【正文】 舒適、安全的乘坐條件和便于駕駛操作的良好的工作條件 。同時應(yīng)做等強度設(shè)計、優(yōu)化結(jié)構(gòu)。 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 3 設(shè)計原則 按 GB/T1242790《客車產(chǎn)品系列型譜》設(shè)計 ，屬車長 7M 以下車，可根據(jù)需要變形。 客 車座椅里的調(diào)角器和滑軌是關(guān)鍵零部件，生產(chǎn)制造的技術(shù)工藝要求高。 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 圖 21 中國公路客車產(chǎn)品需求預(yù)測 座椅作為汽車內(nèi)部最重要的功能部件，也必將會隨著客車市場的發(fā)展得到更多的重視和研究 。 2021 年，我國公路布局“五縱七橫”將形成。因此，從經(jīng)濟效益上講，開發(fā)六米車有大的市場空間。因此，一些小的客車廠有必要開發(fā)出適合農(nóng)民要求的產(chǎn)品。但值得注意的是，城鄉(xiāng)客車雖然利潤低，但有其強大的市場支持，可以說未來幾年城 鄉(xiāng)客運市場將有一個飛躍的發(fā)展。這就要求所開發(fā)的城鄉(xiāng)客車既要適合我國廣大農(nóng)村的購買力，又要適合農(nóng)村道路的使用條件。在我國東南沿海地區(qū)剛剛富裕起來的農(nóng)民，隨著人民生活水平的提高，已不滿足過去那種坐手扶拖拉機，搭乘貨車進城的現(xiàn)狀，對所使用車輛的安全性和乘坐舒適性也提出了較高的要求，他們的主要交通工具開始向客車，面的，甚至轎車方向轉(zhuǎn)變。考慮到對道路狀況的適應(yīng)性和農(nóng)民的購買力水平，經(jīng)濟實用的農(nóng)用客車是較為適宜的首選。實現(xiàn)小康離不開交通工具，大力發(fā)展農(nóng)村交通工具對于加快農(nóng)村小城鎮(zhèn)建設(shè)，完善我國的現(xiàn)代交通運輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，保證農(nóng)村經(jīng)濟的持續(xù)、高速、穩(wěn)定的發(fā)展以實現(xiàn)小康其意義重大。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，農(nóng)業(yè)放在國民經(jīng)濟的首位， 這是一項基本國策。 我本次選擇的畢業(yè)設(shè)計課題內(nèi)容即為客車的座椅 及其布置設(shè)計， 針對本次畢業(yè)設(shè)計的課題，我們進行了充分的準備工作。 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 圖 11 中國公路客車市場供需平衡分析 近年來隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們對運輸工具—— 汽車的舒適和安全性要求也越來越高，不管是城際客運還是城鄉(xiāng)客運都迫切需要豪華、舒適、性能優(yōu)良和安全可靠的客車。 公交客車及公路客車需求的恢復(fù)，將推動國內(nèi)客車需求的好轉(zhuǎn)，隨著國際經(jīng)濟形勢逐漸觸底回升，客車出口也將漸進回暖，我國 客車市場將重現(xiàn)蓬勃發(fā)展的良好勢頭。 2021 年上半年，客車行業(yè)面臨嚴峻的挑戰(zhàn)，一方面國內(nèi)旅游、農(nóng)村客運市場需求不暢，另一方面鐵路運行效率的提升擠占了公路客運市場不少份額，同時出口嚴重下滑也加劇了行業(yè)低迷的態(tài)勢。 2021 年到 2021 年，中國客車產(chǎn)業(yè)整體都是呈穩(wěn)定發(fā)展?fàn)顟B(tài)。針時汽車駕駛座椅，從人體測量、生物力學(xué)、機械振動、作業(yè)空問等角度分析了駕駛疲勞的成因。本文 運用人機工程學(xué)原理，討論了汽車座椅設(shè)計過程中應(yīng)考慮的人機因素。在汽車市場快速發(fā)展的同時，中國的客車市場也呈現(xiàn)出穩(wěn)步前進的勢頭。 2021 年 112 月，中國客車（含底 盤）累計生產(chǎn) 萬輛，累計銷售 萬輛，產(chǎn)銷量均呈現(xiàn)下滑態(tài)勢。從 8 兩個月的銷量看，我國客車市場已經(jīng)恢復(fù)到 2021 年的水平。特別是農(nóng)村客運市場，國家政策大力支持是一個方面，另一個方面是農(nóng)村客運市場老舊車輛居多，置換要求強烈，市場前景廣闊 （如圖 11所示） 。一個好的座椅設(shè)計不僅能保證駕駛員和乘客的舒適性，緩解乘員的疲勞，還能保證人們的安全性，并讓乘客在列車上享受到 良 好的視 覺效果， 帶來愉快的心情。 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 2 市場現(xiàn)狀 我國有世界上最大的農(nóng)村（包括鄉(xiāng)村，中心城鎮(zhèn)和城市郊區(qū)），人口占全國總?cè)丝诘?80%以上。這對我國尤其是廣大農(nóng)村是一次大的發(fā)展機遇。隨著我國改革開放的不斷深入，農(nóng)村經(jīng)濟活動空前活躍，農(nóng)、林、牧、副、漁業(yè)及多種經(jīng)營迅速發(fā)展，農(nóng)村人員流動梁和貨運量急劇增加，交通運輸?shù)臋C械化以成為農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的迫切需要。特別是西 部大開發(fā)，使我國西部農(nóng)村地區(qū)由封閉、半封閉狀態(tài)轉(zhuǎn)向開放，人員流動迅速增加起來，這給城鄉(xiāng)客車帶來了新的機遇，這也是當(dāng)前客車行業(yè)發(fā)展的新機遇。 我國農(nóng)村現(xiàn)階段的交通工具的特點主要是廉價實用、安全可靠。一般情況下，廠家賣幾輛低檔客車還不如賣一輛高級客車的利潤多，因此，一些生產(chǎn)客車的大企業(yè)往往對此不感興趣。例如：北汽福田、安徽飛彩集團、六安民江集團等。 3）由于公安部門春運期間對超載嚴格禁止，農(nóng)用運輸車由于空間小，效益下降且運輸效益大部分來自春運，故其市場前景不容樂觀。 “九五”期間，全國公路 網(wǎng)將逐步建成，全國公路通車里程已達到 135 萬公里，高速公路已進入世界前十名。西部大開發(fā)也為輕型客車的發(fā)展提供了良好的機遇 ，如圖 21。 客 車座椅的設(shè)計與檢測有一套非常嚴密的流程，所以座椅的構(gòu)造看似簡單，但是要滿足與整車配套實際上有很高的技術(shù)含量。目前我國的客 車座椅市場主要集中在以江森、李爾、佛吉亞、英提爾、提愛斯等幾家外資為主體的系列合資企業(yè)里，國內(nèi)本土企業(yè)技術(shù)研發(fā)能力比較低，生產(chǎn)的產(chǎn)品檔次比較低，市場占有率也較小，合資趨勢明顯，未來的本土企業(yè)將會逐步與外資企業(yè)合資合作，純粹的本土企業(yè)將會消失。 在滿足強度要求的前提下盡量減輕座椅質(zhì)量，以提高客車的動力性和經(jīng)濟性。座椅的主要功能是支撐駕駛員及乘坐人員的身體，減緩路面不平傳給人體的沖擊并減 弱由此而引起的振動。汽車行駛中，座椅要承受復(fù)雜的載荷。 靠背的設(shè)計 靠背的安全性設(shè)計應(yīng)考慮靠背的強度、傾角、基本尺寸及其形狀。坐墊深度設(shè)計的原則是在 充分利用靠背的情況下，使臀部得到合理的支撐?，F(xiàn)多采用模擬計 算和試驗驗證相結(jié)合的研究方法，該方法重復(fù)性好、存儲信 息量大、開發(fā)周期短且開發(fā)費用低。對 于這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)，利用有限元方法對座椅系統(tǒng)進行各種情況仿真，具有明顯優(yōu)越性，不僅能 節(jié)省大量的人力、物力、財力，還能取得良好效果。 圖 53 立體圖 圖 54 平面圖 駕駛區(qū) 座椅布置 按照 GB/T1305391《客車駕駛區(qū)尺寸》及 GB/T13055《客車乘客區(qū)尺寸》的要求，對駕駛區(qū)和乘客區(qū)進行了布置。) 座墊角度 15176。 40 L2/mm 座椅前后調(diào)節(jié)范圍 177。 L3/mm 靠背下沿至前圍距離 1100 L4/mm 靠背至儀表板距離 800 H5/mm 轉(zhuǎn)向盤下沿至座墊上平面距離 240 L5/mm 轉(zhuǎn)向盤外緣至靠背距離 365 W3/mm 座椅中心面至車身內(nèi)側(cè)壁距離 370 W9/mm 轉(zhuǎn)向盤中心距座椅中心面距離 0 α 6/(176。 變速桿手柄位置（任何位置都應(yīng)為與轉(zhuǎn)向盤下方位置、駕駛員座椅右側(cè)、不低于座墊表面，并且距靠背表面的距離不小于 130，距 R點的距離不大于600mm，距駕駛區(qū)內(nèi)其它零件或操縱桿不小于 55mm） 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 55 駕駛區(qū)布置圖 乘客 區(qū) 座椅布置 乘客區(qū)內(nèi)寬 1850 ㎜，最低內(nèi)高 1730 ㎜，車架分四段：前段 4000 ㎜，第二段765 ㎜，第三段 765㎜，第四段 500 ㎜，其中第二段與第三段、第三段與第四段的連接處均有一處高為 160 ㎜的臺階（這是為增加行李箱，后面將詳細敘述）。整車共有坐席 19 個。 座墊傾角 6176。本節(jié)的任務(wù)就是設(shè)計出使駕駛操作方便、高效、不易疲勞，使駕駛員感到舒適、安全的座椅。（如圖 62)。 為了使不同身高的駕駛員獲得良好的靜態(tài)舒適性，并自如地進 行操作，必須使座椅的尺寸合適，駕駛位置合理。坐墊的高度應(yīng)保證雙腳能自如踏在地板上，并可以自由的前伸后屈。由于坐墊有水平夾角而造成靠背與坐墊夾角減小，如果角度過小，則腰椎就會由正常彎曲變直，使腰部很快疲勞，因此，一般靠背都設(shè)計成可調(diào)，使其后傾，以增大軀干和大腿之間的夾角。人就坐時，身體重量的大部分 (約 80％ )經(jīng)過臀部、背部隆起部分及其附著的肌肉壓在座椅面上。 2)橫向穩(wěn)定性 ： 汽車轉(zhuǎn)彎時，人體承受橫向加速度，為了提高 駕駛 員的身體保持性，要求座椅的側(cè)面稍加高，以便兩跨和大腿部能輕輕支承身體。 人體模板在 車輛 座椅 設(shè)計 中的 應(yīng) 用 利用人體模板考察車輛室內(nèi)主要人機工程學(xué)設(shè)計參數(shù)，用以了解和評價汽車的人機工程設(shè)計。結(jié)合精確的人體模板中各種主要的人體參數(shù)，按照一定的經(jīng)驗理論，考察汽車室內(nèi)主要人機工程學(xué)設(shè)計參數(shù)。 座椅各部分主觀舒適性情況如下表 61 所示。如提高座椅材料的呼吸能力，增加材料的透氣性，在不同的季節(jié)條件，溫濕環(huán)境下使用不同的座椅面料，以及在中高檔汽車中采用主動通風(fēng)式座椅，消除駕駛員在座墊表面和背部表面所產(chǎn)生的熱量，使人體與座椅接觸區(qū)保持適宜的溫濕度等措施均能改善座椅表面的溫濕特性，減輕駕駛疲勞。對于有懸架的座椅系統(tǒng)，影響其動態(tài)特性的因素有：座墊的剛度和阻尼系數(shù)，懸掛系數(shù)以及座椅系統(tǒng)連接件的摩擦；對于非懸架座椅系統(tǒng)主要考慮座墊的剛度，阻尼以及座椅剛架結(jié)構(gòu)的動態(tài)性能。駕駛員受到縱向，橫向及垂直方向的直線振動，以及繞這 3 個方向的角振動。在座椅設(shè)計中可采取 如下措施：減小座椅共振頻率，降低對人體最有影響的高頻區(qū)；降低共振時的振動傳遞率；降低乘員 10 Hz附近的振動傳遞率，以減輕彈簧以下的共振的影響和減少來自座椅靠背的高頻振動；把路面一輪胎、懸架、座椅一人三者看作一個整體大動力學(xué)系統(tǒng)，尋求在各種路面隨機輸入情況下使乘員不易疲勞的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。汽車技術(shù)的飛速發(fā)展和人們對汽車各方面性能要求的提高，對汽車座椅的要求也在不斷提高。能有效隔離或衰減路面不平產(chǎn)生的振動，滿足大多數(shù)乘 客 坐姿舒適性的要求。在關(guān)節(jié)角度可變范圍內(nèi)存在改變的最佳區(qū)間，在此區(qū)間內(nèi)人不易疲勞。人就坐時，身體重量的大部分（約 80%）經(jīng)過臀部，背部隆起部分及其附著的肌肉壓在座椅面上。振動對駕駛員的直接影響涉及軀干和身體局部的動態(tài)反應(yīng)行為，生理反應(yīng)，性能減退和敏感度障礙。當(dāng)達到一定限度時，皮質(zhì)細胞的工作強度將減弱，人就會感到疲勞，工作效率明顯下降。因此，我們通常不考慮橫向低頻振動，而只考慮垂直方向振動即座椅的懸架系統(tǒng)。 座椅的舒適性 設(shè)計 通過以上對座椅靜態(tài)舒適性，動態(tài)舒適性的分析，對我們座椅 的設(shè)計提供了很多舒適性方面的要求，我們要得到乘坐舒適的座椅，應(yīng)該要從以下幾個方面去考慮： 1 確保座椅的實際 H 點在測量時，與其設(shè)計位置的偏差在規(guī)定的范圍內(nèi)。 5 減小座椅的共振頻率，降低對人體最有影響的高頻區(qū)，降低共振時的振動傳遞率，與汽車的其它減振系統(tǒng)相匹配， 降低乘員 10Hz 近的振動傳動率。根據(jù)人體關(guān)節(jié)與駕駛室之間的幾何關(guān)系，推導(dǎo)出舒適角計算公式，以舒適角在舒適范圍內(nèi)和方向盤與身體不發(fā)生干涉為約束條件 ，確定合理的跨點高度、座椅水平調(diào)節(jié)量、靠背椅調(diào)節(jié)范圍和方向盤位置及傾角，然后利用計算結(jié)果繪制駕駛員上下視野極限，進行校正，找到合適點。 圖 82 A類車 SAE適意 H點位置線 給定不同百分位的 H點高度就能夠得到最后、最前以及其它百分位的設(shè)計 H點，座椅的行程和升程可根據(jù)最后和最前 H 點來確定。 X90=885． 0+O． 735374z— O． 00202150z178。 駕駛員在駕駛室中的坐姿幾何關(guān)系如圖 83 所示。滿足 a1舒適度的 z 取值范圍為 270— 400mm，滿足 a2舒適度的取值范圍為 320— 600mm，單從滿足人體下肢人機工程學(xué)要求來 講， H 點高度的取值范圍是 320—400mm．具體 H 點高度，還要根據(jù)方向盤和整車設(shè)計的需要確定。駕駛員 靠背角的范圍應(yīng)當(dāng)位于 20— 30 之間。由 圖 10 的幾何關(guān)系及當(dāng)用手去抓握東西時，手掌與所握物之間的夾角不變，上肢人體關(guān)節(jié)坐標：腕關(guān)節(jié)是 XE=F05(L， aF)， ZE=f06(L， aF)；肩關(guān)節(jié)是 Xe=f01(L， aF)， Zc=f06(L。汽車駕駛員的眼橢圓用于研究駕駛員眼睛位置在車身中的分布范圍，對駕駛員的視野設(shè)計極為重要。自身坐標相對于垂直工作線和水平工作線的偏距 由表查得。 b 根據(jù)座椅水平調(diào)節(jié)量查出眼橢圓中心在自身坐標系中的位置 X， Z， Y（左眼），Y（右眼），由于我們選擇的駕駛區(qū)座椅水平調(diào)節(jié)量為 140㎜，查表可知眼橢圓中心離 X， Y， Z 軸的距離如上表 c 確定眼橢圓的長軸和短軸。 視 野校核 根據(jù)人體工程學(xué)，眼睛舒適度為水平上下 150。達不到則要求安裝下視鏡。均符合規(guī)定。校核結(jié)果滿足 GB/T1304991《客車通用技術(shù)條件》對駕駛員視野的要求。如可在底盤上采取相反的質(zhì)量布置，平衡車身質(zhì)量的不平衡等?？梢则炞C，本次設(shè)計基本上達到了預(yù)期的水平。普通型預(yù)計售價在 58萬元之間，豪華型預(yù)計售價在 11 萬左