汽车-绳轮式电动玻璃升降器设计计算说明_

4 设计计算说明书

4.1 设计计算说明书

4.1.1设计依据

1．XX车门三维数模

2．依据标准：

（1）QC/T636-2000汽车电动玻璃升降器。

（2）PF-60007A电动玻璃升降器总成技术条件。[12]

（3）SORC31-XBD001-A_玻璃升降器总成产品描述报告。[13]

4.1.2设计原则

设计玻璃升降器时，要求升降平顺，工作可靠，无冲击和阻滞现象，无碾轧声；操作轻便省力；具有防止手压时玻璃升降器发生逆转的制动机构。同时要求整个玻璃升降器系统中，玻璃以及玻璃升降器导轨的匹配合理。

4.1.3基本设计思想

1.结构形式选择

根据升降器真实数模，现前门采用绳轮式双滑道结构。

2.升降器的受力分析

在下面的示例中，W 是玻璃的重量，是常量，Fa 和Fb 分别是前、后滑槽对玻璃的阻力，对全滑槽类型是常量，但对部分滑槽类型是变量，Fc 是窗口下端密封条对玻璃运动的阻力，它不仅是变量而且它的真实位置随着玻璃的上升而移向前部，由于密封阻力的变化钢丝绳拉力P 也是个变量。由于阻力多为变量不便于分析计算所以取行业规范的通常经验值。

图4 绳轮式玻璃升降器运动受力图

4.1.4玻璃质量及滑道曲率的选取及确定

车窗玻璃现在普遍采用安全钢化玻璃，厚度为3.0-3.5mm。随着人们审美观的不断提高，对整体车型造型要求也越来越高，为了与整体造型风格相匹配，车门玻璃由以往的单曲率渐变为双曲率。但为了满足工艺要求，设计阶段玻璃最小曲率半径R最好能大于1000mm。避免因工艺难度太大导致的制造成本增加、产品合格率降低。[2]

玻璃的曲率为1178mm，滑道的曲率和玻璃是一个同心圆，所以升降器滑道曲率也为1178mm

车窗玻璃的厚度L=3mm

车窗玻璃的密度为ρ=2.5g/cm3

车窗玻璃的面积为S=4160cm2

通过以上数据确定车窗的质量m=S×L×ρ=3120g

4.1.5钢丝绳的选取

1.根据汽车玻璃升降器行业标准QC-T 636-2000钢丝绳的选取条件为[8]：

(1)拉线用钢丝绳为航空用钢丝绳,外径为Φ1.5 mm, 6×7+IWS(中间股),既为7×7股。

(2)钢丝公称直径为φ0.17mm, 允许偏差±0.01，不圆度不大于0.01。

(3)钢丝用材料应符合GB699的规定，其硫磷含量各不大于0.03%。

(4)钢丝公称抗拉强度不小于1960Mpa。

(5)钢丝表面的锌层重量不小于15g/m2。

(6)钢丝表面的镀锌层均匀、连续、无裂纹和剥落现象。

(7)钢丝表面不得有裂纹、竹节、起刺和伤痕等到缺陷。

2.钢丝的力学性能：

(1)钢丝绳的最小破断拉力为1.99KN。

(2)钢绳在受力为最小破断拉力的60%之后，其弹性伸长率不大于0.9%，永久伸长率不大于0.2%.；经50000次模拟车门升降循环后，永久伸长率不大于0.1%。

4.1.6前门滑道

形状如图示，料厚: 1.5mm；材料:冷轧板。滑道长度485mm，滑道曲率R1178滑道内宽16.5mm，料厚1.5mm。两滑道间的平行距离由车门装卡孔确定。根据行业规范滑道的摩擦阻力通常为经验值：G2=3.92N/100mm

图5 前门滑道

4.1.7电机罩

形状如图示，出口角度114°,左右件对称，材料：聚甲醛(黑色)

图6 电机罩

4.1.8拉索

（1）下拉索：形状如图示。材料为航空用钢丝绳。钢丝绳直径φ1.5mm，钢丝绳长度946.3mm，敷管长度203mm，导向管长度34mm。

7 下拉索

（2）上拉索：形状如图示。材料为航空用钢丝绳。钢丝绳直径φ1.5mm，钢丝绳长度995mm，敷管长度418mm，导向管长度30.5mm。

8 上拉索

（3）过渡拉索：形状如图示。材料为航空用钢丝绳。钢丝绳直径φ1.5mm，钢丝绳长度1146mm，敷管长度513mm，导向管长度30.5mm。

图9 过度拉索

4.1.9电动玻璃升降器总成图和运动过程

钢丝绳敷管

导向管调节块

缓冲弹簧

铆接头

钢丝绳

导向管

敷管

铆接头

缓冲弹簧

铆接头调节块钢丝绳

敷管

图10 升降器总成

1右前-滑道玻璃托架总成 2后滑道及滑轮铆接总成 3 电动前门上拉索总成 4电动前门过度拉索总成 5前滑道及滑轮铆接总成 6电机罩总成 7 西门子B 型电机 8左前-滑道玻璃托架总成 9自攻螺钉 10电动前门下拉索总成 11缓冲块

运动过程分析：

（1）下降过程：电机顺时针转动时为下降过程。下降前两拉索的状态为:上拉索缠绕在电机轮上，下拉索处于未缠绕状态。运动开始后上拉索脱离缠绕，下拉索开始缠绕，形成滑块的下降过程。

（2）上升过程：电机逆时针转动时为上升过程。上升前两拉索的状态为：下拉索缠绕在电机轮上，上拉索处于未缠绕状态。运动开始后下拉索脱离缠绕，上拉索开始缠绕，形成滑块的下降过程。 4.1.10电机的选择

电机扭矩的计算：

根据基本参数得系统总载荷为玻璃重量及滑道阻力之合：12F F F =+（）。

（玻璃重量F 1、滑道最大阻力F 2=G 2×S 、S 为玻璃行程）

22 3.9210048519F G S N =⨯=÷⨯= 1 3.129.830.6F mg N ==⨯= 121930.649.6F F F N =+=+=（） 所需电机的扭矩 /60%M F r =（）

计算过程：