【正文】 ，欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然彎曲形態(tài)，軀干與大腿之間須有大約135176。一旦人體改變這種自然彎曲狀態(tài)，會(huì)引起惟間盤壓力改變，使腰部疼痛。從側(cè)面觀察脊柱，可看到脊柱呈現(xiàn)頸、胸、腰、骸四個(gè)彎曲部位，其中頸曲和腰曲凸向前，胸曲和骸曲凸向后。頸椎支撐頭部，肋椎與肋骨構(gòu)成胸腔，腰椎、骸骨和椎間盤承擔(dān)人體坐姿的主要負(fù)荷。 坐姿狀態(tài)下，支撐身體的是脊柱、骨盆、腿和腳。人們的脊椎在坐姿情況下就像是一根杠桿，如果頭部向前傾，為了支撐前傾的頭部，骨頭的韌帶就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)拉力，當(dāng)力量超過韌帶所能負(fù)荷的范圍，這個(gè)力量就會(huì)轉(zhuǎn)移到背后的肌肉上，于是肌肉便持續(xù)暴露在張力之下。 當(dāng)人們?cè)谝巫由蠒r(shí)，若坐姿不良，骨盆很容易下陷，仔細(xì)摸骨盆兩側(cè)，發(fā)現(xiàn)整個(gè)骨盆往后傾，整個(gè)人會(huì)感到胸廓與腰桿交界處造成腰酸背疼、駝背。長(zhǎng)期的姿勢(shì)不良、受傷或者疾病，傷害就會(huì)發(fā)生在脊椎彎曲的地方，如胸彎過分彎曲就會(huì)造成圓肩或駝背。坐姿時(shí)，尾椎將受到壓力而往前彎，有緩沖震蕩的作用。主要用來支撐人體重量的關(guān)節(jié)為胯骨和腰椎，腰椎的第三、第四腰椎為整個(gè)脊椎骨中受力最大的部位。人的坐姿是個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問題，雖然座椅伴隨人類的生活己經(jīng)有幾千年的歷史了，但是關(guān)于座椅的設(shè)計(jì)問題至今仍然是值得研究的課題。 坐姿是人體較自然的姿勢(shì)，也是進(jìn)行各種操作經(jīng)常采用的姿勢(shì)。座椅是支撐和保護(hù)人體的構(gòu)件，必須十分安全可靠，所以要進(jìn)行蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的剛度計(jì)算。方案的關(guān)鍵是基于蝸輪蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)要求的八向位傳動(dòng)。由于座椅是衡量轎車檔次的重要依據(jù)，因此電動(dòng)座椅在具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該需要引起重視，在工藝結(jié)構(gòu)造型方面，則需要移動(dòng)，即令座椅前移或后移。所以我本次課程設(shè)計(jì)的題目是基于蝸輪蝸桿傳動(dòng)的八向可調(diào)式轎車電動(dòng)座椅設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)是在轎車普通座椅的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種基于蝸輪蝸桿傳動(dòng)的座椅前后可調(diào)、座椅前部高低可調(diào)，座椅后部高低可調(diào)，靠背部角度可調(diào)的八向可調(diào)經(jīng)濟(jì)型轎車座椅，要求操縱方便，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，安全可靠，低噪音?，F(xiàn)在的轎車的駕駛者座椅和前部成員座椅是電動(dòng)可調(diào)的，又稱電動(dòng)座椅，座椅是與人接觸的最為密切的部件，人們對(duì)橋車平順性的評(píng)價(jià)多是通過座椅的感受作出的。 隨著人類生活水平的不斷提高和科學(xué)技術(shù)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(duì)汽車的便利性、舒適度的要求更是越來越高。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(gè)不易疲勞的駕駛座位。 現(xiàn)代轎車已經(jīng)不是一個(gè)單純的運(yùn)載工具，他已經(jīng)是“人、汽車與環(huán)境”的組合體。 過去的轎車以交通為唯一目的，今天的轎車設(shè)計(jì)思想則倡導(dǎo)人與車的融合，座椅就是這個(gè)設(shè)計(jì)思想中極其重要的環(huán)節(jié)。目前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以調(diào)節(jié)座椅的水平移動(dòng)和垂直移動(dòng)，靠背的角度移動(dòng)和靠枕的高度移動(dòng)，即所謂“六向可調(diào)式”。調(diào)整時(shí)，主動(dòng)軸在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將心軸旋入或旋出，即座椅下降或上升。 可逆性直流電動(dòng)機(jī)一般有三個(gè)以上，他們受控制其控制并分別驅(qū)動(dòng)某個(gè)調(diào)整方向的傳動(dòng)部件。控制器的控制鍵鈕設(shè)置在駕駛者操縱方便的地方；一般在門內(nèi)側(cè)的扶手上面。為了滿足這些要求，世界汽車生產(chǎn)大國(guó)的有關(guān)廠家都競(jìng)相采用機(jī)械和電子技術(shù)手段，制造出可調(diào)整的電動(dòng)座椅。從服務(wù)對(duì)象出發(fā)，電動(dòng)座椅必須要滿足便利性和舒適性兩大要求。因此電動(dòng)座椅是直接影響轎車質(zhì)量的關(guān)鍵部件之一。 現(xiàn)代轎車的駕駛者座椅和前部成員座椅多是電動(dòng)可調(diào)的，又稱電動(dòng)座椅。通過座椅調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)對(duì)座椅的調(diào)節(jié)。座椅調(diào)節(jié)器的主要部件是螺旋千斤頂和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。汽車電動(dòng)座椅一般由雙向電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和座椅調(diào)節(jié)器等組威。電動(dòng)座椅使用的電動(dòng)機(jī)的數(shù)量多的可達(dá)8個(gè)。有的電動(dòng)座椅使用串激電動(dòng)機(jī)(如通用公司生產(chǎn)的某些汽車)，用2個(gè)磁場(chǎng)線圈使電動(dòng)機(jī)能作雙向轉(zhuǎn)動(dòng)。大多數(shù)永磁型電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有斷路器，以防電動(dòng)機(jī)過載。大多數(shù)電動(dòng)座椅使用永磁型電動(dòng)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。尤其在目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上所見電動(dòng)座椅大多出現(xiàn)在進(jìn)口汽車上，汽車電動(dòng)座椅有兩向移動(dòng)、四向移動(dòng)、六向移動(dòng)等多種類型。 目前國(guó)內(nèi)汽車座椅基本上是一種固定的姿勢(shì)，人長(zhǎng)時(shí)間保持一種相對(duì)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(dòng)座椅的設(shè)計(jì)思路。1 轎車電動(dòng)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(shè)計(jì)師十分重視電動(dòng)座椅的設(shè)計(jì)，從材料到形狀，盡量做得完美無缺。 從社會(huì)的角度，汽車走進(jìn)千家萬戶，人們對(duì)汽車的情感也有所轉(zhuǎn)變，從以前的遙遠(yuǎn)、到現(xiàn)在的占有，將來必將轉(zhuǎn)變?yōu)樘籼蕖娜说陌踩?、健康的角度，現(xiàn)代人越來越多地的時(shí)間在汽車中度過，座椅的安全與舒適直接影響到人們的健康與安全。其中作為影響汽車舒適性和安全性的重要內(nèi)飾部件——汽車座椅的設(shè)計(jì)、研發(fā)已越來越引起汽車業(yè)界的重視。一百多年來，隨著汽車的發(fā)展和人們要求的不斷提高汽車座椅已不再是單純滿足乘坐和美觀需要的車身部件而是關(guān)系到汽車的駕乘舒適性和安全性集人機(jī)工程學(xué)、機(jī)械振動(dòng)、控制工程等為一體的系統(tǒng)工程產(chǎn)品。0 引言 汽車座椅屬于汽車的基本裝置是汽車的重要安全部件。在汽車中它將人體和車身聯(lián)系在一起直接關(guān)系到乘員的駕乘舒適性和安全性。 隨著我國(guó)汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展人們對(duì)汽車的乘坐舒適性及安全性等方面的要求越來越高。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)分析了人與座椅的人機(jī)關(guān)系，并且結(jié)合我國(guó)國(guó)民對(duì)汽車座椅的使用要求，以人機(jī)工程學(xué)、汽車設(shè)計(jì)等學(xué)科的理論為依據(jù)，以國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則，對(duì)駕駛座椅進(jìn)行了設(shè)計(jì)。尤其是對(duì)人們脊椎的傷害。因此汽車座椅的發(fā)展也要跟上時(shí)代的步伐，所以本設(shè)計(jì)進(jìn)行汽車八方向座椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在造型方面，充分考慮人體尺寸、人體重量、乘坐姿勢(shì)和體壓分布等因素，應(yīng)用人體工程學(xué)的研究成果和先進(jìn)技術(shù)，制造出乘坐舒適、久坐不乏的座椅。 對(duì)于可以調(diào)節(jié)的汽車電動(dòng)座椅的研究，國(guó)內(nèi)發(fā)現(xiàn)尚少。兩向電動(dòng)座椅只能作前后水平移動(dòng)：四向電動(dòng)座椅除前后水平移動(dòng)外，還可以升降：六向電動(dòng)座椅除了夠控制上述移動(dòng)外，座椅的座位前部和靠背還可以分別升降?？墒鼓骋浑妱?dòng)機(jī)按不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)。許多福特汽車電動(dòng)座椅的電動(dòng)機(jī)在磁鐵外殼內(nèi)裝有3個(gè)獨(dú)立的電樞。這種電動(dòng)機(jī)一般使用繼電器以控制電流方向，因此當(dāng)開關(guān)換向時(shí)，可以聽到繼電器吸合的咔嗒聲。本方案是一種機(jī)械設(shè)計(jì)制造學(xué)、人體工程學(xué)與電子技術(shù)相結(jié)合的八個(gè)方向(座椅水平平行前后移動(dòng)、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(zhuǎn))調(diào)節(jié)。傳動(dòng)裝置包括變速器、聯(lián)軸裝置和電磁閥。傳動(dòng)裝置和座椅調(diào)節(jié)器之間用軟軸連接。方案的思路就是電動(dòng)座椅是利用電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來調(diào)整座椅位置、靠背的傾斜度等，自動(dòng)適應(yīng)不同體型的駕駛員與乘員的乘坐舒適性要求。座椅是與人接觸最密切的部件，人們對(duì)轎車平順性的評(píng)價(jià)多是通過座椅的感受作出的。轎車電動(dòng)座椅以駕駛者的座椅為主。也就是說駕駛者通過鍵鈕操縱，既可以將座椅調(diào)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(xí)慣的乘坐角度。 現(xiàn)代轎車的電動(dòng)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(dòng)機(jī)和傳動(dòng)部件組成，是電動(dòng)座椅中最復(fù)雜和最關(guān)鍵的部分，可逆性直流電動(dòng)機(jī)必須體積小，負(fù)荷能力要大；而機(jī)械傳動(dòng)部件運(yùn)行時(shí)要求要有十分良好的穩(wěn)定性，噪音要低。有些轎車的控制器還設(shè)有微電腦，有記憶能力，只要按下某一記憶按鈕，即可自動(dòng)將電動(dòng)座椅調(diào)整到存儲(chǔ)的位置上。傳動(dòng)部件有蝸桿軸、蝸輪、心軸和齒條等。如果蝸輪又與齒條嚙合，蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)將齒條移動(dòng)，即令座椅前移或后移?，F(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(dòng)，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(gè)合適的位置。現(xiàn)代轎車座椅涉及到電子學(xué)、人體工程學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)等方面的領(lǐng)域，隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，轎車座椅已從一個(gè)簡(jiǎn)單的部件發(fā)展到一個(gè)比較復(fù)雜和精度程度要求比較高的部件。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。座椅設(shè)計(jì)適應(yīng)同時(shí)滿足以下五點(diǎn)基本要求 (1)座椅的合理布置；(2)座椅外形要符合人體生理功能；(3)座椅應(yīng)具有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；(4)座椅有良好的振動(dòng)特性；(5)座椅必須十分安全可靠。過去的轎車以交通為唯一目的，現(xiàn)在的轎車設(shè)計(jì)思想則倡導(dǎo)人與車的融合，座椅就是這個(gè)設(shè)計(jì)思想中極其重要的環(huán)節(jié)。因此，電動(dòng)座椅是直接影響轎車質(zhì)量的關(guān)鍵部件之一，現(xiàn)代轎車座椅涉及到電子學(xué)、人體工程學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)等方面的領(lǐng)域，隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，轎車座椅巳從一個(gè)簡(jiǎn)單的部件發(fā)展到一個(gè)比較復(fù)雜和精確程度要求比較高的部件。 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(jì)主要是解決以下主要問題： 查閱相關(guān)資料，了解電動(dòng)座椅的發(fā)展的動(dòng)態(tài)。充分考慮人體尺寸、人體重量、乘坐姿勢(shì)和體壓分布等因素。并能合理的安排電動(dòng)機(jī)、各機(jī)構(gòu)在座椅上的布局。大多數(shù)電動(dòng)座椅采用永磁式電動(dòng)機(jī)，查閱相關(guān)資料，合理選用電動(dòng)機(jī)，還要考慮其在座椅中的相對(duì)位置。座椅與人們的生活息息相關(guān)，無論是工作、學(xué)習(xí)、出門旅行、在家休息都離不開座椅。 在生物學(xué)中，當(dāng)坐立時(shí)，人的身體由脊椎、胯骨、腿和腳支撐。所以腰椎也就比上方的椎骨大而且硬得多。坐骨構(gòu)成了胯骨最下方的部位，其后下方的坐骨結(jié)節(jié)為L(zhǎng)字母形狀，當(dāng)人們坐著的時(shí)候，此處往下頂住來支撐身體的重量。腰部脊椎過分彎曲，會(huì)造成脊椎的側(cè)彎或是脊椎的前凸癥、后凸癥。長(zhǎng)期使用電腦的上班族而言，坐姿不良通常是造成腰酸背疼得最主要的兇手。久而久之，就會(huì)出現(xiàn)頸部、背部、腰部肌肉酸痛的癥狀。脊柱是人體的主要支柱，由24節(jié)椎骨以及5塊骸骨(已連成一體)和4塊尾骨(己連成一體)連結(jié)組成，其中椎骨自上而下又分為頸椎(共7節(jié))、胸椎(共12節(jié))、腰椎(共5節(jié))三部分，每?jī)晒?jié)椎骨之間由軟骨組織和韌帶相聯(lián)系，使人體得以進(jìn)行屈伸、側(cè)曲和扭轉(zhuǎn)動(dòng)作等有限度的活動(dòng)。 由于腰椎幾乎承受著人的上體的全部重量，并且要實(shí)現(xiàn)彎腰、側(cè)曲、扭轉(zhuǎn)等人體運(yùn)動(dòng)，所以最容易損傷或腰曲變形。椎骨的支承表面相互位置正常，椎間盤沒有錯(cuò)位的趨勢(shì)。曲線C是最接近人體脊柱自然彎曲狀態(tài)的坐姿，椎間盤上的壓力可較正常分布。的夾角，且座椅應(yīng)使坐者的腰部有適當(dāng)支撐，以便腰曲弧形自然彎曲，腰背肌肉處于放松狀態(tài)。人體結(jié)構(gòu)在骨盆下面有兩塊圓骨，稱為坐骨結(jié)節(jié)。座面上的臀部壓力分布是在坐骨結(jié)節(jié)處最大，由此向外壓力逐漸減小，直至與座而前緣接觸的大腿下部，壓力為最小。座椅靠背上的壓力分布，應(yīng)當(dāng)是肩腳骨和腰椎骨兩個(gè)部位最高，此即靠背設(shè)計(jì)中所謂的“兩點(diǎn)支承”準(zhǔn)則。不同用途的座椅，兩點(diǎn)支承的作用不一樣，休息用的座椅，體、腿夾角較大(舒適角度約為115176。腰靠支承是使背疼和疲勞減到最輕的主要措施，否則，將只靠肌肉來維持腰曲弧形，勢(shì)必引起腰部肌肉疲勞和損傷。 腿的主動(dòng)脈緊靠著大腿下表面和膝蓋的后面，在這個(gè)部位上，任何持續(xù)的壓力都會(huì)給人造成極端的不好適和腫脹感覺需要借助于適當(dāng)減短座深、把座墊前緣修圓和采用較軟的泡沫塑料座墊等措施來防止發(fā)生這種情況。坐骨下面的座面應(yīng)當(dāng)近似是水平的。用平的座位，股骨的這一部分在坐骨平面之上，因此不承受過分的壓迫。 人在坐姿狀態(tài)下，體重作用在座面和靠背上的壓力分布稱為坐態(tài)體壓分布，它與坐姿及座椅的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，對(duì)于體壓的研究是目前人們對(duì)座椅進(jìn)行研究的主要方法和參數(shù)。 就座者的骨盆可以比喻為倒立的錐體，與椅面接觸的主要是臀部?jī)蓧K薄肌肉層下的坐骨。為了減少臀部下部的壓力，座面一般應(yīng)設(shè)計(jì)成軟墊，其柔軟程度以使坐骨出支承人體的60%左右的重量為宜，采用軟性坐墊，增大臀部與座面的接觸面積，就改善了這種壓力集中的現(xiàn)象，使整個(gè)臀 部均承擔(dān)體重的壓力，減緩坐骨下支點(diǎn)處的疲勞，可以延長(zhǎng)就座時(shí)間。因此，任