【正文】 的連續(xù)時間關(guān)系作為評價舒適性的指標(biāo)，這是目前國際上應(yīng)用最廣泛的，迄今為止可用的最可靠、最完善的指標(biāo)IS026311 N78國際標(biāo)準(zhǔn)，它適用于人體承受180H z振動的評價此項標(biāo)準(zhǔn)把人體暴露在振動環(huán)境中的容許限度劃分為三個準(zhǔn)則界限:(1)引起舒適性降低的振動強(qiáng)度，稱為“舒適性降低界限”這一界限是從運(yùn)輸業(yè)的研究中得來的，超過這個界限，中行駛中進(jìn)餐看報等都很困難。(3)引起健康受到損害的振動強(qiáng)度，稱為“有害健康界限”。在沒有特殊理由和預(yù)防措施時，人承受的振動強(qiáng)度不得超過受振極限，即使受振的人無操作任務(wù)也應(yīng)如此。在同樣的頻率下，均方根加速度越大，越容易疲勞，即能夠不因疲勞而降低工效的連續(xù)工作時間越短。將圖27所示的“疲勞工效降低界限”的圖線上的均方根加速度值乘2(即曲線向上平移，增加6dB),就可得出“有害健康界限”。汽車座椅的懸掛系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)使駕駛員所受到的垂直振動的主頻率避開人體的主要器官的固有頻率(48Hz)，并且不得低于1Hz。固有頻率不隨駕駛員的體重變化而變化。 汽車座椅具有合理的體壓分布。 座椅的動壓感特性以及上下、。 座椅的外觀質(zhì)量和美觀程度以及與駕駛室內(nèi)飾相協(xié)調(diào)性。 座椅的自身重量和經(jīng)濟(jì)性。 綜上所述，汽車座椅是汽車中將駕駛?cè)藛T與車身聯(lián)系在一起的重要部件，它的任務(wù)是支承人的身體，緩和路面不平傳給人體的沖擊和衰減由此而引起的振動，給駕駛員和乘員創(chuàng)造舒適的和安全的乘坐條件，由此可知，它對汽車的行駛平順性、舒適性、安全性以及操作方便有較大的影響，所以，汽車座椅的設(shè)計、。尤其是近幾年，計算機(jī)三維CAD／CAE／CAM軟件的應(yīng)用與普及，使得傳統(tǒng)的二維機(jī)械設(shè)計逐步向三維設(shè)計轉(zhuǎn)化。不遠(yuǎn)的將來無圖紙生產(chǎn)很快就會普及。三維機(jī)械設(shè)計的所有的功能(SolidWorks三維建模軟件)、數(shù)據(jù)管理軟件PDMWorks Client、以及用于設(shè)計交流的常用工具：EDrawings專業(yè)版(基于的設(shè)計交流工具)，3D Instant Website(即時網(wǎng)頁發(fā)布工具)，PhotoWorks(高級渲染)，SolidWorks Animator(動畫工具)；設(shè)計效率提高工具：SolidWorks Toolbox(三維標(biāo)準(zhǔn)零件庫)，SolidWorks Utilities(特征比較模塊)，F(xiàn)eatureWorks(特征識別)。功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks的三大特點，使得SolidWorks成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用。這種形象化的三維設(shè)計具有直觀、精確、快速的特點。在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中，設(shè)計過程最簡便、最方便的莫過于SolidWorks了。 a 繪制草圖圓 b 拉伸凸臺 c 繪制棘輪齒形圖 d 按草圖切齒 e 繪制其余齒的草圖 f 按草圖切齒 g 按以上兩步把齒切完整 h 繪制輪轂草圖 i 切除 j 繪制輪轂倒角草圖k 成型圖31棘輪建模步驟下面介紹下SolidWorks軟件在本文中應(yīng)用到的一些功能。2) 繪制好草圖后選擇“特性”中的“拉伸凸臺/基體”給出拉伸距離為20mm，這里20mm為棘輪的厚度(圖31b)。4) 點擊“特性”中的“拉伸切除”把齒形部分切除(圖31d)。6) 制作輪轂。7) 點擊“特性”中的“拉伸切除”，切出輪轂外型(圖31g)。選擇倒角所在的兩個面，點“特性”中的“倒角”，選擇角度為，距離為(圖31j)，點確定后倒角即畫出，整個棘輪的模型便制作出來了。完成裝配體首先是把要配合的零件插入裝配圖中，再進(jìn)行各件的配合，其中最主要的是搞清楚兩個零件之間的配合關(guān)系，例如本文中的齒輪和軸的配合中，由于齒輪和軸采用過渡配合，輪轂和軸徑尺寸大小一樣，所以裝配時有軸徑面和輪轂面同心配合之外，還要使兩個面一起轉(zhuǎn)動，為此添加了軸和齒輪基準(zhǔn)面的重合配合(圖32)。2根據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度確定模數(shù)初取齒輪齒數(shù)為20，齒條齒距高度為20,座椅每天調(diào)整2次，壽命是20年圖33鑄鐵齒根彎曲疲勞極限查圖33得,取計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù):查圖35得又,取圖34外齒輪齒形系數(shù)圖35 彎曲強(qiáng)度計算的壽命系數(shù)由得查圖34得則取則所以取m=2；3按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距方法介紹：正齒輪的計算牽涉到齒厚及中心距之間的關(guān)系，由于計算中要有詳細(xì)的三角函數(shù)表和漸開線函數(shù)表，故很不方便。這種新的計算方法在便用兩個無量綱系數(shù)——齒厚系數(shù) 及中心距系數(shù) 的同時，還使用把兩個系數(shù)聯(lián)系起來的預(yù)先計算好的數(shù)據(jù)。附表31為預(yù)先計算好的數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)壓力角為。表31 關(guān)系注：標(biāo)準(zhǔn)壓力角根據(jù)以上方法計算中心距為 4齒輪齒條的主要參數(shù)齒輪：Z1=20,m=2按b/d5=70/100=，考慮齒輪懸臂布置，計算載荷系數(shù) 與相近，無須修正。齒條：考慮到座椅的實際尺寸，其腰部支撐部位的靠背厚度不能超過120mm所以選齒條長度為100mm，其面寬度應(yīng)和齒輪對應(yīng)，也為12mm?？紤]推柄所退的物件長度尺寸大約為200mm，寬度尺寸大約為50mm，為保持平衡性等各項因素，初步設(shè)定推柄的截面尺寸為：長 寬 高考慮到該推柄要與齒條配合，使齒條動時帶動推柄，從方便安裝的角度，在推桿的中間挖一個和齒條配合的槽，使齒條嵌入槽中形成配合(圖36)。 棘輪棘爪的設(shè)計計算1. 選擇材料：棘輪：QT5003，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度230270HBS；鋸齒：45號鋼，正火處理，齒面硬度217—255HBS；2. 確定棘輪齒面傾斜角的解析法[26]圖37 棘輪齒形的確定如圖37所示，當(dāng)選定模數(shù)m、齒數(shù)z、齒頂厚a、齒高h(yuǎn)、齒槽角后，棘輪的齒形即完全確定，構(gòu)成齒槽的兩面應(yīng)匯交于根圓，且其夾角為?，F(xiàn)有資料即據(jù)此通過作圖確定E點位置，進(jìn)而量出齒面傾斜角。設(shè)過A、B兩點且圓周角為的圓的圓心位于F點，E點即為該圓與根圓的交點。已知AE后， 即完全確定，從而可求出及。加工時若刀具按以上計算數(shù)據(jù)調(diào)整傾角，則由于加工圓角:的存在，實際根圓半徑比理論值，大，即齒高縮短。通過對的計算不僅可確定搖桿應(yīng)有的最小擺角，并可估計當(dāng)用止回棘爪進(jìn)行單向定位防止棘輪逆轉(zhuǎn)時所能達(dá)到的精度要求。4. 棘爪外形尺寸的確定如圖39所示，棘爪零件外形設(shè)計的關(guān)鍵是確定工作面的傾斜角及該面相對于棘爪轉(zhuǎn)動中心的距離，而現(xiàn)有設(shè)計資料中均未提供確定、的方法和公式，從而給棘爪零件的精確設(shè)計帶來不便。由、即可確定非工作面的傾斜角及位置。 軸的設(shè)計計算1. 選擇材料：軸的材料為選擇45號鋼, 調(diào)質(zhì)處理。所以按扭轉(zhuǎn)作用進(jìn)行近似計算，然后用增加安全系數(shù)以降低材料的許用應(yīng)力的方法彌補(bǔ)由于忽略彎曲作用所引起的誤差。對于實心圓截面軸 ；所以，初定軸的直徑。因此，軸的強(qiáng)度計算應(yīng)綜合考慮這兩大應(yīng)力共同作用下的受力情況。應(yīng)力由下式計算:式中 ——剪切應(yīng)力，；——截面模量，；——等效力矩， ；——軸徑，；——扭矩，；——軸所承受的彎矩，；，——運(yùn)動效應(yīng)系數(shù)；——功率，；——軸轉(zhuǎn)速，；——作用于軸上的徑向載荷。通常，材料的許用剪應(yīng)力與材料的伸強(qiáng)度有如下關(guān)系:故軸的直徑為：4. 軸的剛度計算為避免轉(zhuǎn)動攪拌軸產(chǎn)生過大的扭轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生振動而造成軸封泄漏，應(yīng)限制 圖311 連接軸扭轉(zhuǎn)變形。5. 軸的尺寸參數(shù)：連接齒輪段軸徑，每過一個階梯軸徑變大。6. 應(yīng)用SolidWorks軟件建模(圖311)。圖312 凸輪草圖從動件的運(yùn)動規(guī)律是根據(jù)從動件要實現(xiàn)的工藝動作要求決定的。一種情況是從動件的運(yùn)動規(guī)律完全有機(jī)械工藝動作要求決定，另一種情況是從動件的工藝動作對凸輪機(jī)構(gòu)只嚴(yán)格給出凸輪機(jī)構(gòu)各段轉(zhuǎn)角及行程，而要求設(shè)計者從已有的一些常用運(yùn)動規(guī)律中選擇滿足工藝過程的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)要求的。本文設(shè)計的凸輪機(jī)構(gòu)比較簡單，草圖如圖312所示：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到A點時，能夠與棘爪接觸從而頂開棘爪，使其與棘輪脫離，當(dāng)轉(zhuǎn)到B點時由于此段的半徑小，不能與棘爪接觸，因而不能頂開棘爪，也不能與棘輪脫離。圖313 凸輪 各機(jī)構(gòu)的裝配按照各軸、齒輪齒條、棘輪機(jī)構(gòu)等個部分的尺寸大小設(shè)計了箱體，因該機(jī)構(gòu)需要放置在座椅靠背里面，其尺寸不能過大，結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量緊湊(圖314)。本文所設(shè)計的機(jī)構(gòu)傳動為：轉(zhuǎn)動手柄，通過軸帶動棘輪和齒輪，齒輪再通過其配合將齒條前后移動，而齒條連接支撐部件，從而實現(xiàn)了腰部的支撐。圖314 腰部支撐機(jī)構(gòu)的裝配圖在圖314中1所示的小框為內(nèi)部有一彈簧(圖315)，該彈簧的作用為：給棘爪一個面向棘輪輪心的彈力，使棘爪和棘輪在轉(zhuǎn)動的每個時刻都保持接觸，以免在棘輪出現(xiàn)反轉(zhuǎn)時，棘爪不能很好的卡住棘輪。圖316 靠背兩側(cè)骨架拉簧：為了保障拉簧能夠可靠地工作，其材料除應(yīng)滿足具有較高的強(qiáng)度極限和屈服極限外，還必須具有較高的彈性極限、疲勞極限、沖擊韌性、塑性和良好的熱處理工藝性等[30]。用SolidWorks軟件建造的彈簧模型(圖318)螺距為，圈數(shù)為35圈。 圖319 螺栓連接座椅和腰部支撐機(jī)構(gòu)示意圖圖320 墊片位置及作用示意圖參考一些普通座椅的尺寸、外形等，用SolidWorks軟件建模，調(diào)整，設(shè)計出座椅的骨架(圖321)。 也安全。如圖45根據(jù)受力和其機(jī)構(gòu)分析可知截面A處受到的彎矩最大，而軸上各處的扭矩大小一樣，所以最危險的截面為A截面，要校核軸的安全系數(shù)只要校核A截面的安全系數(shù)即可。查表41得,查表42得。第5章 經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性分析隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與社會的進(jìn)步，可持續(xù)發(fā)展的觀念已深入人心。汽車乘坐舒適性研究的意義十分重大，在前面的章節(jié)中，我們已經(jīng)分析了這一點。在對車輛座椅開發(fā)設(shè)計時，傳統(tǒng)的碰撞試驗——設(shè)計改進(jìn)——再試驗的方法正在逐步被計算機(jī)數(shù)值仿真方法