摘　要

　　玻璃升降器是保證車(chē)門(mén)玻璃能夠自由上下調整的關(guān)鍵部件,其作用是給司機提供良好的視野和舒適的駕乘環(huán)境,其操縱性能也是影響乘客駕乘體驗和評價(jià)汽車(chē)質(zhì)量的重要

　　指標之一。玻璃升降器通常安裝在空間狹小的車(chē)門(mén)內,工作環(huán)境惡劣,平時(shí)很難對其進(jìn)行保養,一旦發(fā)生故障維修很困難。由于其存在各種互相配合的零部件,使用次數頻繁,也是汽車(chē)中故障率較高的附件之一。因此對玻璃升降器進(jìn)行研究和探討有著(zhù)十分重要的現實(shí)意義。

　　論文首先分析現有產(chǎn)品類(lèi)別、結構和性能,根據本課題的實(shí)際情況選擇設計叉臂式玻璃升降器,分析得出其常見(jiàn)的失效形式有玻璃升降異響和玻璃升降困難兩種。根據叉臂式玻璃升降器的結構特點(diǎn)建立運動(dòng)簡(jiǎn)圖,分析得出其運動(dòng)過(guò)程中有三個(gè)重要位置:上止點(diǎn)、中位線(xiàn)和下止點(diǎn),再分析其受力情況并建立受力模型。在此基礎上設計出玻璃升降器及各零部件尺寸,然后對玻璃升降器上升過(guò)程、下降過(guò)程和電機堵轉時(shí)的受力情況進(jìn)行分析計算,結果表明驅動(dòng)電機堵轉時(shí)大臂小臂會(huì )承受較大的力,是最危險的工況。

　　然后對玻璃升降器在電機堵轉、中位線(xiàn)和下止點(diǎn)的工況進(jìn)行有限元分析,先將玻璃升降器三維模型進(jìn)行合理簡(jiǎn)化并導入有限元分析軟件Hypermesh中進(jìn)行抽取中面處理,將抽取到的中面進(jìn)行網(wǎng)格劃分、邊界條件建立、約束定義等操作。結果表明在電機堵轉的工況下玻璃升降器模型承受的應力值最大,這與之前受力分析結果一致。玻璃升降器的最大應力值為82.5Mpa小于材料的許用應力,_能夠滿(mǎn)足設計和使用要求。

　　在駕駛室前左右門(mén)總成上換裝最新設計的叉臂式玻璃升降器,對其進(jìn)行20000次連續升降循環(huán)可靠性試驗,試驗結論表明該玻璃升降器試驗結束后結構變形不大仍能正常工作,能夠滿(mǎn)足可靠性要求。

　　關(guān)鍵詞:叉臂式玻璃升降器;結構設計;受力分析;仿真分析;可靠性試驗

ABSTRACT

　　Glass lifter is to ensure that the door glass can be freely adjusted up and down the key .components, tiie role is to provide a good vision and comfortable driving environment, the steering performance is also affecting the passenger experience and evaluation of vehicle quality one of the important indicators. Glass lifter is usually installed in a small space inside the door, the working environment is bad, usually difficult to maintain it, in the event of failure repair is very difficult. Because of its existence with a variety of complementary parts, the use of frequent frequency,but also a higher failure rate in the car one of the accessories.

　　Therefore, it is of great practical significance to study and explore the glass lifter. In this paper, the existing product categories, structure and performance are malyzed. According to the actual situation of this subject,the design of the forked glass lifter is analyzed, and the common failure modes are glass failure and glass lifting difficulties.

　　According to the structural characteristics of the fork arm type glass lifter, the movement diagram is established, and it is concluded that there are three important positions in the course of the movement: the top dead center, tiie middle line and the bottom dead center, and then analyze the force and establish the force model The On this basis,the design of the glass lifter and the size of the parts, and then the rise of the glass lifter process, the process of falling and the motor when the force is analyzed and calculated, the results show that the drive arm when the arm Bear the greater force, is the most dangerous eonditions.

　　Then,the finite element analysis of the glass lifter is carried out. The 3D model of the glass lifter is simplified and imported into the Hypermesh software. Extract the middle of the grid division, boundary conditions, the establishment of constraints and other operations. The results show that the stress value of the glass lifter model is the largest under the condition of motor stall, which is consistent with the previous analysis result. The maximum stress value of the glass lifter is 82_5Mpa less than the allowable stress of the material,which can meet the design and use requirements.

　　In the cab front and rear door assembly on the latest design of the fork arm glass lifter, 20000 continuous lift cycle reliability test, the test results show that the glass lifter after the end of the test structure is still no work, To meet the reliability requirements.

　　Key word: motor vehides-window regulators; arm-crossed window regulator; force model building; simulation analysis; reliability test

汽車(chē)電動(dòng)玻璃升降器設計開(kāi)發(fā)：

交叉臂式玻璃升降器

單臂式玻璃升降器

 
平行臂式玻璃升降器

單臂式繩式玻璃升降器

雙臂式繩式玻璃升降器

某玻璃升降器結構示意圖

　　我國經(jīng)濟的高速發(fā)展帶動(dòng)了汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,據公安部交管局統計,到2016年底,我國動(dòng)車(chē)保有量己達到2.9億輛,其中汽車(chē)的保有量為1.94億輛;機動(dòng)車(chē)駕駛人己超過(guò)3.6億人,其中汽車(chē)駕駛人已超過(guò)3.1億人。我國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )在2016年3月份公布的《“十三五”汽車(chē)工業(yè)發(fā)展規劃意見(jiàn)》預計:2020年我國汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)規模將有可能達到2900-3100萬(wàn)輛、有能力建成5-10個(gè)具有國際影響力和競爭力的汽車(chē)企業(yè)和品牌;實(shí)現汽車(chē)產(chǎn)品向海外出口(包括生產(chǎn))占總銷(xiāo)售規模的10%;　2020年中國自主品牌的新能源汽車(chē)銷(xiāo)量達到100萬(wàn)輛;此外,還對汽車(chē)的油耗、本土開(kāi)發(fā)車(chē)型銷(xiāo)量、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)等提出了一系列發(fā)展規劃。由此可見(jiàn)當前國內的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展中,同時(shí)也反映出了汽車(chē)己逐漸成為人民生活中的一種必需品。

　　當前人們不再簡(jiǎn)單的把汽車(chē)看作為一種代步工具,對汽車(chē)的其他性能也有了更高的要求,尤其是在安全性、舒適性的方面W。汽車(chē)車(chē)門(mén)玻璃就是影響汽車(chē)安全性、舒適性的一個(gè)重要部件,其作用不僅僅體現在對司機在行駛中安全視角的保證,同時(shí)也能對當前駕駛環(huán)境中的噪音進(jìn)行一定的隔離,以保證司機和乘客在行駛中的舒適性。玻璃升降器作為整車(chē)中經(jīng)常使用的功能件,其對車(chē)門(mén)玻璃的行程范圍和自身的操作性能是評價(jià)其自身質(zhì)量性能的重要指標。作為控制車(chē)門(mén)玻璃運動(dòng)的機構,質(zhì)量性能的好壞,直接影響著(zhù)車(chē)門(mén)玻璃升降的平順性和密封性。

　　目前車(chē)門(mén)玻璃升降器的研宄開(kāi)發(fā)技術(shù)僅僅掌握在少數技術(shù)人員手中,尚未形成一個(gè)統一的設計流程。因此當前太部分汽車(chē)廠(chǎng)家在設計玻璃升降器時(shí),只能憑借著(zhù)以前的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗來(lái)進(jìn)行新品的開(kāi)發(fā).這樣就使得在開(kāi)發(fā)中對有經(jīng)驗的T稈師過(guò)度依賴(lài).導致#品開(kāi)發(fā)效率較低。由于缺少相應的設計規范,這也使得企業(yè)無(wú)法對當前設計的新產(chǎn)品進(jìn)行好壞的評判,進(jìn)而只能向專(zhuān)業(yè)的設計公司或者高校求助,這也就間接的增加了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成本。隨著(zhù)當前主機廠(chǎng)和消費者對產(chǎn)品的質(zhì)量和性能要求越來(lái)越高,這也就使得供應商必須擁有更強的分析能力,而目前我國國內的汽車(chē)玻璃升降器的供應商分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力普遍偏弱,不能滿(mǎn)足當前對玻璃升降器的設計和分析能力的高要求。

　　因此迫切需要形成一個(gè)完善的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程,以縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期,提高產(chǎn)品質(zhì)量,提升企業(yè)產(chǎn)品核心競爭力。

　　隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,玻璃升降器的技術(shù)也得到長(cháng)足的發(fā)展。從最初的手動(dòng)式玻璃升降器逐步演化到目前的電動(dòng)式玻璃升降器。與初期的手動(dòng)式玻璃升降器相比,電動(dòng)式玻璃升降器的操作性更簡(jiǎn)單,方便和舒適。雖然使用電動(dòng)式玻璃升降器會(huì )增加整車(chē)的制造成本,但是它提升了整車(chē)的舒適性和便捷性,當前手動(dòng)式玻璃升降器基本上已經(jīng)被取代。目前國內外學(xué)者針對玻璃升降器各項性能指標的提升和優(yōu)化進(jìn)行了多方面的研究。

目錄

　　摘要
　　ABSTRACT
　　第一章 緒論
　　　　1.1 引言
　　　　1.2 電動(dòng)玻璃升降器研究現狀
　　　　　　1.2.1 國外研究現狀
　　　　　　1.2.2 國內研宄現狀
　　　　1.3 電動(dòng)玻璃升降器發(fā)展現狀
　　　　　　1.3.1 國內電動(dòng)玻璃升降器的發(fā)展現狀
　　　　　　1.3.2 國外電動(dòng)玻璃升降器的發(fā)展現狀
　　　　1.4 玻璃升降器設計技術(shù)要求
　　　　1.5 課題研宄目的及意義
　　　　1.6 課題研宄內容
　　　　1.7 本章小結
　　第二章 汽車(chē)玻璃升降器結構和失效分析
　　　　2.1 玻璃升降器分類(lèi)及性能特點(diǎn)
　　　　　　2.1.1 臂式玻璃升降器
　　　　　　2.1.2 柔式玻璃升降器
　　　　　　2.1.3 電動(dòng)玻璃升降器的選型
　　　　2.2 叉臂式玻璃升降器結構及工作原理
　　　　2.3 叉臂式玻璃升降器常見(jiàn)的失效模式及原因
　　　　　　2.3.1 玻璃升降器工作時(shí)異響
　　　　　　2.3.2 玻璃升降困難
　　　　　　2.3.3 玻璃升降器故障的原因
　　　　2.4 本章小結
　　第三章 叉臂式玻璃升降器受力分析及部件選型
　　　　3.1 叉臂式玻璃升降器結構運動(dòng)簡(jiǎn)圖
　　　　3.2 叉臂式玻璃升降器受力分析
　　　　　　3.2.1 玻璃受力分析
　　　　　　3.2.2 玻璃升降器托架受力分析
　　　　　　3.2.3 玻璃升降器小臂受力分析
　　　　　　3.2.4 玻璃升降器大臂受力分析
　　　　3.3 玻璃升降器部件選型
　　　　　　3.3.1 驅動(dòng)電機的選型
　　　　　　3.3.2 平衡彈黃的選型
　　　　3.4 本章小結
　　第四章 叉臂式玻璃升降器的結構設計
　　　　4.1 玻璃升降器設計流程圖
　　　　4.2 玻璃運動(dòng)軌跡分析
　　　　4.3 玻璃升降器結構設計
　　　　　　4.3.1 玻璃升降器安裝位置確定
　　　　　　4.3.2 玻璃升降器厚度的確定
　　　　　　4.3.3 玻璃升降器大臂旋轉中心的確定
　　　　　　4.3.4 玻璃升降器滑槽尺寸的確定
　　　　　　4.3.5 玻璃升降器大臂、小臂尺寸的確定
　　　　　　4.3.6 齒板齒數的確定
　　　　　　4.3.7 驅動(dòng)電機的選型計算
　　　　4.4 玻璃升降器受力計算
　　　　　　4.4.1 上升過(guò)程中受力計算
　　　　　　4.4.2 下降過(guò)程中受力計算
　　　　4.3　電機堵轉時(shí)受力計算
　　　　4.4 本章小結
　　第五章 叉臂式玻璃升降器有限元仿真
　　　　5.1 有限元仿真技術(shù)簡(jiǎn)介
　　　　5.2 建立玻璃升降器幾何模型
　　　　5.3 劃分模型網(wǎng)格
　　　　5.4 邊界條件設置
　　　　5.5 有限元結果分析
　　　　5.6 本章小結
　　第六章 叉臂式玻璃升降器試驗與結果分析
　　　　6.1 試驗對象
　　　　6.2 試驗目的
　　　　6.3 試驗條件
　　　　6.4 試驗記錄及結果分析
　　　　6.5 本章小結
　　結論與展望
　　　　展望
　　　　參考文獻
　　致謝

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