【正文】 方面的領(lǐng)域，隨著汽車技術(shù)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(fù)雜和精確程度要求比較高的部件。為了滿足這些要求，世界汽車生產(chǎn)大國的有關(guān)廠家都競相采用機(jī)械和電子技術(shù)手段，制造出可調(diào)整的電動座椅。按著座椅電機(jī)的數(shù)目和調(diào)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(diào)等。 車的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展水平的相關(guān)介紹 目前國內(nèi)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(shè)計思路。大多數(shù)電動座椅使用永磁型電 動機(jī)，通過裝在左座側(cè)板上或左門扶手上的肘節(jié)式控制開關(guān)控制電流路線和方向。有的電動座椅使用串激電動機(jī) (如通用公司生產(chǎn)的某些汽車 )，用 2個磁場線圈使電動機(jī)能作雙向轉(zhuǎn)動。汽車電動座椅一般由雙向電動機(jī)、傳動裝置和座椅調(diào)節(jié)器等組威。通過座椅調(diào)節(jié)器實現(xiàn)對座椅的調(diào)節(jié)。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(zhì)量的關(guān)鍵部件之一。為了滿足這些要求，世界汽車生產(chǎn)大國的有關(guān)廠家都競相采用機(jī)械和電子技術(shù)手段，制造出可調(diào)整的電動座椅。 現(xiàn)代轎車的電動座椅是由坐墊、靠背、靠枕、骨架、懸掛和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成，其中調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由控制器、可逆性直流電動機(jī)和傳動部件組成，是電動座椅中最復(fù)雜和最關(guān)鍵的部分，可逆性直流電動機(jī)必須體積小，負(fù)荷能力要大；而機(jī)械傳動 部件運(yùn)行時要求要有十分良好的穩(wěn)定性，噪音要低。傳動部件有蝸桿軸、蝸輪、心軸 和齒條等。現(xiàn)在先進(jìn)的技術(shù)還可調(diào)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(diào)式”，乘員可以根據(jù)自己的身材將座椅調(diào)到一個合適的位置。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。 過去的轎車以交通為唯一目的， 現(xiàn)在 的轎車設(shè)計思想則倡導(dǎo)人與車的融合，座椅就是這個設(shè)計思想中極其重要的環(huán)節(jié)。 在 經(jīng)過 認(rèn)真思考和查閱相關(guān)資料后，我認(rèn)為本次課程設(shè)計主要是解決以下主要問題： 查閱相關(guān)資料，了解電動座椅的發(fā)展的動態(tài)。 并能合理的安排電動機(jī)、各機(jī)構(gòu)在座椅上的布局。 轎車座椅尺寸參數(shù) 國家標(biāo)準(zhǔn) GB/000028《中國 成年人人體尺寸》按照人機(jī)工程學(xué)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(yīng)保證適應(yīng)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。選定駕駛員座椅椅面高度可調(diào)范圍為 280380mm。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。 （ 5）靠背寬度：靠背兩側(cè)最寬的距離。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(diào)節(jié)范圍的椅面傾角應(yīng)兼顧安全性和舒適 、性，一般為???102 。 前后移動方案的選定 傳動調(diào)節(jié)裝置的確定 傳動裝置的作用 是將電動機(jī)的動力傳給座椅調(diào)節(jié)位置，使其完成座椅的調(diào)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(jī)構(gòu)組成。 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(jī)構(gòu) 此種方案看似結(jié)構(gòu)簡單，但實際有以下缺點： 在執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(zhuǎn)矩較大，則需要增加齒輪的尺寸。最大的優(yōu)點 就是造價便宜，且傳動平穩(wěn)、噪聲小并且有向自鎖的優(yōu)點是本次設(shè)計較理想的選擇。 電動座椅上的電動機(jī)作用是為了電動座椅的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)提供動力，此類電動機(jī)多采用雙向電動機(jī)，即電樞的旋轉(zhuǎn)方向隨電流的方向的改變而改變，使電動機(jī)按不同的電流方向進(jìn)行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)以達(dá)到座椅調(diào)節(jié)的目的。 ③ 電機(jī)效率高，尤其是在輕載車況下，電機(jī)仍能保持較高的效率，這對珍貴的電池能量是很重要的。 ⑦ 電機(jī)無機(jī)械換向器，采用全封閉式結(jié)構(gòu)，防止塵土進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，可靠性高。 2． 3 選擇電動機(jī)的容量 電動機(jī)的容量（功率）選擇是否適合，對電動 機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。 選擇材料 考慮到蝸桿傳動的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用 45 鋼，故希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為 45~55HRC。傳動中心距 （ ） 確定作用在蝸桿上的轉(zhuǎn)矩 2T 取 Z1=4； 故取效率為 ? =； 6 6 612P 2 p 0 . 0 1 0 . 8T2 9 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 2 5 4 . 6 7 N m mn 2 n 1 i 3 0 0 0 1 0? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 載荷系數(shù)的確定 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù) k? =1，由表 115，選區(qū)使用系數(shù) Ak =1, 由于轉(zhuǎn)數(shù)不高，沖擊不大，可取動態(tài)系數(shù) Vk =,則 1111kkkk VA ??????? ? （ ） 確定彈性影響系數(shù) EZ Ep 23 2HZZa K T ( )??第 14 頁 共 60 頁 第 14 頁 共 60 頁 因選用的是鑄錫磷青銅渦輪和鋼蝸桿 ，故 EZ =160 12paM 確定接觸系數(shù)pZ 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 1d 和傳動中心距 a 的比值 1d a ?，從圖 1118中可查的pz ? 。pZ 小于 Zp，因此以上計算結(jié)果可用。F F FVK???? （ ） 從表中 11—— 8中查的 [ ] [ ] 39。 精度等級公差 考慮到所設(shè)計的蝸桿傳動是動力傳動，是屬于通用機(jī)械減速器，從 GB/T10089——1988 圓柱蝸桿、渦輪精度中選擇 8級精度，側(cè)隙種類種類為 f，標(biāo)注為 8f， GB/T10089—— 1988。14? 變位系數(shù) 第 17 頁 共 60 頁 第 17 頁 共 60 頁 傳動比 10 蝸桿軸向齒距 蝸桿導(dǎo)程 蝸桿分度圓直徑 蝸桿齒頂圓直徑 蝸桿齒根圓直徑 頂隙 蝸桿齒頂高 2 蝸桿齒根高 蝸桿導(dǎo)程角 蝸輪分度圓直徑 78 蝸輪喉圓直徑 蝸輪齒根圓直徑 蝸輪齒頂高 蝸輪齒根高 蝸輪喉母圓半徑 第 18 頁 共 60 頁 第 18 頁 共 60 頁 4：水平移動系統(tǒng)中絲桿螺母傳動副的設(shè)計 絲桿螺母傳動副是一種利用螺旋斜面原理進(jìn)行設(shè)計的機(jī)構(gòu)，絲桿傳動一般是用絲桿螺母將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動（也有將直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動 ） 。 滑動絲桿傳動副設(shè)計的內(nèi)容，主要是確定絲桿和螺母的結(jié)構(gòu)尺寸、螺紋的牙型齒腳、螺距、螺紋公差。 絲桿螺紋傳動導(dǎo)程、效率、和驅(qū)動扭矩的計算 導(dǎo)程 s 的計算 絲桿螺母傳動時，當(dāng)回轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)速為 n r/min，移動件的線速度為 v m/min,時，絲桿的導(dǎo)程為 s=1000v/n mm 根據(jù)以前的計算可有： n=300 r/min， v=1 m/min= m/s， 則 s=1000*取螺紋頭數(shù) k=1，則螺距 t=s=3mm （ 1） 效率 ? 的計算 工作傳動效率，即由回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動的效率。 pd2 p?? 【 】 （ ） 式中 p—— 絲桿的軸向載荷 p=40n ? —— 螺母長度與螺紋中徑之比 對于整體式螺母 ? =~ 取 ? =2 【 p】 — — 螺紋表面的許用應(yīng)力 ta n 1 . 1 2 6 54%ta n 1 3 . 0 2 6? ??第 20 頁 共 60 頁 第 20 頁 共 60 頁 絲桿 螺母材料為鋼（不淬硬） 鑄鐵 絲桿螺母精度等級為 57級 ， 選單位壓力【 p】 =200N/cm*cm 將以上數(shù)據(jù)的帶入公式得： 取 d2=18mm，材料選用為鋼（不 硬） 鑄鐵 （ 1）螺母高度： 2H 2 18 36d mm mm?? ? ? ? () （ 2） 旋合圈數(shù)： Hnp? （ ） 式中 p—— 螺距，選 4mm n=36/4=9? 10~12mm，取 n=9 （ 3）螺紋的工作高度： 對于 梯形螺紋， h=? p=2mm （ ） （ 4）螺紋升角：通常 r? 430? ` (5)螺牙根部的寬度： b==? 4= () (6)螺母外徑 ： D ? ? d???? （ ） ??? —— 螺母材料的許用拉應(yīng)力 ??? =25Mpa d—— 螺桿的大直徑，查表 38。故方案一不可取。 所以在座椅的仰合傳動系統(tǒng)中可以很好的實現(xiàn)傳動平穩(wěn)，工作可靠的要求。 選擇電動機(jī)的功率 標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)的功率由額定功率表示。 m 球軸承的效率為 。 傳遞裝置的總效率應(yīng)為組成傳動裝置的各個運(yùn)動副效率的乘積即： 1 2 3 n 1 0. 9 9 0. 9 9 0. 9 9 0. 9 9 0. 97 0. 97 0. 7 0. 6 33? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 故工作及所需要的輸入 Pw2 T n wPw 3 3 5 . 2 3 0 0 9 5 0 0 0 . 6 3 3 1 6 . 7 w9550 ??? ? ? ? ? ?? 查表 sz 系列直流伺服電動機(jī)如下： 電機(jī)的型號： 45sz21 電機(jī)的轉(zhuǎn)矩 *m 電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1500r/min 電機(jī)的功率 20w 電機(jī)的電壓 24v 傳動裝置的總體設(shè)計 計算總傳動比及分配各級傳動比 傳動裝置的總傳動比要求應(yīng)為： mwni n? () 式中： mn —— 電動機(jī)滿載時轉(zhuǎn)速 ， r/min kw9550TnwPw ?第 26 頁 共 60 頁 第 26 頁 共 60 頁 9500 dd dpT n?? wn —— 執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速， r/min 已知電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速為 mn =1500r/min, 靠背要求可傾斜度為 170110=60，全程所需時間為 10s，則工作機(jī)的轉(zhuǎn)速為： 60n 0 . 1 3 / 7 . 8 / m in1 8 0 8w r a d s r? ??? ? ?? () 1500 ?? 選蝸輪蝸桿的傳動比為 62，則齒輪的傳動比為 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) （ 1）各軸的轉(zhuǎn)速 0115001 5 0 0 / m i n115002 4 .2 / m i n622 4 .27 .8 / m i n3 .1mIIIIIIIIIIInnrinnrinnri? ? ?? ? ?? ? ? () 式中： mn 為電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速， r/min。 （ 3）各軸的轉(zhuǎn)矩 004, 0 0 ,4 2 4, 0 0 , ,66 0 1 1 66 066 0 62 0. 99 0. 70 2. 84 102. 84 1