畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-城市公交車(chē)車(chē)門(mén)控制機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

-本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）城市公交車(chē)車(chē)門(mén)控制機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)Optimumdesignofurbanbusdoorcontrolmechanism學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：所在學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院所學(xué)專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師：20XX年5月城市公交車(chē)車(chē)門(mén)控制機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)摘要隨著時(shí)代的發(fā)展，交通工具也在不斷發(fā)展。對(duì)于城市公交車(chē)，乘客所需求的已經(jīng)不再僅僅是滿(mǎn)足運(yùn)輸客流的要求，公交車(chē)的安全性以及舒適性是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。本文首先對(duì)公交車(chē)車(chē)門(mén)的運(yùn)動(dòng)作了分析，確定和計(jì)算了一些必要的參數(shù)，然后對(duì)現(xiàn)有公交車(chē)車(chē)門(mén)存在的幾處缺陷作出改進(jìn)，例如車(chē)門(mén)的防夾系統(tǒng)存在的不完善，靈敏度低、有時(shí)會(huì)自動(dòng)開(kāi)門(mén)；公交車(chē)門(mén)軸在使用久了之后存在自動(dòng)脫落的風(fēng)險(xiǎn)；下轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)存在的不合理性，影響到了整車(chē)的密封性和乘客乘坐的舒適性。最后利用AutoCAD繪制了改進(jìn)后的公交車(chē)門(mén)機(jī)構(gòu)。通過(guò)對(duì)公交車(chē)車(chē)門(mén)機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，對(duì)公交車(chē)門(mén)的發(fā)展提供了一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞內(nèi)擺門(mén)控制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析優(yōu)化全套圖紙加V信153893706或扣3346389411OptimumdesignofurbanbusdoorcontrolmechanismAbstractWiththedevelopmentofthetimes,themeansoftransportationarealsodevelopingcontinuously.Whenitcomestothecitybus,thecitybuspassengers’demandisnolongerjusttomeettherequirementsofpassengertransport.Thesafetyandcomfortarethefuturetrends.Firstly,thisarticleanalyzedthemovementofthebusdoorandthedeterminationandcalculationoftheparameters.Thenitmakessomeimprovementsforafewdrawbacksofthepriorexistenceofthebusdoor.Suchastheimperfectionsandlowsensitivityoftheanti-pinchsystem,andsometimesthedoorwillopenforitself.Theriskoffallingforthebusdoorafterforalongusing.Thelowerboomstructureisunresonable.Itwillaffectthefeelingofthepassenger.FinallyIusedthe‘AutoCAD’todrawingtheimprovedbusdoor.Keywordstheswingdoorcontrolmechanismanalysisformovementtheimprove第第頁(yè)共18頁(yè)1引言1.1課題的研究背景及目的公交車(chē)最基本的作用就是把乘客從一個(gè)地方輸送到另一個(gè)地方。以前，人們的生活水平不高，思想觀(guān)念也受到限制，對(duì)乘坐公交車(chē)出行沒(méi)有太多要求。今非昔比，隨著時(shí)代的發(fā)展，交通工具也在不斷發(fā)展。對(duì)于城市公交車(chē)，乘客所需求的已經(jīng)不再僅僅是滿(mǎn)足運(yùn)輸客流的要求，公交車(chē)的安全性以及舒適性是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。公交客車(chē)車(chē)門(mén)作為客車(chē)安全性與舒適性的一環(huán)，具有重要的意義?，F(xiàn)有的公交車(chē)車(chē)門(mén)存在著幾處缺陷，例如車(chē)門(mén)的防夾系統(tǒng)存在的不完善，靈敏度低、有時(shí)會(huì)自動(dòng)開(kāi)門(mén)；公交車(chē)門(mén)在使用久了之后存在自動(dòng)脫落的風(fēng)險(xiǎn)；下轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)存在的不合理性，影響到了整車(chē)的密封性和乘客乘坐的舒適性。通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以提高乘坐的安全性，減少不必要的糾紛，也可以大大緩解駕駛員的工作壓力，因此，優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)這些問(wèn)題和應(yīng)用價(jià)值非常重要。本設(shè)計(jì)考慮到雖然外擺門(mén)關(guān)門(mén)后車(chē)門(mén)能與車(chē)體齊平，但是外擺門(mén)開(kāi)閉速度慢，影響乘客的上下車(chē)。因此，在講究效率與效益的當(dāng)下，外擺門(mén)運(yùn)用在公共汽車(chē)上是不可取的。相比之下，內(nèi)擺門(mén)具有控制方便，反應(yīng)迅速，易于乘客上下車(chē)等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)內(nèi)擺門(mén)也可以和車(chē)體齊平，大大減小了風(fēng)阻與油耗。因此，內(nèi)擺門(mén)在公共汽車(chē)上的運(yùn)用在當(dāng)下看來(lái)是主流的。1.2課題國(guó)內(nèi)外的研究發(fā)展?fàn)顩r德國(guó)威斯巴斯托公司開(kāi)發(fā)了一種新型渦輪式快速電子平移式客車(chē)門(mén)，不像其他車(chē)門(mén)，即使車(chē)門(mén)打開(kāi)或關(guān)閉速度很快，動(dòng)作也非常柔軟，且門(mén)下面附加導(dǎo)向裝置，確保車(chē)門(mén)的平穩(wěn)運(yùn)行。近幾年隨著我國(guó)高速公路的發(fā)展，客車(chē)也向著高檔、豪華的方向發(fā)展，這已然成為了高速公路上一道靚麗的風(fēng)景線(xiàn)。乘客門(mén)是客車(chē)造型的一部分，良好的結(jié)構(gòu)性能和造型，給客車(chē)帶來(lái)了美感和好的燃油經(jīng)濟(jì)性。隨著客車(chē)技術(shù)的發(fā)展，內(nèi)擺門(mén)將越來(lái)越多地應(yīng)用到客車(chē)上。在國(guó)內(nèi)，公共汽車(chē)門(mén)過(guò)去是兩個(gè)或四個(gè)折疊門(mén)。這種門(mén)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，在牢固性和可靠性上也有保證，缺點(diǎn)是開(kāi)閉時(shí)聲音較大，影響乘坐體驗(yàn)，而且與車(chē)身的匹配不好，有明顯凹陷，影響公交車(chē)的美觀(guān)，外擺門(mén)能夠彌補(bǔ)這一缺陷，但是外擺門(mén)的缺點(diǎn)是體積大，成本高，易夾傷乘客，而且開(kāi)閉速度慢，影響乘客上下車(chē)，在講究效率和效益的今天，不符合時(shí)代潮流，所以外擺門(mén)并不適合用在公交車(chē)上。相對(duì)于折疊門(mén)和外擺門(mén)，內(nèi)擺門(mén)則方便實(shí)用得多，也能使整車(chē)渾然一體。我國(guó)現(xiàn)有的公交車(chē)門(mén)夾持力一般比較大，這樣難免會(huì)出現(xiàn)夾傷人的情況。在國(guó)外，公交車(chē)一般會(huì)安裝監(jiān)視器，這樣就可以避免車(chē)門(mén)夾傷乘客，即使夾到乘客，駕駛員也可以在第一時(shí)間開(kāi)啟車(chē)門(mén)。同時(shí)車(chē)門(mén)上還安裝了軟密封條，這樣可以將危險(xiǎn)降到最低。目前客車(chē)的車(chē)門(mén)控制機(jī)構(gòu)與制動(dòng)機(jī)構(gòu)是分開(kāi)的，兩者的先后順序由人手控制，這樣難免會(huì)發(fā)生意外。國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)了車(chē)門(mén)控制機(jī)構(gòu)與制動(dòng)機(jī)構(gòu)組成的互鎖系統(tǒng)，但是該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且造價(jià)與維護(hù)成本極高，因此較難被國(guó)內(nèi)接受。2內(nèi)擺門(mén)的運(yùn)動(dòng)分析對(duì)內(nèi)擺門(mén)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析之前，要明白內(nèi)擺門(mén)的結(jié)構(gòu)和工作原理，然后進(jìn)一步確定內(nèi)擺門(mén)上各點(diǎn)的位置。2.1內(nèi)擺門(mén)結(jié)構(gòu)與工作原理氣動(dòng)內(nèi)擺門(mén)安裝的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-1所示，氣泵1用1個(gè)轉(zhuǎn)軸固定在門(mén)泵托板上，氣缸活塞桿與擺臂2用鉸鏈連接在一起，擺臂2的另一端固定在門(mén)軸3上，轉(zhuǎn)臂4的一端固定在門(mén)軸上，另一端通過(guò)鉸鏈與門(mén)體連接。滾輪E總是沿著上滑槽的中心線(xiàn)移動(dòng)。以往車(chē)門(mén)下部使用的結(jié)構(gòu)與上部相同，這樣雖然能使車(chē)門(mén)運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定，但這樣會(huì)使得門(mén)與踏板之間產(chǎn)生間隙，使門(mén)得不到很好的密封性，所以本文在第六章對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。氣動(dòng)內(nèi)擺門(mén)的電、氣路工作原理如圖2-2所示。當(dāng)雙向開(kāi)關(guān)4與觸點(diǎn)a接觸時(shí)，電磁閥右側(cè)線(xiàn)圈通電，壓縮空氣，空氣從氣源經(jīng)過(guò)電磁閥，流向氣缸的右腔，推動(dòng)活塞桿，而左腔的氣體通過(guò)排氣孔排出，使門(mén)打開(kāi)。同理，當(dāng)雙向開(kāi)關(guān)接到觸電b時(shí)，車(chē)門(mén)關(guān)閉。一般情況下，手撥開(kāi)關(guān)2處于“開(kāi)”的位置，當(dāng)發(fā)生緊急情況或者車(chē)門(mén)故障時(shí)，將手撥開(kāi)關(guān)撥到“關(guān)”位置，斷開(kāi)氣體的供給，氣缸內(nèi)殘余的氣體排出，由此實(shí)現(xiàn)手動(dòng)開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)。因?yàn)闄C(jī)械式防夾系統(tǒng)存在許多缺陷，所以時(shí)常有公交車(chē)門(mén)夾人的事件發(fā)生，為了使防夾系統(tǒng)更加精密、靈敏，因而可以采用電路控制的方式，本文會(huì)在第五章對(duì)其作出詳細(xì)介紹。2.2內(nèi)擺門(mén)的運(yùn)動(dòng)分析2.2.1氣缸和擺臂的運(yùn)動(dòng)氣缸和擺臂運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2-3所示。關(guān)閉開(kāi)關(guān)時(shí)，壓縮空氣推動(dòng)活塞桿左右移動(dòng)，活塞桿帶動(dòng)擺臂以C點(diǎn)為圓心旋轉(zhuǎn)，由于擺臂與門(mén)軸相連，因此門(mén)軸也以C點(diǎn)為圓心旋轉(zhuǎn)。此時(shí)活塞桿產(chǎn)生一個(gè)沿活塞桿運(yùn)動(dòng)方向的力f，f與擺臂瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)方向v之間的夾角為α，當(dāng)α越小時(shí)，氣泵所需提供的驅(qū)動(dòng)力越小，運(yùn)動(dòng)也就越靈活。2.2.2轉(zhuǎn)臂與門(mén)體的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)臂和門(mén)體的運(yùn)動(dòng)如圖2-4所示。氣缸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臂繞C點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)門(mén)軸以C點(diǎn)為中心旋轉(zhuǎn)。門(mén)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂CD轉(zhuǎn)動(dòng)，D點(diǎn)在門(mén)體上，因此使門(mén)體轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)門(mén)的開(kāi)閉。而E點(diǎn)始終在滑槽中移動(dòng)。從圖2-4可以看出，在門(mén)體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D′點(diǎn)而E點(diǎn)隨著D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)平移到E′點(diǎn)，由于有滑槽限制E點(diǎn)Y軸方向的位置，因此在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中E點(diǎn)沿X軸方向移動(dòng)到E"點(diǎn)。由于E點(diǎn)是隨著D點(diǎn)做平移運(yùn)動(dòng)的，因此D點(diǎn)在Y軸方向上的移動(dòng)距離DD′等于E點(diǎn)在Y軸方向上的移動(dòng)距離EE′。即=(1)令=式中：表示點(diǎn)與點(diǎn)在X軸方向上的距離。表示點(diǎn)與點(diǎn)在Y軸方向上的距離。再令=式中表示點(diǎn)與門(mén)體滾輪點(diǎn)在X軸方向上的距離。表示點(diǎn)和點(diǎn)在Y軸方向上的距離。由圖可知：(2)式中是轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)和轉(zhuǎn)臂與門(mén)體鉸鏈點(diǎn)之間的距離。同理可以得出：=(3)式中是轉(zhuǎn)臂與門(mén)體鉸鏈點(diǎn)與門(mén)體滾輪之間的距離。把（2）和（3）帶入（1），可得：（4）（4）式是轉(zhuǎn)臂、門(mén)體運(yùn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)角α和β的關(guān)系式，當(dāng)、時(shí)，，且，同時(shí)α=β。在這種情況之下，當(dāng)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)過(guò)一定角度時(shí)，鉸鏈點(diǎn)移動(dòng)到，門(mén)上各點(diǎn)隨它平移的同時(shí)，繞反向旋轉(zhuǎn)相同角度。2.3轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)C、轉(zhuǎn)臂和門(mén)體的鉸鏈點(diǎn)D及滾輪中心E的相對(duì)位置2.3.1C點(diǎn)位置的初定C點(diǎn)與門(mén)框的距離不能過(guò)大，不然會(huì)使門(mén)泵托板體積增大，使通道寬度減小，門(mén)軸在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)檗D(zhuǎn)臂與門(mén)軸相連，所以應(yīng)該保證轉(zhuǎn)臂與車(chē)門(mén)其他部件不產(chǎn)生干涉。為了減小距離的同時(shí)還要滿(mǎn)足這些條件，門(mén)軸距離門(mén)框的距離應(yīng)選在85mm～95mm。C點(diǎn)在Y軸方向上的位置已經(jīng)確定。在確定C點(diǎn)在X軸方向上的位置時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足：C點(diǎn)位置不能偏左。C點(diǎn)位置靠左可能會(huì)使轉(zhuǎn)臂和其他部件發(fā)生干涉導(dǎo)致車(chē)門(mén)損壞。C點(diǎn)位置不能偏右。C點(diǎn)位置靠右會(huì)縮小通道的寬度，造成乘客上下車(chē)的不便。綜上所述，C點(diǎn)的位置應(yīng)盡量與門(mén)框邊緣對(duì)齊。本文中設(shè)定C點(diǎn)在X軸方向的位置與門(mén)框邊緣對(duì)齊。2.3.2C、D、E各點(diǎn)相對(duì)位置的確定氣動(dòng)門(mén)完全打開(kāi)之后如圖2-5所示，完全打開(kāi)之后門(mén)體垂直于車(chē)身側(cè)圍，滾輪從運(yùn)動(dòng)到時(shí)，，此時(shí)通道最寬，構(gòu)件之間不會(huì)產(chǎn)生干涉，所需的驅(qū)動(dòng)力也較小。3內(nèi)擺門(mén)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)我們可以把內(nèi)擺門(mén)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)看作一個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，下面以常見(jiàn)的公共汽車(chē)車(chē)門(mén)為例，并結(jié)合上文內(nèi)擺門(mén)的運(yùn)動(dòng)分析來(lái)計(jì)算各機(jī)構(gòu)的尺寸。3.1基本結(jié)構(gòu)圖3-1所示是門(mén)軸、轉(zhuǎn)臂、門(mén)框、密封膠條、門(mén)體、滾輪等組成的客車(chē)門(mén)的簡(jiǎn)圖。3.2確定已知的參數(shù)在圖3-2中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和車(chē)身側(cè)圍弧度，選定密封膠條后，可以確定的參數(shù)有：=800，=50，=80，=90，=100，門(mén)軸直徑為Φ40。由第三章分析可知：==50，=。3.3機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算3.3.1機(jī)構(gòu)連桿尺寸計(jì)算設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)要讓門(mén)體運(yùn)動(dòng)到圖3-3中所示的Ⅱ位置，必須滿(mǎn)足以下條件：A.Ⅱ位置處門(mén)體超出車(chē)身側(cè)圍的部分的弧度要盡可能的小B.，，，（3-1）C.（3-2）D.門(mén)體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不能碰到門(mén)軸A條件中僅讓密封條的部分超出車(chē)身側(cè)圍最寬處，即圖3-3中Ⅱ位置處，起到美觀(guān)的作用。門(mén)的密封膠條和門(mén)體弧度最寬的地方齊平，則有：（3-3）代入已知數(shù)據(jù)得求得由式（3-1）可得（3-4）代入數(shù)據(jù)得將以上所得數(shù)據(jù)代入式（3-2）得解得所以3.3.2滑塊E在兩極限位置時(shí)的距離（滑塊行程）由上述分析可知，當(dāng)門(mén)完全打開(kāi)時(shí)，門(mén)軸轉(zhuǎn)過(guò)。因?yàn)檗D(zhuǎn)臂通過(guò)螺栓與門(mén)軸相連，所以轉(zhuǎn)臂也旋轉(zhuǎn)了相同的角度。根據(jù)圖3-3可以得到以下式子：（3-5）又因?yàn)樗曰瑝K的行程為4內(nèi)擺門(mén)門(mén)泵的選型客車(chē)門(mén)泵的選擇需遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在QC/T678-2001(客車(chē)氣動(dòng)門(mén)門(mén)泵標(biāo)準(zhǔn))中規(guī)定了門(mén)泵的類(lèi)型、工作條件和選擇標(biāo)準(zhǔn)。4.1門(mén)泵的分類(lèi)按動(dòng)力源分可分為兩類(lèi)：(a)壓縮空氣驅(qū)動(dòng)門(mén)泵（代號(hào)不標(biāo)出）(b)電力驅(qū)動(dòng)門(mén)泵（代號(hào)D）按乘客門(mén)在開(kāi)啟后所處位置不同分可分為三類(lèi)：(a)外擺門(mén)門(mén)泵（代號(hào)W）(b)內(nèi)擺門(mén)門(mén)泵（代號(hào)N）(c)折疊門(mén)門(mén)泵（代號(hào)Z）4.2門(mén)泵系統(tǒng)的國(guó)家規(guī)定GB13094-1997中規(guī)定：（a）氣動(dòng)門(mén)不應(yīng)在行進(jìn)中開(kāi)門(mén)，必須保證鎖止可靠。（b)除折疊門(mén)外，氣動(dòng)門(mén)在任何情況下都應(yīng)當(dāng)緩速關(guān)閉，防止車(chē)門(mén)夾傷乘客，在遇到障礙物時(shí)，車(chē)門(mén)應(yīng)打開(kāi)。氣動(dòng)門(mén)泵夾緊力應(yīng)不大于150N。（c)客車(chē)發(fā)生故障時(shí)，都可通過(guò)車(chē)內(nèi)或者車(chē)外的緊急閥手動(dòng)開(kāi)門(mén)。4.3氣缸的選擇本文中選擇單杠雙作用氣缸。4.4氣缸的尺寸計(jì)算因?yàn)樗x的氣缸是單桿雙作用氣缸，由氣動(dòng)氣缸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JB/T5923-1997）可知，氣缸的運(yùn)動(dòng)速率一般為50-700mm/s，氣缸的負(fù)荷率如下表所示，氣缸負(fù)荷率在0.3-0.7之間，可取負(fù)荷率為0.5。表4-2氣缸速度V（mm/s）V<5050《V《500V》500負(fù)荷率ηη《70%η《50%η《30%由氣缸負(fù)荷率公式（4-1）式中：F——?dú)飧谆钊麠U受到的軸向負(fù)載力（N）F0——?dú)飧桌碚撦敵隽Γ∟）代入數(shù)據(jù)得（4-2）解得F0=2000N氣缸的理論輸出推力（活塞桿伸出）（4-3）式中:D——?dú)飧變?nèi)徑（mm）P——?dú)飧坠ぷ鲏毫Γ≒a）代入數(shù)據(jù)得（4-4）解得D=60.33(mm)根據(jù)氣缸標(biāo)準(zhǔn)（GB/T2348-1993）,該直徑最接近63mm,所以該桿直徑為63mm。查氣動(dòng)手冊(cè)可知，氣缸活塞桿外徑可以選20mm,或者22mm。本文選擇活塞桿外徑d=20mm。4.5氣缸輸出力計(jì)算（a)氣缸的理論輸出拉力（活塞桿返回）（4-5）代入數(shù)據(jù)（b)計(jì)算氣缸實(shí)際輸出力通常要將載荷率計(jì)入其中，以此保證氣缸工作時(shí)的動(dòng)態(tài)特性。如果氣缸的動(dòng)態(tài)參數(shù)要求和工作頻率都很高，其載荷率一般取η=0.3——0.5，速度高時(shí)取小值，速度低時(shí)取大值。若氣缸動(dòng)態(tài)參數(shù)要求一般，且工作頻率低，基本是勻速運(yùn)動(dòng)，其載荷率一般取η=0.7——0.85。由下表可知表4-3最大理論輸出力的百分值缸徑（mm）最大理論輸出力的百分值（%）6———257032——40080氣缸的實(shí)際輸出推力（活塞桿伸出）（4-6）代入數(shù)據(jù)，得（4-7）氣缸的理論輸出拉力（活塞桿返回）（4-8）代入數(shù)據(jù)，得（4-9）4.6氣缸耗氣量計(jì)算最大耗氣量，即以最大速度運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的空氣流量，可表示為(4-10)其中，D=6.3cm,um=100mm/s,p=0.7MPaD——缸徑，cmum——?dú)飧鬃畲笏俣龋琺m/sP——使用壓力，MPa代入數(shù)據(jù)，得4.7氣缸型號(hào)選擇4.7.1氣缸型號(hào)的確定根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，結(jié)合氣缸產(chǎn)品樣本選用QGS系列氣缸，并且最終確定客車(chē)門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為MB-N1型內(nèi)擺門(mén)驅(qū)動(dòng)氣缸。氣缸型號(hào)：MB—QGS63×100型號(hào)中：MB—內(nèi)擺內(nèi)氣缸QG—?dú)飧?3×100—缸徑×行程4.7.2所選氣缸性能簡(jiǎn)介

圖5-1MB-N1內(nèi)擺門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成示意圖產(chǎn)品簡(jiǎn)介：MB-N1內(nèi)擺門(mén)機(jī)構(gòu)由門(mén)泵驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、門(mén)體控制機(jī)構(gòu)、車(chē)門(mén)三部分組成。關(guān)門(mén)時(shí)車(chē)門(mén)與車(chē)體齊平，外形美觀(guān)，安全可靠。開(kāi)門(mén)時(shí)，乘客上下車(chē)通道較為寬敞，乘客上下車(chē)十分方便。該產(chǎn)品適用于有氣源和各種客車(chē)的單、雙乘客門(mén)。工作原理:MB-N1采用可調(diào)速氣缸，通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)的開(kāi)閉。每個(gè)氣缸控制一扇內(nèi)擺門(mén)，車(chē)門(mén)的開(kāi)關(guān)速度可以調(diào)節(jié)并具有緩沖功能。可安裝防夾系統(tǒng)。使用二位三通電磁閥控制氣缸動(dòng)作，通電可以改變其工作狀態(tài)。關(guān)門(mén)過(guò)程中，車(chē)門(mén)遇到人或物時(shí)，防夾系統(tǒng)工作，電磁閥換向車(chē)門(mén)打開(kāi)。緊急情況時(shí)，可通過(guò)應(yīng)急開(kāi)關(guān)切斷氣源，手動(dòng)開(kāi)門(mén)。氣缸主要參數(shù):（1)工作電壓：DC12V或DC24V（2)工作氣壓：0.4MPa-.08MPa（3)驅(qū)動(dòng)力：2000N（0.7MPa)（4)負(fù)載工作力：1000N（5)活塞行程：100mm.（6)環(huán)境溫度：-40—+60度（7)耐久性：500000次5防夾系統(tǒng)的改進(jìn)我國(guó)客車(chē)技術(shù)的發(fā)展日新月異，內(nèi)擺門(mén)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到客車(chē)上。但是防夾系統(tǒng)卻少有人關(guān)注。機(jī)械式防夾系統(tǒng)雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，但同樣也具有諸多缺陷，例如靈敏度低，有時(shí)會(huì)關(guān)不上門(mén)等。因此有的公交車(chē)會(huì)選擇將防夾系統(tǒng)拆除。從乘客人身安全的角度考慮，防夾系統(tǒng)的存在還是很有必要的。下面本文將先說(shuō)明機(jī)械式防夾系統(tǒng)的工作原理，再對(duì)機(jī)械式防夾系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)成為氣動(dòng)式防夾系統(tǒng)。5.1機(jī)械防夾系統(tǒng)的工作原理如圖5-1所示：關(guān)門(mén)時(shí)，壓縮空氣推動(dòng)活塞桿向左移動(dòng)，當(dāng)活塞桿上的限位塊碰到斷防夾開(kāi)關(guān)時(shí)，活塞桿受到一個(gè)向右的作用力。當(dāng)作用力大于壓縮彈簧8的預(yù)緊力時(shí)，彈簧被壓縮，活塞9向右運(yùn)動(dòng)。活塞向右運(yùn)動(dòng)一段距離后，行程開(kāi)關(guān)碰到限位塊6，電路接通，機(jī)械防夾系統(tǒng)啟動(dòng)。5.2改進(jìn)后的氣動(dòng)防夾系統(tǒng)如圖5-2所示：關(guān)門(mén)時(shí)，氣泵的右腔充氣，推動(dòng)活塞桿向左移動(dòng)，此時(shí)左腔的氣體排出。當(dāng)車(chē)門(mén)遇到障礙時(shí)，活塞桿被卡住停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)氣泵右腔仍在充氣造成右腔壓力增大，而左腔壓力不斷減小，當(dāng)左腔壓力減小到一定數(shù)值時(shí)，氣動(dòng)防夾系統(tǒng)中的壓縮彈簧伸張并接通防夾開(kāi)關(guān)使電磁閥開(kāi)門(mén)系統(tǒng)工作，乘客門(mén)被打開(kāi)。5.3防夾系統(tǒng)工作原理如圖5-3所示：當(dāng)車(chē)門(mén)遇到阻礙時(shí)，防夾開(kāi)關(guān)2閉合，接通開(kāi)門(mén)系統(tǒng)，門(mén)泵左腔充氣，活塞桿推動(dòng)轉(zhuǎn)臂使車(chē)門(mén)開(kāi)啟。關(guān)閉乘客門(mén)時(shí)，斷防夾開(kāi)關(guān)3會(huì)隨著乘客門(mén)的關(guān)閉而斷開(kāi)，此時(shí)防夾系統(tǒng)失效，因而不會(huì)造成因防夾開(kāi)關(guān)閉合而導(dǎo)致的誤開(kāi)門(mén)現(xiàn)象。6下轉(zhuǎn)臂的改進(jìn)設(shè)計(jì)如圖6-1所示：門(mén)軸由氣缸驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)下轉(zhuǎn)臂3繞門(mén)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下轉(zhuǎn)臂通過(guò)1′點(diǎn)帶動(dòng)乘客門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)，2′點(diǎn)始終在滑槽中滑動(dòng)，如此形成一個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由于該機(jī)構(gòu)下轉(zhuǎn)臂設(shè)置在門(mén)的下方，增大了門(mén)與踏板之間的間隙，因此車(chē)門(mén)的密封性較差。同時(shí)滑槽開(kāi)在踏板上，容易被異物堵塞而導(dǎo)致開(kāi)門(mén)困難。如圖6-2所示：將下轉(zhuǎn)臂設(shè)計(jì)成“L”形，使用內(nèi)六角圓柱螺釘和下轉(zhuǎn)臂卡箍固定在門(mén)軸上。將原先開(kāi)設(shè)在踏板上的導(dǎo)槽開(kāi)設(shè)在門(mén)體下端與下轉(zhuǎn)臂相連。這樣設(shè)計(jì)既保證了開(kāi)閉車(chē)門(mén)時(shí)的靈活性，又獲得了較好的密封性。7防止門(mén)軸脫落的結(jié)構(gòu)改進(jìn)由于我國(guó)的內(nèi)擺門(mén)技術(shù)最先是由國(guó)外引進(jìn)，并結(jié)合自身技術(shù)得來(lái)的，因此我國(guó)的內(nèi)擺門(mén)技術(shù)并不完善，其中門(mén)軸脫落是最主要的問(wèn)題。7.1門(mén)軸脫落產(chǎn)生的原因門(mén)軸安裝的原理如圖7-1所示。由圖可知，門(mén)軸頂部與球膠座連接，為了保證安裝，門(mén)軸頂部與球膠座之間留了20mm的間隙，這個(gè)間隙的作用是為了方便在安裝時(shí)可以調(diào)整門(mén)體與踏板之間的誤差。門(mén)軸的下端通過(guò)鎖緊螺栓與軸承支座連接，并在螺栓表面涂厭氧膠來(lái)防止松動(dòng)。隨著車(chē)門(mén)頻繁地開(kāi)閉，厭氧膠很容易剝落，并由此造成鎖緊螺栓的松動(dòng)，上移。當(dāng)鎖緊螺栓上移超過(guò)10mm時(shí)，門(mén)軸下端脫出軸承支座。這就是門(mén)軸脫落的原因。7.2改進(jìn)措施通過(guò)以上分析可以知道，門(mén)軸脫落的主要原因是門(mén)軸上端與球膠座之間的裝配間隙間隙過(guò)大和鎖緊螺栓的松動(dòng)。依據(jù)這個(gè)原因提供了以下兩種解決方案。一是縮小門(mén)軸上端的裝配間隙，但是當(dāng)裝配間隙縮小后，門(mén)軸安裝困難或無(wú)法安裝。另外一種就是將該機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化，下轉(zhuǎn)臂和上轉(zhuǎn)臂一樣用卡箍緊固在門(mén)軸上，如圖7-2所示：門(mén)軸下端可以加工成空心，內(nèi)置一個(gè)推力球軸承，最后將軸承支承座固定在踏板上，這樣做不僅簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)，同時(shí)也保持了機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性，使門(mén)軸不再因?yàn)殒i緊螺栓的松動(dòng)而脫落。結(jié)論內(nèi)擺式公交車(chē)門(mén)能夠增加上下車(chē)通道的寬度，而且關(guān)門(mén)時(shí)車(chē)門(mén)處沒(méi)有明顯凹陷，讓公交車(chē)的整體美觀(guān)性得到提升。但是內(nèi)擺式車(chē)門(mén)的技術(shù)還未完善，事故也是頻頻發(fā)生，所以對(duì)其結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)就顯得尤為重要。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有公交車(chē)內(nèi)擺門(mén)機(jī)構(gòu)的幾點(diǎn)改進(jìn)措施，大大降低了事故發(fā)生的幾率，提高了乘客乘坐的安全性。通過(guò)對(duì)機(jī)械防夾系統(tǒng)的改進(jìn)，很好地提高了它的靈敏度以及安全性，相信日后公交車(chē)車(chē)門(mén)夾人的事件會(huì)越來(lái)越少。另外對(duì)門(mén)軸上的下轉(zhuǎn)臂進(jìn)行了機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化，不僅保持了原有機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時(shí)縮小了整個(gè)機(jī)構(gòu)的尺寸，提高了車(chē)內(nèi)的密封性，大大提高了乘客乘坐的舒適度。最后門(mén)軸在使用時(shí)間長(zhǎng)了之后導(dǎo)致其脫落的缺陷，通過(guò)改進(jìn)之后將杜絕這類(lèi)事件的發(fā)生。本設(shè)計(jì)只是對(duì)內(nèi)擺式車(chē)門(mén)機(jī)構(gòu)的幾處不足之處做出了改進(jìn)，但是相信還存在著許多的不完善，希望日后可以深入的研究，做出更好的優(yōu)化設(shè)計(jì)。致謝通過(guò)這幾個(gè)月的不斷努力，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)入了尾聲。由于我的知識(shí)還不夠豐富，經(jīng)驗(yàn)也十分欠缺，所以此次設(shè)計(jì)難免有存在漏洞的地方，歡迎各位專(zhuān)家指正。在撰寫(xiě)本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我得到了許多同學(xué)的幫助，在此我想對(duì)他們表示感謝。對(duì)于指導(dǎo)老師的幫助與支持，我心存感激。每當(dāng)我遇到難以解決的困惑時(shí)，他都能為我提供幫助與支持。接著，我想感謝一下母?！捱w學(xué)院。在這個(gè)學(xué)習(xí)氛圍濃厚的校園中，太多老師教會(huì)了我不同的知識(shí)，因此這篇設(shè)計(jì)的完成也有他們的功勞。最后再一次感謝大家對(duì)我的幫助。參考文獻(xiàn)：[1]陳衍明.客車(chē)