椅是汽車內(nèi)飾部件最重要的組成部分，也是與駕乘者聯(lián)系最為密切的部件，近年來越來越多地受到了人們的重視。根據(jù)j.d.power的一項市場調(diào)查顯示，汽車座椅設(shè)計和車輛外形設(shè)計已成為消費者選購汽車的2個主要因素，而消費者選擇汽車座椅的要求依次為安全性、舒性、輕便。一個性能優(yōu)良的駕駛座椅除了為駕駛?cè)藛T提供一個與人體生理特點相適應(yīng)的舒適而穩(wěn)定的坐姿、良好的野位置、具備一定的操縱空間和安全空間外,最重要是減輕傳給駕駛?cè)藛T身體的振動和沖擊,滿足振

8、動舒適性評價標準。頭枕是為了提高汽車乘坐人員乘坐舒適性和安全性而設(shè)置的一種輔助裝置。頭枕的主要作用是在汽車受到?jīng)_撞時，具有防止反彈的作用，以保護駕乘人員的頭、頸椎部位不受損傷。 早期，汽車的研究主要是為汽車的動力性，經(jīng)濟型，制動性等。隨著時代的發(fā)展，各行各業(yè)的現(xiàn)代化程度的不斷提高，以及計算機技術(shù)的發(fā)展，人們很快解決了上述主要性能之后，把各項技術(shù)和精力轉(zhuǎn)移到汽車各方面。如：汽車乘坐的舒適性 平順性，操縱穩(wěn)定性，安全靠性等等一些細微的地方上來，而影響這些因素的一個重要部件就是汽車座椅。 汽車座椅是汽車中將乘員，駕駛員和車身聯(lián)系在一起的部件。它的功能是，在規(guī)定的條件下，能夠為駕駛員和乘客提供舒適的位

9、置。正因它對汽車行駛的平順性，乘坐舒適性，安全性及操作方便性有很大影響，每年的汽車乘員傷亡事故中，有相當大的比例是由乘員與座椅的二次碰撞引起的，基于以上因素，汽車座椅的設(shè)計越來越受到人們的重視。此次試驗設(shè)備檢驗汽車座椅頭枕性能，保證座椅頭枕的合格性，車輛安全方面有重要意義。1.2 汽車座椅頭枕國、內(nèi)外發(fā)展狀況汽車座椅不僅代表著很重要的汽車價值，而且還包含了濃重的感情色彩，那就是對乘客負責(zé)的態(tài)度?；谶@些原因，一款新型汽車在開發(fā)初期就會提出對座椅設(shè)計的要求。汽車座椅設(shè)計從消費者的需求出發(fā)，賦予產(chǎn)品新的功能，提高座椅的品質(zhì)，給消費者提供更加舒適、安全和愉悅的駕乘體驗。目前，高品質(zhì)的汽車座椅已經(jīng)成為

10、汽車設(shè)計人員乃至整車個性化設(shè)計風(fēng)格的重要考核標準之一，同時也是保障汽車安全性能的一部分。安全、舒適、美觀的汽車座椅往往會成為一款汽車的一大亮點和賣點所以，隨著國內(nèi)外汽車工業(yè)的高速發(fā)展，對汽車座椅要求越來越高，國內(nèi)外汽車生產(chǎn)企業(yè)及汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)也在不斷地加大對汽車座椅的研發(fā)力度.在座椅的新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料的研發(fā)及應(yīng)用領(lǐng)域下工夫順應(yīng)汽車技術(shù)“綠色”和安全的發(fā)展潮流.輕量化、模塊化，以及更注重安全性、環(huán)保型、舒適性，將會成為未來汽車座椅設(shè)計的發(fā)展趨勢。1輕量化要求 鑒于汽車節(jié)能及降低汽車重量這一發(fā)展趨勢，座椅的減重也被斌予重大意義。目前，已經(jīng)有部分汽車及零配件生產(chǎn)廠家運用了各種高強度鋼材及鋁

11、合金等材料代替原有材料，滿足了座椅強度的要求，同時又能降低座椅重量。2模塊化 將各種標準化部件組合成獨特的模塊，形成不同的平臺化結(jié)構(gòu)。進行產(chǎn)品開發(fā)時，可以從一整套靈活機動的組合構(gòu)件中有選擇地組成座椅系統(tǒng)，不僅能減少投資，同時還能節(jié)省研發(fā)時間和成本。3安全性 為了增強座椅的安全性，各種新技術(shù)也將越來越多地運用到座椅系統(tǒng)中，例如自適應(yīng)主動頭枕、帶有被帶或者安全帶的靠背支撐系統(tǒng)，保護頭部、軀體臀的安全氣囊等。4舒適性 座椅的舒適性不僅要讓駕乘人員坐在座椅上時感到舒服，還應(yīng)綜合考慮駕乘人員的各種感官知覺(比如視覺、觸覺、聽覺和嗅覺)、心里感覺和功能性感覺(是否符合人體工程)等，這將在未來的座椅設(shè)計中變

12、得越來越重要。電動座椅、腰托和按摩系統(tǒng)、座椅加熱的通風(fēng)裝里、雙密度的坐墊泡沫等技術(shù)的普及也將大大提升座椅的舒適性。5環(huán)保性 目前，在座椅的設(shè)計和開發(fā)過程更注重采用“綠色”和可再生環(huán)保材料，例如采用可再生的原材料生產(chǎn)發(fā)泡產(chǎn)品等。另外，輕量化的產(chǎn)品設(shè)計.即采用更少的材料也是提高產(chǎn)品環(huán)保性1.3本次設(shè)計的主要任務(wù)查閱相關(guān)的汽車座椅及頭枕設(shè)計方法試驗方法及國家標準，了解汽車座椅結(jié)構(gòu)及實驗裝置。熟悉caxa、ug等計算分析軟件，撰寫前期報告。根據(jù)標準，計算分析實驗裝置，設(shè)計裝置結(jié)構(gòu)，繪制裝置相關(guān)圖紙。 本次參照汽車座椅頭枕國家標準的沖擊要求，設(shè)計一套座椅沖擊試驗裝置，本次畢業(yè)設(shè)計要求首先對實驗裝置進行計

13、算分析，設(shè)計裝置的具體結(jié)構(gòu)形式，繪制裝置的caxa圖紙。通過這次畢業(yè)設(shè)計認真深入回顧大學(xué)里所學(xué)的知識。畢業(yè)設(shè)計設(shè)計 汽車制造、汽車理論、理論力學(xué)、材料力學(xué)等各方面的知識。通過不斷思考不斷計算，學(xué)會設(shè)計過程中的探索 ，培養(yǎng)自己獨立設(shè)計，查詢書籍，計算數(shù)據(jù)的能力。2. 汽車座椅頭枕的國家標準2.1 汽車座椅行業(yè)標準 2.1.1 一般要求 （1） 座椅總成應(yīng)符合標準要求，并按經(jīng)規(guī)定程序批準的產(chǎn)品圖樣和技術(shù)文件制造 （2） 座椅表面不得有任何可能危及乘員安全的粗糙面或尖棱，應(yīng)符gb-11552-1999的要求 （3） 所有面套應(yīng)符合其對應(yīng)圖樣的縫制及外觀要求 （4） 座椅表面應(yīng)無污染、破損、開裂等缺陷

14、以及客戶不能接受的褶皺 （5） 座椅h點的測量啊按gb/t11563-1995.應(yīng)滿足設(shè)計要求，允許誤差15mm。 軀干角度誤差3。假人的型號采用sae j826-2002的規(guī)定。 （6） 安裝扭矩應(yīng)滿足設(shè)計圖樣要求。 （7） 座椅安裝位置尺寸應(yīng)滿足設(shè)計要求，采用驗具檢驗。 （8） 座椅處于任何給定的位置，滑道手柄應(yīng)能夠復(fù)位?；勒{(diào)節(jié)后應(yīng)能夠鎖定座椅。 2.1.2 性能要求 （1）面料性能要求 座椅面套的面料性能要求和試驗方法應(yīng)滿足客戶要求 （2）非金屬材料的排放性能試驗 座椅非金屬材料的排放性能試驗應(yīng)滿足以下條件： a）可凝結(jié)水試驗按照sae j1756-1994 的試驗方法，其界定值為：g

15、 3mg; b) 氣味測試按照sae j1351-1993 測試方法，其界定值為：氣味評分小于或等于3.5 （3）燃燒特性 燒特性和試驗方法按gb 8410。 （4）座椅系統(tǒng)強度要求 座椅系統(tǒng)強度要求和試驗方法按 gb 14167 （5）正面碰撞要求 正面碰撞要求通過汽車向前的碰撞試驗，對配置假人的座椅狀況進行驗證分析， 要求在減速時，假人不允許沖撞其他物體。座椅零件及止動和調(diào)節(jié)裝置不準碎 裂或拉斷，允許彎曲。靠背松開裝置仍需保持功能完好。 （6）后部碰撞要求 后部碰撞要求通過汽車向后的碰撞試驗，對配置假人的座椅狀況進行驗證分析， 在碰撞時，靠背可彎曲，但不允許沖撞其他物體。座椅零件不允許碎裂

16、或拉斷， 座椅和地板之間的固定裝置不允許扯斷，座椅止動裝置不允許松開，切保持其 功能完好?？勘乘砷_裝置仍需保持完好。 （7）側(cè)面氣囊系統(tǒng)及其附屬的座椅面套實驗要求 側(cè)面氣囊系統(tǒng)及其附屬的座椅面套試驗要求保證座椅靠背的側(cè)向氣囊總成的質(zhì)量和性能，對安裝有側(cè)向氣囊的座椅靠背總成進行爆破試驗。試驗后，側(cè)向氣囊靠背總成或靠背面套僅允許在規(guī)定位置上爆開，不允許零件松動，氣囊經(jīng)受住充氣過程考研，保證充分時間要求。 （8）靜態(tài)剛性試驗 靜態(tài)剛性試驗驗證前座椅骨架的剛度，前座椅骨架在500n的作用下，彈性變形應(yīng)不大于預(yù)定值。 （9）顛簸和蠕動試驗 顛簸和蠕動試驗驗證座椅的骨架、泡沫和面套的疲勞壽命，在100次/

17、min的頻率下，進行坐墊100 000次、靠背50 000次的振動試驗，試驗后的樣品應(yīng)無異常情況出現(xiàn)，座椅骨架無裂縫，泡沫無變形，面料和襯墊無破損、h點最大變動在額定范圍內(nèi)。 （10）模擬人體進出座椅試驗 模擬人體進出座椅試驗對帶面套的座椅進行面料耐磨性試驗，模擬人體進出15 000次的座椅試驗，試驗后的座椅面套不應(yīng)出現(xiàn)斷裂、結(jié)團、不應(yīng)脫散和漏底，不允許出現(xiàn)磨損，縫線不允許斷裂（11）前坐墊向下強度試驗 前排座椅坐墊向下強度試驗是對座椅的坐墊進行的強度試驗，驗證坐墊骨架、座椅操作機構(gòu)的強度，試驗后的座椅骨架和坐墊骨架的固定支架應(yīng)無破裂，高度調(diào)節(jié)機構(gòu)和滑道所止機構(gòu)無破裂，滑道鎖止機構(gòu)不失效，并可

18、以打開。 （12）縱向調(diào)節(jié)疲勞試驗 縱向調(diào)節(jié)疲勞試驗后，滑道的操縱和解鎖都應(yīng)該是輕松靈活；功能正常，座椅可以均勻地進行調(diào)節(jié)。 （13）靠背骨架總成強度試驗 靠背骨架總成強度試驗應(yīng)在座椅靠背達到最大負載時（靠背骨架變形時承受的最大負荷），靠背骨架和調(diào)角器應(yīng)無損傷。 （14）靠背骨架總成剛度試驗 靠背骨架總成剛度試驗將座椅骨架總成固定在試驗夾具上，放到試驗臺上并調(diào)節(jié)至設(shè)計位置。在靠背頂部中心處，垂直于靠背向后施加試驗力，在15s內(nèi)遞增1000n。卸載后測得的塑性變形應(yīng)不超過10mm。 （15） 靠背骨架總成耐久性試驗 靠背骨架總成耐久性試驗將座椅骨架總成，固定在試驗臺上。在靠背頂部中心處施加一個水

19、平向后方向0300n的循環(huán)載荷，次數(shù)為10 000次，頻率為30次/min在10 000次循環(huán)載荷后，前座椅骨架總成不允許出現(xiàn)裂縫。 （16） 靠背骨架總成間隙試驗 靠背骨架總成間隙試驗是測量座椅靠背在持續(xù)加載前后的變化，要求座椅靠背在持續(xù)加載前后應(yīng)是主觀無間隙的。在加載力到達25 n時，座椅靠背的間隙不超過3.5 mm. 當加載力到達147 n時，加載點最大間隙不應(yīng)超過15 mm. (17) 靠背調(diào)節(jié)疲勞試驗 靠背調(diào)節(jié)疲勞試驗要求座椅靠背在8 000次循環(huán)試驗后，靠背調(diào)節(jié)應(yīng)輕便靈活、均勻、試驗前后間隙滿足標準要求。（18） 座椅扶手強度和剛度試驗 座椅扶手強度和剛度試驗要求座椅扶手固定在剛性

20、夾具上，在離座椅扶手前端25 mm處可加載一個222 n的側(cè)向載荷時，座椅扶手的最大變形不大于25 mm，塑性變形不超過6 mm（19）扶手循環(huán)試驗 扶手循環(huán)試驗要求將座椅靠背和夾具固定在試驗臺上，座椅扶手的閉合位置為起點，把扶手從閉合位置打開到工作位置，再把扶手從工作 位置關(guān)閉到閉合位置，循環(huán)3 000次。扶手在3 000次循環(huán)試驗后必須保持原有功能要求，無鉸鏈機構(gòu)缺陷，面套不應(yīng)出現(xiàn)斷裂、脫散和漏底。（19） 頭枕功能試驗頭枕功能試驗上下調(diào)節(jié)操作力應(yīng)小于140n，傾斜調(diào)節(jié)操作力矩應(yīng)為3 nm6 nm （20） 頭枕循環(huán)試驗 頭枕循環(huán)試驗要求將座椅靠背和夾具固定在試驗臺上，座椅頭枕的最低位置為

21、起始點，把頭枕從最低位置移動到最高位置，再把頭枕從最高位置移動到最低位置，循環(huán)2 000次。頭枕試驗后必須能保持在可調(diào)位置。 （21） 靠背調(diào)節(jié)功能試驗 靠背調(diào)節(jié)功能試驗測試靠背調(diào)節(jié)的操作力a） 手柄式調(diào)角器在位于距手柄前段30mm處，用一個垂直于手柄的19.6 n 68.0 n 的操作力來打開調(diào)角器b） 旋轉(zhuǎn)式調(diào)角器在位于手輪旋轉(zhuǎn)中心處加載一個力矩，靠背向上運動力矩不大于2.8 nm ，靠背向下運動力矩不大于2.4 nm。（22） 座椅總成縱向調(diào)節(jié)功能 座椅總成縱向調(diào)節(jié)功能試驗測試座椅縱向調(diào)節(jié)的操作力。在座椅坐墊上h點位置向下加載60 kg的載荷，用測力計測量手柄打開的操作力，此開啟操作力應(yīng)

22、小于 68 n。用測力計測量座椅縱向調(diào)節(jié)的力，此力應(yīng)小于166 n。（23） 座椅動態(tài)舒適性 坐椅應(yīng)具有良好的震動性能和舒適性，座椅動態(tài)舒適性的試驗方法按 qc/t55-19932.2 頭枕的行業(yè)標準 2.2.1 一般要求 1.基準點“h點”代表人體的三維h點裝置的軀干相對于大腿的理論轉(zhuǎn)軸與座椅縱向垂直平面的交點2.基準線gb11551-2003 中附錄圖所示的通過三維人體模型的線3.頭線通過頭部之心和頸部與胸部交點的直線。當頭部處于自然狀態(tài)時，頭線應(yīng)與基準線重合4.折疊座椅偶爾使用，而平時折疊起來的輔助座椅5.調(diào)節(jié)裝置能將座椅或其部件的位置調(diào)整到適應(yīng)乘員乘坐姿態(tài)的裝置。該裝置有如下功能縱向位

23、移垂直位移角位移6.座椅移位折疊裝置為便于成員的出入，使座椅或其一部分旋轉(zhuǎn)和移動的裝置。座椅或其一部分旋轉(zhuǎn)和移動中無固定中間位置2.2.2 技術(shù)要求： 1.頭枕不應(yīng)給車內(nèi)成員帶來額外的危險。尤其不允許在任何位置上出現(xiàn)可能增加成員傷害程度的危險凸起物或棱邊。位于以下規(guī)定的碰撞區(qū)域內(nèi)的頭枕部分應(yīng)通過本標準中規(guī)定的能量吸收性試驗（1）碰撞區(qū)應(yīng)位于距離座椅對稱面左右各70mm的兩縱向垂直平面間的區(qū)域。（2）碰撞區(qū)應(yīng)位于從h點沿基準點向上635mm處且垂直于基準線的平面以上的區(qū)域（3）以上規(guī)定區(qū)域的能量吸收性試驗不適用于最后排座椅頭枕 2.位于上述兩縱向垂直平面以上區(qū)域的頭枕的前、后表面應(yīng)加襯墊，以避免

24、骨架與乘員頭部直接接觸。在這些區(qū)域中能被直徑為165mm頭型接觸的表面曲率半徑應(yīng)不小于5mm 。 位于上述區(qū)域的內(nèi)的部件，若滿足表準規(guī)定的吸能性試驗，則認為滿足要求，如果上述所述頭枕和其支承件部分的表面材料肖氏硬度低于50度，本條中除對本標準吸能性試驗的要求外的所有要求只適用于剛性部件。頭枕在座椅或車身構(gòu)件上的固定方式應(yīng)保證頭枕在試驗過程中，對于有試驗用頭型產(chǎn)生的作用壓力，其襯墊、固定處或座椅背不得出現(xiàn)剛性的可致傷害的凸起。2.2.3 頭枕高度應(yīng)滿足： 1.對于高度不可調(diào)的頭枕，對于前排座椅，其高度不應(yīng)低于800mm，而對于其他排座椅其高度不應(yīng)低于750mm在高度750mm以下應(yīng)無“使用位置”

25、除前排座椅以外的其他座椅頭枕可調(diào)到高度低于750mm的位置，但要向成員清楚地說明該位置不是頭枕的使用位置對于前排座椅，若被乘坐時其頭枕能自動回到使用位置的話，則頭枕座椅無人乘坐是自動降至告訴低于750mm 2.為保證頭枕與車頂、車窗和車身其它結(jié)構(gòu)質(zhì)檢留有足夠的間隙， 3.對安裝高度可調(diào)的頭枕，頭枕使用部分的高度不應(yīng)小于100mm 4.對安裝高度不可調(diào)的頭枕，頭枕與座椅靠背的間隙不應(yīng)大于60mm 5.對安裝高度可調(diào)的頭枕，處使用者故意采用非正常操作方法之外，不應(yīng)是其安裝高度超過最高調(diào)整極限。2.3 汽車座椅頭枕結(jié)構(gòu)和分類2.3.1汽車的座椅 一個性能優(yōu)良的駕駛座椅除了為駕駛?cè)藛T提供一個與人體生理

26、特點相適應(yīng)的舒適而穩(wěn)定的坐姿、良好的視野位置、具備一定的操縱空間和安全空間外,最重要是減輕傳給駕駛?cè)藛T身體的振動和沖擊,滿足振動舒適性評價標準。從駕駛?cè)藛T隔振防護角度出發(fā),一個性能優(yōu)良的駕駛座椅在正常的工作狀態(tài)下,其動態(tài)性能應(yīng)當符合下列要求:傳給駕駛?cè)藛T的振動負荷盡可能小. 在同樣條件下,不同體重駕駛?cè)藛T所承受的振動負荷最好大致相同,不要有大的變化;座椅懸架的固有頻率應(yīng)不隨駕駛?cè)藛T體重的改變而變化,始終保持最優(yōu)的振動傳遞特性;座椅懸架盡可能只作垂直方向的振動;座椅懸架系統(tǒng)(包括駕駛員在內(nèi))阻尼固有頻率以1. 52. 0hz為宜。2.3.2座椅的結(jié)構(gòu)儀器車駕駛員座椅為例，起主要由以下零件組成：坐

27、墊，骨架、靠背骨架、頭枕、泡沫、面套、調(diào)角器、滑軌、調(diào)節(jié)機構(gòu)、塑料裝飾件等。汽車座椅的組成 圖 2-12.3.3座椅的設(shè)計原則 (1)產(chǎn)品安全。座椅作為安全部件，在被動保護中起決定性作用。首先，在發(fā)生事故時它要保證乘坐人員處在自身的生存空間之內(nèi)，并防止其他車載體進人這個空間。其次，要使乘坐人員在事故發(fā)生過程中.保持一定的坐姿，以使其他的約束系統(tǒng)能充分發(fā)揮其保護效能。除具有防止事故發(fā)生的功能外，座椅還應(yīng)具有在乘坐人員與其發(fā)生碰撞時，使乘坐人員的傷害減輕到最低的性能，即座椅能夠吸收乘坐人員與之碰撞時產(chǎn)生的能量。座椅骨架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，調(diào)角器、滑軌等核心部件的選型都應(yīng)在基于滿足安全性條件的基礎(chǔ)上進行。

28、(2)舒適。合理的座椅設(shè)計能使乘客保持良好的坐姿，使其脊柱自然彎曲，保證合理的體壓分布并使其肌肉松弛，使乘客上身通向大腿的血管不受壓迫，血液循環(huán)正常;并具有腰椎依托感、腰背部貼和感和側(cè)向穩(wěn)定感。能有效隔離或衰減汽車在行駛過程中產(chǎn)生的振動，滿足大多數(shù)駕乘者坐姿舒適的要求。汽車座椅設(shè)計應(yīng)該充分考慮人體尺寸、人體重量和乘坐姿勢等因素。座椅布置、造型外形尺寸、海綿泡沫的性能等都會影響座椅的舒適性。 (3)操作便利。座椅還需操縱方便，調(diào)節(jié)手柄和按鈕的布2必須在駕乘者伸手可及的位置，并符合常人的操作習(xí)慣且操縱力適中。 (4)造型美觀。座椅外觀造型、面料顏色和質(zhì)感要與整車造型協(xié)調(diào)一致.設(shè)什人員要充分考慮和分

29、析駕乘人員在使用汽車過程中各感官知覺的需求。 (5)配置多樣性。座椅配置多樣性包括座椅功能的多樣性(座椅前后調(diào)節(jié)、上下調(diào)節(jié)及部支撐調(diào)節(jié)、座椅可翻轉(zhuǎn)、折盛等功能)及座椅形式多樣性(后排座椅采用連體座椅或是獨立座椅)等.最大限度地滿足不同客戶群的需求。2.3.4座椅分類汽車座椅根據(jù)其使用位置可以分為：前排 后排 中排座椅。其中，前排座椅一般為駕駛員座椅和副駕駛員座椅.中排座椅單人獨立座椅、雙人連體座椅或4/6分座椅，后排座三連體座椅或5/5分座椅 圖2-22.3.5 頭枕的分類頭枕 用于限制成年成員頭部相對于其軀干后移，以減輕在發(fā)生碰撞事故時頸椎可能收到的損傷程度的裝置。1.可拆式頭枕采用插入或固

30、定的方式與座椅靠背相連且可以與座椅分開的頭枕2.分體式頭枕采用插入或固定的方式與車身結(jié)構(gòu)相連且完全與座椅分開的頭枕3 國家規(guī)定汽車座椅頭枕相關(guān)試驗3.1 汽車座椅系統(tǒng)強度要求及試驗方法3.1.1 強度要求除m2 m3 類車的乘客座椅外，每個成員座椅必須滿足一下要求： 鉸接式可翻轉(zhuǎn)座椅、折疊座椅（包括靠背可調(diào)節(jié)座椅）必須裝有自鎖裝置。調(diào)節(jié)裝置和限位裝置應(yīng)便于操作。 通過座椅質(zhì)心，分別沿水平向前和向后各施加相當于座椅總成重力20倍的力。座椅總成與車身本體不得分離。對可調(diào)式座椅，調(diào)節(jié)裝置在試驗中應(yīng)能使座椅保持原調(diào)節(jié)位置，在試驗后允許失去調(diào)節(jié)能力。座椅背面如果有防止座椅后退的結(jié)構(gòu)件時，僅向前加載。另外

31、，對于前向座椅，當汽車安全帶安裝固定點裝在座椅上時，施加上述向前負荷時必須同時按gb 14167 中的規(guī)定對安全帶的安裝固定點施加相應(yīng)的力。 對鉸接式可翻轉(zhuǎn)座椅，通過座椅總成質(zhì)心，沿水平方向向前施加相當于座椅總成重力20倍的力，對折疊座椅，通過靠背的質(zhì)心，沿水平方向向前施加相當于靠背重力20倍的力，限制裝置不得自動松脫和損壞。 當座椅總成承受一個相對于座椅r點為373 nm 力矩的時候，對向前座椅，該力水平向后，對后向座椅，該力水平向前，座椅骨架不應(yīng)損壞并且座椅總成與車身本體不應(yīng)分離。對可調(diào)式座椅，調(diào)節(jié)裝置在試驗中應(yīng)能使座椅保持原調(diào)節(jié)位置，在試驗后允許失去調(diào)節(jié)功能。 折疊座椅，鉸接式可翻轉(zhuǎn)座椅

32、承受以下的力，其限位裝置不得自動松脫和損壞。對前向座椅，通過座椅鉸接或折疊部分的質(zhì)心，沿水平方向向前施加相當于座椅鉸接或折疊部分重力20倍的力，對后向座椅，通過座椅鉸接或折疊部分的質(zhì)心，沿水平方向向后施加相當于座椅鉸接或折疊部分重力8倍的力。3.1.2 試驗方法 1.將座椅按設(shè)計要求安裝在車身上或模擬車身的試驗臺上。如果座椅上無適當著力點，允許在試驗項目不涉及的部位局部加強，加強桿的上端固定在同一根水平梁上，另一端固定在座椅調(diào)節(jié)機構(gòu)連接件上盡可能靠前的部位，水平梁高度挺與座椅質(zhì)心高度相同2.座椅的坐墊與靠背為分開式且分別安裝在車身上時，應(yīng)分別通過各自的質(zhì)心沿水平向前和向后施加相當于各自重力20

33、倍的力。3. 進行條要求的試驗時，對可調(diào)節(jié)座椅，應(yīng)分別將座椅調(diào)節(jié)到最后位置，并將靠背鎖止在設(shè)計角度的位置或者與此相當?shù)脑O(shè)計角度位置。4. 進行第條要求的試驗時，其限制位置應(yīng)預(yù)先固定好。5. 分別按第條、第條、第條的要求逐漸加載到規(guī)定值，并在該值上保持0.2 s 以上。加載速度不超過5 mm/min。3.2 汽車座椅頭枕性能要求及試驗方法3.2.1 術(shù)語 1.頭部模型 指直徑為165 mm的球狀或半球狀的剛性模型，動態(tài)試驗時其作用于撞擊點的有效質(zhì)量為6.8 kg 2.假背（靠背加載板） 根據(jù)gb/t 11559 規(guī)定的人體模型軀干背部形狀制作的曲面加載板。3. 座椅中心面 根據(jù)gb/t 1155

34、9 規(guī)定的成人男子20 百分位的三維h點裝置按gb/t 11563 的程序著坐在座椅上，由三維h點裝置左右對稱中心面來確定的座椅基準面。3.2.2 性能要求1. 位置及尺寸 頭枕的位置及尺寸應(yīng)滿足下屬要求 沿平行于軀干基準線測量頭枕的頂端到r 點的長度，駕駛員座椅為 700 mm 以上，其他座椅為650 mm以上。 由頭枕頂端沿平行于軀干基準線方向下65 mm 處或者由r 點沿平行于軀干基準線向上635 mm處，頭枕的外形寬度一座椅中心面為對稱面，左右各應(yīng)寬85 mm 以上。 位置可以調(diào)節(jié)的頭枕的外形高度沿平行于軀干基準線方向測量為 100 mm以上。 2. 強度和吸能 頭枕按4.2.3.2的

35、方法試驗時，頭型移動量必須小于102 mm，將載荷加至890 n時頭枕及其安裝部件在座椅及靠背等損破前不能破損或脫落。 頭枕按4.2.3.4的方法試驗時，加給擺錘的減速度連續(xù)超過80 g 的時間必須小于3 ms。3.2.3 試驗方法 1. 座椅及頭枕在試驗機上安裝 座椅及頭枕按實車的安裝條件安裝在試驗機上。具有調(diào)節(jié)機構(gòu)的座椅及頭枕的位置按下述要求來調(diào)節(jié)，其他的調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)到設(shè)計標準位置。 座椅前后方向調(diào)節(jié)到設(shè)計的最后位置。 座椅上下高度調(diào)節(jié)到設(shè)計標準位置。 座椅靠背的角度調(diào)節(jié)到設(shè)計標準的位置，或者懸著50 百分位人體模型的軀干基準線偏離鉛垂方向盡量接近25角。 （4） 頭枕高度及前后方向的調(diào)節(jié)

36、 靜態(tài)試驗時，在高度方向?qū)㈩^枕調(diào)節(jié)到設(shè)計上的最高位置后，在前后方向再調(diào)節(jié)到最后位置。 動態(tài)試驗時，在高度方向?qū)㈩^枕調(diào)節(jié)到設(shè)計上的最低位之后，在前后方向再按下述要求調(diào)節(jié)。a） 在前方撞擊試驗時，調(diào)到設(shè)計上的最后位置。b） 做后方撞擊試驗時，調(diào)到設(shè)計上的最前位置。 2. 靜態(tài)試驗 假背的h 點與座椅 r 點重合，用假背對座椅加載，使得繞 h點的后翻力矩為373 nm ，確定此時的移位軀干基準線的位置。 在座椅中心面上用頭型繞r 點對頭枕施加 373 nm的力矩，載荷作用點為從頭枕的頂端沿著平行于座椅位移前的軀干基準線向下65 mm 處，載荷作用方向與唯一軀干基準線垂直。 測量加載時的頭型移位的最前

37、端和移位軀干基準線之間的距離（簡稱頭型的移動量），同時檢查頭枕有無破損。 進一步將載荷加至890n，檢查頭枕、座椅及骨架有無破損或脫落。3. 動態(tài)試驗 可采用用擺錘式、發(fā)射式、落下式等實驗裝置。 前方裝機試驗a）撞擊點在座椅中心面上距頭枕頂端，平行于軀干基準線向下65mm處，沿水平方向?qū)㈩^型以251km/h的速度向頭枕的前面撞擊。b）記錄撞擊時作用在頭型的時間和加速度曲線。 后方撞擊試驗a）撞擊點位于座椅中心面上，且在與水平面成45角的直線與頭枕后面相切的切點上，沿與水平面成45角，將頭型以251km/h的速度向頭枕的后面撞擊b）記錄撞擊時作用在頭型上的時間和加速度曲線。4 座椅頭枕沖擊試驗裝

38、置設(shè)計分析和設(shè)計本實驗裝置對汽車座椅頭枕進行動態(tài)試驗的，一般座椅的動態(tài)試驗可采用擺錘式，發(fā)射式、落下式等實驗裝置。本裝置是擺錘式，它的主要部分是擺錘總成。該擺錘是中空的半球型，外球面半徑。根據(jù)汽車座椅頭枕（gb/t 1155089）規(guī)定為165mm。其轉(zhuǎn)動軸用球軸承支撐擺錘在撞擊中心上的這算質(zhì)量應(yīng)為6.8kg。擺錘是一個剛性撞擊頭，其中心應(yīng)與頭枕的撞擊點相重合。擺錘固定在擺桿上。由于汽車座椅頭枕規(guī)定擺錘以24.1km/h的速度撞擊頭枕。為使擺錘達到一定速度，擺桿于軸相連。軸轉(zhuǎn)動帶動擺桿及擺錘。使其上升到一定高度，然后使其落下。本裝置另一個主要總成是座椅支架總成，用來固定座椅。擺錘撞擊座椅的位置

39、及方向有一定的要求，因此支架由槽鋼和角鋼組成，并由螺栓連接而成，并可通過調(diào)節(jié)槽鋼和角鋼的相對位置，來滿足一定要求。 除以上所述，本裝置還有支撐骨架，擺錘提升機構(gòu)，測速儀等部分4.1總體尺寸的確定1.總高的確定總高主要由擺錘桿高度，座椅高度，及座椅支架高度來決定。4.1.1擺錘桿長度的確定為保證撞擊頭與頭枕撞擊時的撞擊速度達到24.1km/h，擬采用通過擺桿把撞擊頭提升到一定高度。放開后產(chǎn)生的擺動沖擊來實現(xiàn)。提升高度的計算如下： mrv2= mrgaa=2.29ma- 擺錘由轉(zhuǎn)動中心到擺錘撞擊中心距離mr- 擺錘在撞擊中心的折算質(zhì)量v- 撞擊時擺錘速度 考慮到摩擦損失，沖擊頭提升高度為2330m

40、m，擺桿長度就是提升高度加上裝配長度為2440mm，擺桿提升的準確位置最后由光電測速器確定。 4.1.2 座椅高度確定靠背高度 450560mm頭枕高度至少850mm座椅支架由于座椅靠背夾角范圍為92 115座椅高度是變化的，為適應(yīng)各種汽車座椅能在同一支架上固定并能保證前后沖擊方向?qū)嵌鹊囊?，支架的高度，左右傾斜角度，試驗時根據(jù)被測試座椅的安裝尺寸裝配后，才能把座椅固定到支架上定座椅支架高度為1200mm、4.2 擺錘總成設(shè)計擺錘在撞擊中心的計算質(zhì)量應(yīng)為6.8kg，直徑應(yīng)為165mm，剛性撞擊頭，其中心應(yīng)為頭枕的撞擊點相重合。1. 擺錘尺寸計算 mra=m錘a+(l桿-40)m桿/2mr=m

41、l/amr 擺錘在撞擊中心上的折算質(zhì)量為6.8kgl 擺錘系統(tǒng)質(zhì)心到傳動軸心間距離 mma 撞擊中心與傳動軸心間的距離 a=2330mm m錘 =5.292kgm檔 =0.699kg擺錘剩余質(zhì)量m =4.593kg2. 電磁鐵的吸引力 l鐵f=mra f=15.84kgf考慮摩擦 f實際取50kgf4.3 繞繩機構(gòu)總成設(shè)計4.3.1 減速器的選擇作用在繞繩圓盤上的圓矩為 m圓= 31+6.82.33+1.2160.52=20.06（kgm）其中數(shù)據(jù) 1.216 一根電磁鐵的質(zhì)量 0.5 力臂 3 電磁鐵質(zhì)量 則鋼絲繩上所需拉力為 f拉=20.06/0.04 = 501.5 kgf為減輕認為作用

42、，在繩子另一端安裝減速器，由于擺線針輪減速器重量輕，體積小，傳動比大，傳輸力矩大，故選定減速器型號為 bw15-59（jb2982-81）驗證輸出軸許用轉(zhuǎn)矩因為輸出軸所裝卷筒直徑為50mm 故輸出承受轉(zhuǎn)矩為 m輸= 501.50.0529.8 = 122.86 nm217.27nm4.3.2 手柄需轉(zhuǎn)圈數(shù) 把擺錘提高到水平位置，繩子纏繞距離為： l繞 =801 = 20 其中：（80為纏繞圓盤直徑） 設(shè)手柄需轉(zhuǎn)圈數(shù)為n，則 n = 24 圈 其中數(shù)據(jù)： 50繞繩卷筒直徑 59 減速器傳動比4.4 caxa 圖紙設(shè)計 4.4.1 擺錘總成圖 圖4-1 擺錘總成4.4.2 底座總成 圖4-2 底座總成4.4.3 減速輪圖4-3 減速輪4.4.4 立柱總成 圖4-4 立柱總成4.4.5 軸承座總成 圖4-5 軸承套總成4.4.6 加強筋總成 圖4-6 加強筋總成4.4.7 橫梁總成圖4-7橫梁總成4.4.8 設(shè)備裝配圖圖4-8 裝配圖左視圖圖4-9裝配圖主視圖