【正文】 的交通工具被用于人們 的 日常生活中 ，汽車的種類越來越多， 功能越來越齊全，不斷地向智能化發(fā)展， 人們對汽車的 便利性 、舒適度 的 要求更是 越來越高 。 過去的轎車以交通為唯一目的， 現(xiàn)在 的轎車設計思想則倡導人與車的融合，座椅就是這個設計思想中極其重要的環(huán)節(jié)。 現(xiàn)在的轎車的駕駛者座椅和前部成員座椅是電動可調的 ，又稱電動座椅，座椅是與人接觸的最為密切的部件，人們對橋車平順性的評價多是通過座椅的感受作出的。因此，電動座椅是直接影響轎車質量的關鍵部件之一， 現(xiàn)代轎車座椅涉及到電子學、人體工程學、工業(yè)設計學等方面的領域，隨著汽車技術的發(fā)展，轎車座椅巳從一個簡單的部件發(fā)展到一個比較復雜和精確程度要求比較高的部件。 轎車電動座椅以駕駛者的座椅為主。從服務 對象出發(fā)，電動座椅必須要滿足便利性和舒適性兩大要求。也就是說駕駛者通過鍵鈕操縱，既可以將座椅調整到最佳位置上，使駕駛者獲得最好的視野，得到易于操縱方向盤、踏板、變速桿等操縱件 的便利，還可以獲得最舒適和最習慣的乘坐角度。為了滿足這些要求，世界汽車生產(chǎn)大國的有關廠家都競相采用機械和電子技術手段，制造出可調整的電動座椅。 為了給不同的乘客提供不易疲勞、安全舒適的乘坐位置，現(xiàn)在很多汽車中都安裝了座椅調節(jié)裝置。按照調節(jié)方式的不同座椅調節(jié)裝置可以分為手動調節(jié)式和動力調節(jié)式。其中動力調節(jié)按照動力源的不同又分為真空式、液壓式和電動式三種，其中電動座椅因操作方便，結構 簡單被 廣泛使用。按著座椅電機的數(shù)目和調節(jié)方向數(shù)目的不同，電動座椅一般有兩向、四向、六向、八向和 多向可調等。 本次課程設計主要是 基于蝸 輪蝸桿傳動的 八向可調式轎車的電動座椅的 計， 本次設計是在轎車普通座椅的基礎上，設計一種基于蝸 輪蝸桿傳動的座椅前后可調、座椅前部高低可調，座椅后部高低可調，靠背部角度可調的八向可調經(jīng)濟型轎車座椅，要求操縱方便，運動平穩(wěn)，安全可靠，低噪音。 第 2 頁 共 60 頁 第 2 頁 共 60 頁 1：轎車 電動 座椅 的 介紹 轎車的 座椅是衡量轎車檔次的重要依據(jù)，因此轎車設計師十分重視電動座椅的設計，從材料到形狀，盡量做得完美無缺。在造型方面，充分考慮人體尺寸、人體重量、乘坐姿勢和體壓分布等因素，應用人體工程學的研究成果和先進技術，制造出乘坐舒適、久坐不乏的座椅。 車的國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展水平的相關介紹 目前國內汽車座椅基本上是一種固定的姿勢，人長時間保持一種相對穩(wěn)定的坐姿很容易疲勞，從提高駕乘人員舒適度的角度，給出一種新型電動座椅的設計思路。 對于可以調節(jié)的汽車電動座椅的研究，國內發(fā)現(xiàn)尚少。尤其在目前，國內市場上所見電動座椅大多出現(xiàn)在進口汽車上，汽車電動座椅有兩向移動、四向移動、六向移動等多種類型。兩向電動座椅只能作前后水平移動：四向電動座椅除前后水平移動外，還可以升降：六向電動座椅除了夠控制上述移動外，座椅的座位前部和靠背還可以分別升降。大多數(shù)電動座椅使用永磁型電 動機，通過裝在左座側板上或左門扶手上的肘節(jié)式控制開關控制電流路線和方向。可使某一電動機按不同方向轉動。大多數(shù)永磁型電動機內裝有斷路器，以防電動機過載。許多福特汽車電動座椅的電動機在磁鐵外殼內裝有 3個獨立的電樞。有的電動座椅使用串激電動機 (如通用公司生產(chǎn)的某些汽車 )，用 2個磁場線圈使電動機能作雙向轉動。這種電動機一般使用繼電器以控制電流方向，因此當開關換向時，可以聽到繼電器吸合的咔嗒聲。電動座椅使用的電動機的數(shù)量多的可達 8個。本方案是一種機械設計制造學、人體工程學與電子技術相結合的八個方向 (座椅水平平行前后移 動、座椅前端上下升降、座椅后端上下升降、座椅靠背的角度旋轉 )調節(jié)。汽車電動座椅一般由雙向電動機、傳動裝置和座椅調節(jié)器等組威。傳動裝置包括變速器、聯(lián)軸裝置和電磁閥。座椅調節(jié)器的主要部件是螺旋千斤頂和齒輪傳動機構。傳動裝置和座椅調節(jié)器之間用軟軸連接。通過座椅調節(jié)器實現(xiàn)對座椅的調節(jié)。方案的思路就是電動座椅是利用電動機的動力來調整座椅位置、靠背的傾斜度等，自動適應不同體型的駕駛員與乘員的乘坐舒適性要求。 現(xiàn)代轎車的駕駛者座椅和前部成員座椅多是電動可調的，又稱電動座椅。座椅是與人接觸最密切的部件，人們對轎車平順性的評 價多是通過座椅的感受作出的。因此電動第 3 頁 共 60 頁 第 3 頁 共 60 頁 座椅是直接影響轎車質量的關鍵部件之一。轎車電動座椅以駕駛者的座椅為主。從服務對象出發(fā)，電動座椅必須要滿足便利性和舒適性兩大要求。也就是說駕駛者通過鍵鈕操縱，既可以將座椅調整到最佳位置上，使駕駛者獲得最好的視野，得到易于操縱方向盤、踏板、變速桿等操縱件的便利，還可以獲得最舒適和最習慣的乘坐角度。為了滿足這些要求，世界汽車生產(chǎn)大國的有關廠家都競相采用機械和電子技術手段，制造出可調整的電動座椅。 由于座椅是衡量轎車檔次的重要依據(jù)，因此轎車設計師十分重視電動座椅的設計，從材料到形 狀，盡量做到完美無缺。在造型方面，充分考慮人體尺寸、人體重量、乘坐姿勢和體壓分布等因素，應用人體工程學的研究成果和先進技術，制造出乘坐舒適、久坐不乏的座椅。在材料方面，由于座椅還起到車廂裝飾的作用，因此座椅面料的顏色要與車廂的總色調一致，除了質地優(yōu)良，還要有良好的手感，使人們一坐上就有一種舒適的感覺。 現(xiàn)代轎車的電動座椅是由坐墊、靠背、靠枕、骨架、懸掛和調節(jié)機構等組成，其中調節(jié)機構由控制器、可逆性直流電動機和傳動部件組成，是電動座椅中最復雜和最關鍵的部分，可逆性直流電動機必須體積小，負荷能力要大；而機械傳動 部件運行時要求要有十分良好的穩(wěn)定性，噪音要低?？刂破鞯目刂奇I鈕設置在駕駛者操縱方便的地方；一般在門內側的扶手上面。有些轎車的控制器還設有微電腦，有記憶能力，只要按下某一記憶按鈕，即可自動將電動座椅調整到存儲的位置上。 可逆性直流電動機一般有三個以上，他們受 控制其控制并分別驅動某個調整方向的傳動部件。傳動部件有蝸桿軸、蝸輪、心軸 和齒條等。調整時，主動軸在 電動機的驅動下，帶動從動軸轉動，從而將心軸旋入或旋出，即座椅下降或上升。如果蝸輪又與齒條嚙合，蝸 輪轉動將齒條移動，即令座椅前移或后移。目前調節(jié)機構可以 調節(jié)座椅的水平移動和垂直移動，靠背的角度移動和靠枕的高度移動，即所謂“六向可調式”?，F(xiàn)在先進的技術還可調節(jié)座椅底座的前后、座椅底座前方的上下、座椅底座后方的上下及座椅靠背的前后擺動，此即“八向可調式”，乘員可以根據(jù)自己的身材將座椅調到一個合適的位置。 過去的轎車以交通為唯一目的，今天的轎車設計思想則倡導人與車的融合，座椅就是這個設計思想中極其重要的環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代轎車座椅涉及到電子學、人體工程學、工業(yè)設計學等方面的領域，隨著汽車技術的發(fā)展，轎車座椅已從一個簡單的部件發(fā)展到一個比較復雜和精度程度要求比較 高的部件。 現(xiàn)代轎車已經(jīng)不是一個單純的運載工具，他已經(jīng)是“人、汽車與環(huán)境”的組合體。第 4 頁 共 60 頁 第 4 頁 共 60 頁 座椅作為汽車使用者的直接支撐裝置，在車廂部件中具有非同小可的重要性。汽車座椅的主要功能是為駕馭者提供便于操縱、舒適、安全個不易疲勞的駕駛座位。座椅設計適應同時滿足以下五點基本要求 一、座椅的合理布置； 二、座椅外形要符合人體生理功能； 三、座椅應具有調節(jié)機構； 四、座椅有良好的振動特性； 五、座椅必須十分安全可靠。 本次課程設計的提出及相關問題 隨著人類生活水平的不斷提高和科學技術的蓬勃發(fā)展，汽車作為一種更為廣泛的交通工具被用于人們的日常生活中，汽車的種類越來越多，功能越來越齊全，不斷地向智能化發(fā)展，人們對汽車的便利性、舒適度的要求更是越來越高。 過去的轎車以交通為唯一目的， 現(xiàn)在 的轎車設計思想則倡導人與車的融合，座椅就是這個設計思想中極其重要的環(huán)節(jié)。 現(xiàn)在的轎車的駕駛者座椅和前部成員座椅是電動可調的，又稱電動座椅，座椅是與人接觸的最為密切的部件，人們對橋車平順性的評價多是通過座椅的感受作出的。因此，電動座椅是直接影響轎車質量的關鍵部件之一， 現(xiàn)代轎車座椅涉及到電子學、人體工程學、工業(yè)設計學等方面的領域，隨著汽車技術的發(fā)展，轎車座椅巳從一個簡單的部件發(fā)展到一個比較復雜和精確程度要求比較高的部件。 所以我本次課程設計的題目是 基于蝸輪蝸桿傳動的八向可調式轎車電動座椅設 計 ， 本次設計是在轎車普通座椅的基礎上，設計一種基于蝸 輪蝸桿傳動的座椅前后可調、座椅前部高低可調，座椅后部高低可調，靠背部角度可調的八向可調經(jīng)濟型轎車座椅，要求操縱方便，運動平穩(wěn)，安全可靠，低噪音。 在 經(jīng)過 認真思考和查閱相關資料后，我認為本次課程設計主要是解決以下主要問題： 查閱相關資料，了解電動座椅的發(fā)展的動態(tài)。 由于座椅是衡量轎車檔次的重要依據(jù)，因此電動座椅在具體設計時 應該需要引起重視，在工藝結構造型方面，則需要移動，即令座椅前移或后移。充分考慮人體尺寸、人體重量、乘坐姿勢和體壓分布等因素。 方案的關鍵是基于蝸輪蝸桿傳動的結構設計，實現(xiàn)要求的八向位傳動。 并能合理的安排電動機、各機構在座椅上的布局。座椅是支撐和保護人體的構件，必須十分安全可靠，所以要進行蝸輪蝸桿傳動機構的剛度計算。大多數(shù)電動座椅采用永磁式電動機，查閱相關資料，第 5 頁 共 60 頁 第 5 頁 共 60 頁 合理選用電動機，還要考慮其在座椅中的相對位置。在繪圖時，要盡可能的將各個機構完整的表達出來。 轎車座椅尺寸參數(shù) 國家標準 GB/000028《中國 成年人人體尺寸》按照人機工程學的要求提供了我國成年人人體尺寸的基本數(shù)據(jù)，座椅的座位空間及座椅的尺寸應保證適應人體舒適坐姿的生理特征，提供實現(xiàn)舒適做態(tài)的支承條件。 GB/147741993《工作座椅一般人類工效學要求》給出了工作座椅的基本結構和主要參數(shù)，使工作座椅設計的基本依據(jù)。根據(jù)以上標準，結合轎車車內空間和駕乘人員的調節(jié)要求，確定如下參數(shù)。 （ 1）椅面高度：定義為 椅面前緣至駕駛員駐點的垂直距離。選定駕駛員座椅椅面高度可調范圍為 280380mm。 （ 2）椅面寬度：座椅坐墊兩側寬度。防止駕乘者在出現(xiàn)離心力時 臂部產(chǎn)生橫向滑動，要在座椅椅面兩側附加額外防滑凸起設計，所以椅面總寬選定 500mm。 （ 3）椅面深度：指椅面前緣至靠背前面水平距離。深度過大時軀干相對前移，腰部得不到良好的支撐，引起疲勞；過小時，大腿得不到良好的支撐。所以為了保障駕乘者的臂部和大腿部被充分支撐和包裹，椅面深度選定 550mm。 （ 4）靠背高度：靠背最下端 到最頂端的距離。為保證座椅靠背在具有角度傾斜時同樣可以保證對駕乘者的支撐，所以靠背高度選定 750mm。 （ 5）靠背寬度：靠背兩側最寬的距離。為避免和減少駕乘者腰背部在座椅上產(chǎn)生橫向滑移，靠背寬 度選定 500mm。 （ 6）靠背傾角：靠背傾角是指靠背與椅面水平方向的 夾角，為滿足駕駛舒適、安全性以及休息時的便利性、靠背傾角調節(jié)范圍為 ?? ?17080 。 （ 7）椅面傾角：指椅面與水平之間的夾角。轎車 夾角，為滿足駕駛舒適 安全性以及休息時的便利性、靠背傾角調節(jié)范圍的椅面傾角應兼顧安全性和舒適 、性，一般為???102 。 （ 8）頭枕尺寸：根據(jù) GB/115501995《 汽車座椅頭枕性能要求和試驗方法》，確定頭枕高度為 208mm，寬度為 240mm，厚度 為 100mm，頭枕可調范圍 0100mm。 根據(jù)以上參數(shù)，繪制轎車座椅外觀尺寸圖。 第 6 頁 共 60 頁 第 6 頁 共 60 頁 圖 1轎車座椅外觀圖 第 7 頁 共 60 頁 第 7 頁 共 60 頁 2： 電動 座椅 水平 移動系 統(tǒng) 方案 的 確定 電動機座椅的移動系統(tǒng)是指當駕駛員或乘車員按下移動開關后移動電機開始通電轉動，通過傳動裝置和執(zhí)行機構來調節(jié)做一水平方向的位置，使其達到理想狀態(tài)。 前后移動方案的選定 傳動調節(jié)裝置的確定 傳動裝置的作用 是將電動機的動力傳給座椅調節(jié)位置，使其完成座椅的調整，主要有聯(lián)軸器軟軸、減速器與螺紋千 斤頂或蝸 輪 蝸桿傳動機構組成。 經(jīng)過分析可知：由于電動機軸與傳動軸的直徑相差不大，因此可直接相連，采用螺紋鎖緊的簡易聯(lián)軸器。 傳動軸的選擇根據(jù)電動機的安裝位置的不同有以下幾種： 當采用單相電動機時，傳動軸選用錐齒輪與軸相連。 圖 當采用雙軸輸出電機時如下圖所示： 圖 第 8 頁 共 60 頁 第 8 頁 共 60 頁 對以上兩種方案進行比較，采用雙軸輸出電機與傳動軸直接相連可使傳動鏈變得相對緊湊，傳動更加平穩(wěn)。 傳動方案的確定 第一種方 案如下圖所示： 圖 齒輪齒條傳動機構 此種方案看似結構簡單，但實際有以下缺點： 在執(zhí)行機構方面采用齒輪和齒條相嚙合，傳動時的載荷不能太大，而要傳遞 80kg重量的載荷所需要的轉矩較大，則需要增加齒輪的尺寸。 其次，齒輪的安裝從受力角度來分析并不利于嚙合，如齒輪齒條的間隙一擴大就會容易產(chǎn)生噪聲和誤齒合，這種現(xiàn)象是絕不應該出現(xiàn)的。 第二種方