車門玻璃升降器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真

車門玻璃升降器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真任務(wù)書設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及目標(biāo)玻璃升降器設(shè)計(jì)部分適合該車型的玻璃升降器方案選擇；逆向設(shè)計(jì)玻璃升降器的機(jī)械結(jié)構(gòu)。玻璃升降器運(yùn)動(dòng)校核部分：運(yùn)動(dòng)行程校核；傳動(dòng)動(dòng)力校核；玻璃升降器的運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)的基本要求和內(nèi)容cad裝配圖和零件圖用UG軟件建立玻璃升降器的三維模型，并對(duì)其運(yùn)動(dòng)仿真。完成開題報(bào)告，中期檢查報(bào)告表。查閱文獻(xiàn)以及外文資料翻譯。至少完成A0圖紙1張和一份1萬(wàn)字以上的設(shè)計(jì)說(shuō)明3.主要參考文獻(xiàn)周光堯.汽車車身及附屬設(shè)備[M].北京:人民交通出版社，1997.吳君杰.電動(dòng)玻璃升降器[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2003,(10).曹云翔.電動(dòng)玻璃升降器及其發(fā)展概況[J].汽車電器，2001,(04)Orlov.FundamentalsofMachineDesign[M].Moscow:MirPub,1987.4.進(jìn)度安排設(shè)計(jì)各階段名稱起止日期1查閱相關(guān)材料，撰寫開題報(bào)告3月3日?3月23日2掌握機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法，了解玻璃升降器的有關(guān)結(jié)3月24日?4月10日3完成玻璃升降器的設(shè)計(jì)4月15日?4月23日4完成相應(yīng)的工程圖設(shè)計(jì)說(shuō)明書等整體設(shè)計(jì)4月24日?5月30日5校訂論文，外文翻譯，論文裝訂，PPT制作6月3日?6月9日車門玻璃升降器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真摘要：車門玻璃升降系統(tǒng)是汽車車門系統(tǒng)重要組成部分之一，其質(zhì)量的好壞將直接影響到整個(gè)車門系統(tǒng)乃至整車的安全性。該系統(tǒng)主要功能是保證車門玻璃平穩(wěn)升降、能隨意停位，同時(shí)具備良好的密封性。本文討論了在汽車車門設(shè)計(jì)中于玻璃升降器的布置有關(guān)的零件設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)叉臂升降器的布局設(shè)計(jì)及仿真實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析和介紹。玻璃升降器在車門系統(tǒng)中的車門附件。玻璃升降是實(shí)現(xiàn)轎車車門玻璃升降運(yùn)動(dòng)的車門附件。通過(guò)玻璃升降器帶動(dòng)玻璃托架作上下運(yùn)動(dòng)，從而使得車門玻璃框的導(dǎo)槽或?qū)к壸魃颠\(yùn)動(dòng)。目前常用的玻璃升降器主要有叉臂式傳動(dòng)和繩輪式傳動(dòng)兩種常見(jiàn)結(jié)構(gòu)型式。后者能夠適應(yīng)玻璃在大曲率的弧形升降面上移動(dòng)。此外有手操縱式卒電動(dòng)兩種操縱方式。車門設(shè)計(jì)和布局中.正確選擇和布置玻璃升降器是保證玻璃升降操縱輕便、工作可靠的關(guān)鍵。關(guān)鍵詞：玻璃升降器，汽車車門系統(tǒng)，仿真DesignandMovementSimulationofCarDoorLifterAbstract:Thedoorglassliftingsystemisoneoftheimportantpartofthecardoorsystem,itsqualitywilldirectlyaffectthewholedoorsystemandvehiclesafety.Thesystemmainfunctionistoensurethatthedoorscansmoothglasselevator,freeparking,andgoodsealing.Incardoordesignisdiscussedinthispaperontheglasselevatorlayoutrelatedpartsdesign,atthesametimetothelayoutoftheforkarmwithadvanceddesignandtherealizationofthesimulationareanalyzedandintroduced.Glasselevatordoorsystemintheattachment.Liftistherealizationofthecardoorglassliftingmovementofthedooraccessories.Throughtheglasselevatordrivetheglassbracketforupanddown,makingthedoorglassboxguideorguiderailforliftingmovement.Atpresentcommonlyusedglasselevatormainlyhastheforkarmtypetransmissionandropewheeltwocommonstructure.Whocanadapttotheglassonthelargecurvatureofthearcliftingmovement.Inadditionhashandmanipulatingtypesingleelectrictwocontrolways.Designandlayoutofthedoor.Therightchoiceanddecoratingglasselevatoristoensurethattheglassliftmanipulationoflight,thekeytoreliablework.Keyword:theglasselevator,cardoorsystem,simulation目錄TOC\o"1-5"\h\z1緒論 11.1概述 1\o"CurrentDocument"1.2現(xiàn)狀分析 1\o"CurrentDocument"1.3市場(chǎng)預(yù)測(cè) 2\o"CurrentDocument"1.4電動(dòng)玻璃升降器的性能 3\o"CurrentDocument"1.5主要技術(shù)指標(biāo) 4\o"CurrentDocument"1.6汽車玻璃升降器的發(fā)展趨勢(shì) 52汽車玻璃升降器的結(jié)構(gòu)工作原理與技術(shù)參數(shù) 62.1結(jié)構(gòu)及工作原理 6\o"CurrentDocument"2.2技術(shù)參數(shù)及分析 83玻璃升降器的設(shè)計(jì)方案 103.1車門玻璃參數(shù)的確定 10\o"CurrentDocument"3.2玻璃在車門上的干涉校核 13\o"CurrentDocument"3.3玻璃升降器類型的選擇 14\o"CurrentDocument"3.4車窗玻璃運(yùn)行弧度的確定 154電動(dòng)玻璃升降器的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 164.1驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇 16\o"CurrentDocument"4.2導(dǎo)向槽的設(shè)計(jì) 17\o"CurrentDocument"4.3叉臂組件的設(shè)計(jì) 19\o"CurrentDocument"4.4玻璃導(dǎo)向與保護(hù)機(jī)構(gòu) 20\o"CurrentDocument"4.5扇形齒板的設(shè)計(jì) 21\o"CurrentDocument"5電動(dòng)玻璃升降器數(shù)學(xué)模型（CAD）的構(gòu)建 226有關(guān)運(yùn)動(dòng)部件的數(shù)據(jù)校核 236.1運(yùn)動(dòng)行程校核 23\o"CurrentDocument"6.2傳動(dòng)動(dòng)力校核 237電動(dòng)玻璃升降器的運(yùn)動(dòng)仿真 25\o"CurrentDocument"結(jié)論 26\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 27\o"CurrentDocument"致謝 281緒論1.1概述電動(dòng)玻璃升降器在我國(guó)誕生于90年代初，是轎車作為生產(chǎn)資料向消費(fèi)資料變化的一個(gè)特征。最早開始應(yīng)用在桑塔納普通型的選裝車上，稱為豪華型轎車，以后在奧迪、捷達(dá)、富康等轎車上都開始選裝電動(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，它運(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。汽車上裝有電動(dòng)玻璃升降器，給汽車帶來(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，用以提高汽車的配置檔次。1.2現(xiàn)狀分析目前，大客車和卡車也有配置電動(dòng)玻璃升降器的需求。車門玻璃升降器作為車門附件，其作用是保證車門玻璃平穩(wěn)升降、門窗能隨時(shí)并順利地開啟和關(guān)閉，并能使玻璃停留在任意位置，不隨外力作用或汽車的顛簸而上下跳動(dòng)。因此要求玻璃升降器結(jié)構(gòu)可靠、操縱輕便省力，并需有防止玻璃升降器倒轉(zhuǎn)的制動(dòng)裝置。隨著汽車的不斷改進(jìn)和發(fā)展，玻璃升降器也由簡(jiǎn)單的絲桿式、單臂式逐漸發(fā)展為今天的電動(dòng)式。電動(dòng)玻璃升降器的發(fā)展前景是廣闊的。

1.3市場(chǎng)預(yù)測(cè)國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)電動(dòng)玻璃升降器廠商及配套車型情況見(jiàn)表1.1。表1.1國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)電動(dòng)玻璃升降器生產(chǎn)廠一覽表產(chǎn)品名稱企業(yè)名稱主要車型電動(dòng)玻璃升降器上海實(shí)業(yè)交通電器有限公司桑塔納、別克、帕薩特、金杯、獵豹張家港博澤汽車部件有限公司桑塔納、捷達(dá)、奧迪貴州萬(wàn)江電機(jī)廠捷達(dá)、小紅旗、馬自達(dá)鎮(zhèn)江Rockwell富康、切諾基躍進(jìn)集團(tuán)隨車工廠依維柯重慶力士得繩索有限公司雅閣吉#省紅鉆汽車電器股份有限公司捷達(dá)溫州天球電器有限公司—浙江中歐汽車電器有限公司—目前電動(dòng)玻璃升降器產(chǎn)品市場(chǎng)主要由上海實(shí)業(yè)交通電器有限公司、張家港博澤汽車部件有限公司、貴州萬(wàn)江電機(jī)廠占有。其市場(chǎng)占有率（手動(dòng)+電動(dòng)）見(jiàn)表1.2。表1.21999年被玻璃升降器總產(chǎn)量即主要廠商比較表產(chǎn)品名稱全國(guó)總產(chǎn)量主要生產(chǎn)廠商年銷量（萬(wàn)只，電動(dòng)）市場(chǎng)占有率（％）玻璃升降器311.6萬(wàn)只（手動(dòng)+電動(dòng)）上海實(shí)業(yè)交通電器有限公司42.4813.6張家港博澤汽車部件有限公司26.98.6中國(guó)貴航集團(tuán)萬(wàn)江電機(jī)廠2.180.7“十五”期間轎車將由目前56.61萬(wàn)輛發(fā)展到110?121萬(wàn)輛；客車由41.82萬(wàn)輛發(fā)展到55?68萬(wàn)輛；卡車由58.19萬(wàn)輛發(fā)展到106.121萬(wàn)輛，玻璃升降器的發(fā)展預(yù)測(cè)見(jiàn)表1.3表示。表1.3汽車需求量及玻璃升降器發(fā)展數(shù)量車型2005年需求量(萬(wàn)輛)玻璃升降器發(fā)展量(萬(wàn)只)載貨汽車106-121216-242客車55-68110-136轎車110-121440-484總量271-310766-862玻璃升降器的總產(chǎn)量從表1.2與表1.3比較可以看出，到“十五”末將增加2.4?2.75倍，可見(jiàn)其發(fā)展前景是很好的。其中電動(dòng)玻璃升降器的發(fā)展肯定要高于手動(dòng)玻璃升降器，其占玻璃升降器份額由99年的22.8%到2007年預(yù)計(jì)將達(dá)到30%。電動(dòng)玻璃升降器的基本技術(shù)要求升降器應(yīng)符合QC/T636-2000標(biāo)準(zhǔn)的要求，并按經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件制造。外觀升降器金屬件必須經(jīng)防腐蝕處理，或使用具有耐腐蝕性的材料制造。升降降器塑料件表面應(yīng)平整、無(wú)氣泡，無(wú)影響使用的變形。金屬零件的涂鍍層和化學(xué)處理層應(yīng)均勻，不得有明顯缺陷。1.4電動(dòng)玻璃升降器的性能(1)基本性能：工作電壓升降器在10?15V電壓下應(yīng)運(yùn)行平穩(wěn)，不允許有異常噪聲和現(xiàn)象。電流特性升降器的工作電流不大于15A，堵轉(zhuǎn)電流不大于28A。關(guān)閉力 升降器的關(guān)閉力應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣的技術(shù)要求。運(yùn)行速度升降器的上升運(yùn)行速度應(yīng)為70mm/s?220mm/s，下降運(yùn)行速度應(yīng)滿足產(chǎn)品圖樣技術(shù)要求。自鎖性升降器在車窗玻璃行程內(nèi)任一點(diǎn)應(yīng)能自鎖，在升降器玻璃托架上施加500N負(fù)載時(shí)，不應(yīng)損壞，玻璃下降量不大于5mm。耐溫度變化性升降器在不工作狀態(tài)下應(yīng)能經(jīng)受-40°C低溫和+75°C高溫的溫度變化試驗(yàn)，恢復(fù)室溫后應(yīng)符合1.4的規(guī)定。絕緣介電強(qiáng)度升降器電機(jī)內(nèi)各互不連接的導(dǎo)體零部件對(duì)殼體之間應(yīng)能耐實(shí)際正弦波形的高壓試驗(yàn)，絕緣不被擊穿。耐過(guò)電壓升降器應(yīng)具有耐過(guò)電壓能力，試驗(yàn)后應(yīng)符合1.4的規(guī)定。耐振性升降器經(jīng)QC/T413規(guī)定的掃頻振動(dòng)試驗(yàn)后應(yīng)符合1.4的規(guī)定。耐腐蝕性升降器應(yīng)經(jīng)受96h的鹽霧試驗(yàn)，試驗(yàn)后升降器應(yīng)符合1.4的規(guī)定，且黑色金屬零件主要表面無(wú)基體腐蝕物。1.5主要技術(shù)指標(biāo)改革開放以來(lái)我國(guó)汽車行業(yè)依靠技術(shù)引進(jìn)及合資，使我國(guó)汽車業(yè)的技術(shù)水平迅速發(fā)展，相應(yīng)的汽車零部件制造技術(shù)也迅速發(fā)展。目前為上海大眾，一汽大眾配套的電動(dòng)玻璃升降器都采用了德國(guó)大眾的TL82083標(biāo)準(zhǔn)。為上海通用配套的電動(dòng)玻璃升降器采用了GM公司的1997Buick"W”-car門窗升降子系統(tǒng)的技術(shù)要求。為神龍富康配套的電動(dòng)玻璃升降器采用了B284250的雪鐵龍標(biāo)準(zhǔn)。由于電動(dòng)玻璃升降器在國(guó)內(nèi)發(fā)展很快，在國(guó)內(nèi)制訂一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已提到議事日程，最近武漢汽車車身附件研究所和上海實(shí)業(yè)交通電器有限公司起草制訂了QC/T636-2000汽車電動(dòng)玻璃升降器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它綜合了國(guó)外先進(jìn)汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我國(guó)電動(dòng)玻璃升降器的實(shí)際情況，在分析試驗(yàn)的基礎(chǔ)上而制訂的。這將對(duì)規(guī)范我國(guó)電動(dòng)玻璃升降器的設(shè)計(jì)，制造，試驗(yàn)技術(shù)起到指導(dǎo)作用。1.6汽車玻璃升降器的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前我國(guó)電動(dòng)玻璃升降器的發(fā)展很快，它不但在轎車中大量配套，而且也開始在輕型客車中大量配套。最近還有在卡車中配套的意向，其使用方便，安全，舒適的特點(diǎn)已被越來(lái)越多的人接受。其配套市場(chǎng)的天地是廣闊的。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，電動(dòng)玻璃升降器呈現(xiàn)智能性、模塊化的發(fā)展趨勢(shì)。為了使電動(dòng)玻璃升降器保持強(qiáng)勁的動(dòng)力，又防止在使用過(guò)程中出現(xiàn)不小心被夾住的不安全因素，目前的電動(dòng)玻璃升降器已具有一定的智能，它能使玻璃在上升中碰到一定的阻力時(shí)，即停止上升并下降，足以防止乘客肢體不小心被夾住的小概率事件。這一功能是靠安裝在搖窗電機(jī)中的電子模塊來(lái)完成的，上海大眾新開發(fā)的帕薩特轎車的電動(dòng)玻璃升降器就具有這種防夾功能。另一發(fā)展趨勢(shì)就是模塊化，在國(guó)際汽車工業(yè)發(fā)展過(guò)程中，為了更好地迎合顧客的個(gè)性化要求，降低產(chǎn)品成本，提高汽車質(zhì)量，整車廠逐漸將自制件壓縮，并盡量減少整車廠的工作量，將整車廠的精力都放在新車型的開發(fā)上，因此提出了模塊供貨的要求，將原來(lái)直接由各供應(yīng)商提供單個(gè)零件，由整車廠在生產(chǎn)線上組裝的生產(chǎn)模式逐步轉(zhuǎn)為由一級(jí)供應(yīng)商承擔(dān)模塊供貨，整車廠僅作模塊組裝，這樣可大大壓縮整車廠的工作時(shí)間，加速汽車的更新?lián)Q代。過(guò)去汽車廠是比誰(shuí)生產(chǎn)線長(zhǎng)，今后可能是生產(chǎn)線越長(zhǎng)，效率越低。2汽車玻璃升降器的結(jié)構(gòu)工作原理與技術(shù)參數(shù)2.1結(jié)構(gòu)及工作原理電動(dòng)玻璃升降器從其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上分，大致可分成三大類；繩輪式、叉臂式、軟

軸式。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及配套車型如表2.1所示。表2.1電動(dòng)玻璃升降器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式動(dòng)力源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)國(guó)內(nèi)配套車型繩輪式直流微電機(jī)由開關(guān)改變電機(jī)極性，作正反向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)機(jī)構(gòu)作上下運(yùn)動(dòng)。由電機(jī)傳動(dòng)軸帶動(dòng)卷絲筒旋轉(zhuǎn)，卷絲筒帶動(dòng)鋼絲繩在導(dǎo)軌上作上下運(yùn)動(dòng)，鋼絲繩再帶動(dòng)導(dǎo)軌上的傳動(dòng)掣（用以固定窗玻璃）作上下運(yùn)動(dòng)，起到升降玻璃的作用。結(jié)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，噪音小，車型適用范圍廣雅紳特，奧迪，捷達(dá)，富康，別克，雅閣帕薩特叉臂式由電機(jī)傳動(dòng)軸上的小齒輪帶動(dòng)叉臂中的長(zhǎng)臂上的扇形齒輪在一定的角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)，改變長(zhǎng)臂與短臂的夾角，起到玻璃升降器的作用。該結(jié)構(gòu)能負(fù)載較大車門玻璃，結(jié)構(gòu)加單，制造成低，用于車門玻璃弧度較小的車門金杯海獅，三菱MPV,夏利等軟軸式由電機(jī)傳動(dòng)軸上小齒輪帶動(dòng)螺旋型鋼絲軟軸在導(dǎo)向管內(nèi)作上下運(yùn)動(dòng)，軟軸上傳動(dòng)掣帶動(dòng)玻璃作上下運(yùn)動(dòng)，起到升降玻璃的作用。該機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝比較復(fù)雜。切諾基，依維柯等

e) 0圖2.1車門玻璃升降器的的型式a）單臂式；b）交叉雙臂式；c）平行雙臂式；d）繩輪式；e、f）軟軸式1.扇形齒輪；2.玻璃導(dǎo)向槽；3.升降臂；4.小齒輪；5.彈簧；6.滑輪；7.托架；8.絲；9.齒條；10.鋼絲卷2.2技術(shù)參數(shù)及分析下面將電動(dòng)玻璃升降器國(guó)內(nèi)外主要技術(shù)指標(biāo)如表2.2排列以供參考。表2.2國(guó)內(nèi)外電動(dòng)玻璃升降器主要技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)內(nèi)容行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T636-2000德國(guó)大眾TL82083美國(guó)GM97Buick雪鐵龍B284250額定電壓12V12V12V13.5V工作電壓11-15V9-15V9-16V10?16V最大消耗電流28A25A28A25A額定負(fù)載按圖紙規(guī)定80N120N65N,80N,100N上升速度或上升時(shí)間70-200mm/s120-180mm/s或3-6s3.0±1.0s>16cm/s剩余力按圖紙規(guī)定150+50N178?355N>300N自鎖性500N500N450N300N絕緣強(qiáng)度550V.1MIN750V.2s1000V.1min續(xù)表2.2國(guó)內(nèi)外電動(dòng)玻璃升降器主要技術(shù)指標(biāo)絕緣電阻0.3MQ20MQ環(huán)境溫度-20-+70°C-20-+80C-30-+75C-40-+85C防水性IPX4IP53PDW5033B304410（2型）耐久性前門15000循環(huán)后門7500循環(huán)前門12500循環(huán)后門7500循環(huán)前門14250循環(huán)后門7500循環(huán)前門10000循環(huán)后門5000循環(huán)從表2.2的主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比來(lái)看，我國(guó)汽車電動(dòng)玻璃升降器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基本上采用了國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，如按此標(biāo)準(zhǔn)制造汽車電動(dòng)玻璃升降器，其產(chǎn)品可達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。從表中可看出，目前別克轎車對(duì)電動(dòng)玻璃升降器的技術(shù)要求是最高的，其技術(shù)指標(biāo)中額定負(fù)載大，要達(dá)120N，剩余力最大要達(dá)355N，其耐久性試驗(yàn)中一個(gè)循環(huán)的運(yùn)動(dòng)次數(shù)也是最多的，玻璃在一個(gè)循環(huán)中需運(yùn)動(dòng)8次。要達(dá)到這指標(biāo)，對(duì)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都提出了更高的要求。3玻璃升降器的設(shè)計(jì)方案3.1車門玻璃參數(shù)的確定根據(jù)車門外板窗框的結(jié)構(gòu)，玻璃面（兩玻璃關(guān)于XZ平面對(duì)稱）在整車坐標(biāo)中的空間位置（單位：mm）定義為：G1、G2、G3玻璃曲線（圖3.1）在整車坐標(biāo)系中的坐標(biāo)如表3.1。表3.1G1、G2、G3曲線坐標(biāo)G1XYZ671.71499.31370.2677.51498.31350.0691.21495.81300.0700.01494.21266.3704.11493.51250.0716.11491.21200.0727.21488.91150.0737.51486.71100.0747.01486.61050.0750.01484.01033.4755.71482.61000.0763.61480.6950.0770.61487.7900.0774.11477.7873.0

G2XYZ671.71499.31370.2671.71500.01370.2671.71600.01372.5670.61700.01374.1670.21800.01375.3670.01900.01376.1699.92000.01376.5699.92100.01376.6670.02200.01376.3670.12278.71375.8G3XYZ671.72278.71375.8677.52279.81350.0691.22282.01300.0700.02283.41266.3704.12284.21250.0716.12283.61200.0727.22288.51150.0737.62290.71100.0747.02292.91050.0750.02293.61033.4755.72295.11000.0763.62297.3950.0700.62299.4900.0722.62300.1885.0

Cd*o近）o<z_]白o(hù)o◎圖3.1未倒圓的車窗玻璃外形構(gòu)建一個(gè)圓柱曲面無(wú)限逼近G1、G3曲線，測(cè)得曲面的半徑R=3200mm（取整數(shù)），玻璃的四點(diǎn)坐標(biāo)如下：點(diǎn)a:X=1424Y=±655Z=1426點(diǎn)b:X=2400Y=±655Z=1426點(diǎn)c:X=2400Y=±788.5Z=226點(diǎn)d:X=1424Y=±788.5Z=226圖3.2玻璃面

3.2玻璃在車門上的干涉校核玻璃與周邊件的配合情況：玻璃左右側(cè)卡在玻璃導(dǎo)槽中，如圖3.3所示。圖3.3玻璃與周邊件的配合1玻璃是嵌在滑門內(nèi)外板的縫隙中的，玻璃表面與滑門腰部外加強(qiáng)板的間隙為10.8mm玻璃內(nèi)表面與滑門腰部?jī)?nèi)加強(qiáng)板的間隙為24.5mm（圖3.4）圖3.4玻璃與周邊件的配合2由圖3.4可知，玻璃與車門周邊件沒(méi)有發(fā)生干涉。3.3玻璃升降器類型的選擇在玻璃升降器的形式選擇類型選擇上也常以車窗孤度半徑和車窗導(dǎo)軌布局位置來(lái)作為依據(jù)進(jìn)行選型。當(dāng)車窗孤度半徑越小其弦高也越大（如圖4.5所示），此時(shí)布置繩輪式升降器更符合這種類型的車門。圖3.5玻璃弧度對(duì)弦高（Y向竄動(dòng)量1、2、3、4）的影響當(dāng)車窗玻璃較大時(shí)可以選擇雙導(dǎo)軌形式繩輪升降器，以減少運(yùn)行過(guò)程中可能產(chǎn)生的不正常的抖動(dòng)和側(cè)偏等現(xiàn)象。當(dāng)玻璃弧度曲率較小且玻璃較大而形狀不規(guī)整時(shí)，雖然從理論上而言繩輪式升降器由于其導(dǎo)軌弧度和車窗玻璃理論運(yùn)行弧度軌跡更逼近（和叉臂式相比不存在弦高現(xiàn)象）、運(yùn)行噪音低等優(yōu)勢(shì)，但是叉臂式升降器零件數(shù)少（多為金屬鈑金件）加工裝配方便、使用壽命長(zhǎng)等因素目前仍舊被廣泛采用。由于該車型后門玻璃半徑R=3200mm，曲率較小，面積較大且形狀不規(guī)整，根據(jù)表3.1，選擇叉臂式玻璃升降器，同時(shí)結(jié)合客戶的要求，選擇電機(jī)驅(qū)動(dòng)，確定結(jié)構(gòu)類型為叉臂式電動(dòng)玻璃升降器。3.4車窗玻璃運(yùn)行弧度的確定圖3.6車窗玻璃運(yùn)行弧度如圖3.6根據(jù)滑門車窗的結(jié)構(gòu)可知及客戶提供的數(shù)據(jù)，可知:玻璃在Z向的行程LAB=383.4mm玻璃的半徑R=3200mm由勾股定理，得：sina/2=191.7/3200玻璃的運(yùn)行弧度a=2arcsin191.7/3200=2X0.06=0.12弧lAB=a-R=0.12X3200=384mm3.5叉臂組件所在平面位置的初步確定為盡量減少補(bǔ)償弦高的差值以減少叉臂的變形量，叉臂組件所在平面布局在和車窗玻璃運(yùn)行軌跡空間圓所在平面垂直位置上。4電動(dòng)玻璃升降器的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量直接關(guān)系到電動(dòng)玻璃升降器的正常工作，根據(jù)玻璃升降器的技術(shù)指標(biāo)及客戶要求，選擇萬(wàn)寶至(MABUCHI)JF/LF-578VA-452玻璃升降器專用電機(jī)，它具有體積小、重量輕、防護(hù)等級(jí)高、噪聲低、電磁干擾小、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。該電動(dòng)機(jī)為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)線圈，通過(guò)雙聯(lián)開關(guān)的控制可做正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，設(shè)有升、降、關(guān)等三個(gè)工作狀態(tài)，不操縱時(shí)開關(guān)自動(dòng)停在“關(guān)”的位置上。操縱電路設(shè)有總開關(guān)(中央控制)和分開關(guān)，兩者線路并聯(lián)?？傞_關(guān)由駕車者，控制全部門窗玻璃的開閉，而各車門內(nèi)把手上的分開關(guān)由乘員分別控制各個(gè)門窗玻璃的開閉，操作十分便利。在該電動(dòng)機(jī)中埋植磁環(huán)，感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速，在電子模塊中埋植霍爾元件，感應(yīng)電流，并通過(guò)電子模塊控制對(duì)電動(dòng)機(jī)的過(guò)流、過(guò)壓及過(guò)熱保護(hù)。表4.1電機(jī)特性項(xiàng)目規(guī)格額定時(shí)間短時(shí)間電壓13.5V，0.2Q電流6A以下轉(zhuǎn)速62+10r/min扭矩2.16N?m{22kgfcm}無(wú)負(fù)荷電流2A轉(zhuǎn)速90r/min有負(fù)荷電流17.5A以下扭矩6.9±1.23N?m{70±12.6kgfcm}絕緣電阻1MQ以上(DC500V歐姆表測(cè)定)電機(jī)直齒圓柱齒輪特性：模數(shù)m=2； 壓力角a=20°；齒數(shù)z1=8枚； 分度圓直徑d=15.4mm；齒頂高h(yuǎn)=ha*m=1X2=2mm；a齒根高h(yuǎn)f=(ha*+c*)m=(1+0.25)X2=2.5mm；齒距p=nm=2nmm 齒厚s=nm/2=n^3mm4.2導(dǎo)向槽的設(shè)計(jì)根據(jù)玻璃的外形尺寸及在整車坐標(biāo)系中的位置，兩個(gè)玻璃托架定位孔圓心在整車坐標(biāo)系的坐標(biāo)為：A(X=1749,Y=783.8,Z=817.5)B(X=2112,Y=783.8,Z=817.5)經(jīng)CATIA測(cè)定，玻璃的重心坐標(biāo)：(X=1875.7,Y=751.3,Z=1001.2)。在Z方向重心坐標(biāo)在點(diǎn)A、B之間，能保證玻璃在升降運(yùn)動(dòng)時(shí)兩個(gè)玻璃托架在X方向給玻璃相等的作用力，保證玻璃運(yùn)行平穩(wěn)。點(diǎn)A、B之間的距離為363mm，則導(dǎo)向槽A的兩個(gè)定位孔之間距離也為363mm，為了不與車門內(nèi)板上的其他部件產(chǎn)生干涉，導(dǎo)向槽A的長(zhǎng)度為384mm 一導(dǎo)向塊球頭型鉚釘長(zhǎng)滑槽玻璃支撐臂玻璃支撐臂球頭型鉚釘長(zhǎng)滑槽導(dǎo)向塊球頭型鉚釘長(zhǎng)滑槽玻璃支撐臂玻璃支撐臂球頭型鉚釘長(zhǎng)滑槽圖4.1玻璃支撐部分?jǐn)嗝鎴D為方便導(dǎo)向塊裝入導(dǎo)向槽，分別在導(dǎo)向槽兩端設(shè)置槽口(圖4.2)。

圖4.2長(zhǎng)導(dǎo)槽局部視圖1長(zhǎng)圓孔的設(shè)置是為了在裝配時(shí)方便調(diào)整兩孔實(shí)際定位長(zhǎng)度，防止因制造誤差造成無(wú)法裝配。同時(shí)，為防止滑塊在導(dǎo)向槽滑動(dòng)時(shí)滑出導(dǎo)向槽，在導(dǎo)向槽上設(shè)置止動(dòng)結(jié)構(gòu)（圖4.3）。圖4.3長(zhǎng)導(dǎo)向槽局部視圖2導(dǎo)向槽B的長(zhǎng)度定為228mm，左端面在XZ平面的坐標(biāo)為X=1907mm，導(dǎo)向槽B的對(duì)稱軸在XZ平面的坐標(biāo)為Z=585.3mm4.3叉臂組件的設(shè)計(jì)安裝蓋板e(cuò)和短導(dǎo)向槽MN固定在車門內(nèi)板上。因?yàn)樵撥囆鸵渲檬褂檬謩?dòng)和電動(dòng)升降器兩種，電機(jī)安裝支架的電機(jī)出軸位置通常也是搖手柄所在位置，需要將車內(nèi)用戶所在位置和手柄位置綜合考慮。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，確定主動(dòng)臂與安裝蓋板連接的旋轉(zhuǎn)副中心點(diǎn)。的在整車坐標(biāo)系中XZ平面的坐標(biāo)為：e(X=1791mm,Z=585.3)。已知導(dǎo)向槽A上止點(diǎn)X方向?qū)ΨQ軸所在坐標(biāo)為X=817.5mm，下止點(diǎn)坐標(biāo)為X=434.1mm。通過(guò)對(duì)常規(guī)叉臂式升降器直流電機(jī)性能、玻璃升降器基本性能、玻璃的行程要求等因素進(jìn)行綜合考慮，確定從動(dòng)臂(上擺臂和下擺臂)兩端定位孔的距離ac=gc=150mm，主動(dòng)臂兩端定位孔的距離be=300mm，bc=ec=150mm。因?yàn)椴ＡО惭b點(diǎn)之間的距離hj=363mm，eN=228+1907-1791=344mm，當(dāng)AB經(jīng)過(guò)e點(diǎn)時(shí)，/acb=180°,ac+bc=300mm<hj=363mm，ac+bc=300mm<eN=344mm，所以導(dǎo)向槽A和導(dǎo)向槽B不會(huì)對(duì)交叉臂產(chǎn)生干涉。4.4玻璃導(dǎo)向與保護(hù)機(jī)構(gòu)玻璃導(dǎo)軌和窗框共同組成玻璃導(dǎo)向與保護(hù)機(jī)構(gòu)（圖4.4）。車門玻璃導(dǎo)軌用鋼板沖壓或滾壓成型焊接或用螺釘連接于車門上。導(dǎo)軌內(nèi)與玻璃接觸的部位裝有導(dǎo)槽，導(dǎo)槽用橡膠制成。導(dǎo)槽起導(dǎo)向、密封功能，行車和關(guān)閉車門時(shí)吸收玻璃的振動(dòng)，避免玻璃直接與金屬件接觸，且起到美化、減小玻璃與車門外板的高度差、降低空氣阻力的作用（圖4.5）。導(dǎo)槽與玻璃接觸的表面是聚氯乙烯，為了減小玻璃摩擦部位產(chǎn)生的摩擦阻力，進(jìn)行表面處理。采用現(xiàn)在廣泛使用的方法：非植絨式，即在唇型部表面涂上尿烷，增加與玻璃的密封性，防止在寒冷地帶的凍結(jié)，有密封條的特性。玻璃圖玻璃圖4.4車門玻璃導(dǎo)軌導(dǎo)軌圖4.5玻璃導(dǎo)軌斷面圖4.5扇形齒板的設(shè)計(jì)確定模數(shù)和壓力角因?yàn)樯刃锡X板上的齒與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的小齒輪嚙合，所以它的特性為:模數(shù)m’=2；壓力角a’=20°。確定主動(dòng)臂的角行程由勾股定理，得sinP=232.2/300；siny=151.2/300p=arcsin232.2/300=50.4°；y=arcsin151.2/300=30.3°。邛+Y=80.7°所以主動(dòng)臂的角行程0=80.7°。確定齒數(shù)和分度圓直徑玻璃從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)的時(shí)間初定為t=3.5s,O=360nt/60i=>i=360nt/60O=6nt/O=6x62x3.5+80.7=16.13齒數(shù)z2=iz1=16.13x8=129，取z2=130分度圓d2=mz2=2x130=260mm齒頂高h(yuǎn)=ha*m=1x2=2mm；a齒根高h(yuǎn)f=(ha*+c*)m=(1+0.25)x2=2.5mm；齒距p=nm=2nmm齒厚s=nm/2=n~3mm圖4.6齒數(shù)和分度圓直徑

5電動(dòng)玻璃升降器數(shù)學(xué)模型（CAD）的構(gòu)建安裝蓋板（6）和短導(dǎo)軌（2）分別是固定在車門內(nèi)板上的固定零件。而它們的建模方式為：電機(jī)（7）固定在安裝蓋板（6）上，但其輸出軸為旋轉(zhuǎn)副同時(shí)也是驅(qū)動(dòng)部件；主動(dòng)臂（5）和安裝蓋板（6）利用鉚釘鉚接并繞該鉚釘設(shè)定為旋轉(zhuǎn)副；電機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)副和主動(dòng)臂旋轉(zhuǎn)副形成齒輪副；從動(dòng)臂（4）與墊片采用焊接連接，然后墊片和主動(dòng)臂（5）形成旋轉(zhuǎn)副；主動(dòng)臂和從動(dòng)臂上都采用球頭形鉚釘鉚接并和三個(gè)導(dǎo)向塊（3）采用球面副連接；從動(dòng)臂（4）下端的導(dǎo)向塊（3）和短導(dǎo)軌（2）采用滑動(dòng)副連接；主動(dòng)臂（5）的上端兩個(gè)導(dǎo)向塊和長(zhǎng)導(dǎo)軌（1）采用滑動(dòng)副連接；長(zhǎng)導(dǎo)軌（1）和玻璃采用固定連接；扇形齒板（8）和主動(dòng)臂（5）采用鉚接固定（圖）。5主動(dòng)臂（長(zhǎng)臂）6安裝蓋板圖5.1電動(dòng)玻璃升降器總成圖5主動(dòng)臂（長(zhǎng)臂）6安裝蓋板圖5.1電動(dòng)玻璃升降器總成圖4從動(dòng)臂（短臂）2短導(dǎo)向槽7電機(jī)6有關(guān)運(yùn)動(dòng)部件的數(shù)據(jù)校核6.1運(yùn)動(dòng)行程校核為提高車窗的密閉性，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Lbg=232.2+10=242.2mm；由勾股定理，得Leg2=3002—242.22=31339,Leg=177mm>eM=116mm=>從動(dòng)臂B不與導(dǎo)向槽B干涉。說(shuō)明叉臂在上止點(diǎn)ab?下止點(diǎn)a’b升降時(shí)滿足行程要求。圖6.1叉臂行程6.2傳動(dòng)動(dòng)力校核表6.1臂式玻璃升降器各部分的阻力實(shí)測(cè)值比率主要因素阻力（％）玻璃升降運(yùn)動(dòng)30.2玻璃質(zhì)量28.2齒輪部分27.6玻璃支承部分11.5升降臂的質(zhì)量和齒輪的摩擦6.4平衡彈簧的作用-3.9合計(jì)100.0

因?yàn)槟壳霸O(shè)計(jì)的是電動(dòng)式升降器，升降器在車窗玻璃行程內(nèi)任一點(diǎn)通過(guò)電機(jī)的自鎖力都能自鎖，不需要平衡彈簧進(jìn)行自鎖，所以將表6.1修改為表6.2。表6.2臂式電動(dòng)玻璃升降器各部分的阻力實(shí)測(cè)值比率主要因素阻力（％）玻璃升降運(yùn)動(dòng)29.1玻璃質(zhì)量27.1齒輪部分26.6玻璃支承部分11.1升降臂的質(zhì)量和齒輪的摩擦6.1合計(jì)100.0由運(yùn)動(dòng)行程可知，當(dāng)升降器由下向上運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，主動(dòng)臂在Z方向上的驅(qū)動(dòng)力最小，升降器總成在Z方向的阻力最大。小齒輪與扇形齒板的傳動(dòng)比i=130/8=16.25，玻璃的質(zhì)量m=3.9kg（客戶已提供數(shù)據(jù)），根據(jù)表6.2可知：在升降器上升至上止點(diǎn)時(shí):電動(dòng)玻璃升降器的在Z方向的總阻力f=3.9x9.8x100/27.1=141N；電機(jī)小齒輪傳遞給扇形齒板的扭矩T1=6.9+1.23=8.13N?m（最大負(fù)荷），扇形齒板與主動(dòng)臂固定連接；則主動(dòng)臂的最大扭矩Tmax=T1xi=8.13x16.25=132N?m；主動(dòng)臂在C點(diǎn)上的垂直作用力F=Tmax/lce=132/0.15=880N；F,=F-cosP=880xcos50.4°=561N；剩余力F2=F’一f=561—141=420N。傳動(dòng)動(dòng)力滿足升降器性能要求。（如下6.2傳動(dòng)圖）電動(dòng)玻璃升降器的運(yùn)動(dòng)仿真參考ppt結(jié)論通過(guò)近一學(xué)期畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，給我最深的感受就是我的設(shè)計(jì)思維得到了很大的鍛煉與提高。作為一名設(shè)計(jì)人員要設(shè)計(jì)出有創(chuàng)意而功能齊全的產(chǎn)品，就必須做一個(gè)生活的有心人。多留心觀察思考我們身邊的每一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品，只有這樣感性認(rèn)識(shí)豐富了，才能使我們的設(shè)計(jì)思路具有創(chuàng)造性。為什么這樣說(shuō)呢？就拿我設(shè)計(jì)的車門玻璃升降器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真來(lái)說(shuō)吧，最初老師讓我調(diào)研一些關(guān)于車門玻璃升降器的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一個(gè)方案出來(lái)，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且造價(jià)低，通用性好等特點(diǎn)。我選擇了車門玻璃升降器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真這一課題來(lái)作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)這是對(duì)我的四年知識(shí)能力考查，也是對(duì)我應(yīng)用這些知識(shí)能力的考查，我盡力使自己的設(shè)計(jì)減少錯(cuò)誤，但我知道由于許多知識(shí)和能力的欠缺，肯定有一定的錯(cuò)誤。通過(guò)本次設(shè)計(jì)我學(xué)到的不僅僅是車門玻璃升降器這單一方面的了解，讓我熟悉了設(shè)計(jì)的各個(gè)方面的流程，學(xué)會(huì)了把自己大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工作中的方法。從以前感覺(jué)學(xué)的許多科目沒(méi)有實(shí)際意義，到現(xiàn)在覺(jué)得以前的專業(yè)知識(shí)不夠扎實(shí)，給自己的設(shè)計(jì)過(guò)程帶來(lái)了很大的麻煩。車門玻璃升降器是服務(wù)于汽車工