【正文】 用永磁式雙向直流電機(jī)，通過(guò)改變電流方向，使某一電動(dòng)機(jī)按所需的方向運(yùn)轉(zhuǎn)，以達(dá)到調(diào)整座椅的目的。(1) 座椅水平調(diào)節(jié)電機(jī)假設(shè)人和電機(jī)總重量為180KG，則滑槽內(nèi)滾珠上方所受壓力為F=180=1764N滾動(dòng)摩擦系數(shù)μ=則摩擦力f可由下式求出f=μF=1764=座椅水平調(diào)節(jié)速度V=所需水平電機(jī)的功率為PP=fV==考慮到還有其他的摩擦損失，變速箱功率損失以及螺桿傳遞的功率損失水平調(diào)節(jié)電機(jī)的額定功率取4W，額定電壓為12V，型號(hào)F009。(2) 座椅高度調(diào)節(jié)電機(jī)圖326 支撐桿受力圖由上文分析知F6=6003N。座椅兩側(cè)對(duì)稱，所以電機(jī)推動(dòng)支撐桿件運(yùn)動(dòng)的力綜合F總=2F6=12006N。，座面調(diào)高了100mm。，支撐桿的速度V==。所以高度調(diào)節(jié)電機(jī)的功率P計(jì)算如下P=F總V=12006=66W由于螺桿傳遞減速箱和其他的功率損失，座椅高度調(diào)節(jié)電機(jī)的額定功率可選100W，額定電壓為12V，型號(hào)F012。(3) 座椅靠背調(diào)節(jié)電機(jī)在ECER17中對(duì)靠背靜強(qiáng)度的規(guī)定是對(duì)座椅靠背施加相對(duì)于座椅參考點(diǎn)R點(diǎn)，大小為530Nm的載荷?？勘辰嵌日{(diào)節(jié)速度為ωω=2ΠT設(shè)靠背每天轉(zhuǎn)18176。則T=36018=20sω=2ΠT=2=靠背電機(jī)功率為PP=Mω=530=166W考慮到調(diào)角器和其他的功率損失，靠背調(diào)節(jié)電機(jī)額定功率可選250W，額定電壓為12V，型號(hào)為F110。 豪華轎車后排座椅電路設(shè)計(jì)圖327 座椅電路圖以靠背電機(jī)的調(diào)節(jié)為例如圖327。當(dāng)開關(guān)1撥向左邊時(shí)，電流從電機(jī)左側(cè)流入，右側(cè)流出，電機(jī)正轉(zhuǎn)，而當(dāng)開關(guān)2撥向左邊時(shí)，電流從電機(jī)的右側(cè)流入，左側(cè)流出，電機(jī)反轉(zhuǎn)。這樣就可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)從而調(diào)節(jié)靠背的角度。高度調(diào)節(jié)電機(jī)和水平調(diào)節(jié)電機(jī)原理亦如上分析。 豪華轎車后排座椅的裝配過(guò)程根據(jù)本章節(jié)的設(shè)計(jì)計(jì)算，利用PRO/E進(jìn)行建模，裝配過(guò)程如下： 圖328 座椅總成圖第4章 座椅骨架的強(qiáng)度分析 有限元分析在座椅安全方面的應(yīng)用研究汽車座椅安全性方面的方法很多。早期設(shè)計(jì)師們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中模擬汽車的各種車況和碰撞等情況來(lái)分析座椅的安全性。雖然比較成功，也很靠譜，但是這樣的方法耗資巨大，實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本都比較高。隨著計(jì)算機(jī)的蓬勃發(fā)張，有限元分析逐漸代替了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室分析。最早采用的座椅安全性研究采用的方法是碰撞試驗(yàn)，但是碰撞試驗(yàn)需要耗費(fèi)太多的經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本，每一次修改設(shè)計(jì)的周期變得非常長(zhǎng)。隨著計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算的高速應(yīng)用和發(fā)展，模擬計(jì)算方法逐步被設(shè)計(jì)人員重視。 轎車座椅的強(qiáng)度要求轎車對(duì)座椅的強(qiáng)度要求很高，它直接影響著乘員的安全。在轎車行駛過(guò)程中，車輛要經(jīng)歷各種復(fù)雜路況的考驗(yàn)，座椅也就受到很復(fù)雜的作用力。在急剎車以及發(fā)生碰撞時(shí)還有強(qiáng)烈的沖擊荷載。在轎車發(fā)生撞擊時(shí)，座椅受到?jīng)_擊荷載應(yīng)不能發(fā)生嚴(yán)重的變形，甚至斷裂等情況。轎車座椅還必須要有足夠的使用壽命。轎車座椅的強(qiáng)度可分為靜強(qiáng)度，沖擊強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。座椅的靜強(qiáng)度是影響座椅安全性舒適性很重要的因素。 轎車座椅的靜強(qiáng)度美國(guó)是最早研究汽車被動(dòng)安全性的國(guó)家。對(duì)于座椅總成靜強(qiáng)度，F(xiàn)MVSS 207中規(guī)定在座椅總成質(zhì)心處水平向前、向后對(duì)其施加20倍座椅總質(zhì)量的載荷時(shí)，座椅應(yīng)能承受以上載荷。對(duì)于座椅總成，GB150831994中規(guī)定:通過(guò)座椅質(zhì)心,分別沿水平向前和向后各施加相當(dāng)于座椅總成重量20倍的力，座椅總成與車身本體不得分離。對(duì)于可調(diào)式座椅，調(diào)節(jié)裝置在試驗(yàn)中能使座椅保持原調(diào)節(jié)位置，在試驗(yàn)后允許失去調(diào)節(jié)能力。在FMVSS207法規(guī)中對(duì)靠背靜強(qiáng)度規(guī)定中，對(duì)座椅靠背施加相對(duì)于座椅參考點(diǎn)R點(diǎn)，大小為372Nm的載荷時(shí)，座椅應(yīng)能承受以上載荷。其它法規(guī)規(guī)定雖然與之有一定差別，但中心思想是一致的；在ECER17中對(duì)靠背靜強(qiáng)度的規(guī)定是對(duì)座椅靠背施加相對(duì)于座椅參考點(diǎn)R點(diǎn)，大小為530Nm的載荷，座椅必須能承受以上載荷，試驗(yàn)后及試驗(yàn)中，座椅骨架、座椅固定點(diǎn)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、鎖止系統(tǒng)和位移系統(tǒng)不能失效。我國(guó)也根據(jù)本國(guó)實(shí)際情況，制定了座椅靠背靜強(qiáng)度法規(guī)，在GB150831994中作了如下規(guī)定，對(duì)座椅靠背施加相對(duì)于座椅參考點(diǎn)R點(diǎn)，大小為373Nm的載荷時(shí)，座椅應(yīng)必須承受以上載荷。座椅及座椅固定點(diǎn)必須能承受以上載荷；鎖止機(jī)構(gòu)不得打開；位移及角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不得松脫。 圖41 座椅總成靜強(qiáng)度加載 圖42 ECER17靠背靜強(qiáng)度加載 轎車座椅的沖擊強(qiáng)度轎車座椅沖擊強(qiáng)度的研究主要是用實(shí)驗(yàn)與仿真分析相結(jié)合的方法。在轎車發(fā)生碰撞時(shí)，應(yīng)能保護(hù)乘員的安全。轎車座椅的安全性研究始于上世紀(jì)五十年代，美國(guó)南加州大學(xué)最早招募志愿者進(jìn)行了低速追尾碰撞試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)的低靠背座椅在碰撞事故中不能提供良好的支持，容易導(dǎo)致乘員的頸部受傷。此外研究人員還發(fā)現(xiàn)，座椅靠背向后的屈服變形有助于保持頭、頸和軀干的對(duì)齊，可以減小乘員受傷害的程度，在中高等強(qiáng)度的追尾碰撞事故中，可能會(huì)導(dǎo)致靠背破壞，柔性靠背不能夠?yàn)槌藛T提供有效的保護(hù)，因此需要提高座椅靠背的強(qiáng)度。現(xiàn)在汽車座椅的安全性研究主要集中在汽車追尾的乘員保護(hù)上，并逐漸形成了座椅設(shè)計(jì)中的柔性設(shè)計(jì)和剛性設(shè)計(jì)兩種概念。 轎車座椅的疲勞強(qiáng)度坐墊的疲勞壽命和骨架的疲勞強(qiáng)度是轎車座椅疲勞強(qiáng)度的兩大方面。PatrickGlance于1986年提出了座椅軟墊的簡(jiǎn)化模型，把坐墊劃分成很多個(gè)高度與坐墊等厚的柱體單元，柱體在承受壓力是不產(chǎn)生橫向變形，柱體之間靠剪應(yīng)力相互作用。這個(gè)模型不但可以用于坐墊的強(qiáng)度分析，還可以應(yīng)用于體壓分布計(jì)算。現(xiàn)在轎車座椅的疲勞強(qiáng)度分析主要還是以試驗(yàn)為主。 轎車座椅靠背的靜強(qiáng)度分析由上文可知，靠背的材料選用的Q215A，定義的材料的機(jī)械特性如下表名稱材料σs（MPa）σb（MPa）靠背Q215A215390對(duì)座椅靠背施加相對(duì)于座椅參考點(diǎn)R點(diǎn)，大小為530Nm的載荷，后靠背的應(yīng)力分布情況如下圖43 等效應(yīng)力云圖圖44 位移顯示圖由圖43的計(jì)算結(jié)果可知，靠背的最大應(yīng)力值為202MPa，沒(méi)有達(dá)到Q215A的屈服極限，即215Mpa。因此，靠背的機(jī)構(gòu)形式與材料是滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)靠背靜強(qiáng)度的要求的。由圖44的計(jì)算結(jié)果可知?？勘硾](méi)有出現(xiàn)嚴(yán)重的變形。不影響其使用性能。由靠背骨架結(jié)構(gòu)靜態(tài)特性有限元仿真分析的結(jié)果來(lái)看，其整體結(jié)構(gòu)及材料選擇均基本滿足法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其強(qiáng)度的要求。結(jié)論本畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)豪華轎車后排座椅的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)。為保證乘員乘坐時(shí)的安全性舒適性，將座椅的設(shè)計(jì)重點(diǎn)主要放在兩方面因素: ； 、材料的選擇和受力分析。 從設(shè)計(jì)結(jié)果來(lái)看，設(shè)計(jì)的轎車座椅尺寸結(jié)構(gòu)和功能可以基本滿足日常使用的需要，安全性上可以滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，因此本設(shè)計(jì)具有一定實(shí)際意義。另外通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)PRO/E,CAD軟件有了更深層次的認(rèn)識(shí)和了解，對(duì)于查閱和汲取相關(guān)材料也有了更為豐富的經(jīng)驗(yàn)，這些對(duì)今后學(xué)習(xí)和工作必將有很大的積極作用。由于本人自身水平和時(shí)間的限制，設(shè)計(jì)中還有很多地方?jīng)]有做到更好。座椅骨架的整體受力分析沒(méi)有更進(jìn)一步的研究。除此之外，還有一些與座椅相關(guān)的內(nèi)容需要做更細(xì)致的研究，比如座椅的減震研究、座椅的美觀設(shè)計(jì)，座椅坐墊的研究等等。 致謝時(shí)光飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過(guò)去了，在過(guò)去的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績(jī)的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)收尾，我在西南交大峨眉校區(qū)的四年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束。在這四年的時(shí)間里，我認(rèn)識(shí)了很多同學(xué)、朋友、老師，這是我一輩子最大的財(cái)富。非常慶幸能在最好的年華里認(rèn)識(shí)你們。在此，我特別要感謝我的指導(dǎo)老師楊大治老師在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中所提供的幫助。不管遇到什么設(shè)計(jì)難題，事無(wú)巨細(xì)他都費(fèi)盡心血的給我提供了很多建議和幫助。沒(méi)有楊老師的辛勤栽培、孜孜教誨，就沒(méi)有我畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成。同時(shí)我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。后衷心感謝在百忙之中抽出時(shí)間參加答辯的各位專家、教授，謝謝你們。參考文獻(xiàn)[1]馮鑒，何俊，2008[2]江曉禹，. ，2010[3]；濮良貴，[4][5][6][7][8]武一民,[J].(3): 26～27[9][J].(11):58～60 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