畢業(yè)設(shè)計說明書I摘 要座位是該人接觸中最親密的部分，人們對騎車者的乘坐評價主要取決于座位的感覺。現(xiàn)代汽車的駕駛員座椅和前排乘客座椅大多是電動可調(diào)節(jié)的，也稱為電動座椅。因此，電動座椅是直接影響汽車質(zhì)量的關(guān)鍵部件之一。汽車的電動座椅由駕駛員座椅控制。從服務(wù)目標(biāo)出發(fā)，電動座椅必須滿足方便和舒適的兩個要求。也就是說，駕駛員可以通過按鈕操作將座椅調(diào)節(jié)到最佳位置，使得駕駛員可以獲得最佳視野，并且操縱方向盤，踏板，換檔桿等的便利性可以是獲得。舒適且最習(xí)慣于騎行角度。為了滿足這些要求，世界主要汽車生產(chǎn)國的制造商已經(jīng)使用機械和電子手段來制造可調(diào)節(jié)的電動座椅。該解決方案設(shè)計有電動座椅傳動裝置。通過座椅調(diào)節(jié)器，座椅水平地前后移動，座椅上下移動，并且座椅靠背的角度旋轉(zhuǎn)在六個方向上調(diào)節(jié)。汽車電動座椅的結(jié)構(gòu)主要包括：可逆直流微電機（驅(qū)動裝置） ，傳動裝置，連接機構(gòu)，蝸輪，蝸桿，滾珠絲杠和水平滑動導(dǎo)軌的組合。座椅由座墊，靠背，頭枕，骨架，懸架和調(diào)節(jié)機構(gòu)組成。關(guān)鍵詞：汽車電子；電動座椅;蝸輪；蝸桿；螺桿畢業(yè)設(shè)計說明書IIAbstractthe chair is contacts the closest part with the human, the people many are make to the passenger vehicle smooth appraisal through chair's feeling. The modern passenger vehicle's driver chair and the front part crew member chair many are electrically operated adjustable, also calls the electrically operated chair. Therefore, the electrically operated chair is one of immediate influence passenger vehicle quality key components. Passenger vehicle electrically operated chair by driver's chair primarily. Embarks from the target client, the electrically operated chair must satisfy the convenience and the comfortable two big requests. That is driver through keybutton operation, may also adjust the chair in the best position, causes the driver to obtain the best field of vision, obtains easy to operate operation and so on steering wheel, footboard, gearshift lever conveniences, but may also obtain is most comfortable and the most custom rides the angle. In order to satisfy these requests, the world automobile production power's related factory unexpectedly uses the machinery and the electronic technology method, makes electrically operated chair which may adjust.This scheme is a kind of mechanical design and manufacturing, ergonomics and electronic technology combining can adjust the electric chair eight direction. General electric chair system by two-way motor and transmission device and seat regulator, etc. Through the seat regulator seat level movement, realize front seats and seat move after the end of the move, the seat of the direction of rotation Angle of eight.The auto electric chair of the structure are mainly: reversible dc micro motors (drives), transmission device, the connection, Angle transfer worm and worm, ball screw, horizontal sliding guide etc. Electric chair cushion, seat, by magic, skeleton, suspension and adjusting mechanism etc.Keywords: Automotive Electrical; electric chair; turbine, worm, screwIII目 錄摘 要 .IAbstract.II第一章 緒論 .- 4 -1.1 研究背景 - 4 -1.2 汽車座椅的國內(nèi)外現(xiàn)狀 - 7 -1.2.1 國外研究情況 - 7 -1.2.2 國內(nèi)研究情況 - 8 -1.3 課題設(shè)計的意義 - 8 -1.4 課題研究的主要內(nèi)容 .- 10 -第二章 傳動機構(gòu)設(shè)計的總體方案 .- 2 -2.1 座椅的組成 - 2 -2.2 坐墊升降部分方案設(shè)計 - 2 -2.3 坐墊前后移動部分方案設(shè)計 - 3 -2.4 靠背傾斜部分方案設(shè)計 - 4 -第三章 傳動機構(gòu)的選取與設(shè)計 .- 5 -3.1 齒輪傳動 - 5 -3.1.1 齒輪傳動優(yōu)缺點 - 5 -3.1.2 傳動類型的選取 - 5 -3.2 螺旋傳動 - 6 -3.2.1 螺旋傳動的優(yōu)缺點 - 6 -3.2.2 螺旋傳動的選取 - 7 -3.3 連桿傳動機構(gòu)的選取 .- 8 -第四章 傳動機構(gòu)的設(shè)計 - 10 -4.1 電機的選擇與計算 - 10 -IV4.1.1 電動機的轉(zhuǎn)速 .- 10 -4.1.2 有效功率 .- 10 -4.1.3 選擇電動機型號 .- 11 -4.2 傳動比的分配 .- 11 -4.3 各軸轉(zhuǎn)速 .- 11 -4.4 蝸輪蝸桿設(shè)計 .- 11 -4.4.1 選擇蝸桿傳動類型 .- 11 -4.4.2 選擇材料 .- 12 -4.4.3 按齒面接觸疲勞強度進(jìn)行設(shè)計 .- 12 -4.4.4 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 .- 13 -4.4.5 校核齒根彎曲疲勞強度 .- 14 -4.4.6 驗算效率 .- 15 -?4.4.7 精度等級公差和表面粗糙度的確定 .- 16 -4.5 滾珠絲杠設(shè)計 .- 17 -4.5.1 選擇滾珠絲杠型號及其工作條件 .- 17 -4.5.2 降速比計算 .- 17 -4.5.3 慣量計算 .- 17 -4.5.4 電動機力矩計算 .- 17 -4.5.5 剛度計算 .- 18 -4.5.6 反向死區(qū) .- 18 -4.5.7 傳動剛度變化引起的定位誤差 .- 18 -4.6 垂直調(diào)節(jié)滾珠絲杠支承軸承驗算 .- 19 -4.7 垂直調(diào)節(jié)螺桿驗算 .- 19 -4.7.1 螺桿的強度計算 .- 19 -4.7.2 螺桿穩(wěn)定性計算 .- 20 -V4.8 垂直調(diào)節(jié)機構(gòu)支承軸承驗算 .- 20 -結(jié) 論 - 22 -致 謝 .- 24 -參考文獻(xiàn) .- 26 -VI第一章 緒論1.1 研究背景現(xiàn)代汽車不僅僅是一種載體，它們已經(jīng)是“人，汽車和環(huán)境”的組合。作為車輛使用者的直接支撐，座椅在機艙部件中是至關(guān)重要的。汽車座椅的主要功能是為駕駛員提供易于操作，舒適，安全且不易疲勞的駕駛員座椅。座椅設(shè)計應(yīng)滿足以下五個基本要求：一是合理安排座位;其次，座椅的形狀應(yīng)符合人體的生理功能;第三，座椅應(yīng)有調(diào)節(jié)機構(gòu);第四，座椅具有良好的振動特性;第五，座椅必須非常安全可靠;座椅安裝位置的大小很重要，這直接影響用戶的便利性和舒適性。座椅布置體現(xiàn)了人體工程學(xué)的要求。駕駛員座位是最關(guān)鍵的座位。它的基本要求是布局合理，操作方便，即駕駛員在騎行時可方便地操作方向盤，操縱桿和踏板。由于歐洲人和亞洲人的規(guī)模不同，一些國家的席位非常廣泛，一些國家的席位相對較小。由于男女在同一區(qū)域的區(qū)別，高大與小的區(qū)別，駕駛員座椅必須有適應(yīng)大多數(shù)人身體的調(diào)節(jié)機制。 “大多數(shù)人”的概念，汽車設(shè)計師使用二維人體模型，根據(jù)高度將總?cè)丝诜殖刹煌慕M：5？5？f 所有駕駛員都短于或等于這個尺寸）剩下的 95？更高; 95？95？f 所有駕駛員都是短或等于這個尺寸，剩下的 5？更高） 。汽車行業(yè)的總應(yīng)用范圍在 5？95？之間，其中包括人口的 90％。例如，該設(shè)計可以調(diào)節(jié)座椅和踏板之間的距離，以適應(yīng)盡可能多的駕駛員。一般來說，- 7 -這里使用 5？f 女性和 95？f 男性身體模型。過去，這輛車專門用于運輸。今天的汽車設(shè)計理念提倡人與車的融合。座椅是這個設(shè)計理念中非常重要的一部分?，F(xiàn)代汽車座椅涉及電子，人體工程學(xué)，工業(yè)設(shè)計等。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車座椅筏從簡單的部件發(fā)展到更復(fù)雜和精確的部件。 。由于座椅是衡量汽車檔次的重要依據(jù)，汽車設(shè)計師非常重視電動座椅的設(shè)計，從材料到形狀，盡可能多。在造型方面，考慮到人體尺寸，體重，騎行姿勢和體壓分布等因素，人體工程學(xué)研究成果和先進(jìn)技術(shù)被用于創(chuàng)造舒適和久坐的座椅。例如，梅賽德斯 - 奔馳 E 級轎車的六向可調(diào)電動座椅根據(jù)人體輪廓設(shè)計，為人體腰部和臀部提供最佳側(cè)向支撐。在材料方面，由于座椅也起到汽車裝飾的作用，座椅面料的顏色應(yīng)與汽車的整體顏色相匹配。除了出色的質(zhì)地外，它還具有良好的手感，讓人在坐起時感覺舒適。一種感覺。汽車座椅的調(diào)節(jié)可以手動或電動完成。最早的手動調(diào)節(jié)座椅于 1921 年推出。手動調(diào)節(jié)方法要求會員通過手柄放松座椅的鎖定機構(gòu)，然后通過改變車身的姿勢和位置來移動座椅，最后放松手柄。用于將座椅固定在所選位置的鎖定機構(gòu)。 。該調(diào)節(jié)模式的主動施力側(cè)是座椅上的乘客，并且座椅的調(diào)節(jié)不是很方便。在中高端汽車中，制造商提供電動可調(diào)座椅。電動座椅由座墊，靠背，頭枕，骨架，懸架和調(diào)節(jié)機構(gòu)組成。調(diào)節(jié)機構(gòu)包括控制器，可逆直流電動機和傳動部件。它是電動座椅中最復(fù)雜和最關(guān)鍵的部分。可逆直流電動機必須具有小體積和大負(fù)載能力。在操作期間需要機械傳動部件。穩(wěn)定性好，噪音低?？刂破鞯目刂瓢粹o設(shè)置在駕駛員操作的方便位置，通常在門內(nèi)側(cè)的扶手上或座墊側(cè)面。通常有三個以上的可逆直流電動機由控制器控制并驅(qū)動傳動部件的某個方向。傳動部件具有蝸桿軸，蝸輪，小齒輪和齒條。調(diào)節(jié)時，蝸桿軸在電機驅(qū)動下驅(qū)動蝸輪轉(zhuǎn)動，使小齒輪擰入或擰出，即座椅下降或升高。如果蝸輪與齒條- 8 -嚙合，則蝸輪旋轉(zhuǎn)以移動齒條，這使得座椅向前或向后移動。當(dāng)調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)座椅時，座椅是施力，并且乘客可以通過簡單地拉動控制按鈕來移動座椅而不主動改變身體的姿勢。電動座椅還提供更精確的調(diào)節(jié)位置。電動座椅的使用使駕駛員能夠輕松找到最適合他的駕駛姿勢，提供良好的視野，提高駕駛安全性，并且可以有效地減少駕駛疲勞。電動調(diào)節(jié)的座椅在調(diào)節(jié)時，座椅是施力方，乘客只需扳動控制鍵就可以令座椅移動，無需主動改變身體的座姿。電動座椅還可以提供更加精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)位置。電動座椅的使用，讓駕駛員能夠輕松的找到最適合自己的駕駛姿勢，提供良好的視野，提高了行車安全性，并能有效減輕駕駛疲勞。 1.2 汽車座椅的國內(nèi)外現(xiàn)狀1.2.1 國外研究情況最最早的手動調(diào)節(jié)座椅于 1921 年在英國投入使用。手動調(diào)節(jié)方法要求會員通過手柄放松座椅的鎖定機構(gòu)，然后通過改變車身的姿勢和位置來移動座椅，最后放松鎖定機構(gòu)的手柄以將座椅固定在所選位置。 。 1954 年，凱迪拉克埃爾多拉多汽車首次推出了一款 4 向電動座椅。自動汽車座椅實際上是人體工程學(xué)和電子技術(shù)的結(jié)合，可以自動適應(yīng)不同車身乘員的乘坐舒適性要求。這種微電腦控制的電動座椅出現(xiàn)在 20 世紀(jì) 80 年代。 1983 年，日產(chǎn)和豐田分別用于塞德里克和皇冠車。人因工程學(xué)是一門新興的邊緣學(xué)科，起源于歐洲，并在美國形成。它已經(jīng)發(fā)展了 60 多年。人因工程學(xué)研究如何在工作，家庭生活和休閑中考慮人類健康，安全，舒適和工作效率的學(xué)科。人，機，環(huán)境的和諧統(tǒng)一是其核心指導(dǎo)思想。 1968 年，國際人體工程學(xué)學(xué)會（IEA）舉辦了第一次關(guān)于瑞士席位主題的國際會議。在這次會議之后，世界各地都設(shè)置了座椅設(shè)計的高潮。到目前為止，- 9 -這項運動仍在全面展開蝸桿傳動廣泛用于汽車座椅的電動調(diào)節(jié)。1922 年，美國制造了一種扁平直齒輪傳動裝置，稱為 Wilhelm 蠕蟲（WildhaberWarm） 。在 20 世紀(jì) 50 年代，日本人開發(fā)了這種技術(shù)，即在世界市場上銷售的平面蠕蟲驅(qū)動器（Plana 蠕蟲）1953 年，尼曼教授為蝸桿驅(qū)動做出了新的貢獻(xiàn)，發(fā)明了凹弧形齒圓柱蝸桿傳動，現(xiàn)在被稱為“Cavex 蠕蟲” 。此外，日本自 1972 年以來發(fā)表了一些關(guān)于新蠕蟲驅(qū)動的文章，并取得了一定的成果。1.2.2 國內(nèi)研究情況豐田普瑞維亞于 1990 年推出，很早就通過各種渠道進(jìn)入中國市場。它也為中國汽車電動座椅制造業(yè)的發(fā)展打開了大門。越來越多的汽車制造商開始在中國銷售電動座椅。這款車在中國汽車制造商努力完善電動座椅的演繹之后，使其更加完美和完善。1991 年 9 月 5 日至 9 日，中國汽車工程學(xué)會汽車電氣委員會在杭州召開1991 年汽車電氣報告會。會議指出，汽車電氣自動化的發(fā)展，汽車電動座椅的設(shè)計和生產(chǎn)是中國趕上國外汽車。身體電氣的重要方向。到目前為止，中國豪華汽車制造商已將電動座椅視為其車輛不可或缺的一部分。隨著技術(shù)的不斷成熟和制造價格普遍下降，車身電器目前正在轉(zhuǎn)向家用車型。1.3 課題設(shè)計的意義座椅是汽車的基本配件。隨著人們生活水平的提高，對汽車座椅舒適性的要求也越來越高，汽車座椅的調(diào)節(jié)也更加簡單，方便，快捷。目前，汽車座椅- 10 -位置的調(diào)整主要基于手動調(diào)節(jié)的機械和電動控制。汽車的電動座椅由駕駛員座椅控制。從服務(wù)目標(biāo)出發(fā)，電動座椅必須滿足方便和舒適的兩個要求。也就是說，駕駛員可以通過按鈕操作將座椅調(diào)節(jié)到最佳位置，使得駕駛員可以獲得最佳視野，并且操縱方向盤，踏板，換檔桿等的便利性可以是獲得。舒適且最習(xí)慣于騎行角度。為了滿足這些要求，世界主要汽車生產(chǎn)國的制造商已經(jīng)使用機械和電子手段來制造可調(diào)節(jié)的電動座椅。駕駛員座椅對方向盤，操縱桿和踏板的可接近性決定了人體的姿勢。姿勢由座椅的布置和形狀決定。如果駕駛員的姿勢不理想，很容易疲勞甚至造成壓力。因此，日本和歐洲和美國的駕駛員座椅的設(shè)計有基本姿勢，頭部，肩部，手臂，腹部，腿部和其他活動空間的參考數(shù)據(jù)，這不能是任意的。汽車座椅由座墊，靠背，側(cè)背支撐，頭枕等組成，它們具有一定的表面形狀，座椅表面和靠背的形狀曲線應(yīng)與后座曲線相匹配。人體處于放松狀態(tài)，座椅座位在乘員坐下后表面形狀和體壓分布可使乘員的肌肉處于最放松的狀態(tài)，可以支撐腰椎，不會因為不良而導(dǎo)致麻木血液循環(huán)，長時間騎行時不易疲勞。通過對座椅前后上下的有限調(diào)節(jié)，靠背的傾斜角度以及頭枕的上下位置，可以使大多數(shù)人感到安慰。座椅的彈簧性能是座椅振動特性的關(guān)鍵。測試表明，雖然當(dāng)車輛行駛時地板振動很大，但由于座椅彈簧的作用，仍然可以在座椅上獲得良好的舒適性。如果彈簧性能不好，那么汽車的舒適性會很差。目前，大多數(shù)座墊采用整體泡沫聚氨酯墊，通過螺旋彈簧或 S 形彈簧嵌入泡沫聚氨酯中，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，無噪音。對于汽車的低背座椅，頭枕是座椅上的配件。隨著汽車速度的提高，對人身安全越來越重要。在發(fā)生追尾事故時，由于后部撞擊的影響，汽車突然向前移動。由于慣性，乘員的頭部突然向后傾斜，并且頸椎受到大的加速力并且容易受傷。通過頭枕支撐，減少頭部的自由運動可以減少對頸椎的影響。 1998- 11 -年，安裝在沃爾沃汽車上的 WHIPS（頭頸保護系統(tǒng)）可以使靠背頭枕和乘員在發(fā)生追尾碰撞的同時向后移動，有效避免頸椎受傷。目前，汽車座椅已與安全帶和安全氣囊相結(jié)合，為乘員提供安全保護。汽車座椅本身的堅固性，車身連接的可靠性以及靠背的強度都符合行業(yè)法規(guī)和測試標(biāo)準(zhǔn)。這不僅僅是安裝它的問題。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，汽車座椅配備氣動裝置，氣壓由發(fā)動機艙的氣泵提供，座椅靠背有四個氣壓室，實現(xiàn)腰部的保護椎骨。靠背分為上下兩部分，角度可以單獨調(diào)節(jié)，使腰部和肩部同時緊貼靠背，以保護安全?？勘成嫌幸粋€電腦控制的電子振蕩器，以及按摩保健。用。1.4 課題研究的主要內(nèi)容解決方案的想法是電動座椅利用電動機的動力來調(diào)節(jié)座椅前后位置和靠背的傾斜度，并自動適應(yīng)駕駛員的乘坐舒適性要求。不同體型的占用者。電動座椅可以滿足方便和舒適。駕駛員可以通過按下按鈕將座椅調(diào)整到最佳位置以獲得最佳視野。操縱方向盤，踏板，換檔桿和其他控制部件很容易。方便，您還可以獲得舒適和最習(xí)慣的騎行角度。我的設(shè)計是研究和設(shè)計一個電動可調(diào)座椅。汽車座椅位置的調(diào)節(jié)主要有三個方向，即座墊的高度調(diào)節(jié)，座墊的水平位置調(diào)節(jié)和座椅靠背傾斜角度的調(diào)節(jié)。通過前一時期的仔細(xì)比較和研究，確定了每個體育組織計劃的構(gòu)成?？赡骐妱訖C設(shè)計為動力源，蝸輪，滾珠絲杠，平面連桿機構(gòu)，它們相互結(jié)合，達(dá)到調(diào)節(jié)座椅位置的目的。 。- 2 -第二章 傳動機構(gòu)設(shè)計的總體方案2.1 座椅的組成2.2 坐墊升降部分方案設(shè)計解決方案 1：座椅，分別位于座椅兩側(cè)的一對椅架，驅(qū)動構(gòu)件和被動構(gòu)件。座椅有一個主體和一對固定在主體左右兩側(cè)的接頭;所述一對椅架各自具有與所述組配合的第一支腿，所述第一支腿的外邊緣沿所述軸線提供齒條;驅(qū)動件具有固定在座體上的電動機，以及與電動機連接的驅(qū)動傳遞件。被動構(gòu)件具有可樞轉(zhuǎn)地安裝在座椅主體上的第一軸。第一軸驅(qū)動地連接到驅(qū)動構(gòu)件，并且齒輪分別設(shè)置在第一軸的相對端，并且兩個齒輪分別與第一軸的齒條嚙合。第一現(xiàn)代汽車的電動座椅由座墊，座椅靠背，座椅枕頭，骨架，懸架和調(diào)節(jié)機構(gòu)組成。調(diào)節(jié)機構(gòu)包括控制器，可逆直流電動機和傳動部件。它是電動座椅中最復(fù)雜和最關(guān)鍵的部分。可逆直流電動機必須具有小體積和大負(fù)載能力。在操作期間需要機械傳動部件。穩(wěn)定性好，噪音低?？刂破鞯目刂瓢粹o設(shè)置在駕駛員可以輕松操作的位置，通常位于門內(nèi)側(cè)的扶手上。通常有三個以上的可逆直流電動機由控制器控制并驅(qū)動傳動部件的某個方向。傳動部件具有蝸桿軸，蝸輪，小齒輪和齒條。調(diào)節(jié)時，蝸桿軸在電機驅(qū)動下驅(qū)動蝸輪轉(zhuǎn)動，使小齒輪擰入或擰出，即座椅下降或升高。如果蝸輪與齒條嚙合，則蝸輪旋轉(zhuǎn)以移動齒條，這使得座椅向前或向后移動。目前，先進(jìn)的調(diào)節(jié)機構(gòu)可以調(diào)節(jié)座椅的水平運動和垂直運動，座椅靠背的角運動和枕頭的高度運動，即所謂的“六向可調(diào)” 。乘員可以根據(jù)他或她的身體將座椅調(diào)節(jié)到最舒適的位置?，F(xiàn)在根據(jù)需要調(diào)整該位置的運動計劃。- 3 -條腿。選項 2：它由蝸桿軸，蝸輪，心軸等組成。在調(diào)節(jié)時，由 DC 電動機產(chǎn)生的扭矩驅(qū)動蝸桿軸以驅(qū)動蝸輪以驅(qū)動主軸進(jìn)出蝸輪以上下驅(qū)動座椅。選項 3：它由蝸桿軸，蝸輪，滾珠絲杠和連桿機構(gòu)組成。調(diào)整時，直流電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動蝸桿軸，驅(qū)動蝸輪轉(zhuǎn)動，帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動與滾珠絲杠配合的螺母前進(jìn)或后退。螺母與連桿機構(gòu)連接，連桿機構(gòu)使座椅移動。升起和降落。由于工業(yè)技術(shù)的成熟，汽車車身零件的完整性，結(jié)合運動部件的可靠性和易維護性等因素。重點在于汽車座椅起伏的可重復(fù)性對運動機構(gòu)的壽命和安全要求的重復(fù)性。結(jié)合所有運動器材設(shè)計的要求，充分利用資源，盡量使用相同的材??料和類似的運動設(shè)計，因此選擇滾珠絲杠解決方案 3。2.3 坐墊前后移動部分方案設(shè)計方方面 1：設(shè)置在座椅或腳凳中的一個上的基體;設(shè)置在可動部分上的可動體，可動體與基體相配合，與基體相對地伸長或縮回;固定在基體或可動體的頂面或底面中的一個上的齒條，齒條形成為板狀，可動體的延伸部在收縮方向上延伸并具有齒;小齒輪容納在基體和可移動體的另一個中并與齒條嚙合;用于驅(qū)動小齒輪的驅(qū)動單元;并且，引導(dǎo)機構(gòu)設(shè)置在基體和可動體上，以沿著可動體的伸展和縮回方向引導(dǎo)可動體。選項 2：由蝸桿，蝸輪，齒條和導(dǎo)軌組成。機架安裝在導(dǎo)軌上。調(diào)節(jié)時，直流電機通過蝸桿產(chǎn)生兩側(cè)蝸輪到蝸輪的扭矩，并由齒條驅(qū)動，使座椅伸縮移動。選項 3：它由蝸桿軸，蝸輪和滾珠絲杠組成。調(diào)整時，直流電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動蝸桿軸，驅(qū)動蝸輪轉(zhuǎn)動，帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動與滾珠絲杠配合的螺母前進(jìn)或后退。由于螺母連接到上導(dǎo)軌，因此座椅前后移動。- 4 -由于工業(yè)技術(shù)的成熟，汽車車身零件的完整性，結(jié)合運動部件的可靠性和易維護性等因素。重點在于汽車座椅起伏的可重復(fù)性對運動機構(gòu)的壽命和安全要求的重復(fù)性。結(jié)合所有運動器材設(shè)計的要求，充分利用資源，盡量使用相同的材??料和類似的運動設(shè)計，因此選擇滾珠絲杠解決方案 3。2.4 靠背傾斜部分方案設(shè)計解決方案 1：由雙向控制開關(guān)，控制電機，蝸桿，蝸輪，蝸輪軸，蝸輪蓋和座椅靠背調(diào)節(jié)軸組成。雙向控制開關(guān)將電源連接到電動機以控制電動機的旋轉(zhuǎn)方向?？刂齐姍C軸的延伸部分為蝸桿，蝸桿與蝸輪嚙合，蝸輪和蝸輪軸一體化，蝸輪軸中的空心平槽插入座椅的平頭中后調(diào)節(jié)軸。按下雙向控制開關(guān)可以控制電機軸，即蝸桿順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)。蝸桿驅(qū)動蝸輪旋轉(zhuǎn)并改變旋轉(zhuǎn)方向并將其傳遞到蝸輪軸。蝸輪軸驅(qū)動座椅靠背調(diào)節(jié)軸以使座椅靠背向前傾斜?；蛳蚝髢A斜以達(dá)到調(diào)節(jié)座椅靠背的目的。選項 2：靠背調(diào)節(jié)機構(gòu)的主要部件是鉸鏈銷，鏈輪，內(nèi)齒輪（30 齒） ，外齒輪（29 齒）等。鉸鏈銷具有偏心凸輪，凸輪中間軸 A 與安裝在座墊側(cè)的外齒輪同軸;鉸鏈銷的中間軸 B 與安裝在座椅靠背側(cè)的鏈輪同軸，并與內(nèi)齒輪同軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)靠背和頭枕調(diào)節(jié)開關(guān)沿 A 或 B 方向放置時，靠背調(diào)節(jié)電機操作并驅(qū)動鏈輪旋轉(zhuǎn)，安裝在鏈輪上的鉸鏈銷也以相同的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)。由于外齒輪安裝在座墊側(cè)，鉸鏈銷的中間軸 B 利用偏心凸輪繞中間軸 A 旋轉(zhuǎn)。以這種方式，內(nèi)齒輪與外齒輪嚙合，并且每次鉸鏈銷旋轉(zhuǎn)時，嚙合齒輪旋轉(zhuǎn) 12°。經(jīng)過仔細(xì)研究和比較，由于選項 2 的實施需要大量的零件和特殊的生產(chǎn)設(shè)計環(huán)節(jié)，鑒于程序的簡單易操作 1，你還可以使用以前車的車身部件，集成了以前的設(shè)計鏈接，所以選擇 1。.- 5 -第三章 傳動機構(gòu)的選取與設(shè)計3.1 齒輪傳動3.1.1 齒輪傳動優(yōu)缺點齒輪傳動是一種機械傳動裝置，它使用兩個齒輪的齒輪齒相互嚙合以傳遞動力和運動。根據(jù)齒輪軸的相對位置，它分為平行軸正齒輪傳動，交叉軸錐齒輪傳動和交錯軸斜齒輪傳動。它具有結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，壽命長的特點。齒輪傳動是指主輪和從動輪齒直接傳遞運動和動力。在所有機械變速器中，齒輪變速器是最廣泛用于在任何兩個軸之間傳遞運動和動力的。齒輪傳動的特點是：齒輪傳動平穩(wěn)，傳動比準(zhǔn)確，運行可靠，效率高，使用壽命長，動力，速度和尺寸范圍大。例如，傳輸功率可以小到幾十萬千瓦;速度可達(dá) 300m / s;齒輪直徑可以從幾毫米到超過二十米。但是，制造齒輪需要特殊設(shè)備，嚙合驅(qū)動器會產(chǎn)生噪音。聲。 3.1.2 傳動類型的選取a.一個。直齒輪傳動對于平行軸之間的傳動，一般傳動比可達(dá) 8，單 20，2 至 45，最大 60，3至 200，最大 300.傳動功率可達(dá) 100,000 千瓦，速度可達(dá) 100,000 轉(zhuǎn)，圓周速度可達(dá) 300 米/秒。單級效率為 0.96 至 0.99。正齒輪驅(qū)動器適用于中速和低速驅(qū)動器。斜齒輪傳動平穩(wěn)運行，適用于中速和高速傳動。人字齒輪傳動適用于傳遞高功率和高扭矩的變速箱。嚙合齒輪有三種：外齒輪傳動裝置，由兩個外齒輪嚙合，兩個車輪的轉(zhuǎn)向相反。內(nèi)齒輪傳動裝置由內(nèi)齒輪和小外齒輪嚙合。- 6 -轉(zhuǎn)向是一樣的;齒輪齒條驅(qū)動器可以將齒輪的旋轉(zhuǎn)改變?yōu)辇X條的線性運動，反之亦然。普通齒輪傳動：允許的載荷范圍和速度都很大;傳動比恒定;外形尺寸小;工作可靠，效率高。制造和安裝精度要求很高。當(dāng)精度低時，傳輸噪聲很大，沒有過載保護。灣蠕蟲驅(qū)動器交錯軸驅(qū)動的主要形式，軸交錯角一般為 90°。蝸桿傳動可以獲得大的傳動比，單級通常為 8 至 80，傳動運動高達(dá) 1500，傳動功率為 4500 kW，蝸桿速度為 30,000 rpm，圓周速度為 70 rpm。女士。蝸桿傳動平穩(wěn)，傳動比準(zhǔn)確，可自鎖，但自鎖時傳動效率小于 0.5。蝸輪在齒面之間具有大的滑動，產(chǎn)生更多的熱量，并且傳動效率低，通常為 0.45 至 0.97。傳動平穩(wěn)無聲，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比較大，可制作自鎖蝸桿。自鎖蝸桿傳動效率很低;中高速傳動蝸輪環(huán)圈需要昂貴的抗摩擦材料（如青銅） ，制造精度要求高，道具昂貴。蝸桿傳動：傳動平穩(wěn)無聲，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比較大，可制成自鎖式蝸桿。自鎖蝸桿傳動效率很低;中高速傳動蝸輪環(huán)圈需要昂貴的抗摩擦材料（如青銅） ，制造精度要求高，道具昂貴。螺旋傳動：傳動平穩(wěn)無聲，減速比大，可將旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為線性往復(fù)運動。滑動螺桿可制成自鎖螺旋機構(gòu);工作速度普遍較低。低。3.2 螺旋傳動3.2.1 螺旋傳動的優(yōu)缺點利通過螺釘和螺母的嚙合傳遞動力和運動的機械傳遞。它主要用于將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為線性運動并將扭矩轉(zhuǎn)換為推力。根據(jù)工作特點，螺旋驅(qū)動螺旋分為力傳遞螺旋，導(dǎo)電螺旋和調(diào)節(jié)螺旋。 1 傳動力螺旋：主要是傳動功率，它采用- 7 -小扭矩產(chǎn)生大的軸向推力，一般間歇工作，工作速度低，而且通常需要自鎖，如螺旋壓力機和螺旋千斤頂螺旋。 2 導(dǎo)電螺旋：主要用于傳動，通常需要高運動精度，一般長時間連續(xù)工作，工作速度也很高，如機床的進(jìn)給螺桿（螺桿） 。3 調(diào)整螺旋：用于調(diào)整和固定零件或零件之間的相對位置，一般不經(jīng)常旋轉(zhuǎn)，需要自鎖，有時需要高精度，如螺旋機和精密儀器微調(diào)機構(gòu)。根據(jù)螺紋之間的摩擦特性，螺桿傳動可分為滑動螺桿傳動和滾動螺桿傳動?；瑒勇輻U傳動可分為普通滑動螺桿傳動和靜壓螺桿傳動。3.2.2 螺旋傳動的選取a. 滑滑動螺桿驅(qū)動所謂的滑動螺桿傳動是一種常見的滑動螺桿傳動?；瑒勇菪ǔＪ褂锰菪魏弯忼X形螺紋，梯形螺紋是最廣泛使用的鋸齒螺紋，用于單側(cè)力。由于工藝強度低，強度低，很少使用矩形螺紋;對于小的力和精度調(diào)節(jié)機構(gòu)，有時使用三角形螺紋。通常，螺紋提升和摩擦系數(shù)不大，因此盡管軸向力 F 相對較大，但是扭矩T 相當(dāng)小。力傳遞螺旋使用該工作原理來獲得機械增益。升力越小，機械增益的影響越顯著?；瑒勇輻U傳動效率低，一般為 30-40℃，可自鎖。此外，磨損大，壽命短，并且可能發(fā)生蠕變。灣滾動螺桿傳動螺旋驅(qū)動器，使用滾動元件實現(xiàn)螺紋面之間的滾動摩擦，也稱為滾珠絲杠驅(qū)動。滾動元件通常是滾珠并且還具有滾子。滾動螺桿傳動的摩擦系數(shù)，效率，磨損，壽命，抗蠕變性能，傳動精度和軸向剛度略差于靜壓螺桿傳動，但遠(yuǎn)優(yōu)于滑動螺桿傳動。滾動螺桿傳動的效率一般在 90℃以上。它不是自鎖的，具有傳動的可逆性;但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，抗沖擊性差。它已廣泛用于需要高精度或高效率的機床，飛機，輪船和汽車。根據(jù)球循環(huán)模式，滾動螺桿傳動的- 8 -結(jié)構(gòu)分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。外循環(huán)的引導(dǎo)是一個導(dǎo)管，它將螺母中的幾圈球連接成一個閉合的環(huán)。用于內(nèi)部循環(huán)的變換器，一個螺母上通常有 2 到 4 個變換器，螺母中的球分別連接成 2 到 4 個閉合循環(huán)，每個球僅在環(huán)中移動。外循環(huán)螺母易于加工，但徑向尺寸較大。為了提高傳動精度和軸向剛度，除了使用球和螺紋選項之外，通常還使用各種調(diào)節(jié)方法來實現(xiàn)預(yù)緊。在 JB / T3162-1991 中，滾動螺桿驅(qū)動器稱為滾珠螺桿副。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定滾珠絲杠副分為定位滾珠絲杠副（稱為 P 型）和傳動滾珠絲杠副（稱為 T 型） 。前者是通過旋轉(zhuǎn)角度和引線控制軸向位移量的滾珠絲杠副，后者是不管旋轉(zhuǎn)角度如何都傳遞動力的滾珠絲杠副。副。3.3 連桿傳動機構(gòu)的選取由通過低對（旋轉(zhuǎn)對，移動對）和每個構(gòu)件上的每個點的移動平面耦合多個剛性構(gòu)件的機構(gòu)彼此不平行，這也稱為空間低輔助機制。在空間連桿機構(gòu)中，連接到框架的部件通常相對于固定軸旋轉(zhuǎn)，移動或前后移動，并且還可以圍繞固定點旋轉(zhuǎn);其余未連接到框架的連桿通常用于復(fù)雜的空間運動。空間連桿機構(gòu)可以將一個軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為任意軸的旋轉(zhuǎn)或任何方向的運動，也可以將某個方向的運動轉(zhuǎn)換為任意軸的旋轉(zhuǎn)，還可以實現(xiàn)一些空間位移或連接僵硬的身體。桿上的點軌跡近似于某個空間曲線。與平面連桿機構(gòu)相比，空間連桿機構(gòu)往往具有結(jié)構(gòu)緊湊，運動多樣，操作靈活可靠的特點，但設(shè)計困難，制造復(fù)雜?？臻g聯(lián)系通常用于農(nóng)業(yè)機械，輕工業(yè)機械，紡織機械，運輸機械，機床，工業(yè)機器人，假肢和飛機起落架?？臻g聯(lián)動機制通常指的是單自由度空間閉鏈機制，但隨著工業(yè)機器人和假肢技術(shù)的發(fā)展，多自由度空間開鏈機制也有很多用途。單自由度單環(huán)平面連桿機構(gòu)僅包含四個旋轉(zhuǎn)對，單自由度單環(huán)空間連桿機構(gòu)應(yīng)具有七個旋轉(zhuǎn)對，這是一個空間七桿機構(gòu)。當(dāng)在空間連桿機構(gòu)中使用諸如球?qū)驁A柱對的多自由度運- 9 -動對時，可以減少所包括的部件的數(shù)量以形成簡單且穩(wěn)定的空間四桿機構(gòu)或三個 - 酒吧機制。為了表示空間連桿機構(gòu)的類型，R，P，C，S 和 H 通常用于表示旋轉(zhuǎn)對，移動對，圓柱對，球形對和螺旋對。一般空間鏈接機制從連接到幀的運動對開始，并且由一些符號順序地表示。常見的空間四桿機構(gòu)由RSSR，RRSS，RSSP 和 RSCS 組成。這些機制有兩個球?qū)?。結(jié)構(gòu)相對簡單，但雙球關(guān)節(jié)線周圍自由旋轉(zhuǎn)的局部自由度會影響高速性能。所有旋轉(zhuǎn)短軸都與點相交的球形四桿機構(gòu)也是廣泛使用的空間連桿機構(gòu)，例如萬向節(jié)機構(gòu)。此外，還有一些特殊的空間連接，例如 Bennett 機構(gòu)，其運動的次軸角度和部件尺寸需要滿足某些特殊關(guān)系。運動分析和綜合空間聯(lián)動機構(gòu)的分析與綜合比平面聯(lián)動機構(gòu)更難，這極大地影響了空間聯(lián)動機構(gòu)的推廣應(yīng)用。用于研究空間聯(lián)系的方法是基于描述性幾何的圖形方法和使用諸如向量，偶數(shù)，矩陣和張量的數(shù)學(xué)工具的分析方法。圖形方法有一定的局限性，更多的應(yīng)用是促進(jìn)電子計算機操作的分析方法?？臻g聯(lián)系分析中一個重要而又困難的問題是位移分析。對于具有多于 4 個極點的空間鏈接，當(dāng)輸入輸出時難以避免或消除中間運動變量。通常，數(shù)值迭代方法用于求解多個非線性方程或求解高階代數(shù)方程。對于最難以執(zhí)行位移分析的空間7R 機構(gòu)，輸出位移的代數(shù)方程最多為 32 次。空間連桿機構(gòu)的運動合成的基本問題如下：（1）當(dāng)活動構(gòu)件的運動規(guī)律恒定時，框架從動件可根據(jù)多個相應(yīng)位置或大致根據(jù)某一函數(shù)關(guān)系移動;姿態(tài)運動實現(xiàn)了空間剛體的引導(dǎo);圖 3 的實施例要求連桿上的點可以近似于沿給定空間曲線的運動。由于這些問題類似于平面連桿機構(gòu)的綜合問題，平面 Bammersell 理論可以分析地擴展到空間剛體的引導(dǎo)問題和其他運動合成問題。此外，還有一些綜合方法使用結(jié)構(gòu)閉合等效條件來建立設(shè)計方程并采用優(yōu)化技術(shù)。- 10 -第四章 傳動機構(gòu)的設(shè)計4.1 電機的選擇與計算4.1.1 電動機的轉(zhuǎn)速 a. 計算滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速 nw = 60V/(πd)/P=60×0.2/(3.14×0.032×5)=159.7 r/min b. 計算電動機的轉(zhuǎn)速由于選擇了蝸輪傳動裝置，導(dǎo)螺桿直接連接到蝸輪而蝸桿傳動的單擊傳動比 8 ~40所以電動機轉(zhuǎn)速 nd 為 400 ~20004.1.2 有效功率 a. 傳動裝置的總效率 蝸桿傳動的效率 η1= 0.80 彈性聯(lián)軸器的效率 η2= 0.99 滾動軸承的效率 η3=0.99 滾動絲杠效率 η4=0.95 齒嚙合效率 η5=0.97 總效率 η=η1×η2×η3×η4×η5 = 0.80×0.99×0.99×0.85×0.97=0.723 b. 工作機的功率 Pw = FV/1000ηw = 3000×0.2/1000×0.95=6.3Wc. 電動機的輸出功率- 11 -Pd=Pw/η=6.3/0.723=8.73W4.1.3 選擇電動機型號網(wǎng)上查找直流 12V 電動機得到電動機型號 額定功率(w) 轉(zhuǎn)速(r/min) 電壓 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)動慣量（不大于）110SZ10HS 36 500 12 686 0.56110SZ61 150 1700 12 843 0.56根據(jù)上述兩種可行的直流電動機的比較，在相同條件下，可調(diào)節(jié)速度為 1700 的電動機，性能較高，因此選用 110SZ61 型電動機。4.2 傳動比的分配由于所選電機速度為 1700 r / min 且滾珠絲杠初始速度為 159.7 r / min，因此總傳動比最初設(shè)定為 i = 10。電動機和蝸桿軸通過聯(lián)軸器連接，蝸輪與滾珠絲杠連接。因此，蝸輪傳動比是總傳動比 i = 10 4.3 各軸轉(zhuǎn)速蝸桿軸與電動機轉(zhuǎn)速相同 n1 = 1700 r/min滾珠絲杠與蝸輪轉(zhuǎn)速相同 n2 = n1/i = 170 r/min4.4 蝸輪蝸桿設(shè)計4.4.1 選擇蝸桿傳動類型根據(jù) GB / T 10085-1988 的建議，錐形圓柱蝸桿（ZK 蝸桿） ，面包圓柱蝸- 12 -桿（ZK 蝸桿）是一種非線性螺旋曲線蝸桿。它不能在車床上加工，只能在銑床上銑削并在磨床上磨削。在加工過程中，除了工件的螺旋運動之外，工具同時圍繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)。此時，銑刀（或砂輪）的彎曲表面的包絡(luò)表面是蝸桿的螺旋齒表面，并且 I-1 和 N-N 部分上的齒廓是彎曲的。蝸桿易于磨削，蝸桿精度高，越來越多地使用。4.4.2 選擇材料考慮到蝸桿傳動功率不大，速度中等，因為它是汽車內(nèi)飾件，工作尺寸不大，或者可以選擇 45 鋼，因為效率更高，蝸桿螺旋齒面需要淬火，硬度為 45-55HRC，蝸桿采用錫磷青銅 ZCuSn10P1 鑄造而成。4.4.3 按齒面接觸疲勞強度進(jìn)行設(shè)計根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，首先根據(jù)齒面接觸疲勞強度設(shè)計齒面接觸疲勞強度。駕駛中心距離距a. 確定作用在蝸桿上的轉(zhuǎn)矩 T2按 Z1=4 估取效率 N=0.8 則b. 確定載荷系數(shù) K因工作載荷穩(wěn)定 。 估取 Kb=1 選取 Ka=1 Kv=1.05 則??3epHKTlza??6229.510PTn??1.05AV????- 13 -c. 確定彈性影響系數(shù) Ze因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故d. 確定接觸系數(shù) ZP先假定蝸桿分度圓直徑 d，和傳動中心距 a 的比值 d/a=0.5 查得 Zp=2.6e. 確定許用接觸應(yīng)力 [σH]根據(jù)渦輪材料為鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度大于 45HRC。查得蝸輪的基本許用運力[σH]`=268MPa應(yīng)力循環(huán)次數(shù)壽命系數(shù)則f. 計算中心距取中心距 A=40.2mm ,因 i=10 ,取 m=2 蝸桿分度圓直徑 d1=22.4mm .這時查得接觸系數(shù) Zp`=2.57 因為 Zp’0.68 P=0.67Fr+1.41Fa2maxax160/4dEKNml????/35ominin/31/oKNm???min2910oFK????minax1()34kooFK?????- 19 -因 Fa/Fr=1500/12000.68 且工作平穩(wěn)取 fp=1 得軸承當(dāng)量動載荷預(yù)期壽命 Ln`=5000h求該對軸承應(yīng)具有的基本額度動載荷值選擇 7204AC 基本額度動載荷為 14000N故選擇一對 7204AC 軸承進(jìn)行雙端支承 C 合適4.7 垂直調(diào)節(jié)螺桿驗算4.7.1 螺桿的強度計算選用 45 鋼為制造材料，σs=240Mpa S=1.5[σ]=240/1.5=160Mpa因為 d1=20mm螺桿滿足強度要求21(0.6721.450)291PN?????32660017590341hnLCPN???????22143()caTFAd???????22211465503().374ca Mpadd????????- 20 -4.7.2 螺桿穩(wěn)定性計算Ss=2.5 ~ 4.0 取 Ss=3根據(jù)螺桿柔度 入 s 值大小選用不同公式計算 Far（螺桿臨界載荷）μ 取 0.6 l=80當(dāng) 入 s 0.68 且工作平穩(wěn)，取 f = 1由于選取 6024 深溝球軸承，此軸承基本額定靜載荷 6650N，動載荷12800N其相對應(yīng) e 值 Fa/Co = 0.27 在 0.17 ~0.28 之間 對應(yīng)的 Y 值 1.31 ~1.15 。crssFS??sli???1IiAd??0.68.4024s????