汽车-绳轮式电动玻璃升降器设计计算说明_
浅析绳轮式电动汽车玻璃升降器的结构设计
浅析绳轮式电动汽车玻璃升降器的结构设计作者：唐友贵刘建德来源：《环球市场》2019年第20期摘要：随着汽车技术的不断发展，各种汽车配件系统不断更新换代，而玻璃升降器是汽车车门设计过程中的重要装置，该装置在确保汽车玻璃车窗的位置定位中至关重要。
当前较为常用的汽车玻璃升降器主要有三种，分别是绳轮式、叉臂式和软轴式，其中绳轮式由于结构不复杂、费用不高、噪音低以及使用过程较为方便等而备受青睐。
笔者对于电动汽车玻璃升降器设计过程中的重要参数进行研究分析和设计，对于導轨、滑板座板等重要零部件进行了结构参数设计，并验证了设计的准确性。
该项研究成果为电动玻璃升降器相关技术人员学习提供了有益参考。
关键词：绳轮式;电动汽车;玻璃升降器;结构设计电动汽车玻璃升降器是可以按照人工设定的运动形式进行上升和下降的机构，可以使汽车玻璃在需要的位置停止。
电动汽车玻璃升降装置是一种较为传统的机械结构，主要构成为传动装置、升降装置、动力发生装置以及承压装置等组成。
动力发生装置主要可以产生动力以驱动玻璃活动，常用的是电机;传动装置主要是在汽车玻璃的运动过程中传递动力，常见的有齿轮齿条、皮带等;升降装置主要完成汽车玻璃的升降动作，较为常用的是升降支架;承压装置是在汽车玻璃升降的过程中其支持作用的部件。
在汽车玻璃性能评价中较为关键的参数是汽车车窗的调节范围和调节过程中是否灵活可靠，在汽车玻璃的调节过程中，如果调节范围够大，则司机的行车操作也更加安全，因此加强对绳轮式电动汽车玻璃升降器的研究很有必要。
一、玻璃升降器与汽车门板之间的连接设计汽车门板是汽车本体的重要部位，车门内板上有多处凹凸、筋板等设计，可以安装电动汽车玻璃升降装置中的传动装置、升降装置、动力发生装置以及承压装置等部件。
在绳轮式汽车玻璃升降器的设计过程中，汽车门板上主要安装了电机孔板、电机支架等。
车门板的形状、弧度要求与汽车玻璃轨道的形状、弧度保持一致，这样才可以实现弧形汽车玻璃的顺利安装和快速升降，弧度设计保持一致后汽车玻璃在升降过程中可以受到更小的摩擦力，运动过程更加顺畅。
浅论绳轮玻璃升降器的设计及布置
电动玻璃升降器按类型不同，可分为臂式、绳轮式和软轴式三种（目前前两种应用较为普遍）。
臂式和绳轮式升降器具有技术成熟、结构稳定以及性能可靠等优点。
臂式升降器通用性高，但其受结构限制安装空间大、运行噪声高，绳轮式升降器安装空间小、运行噪声小，但通用性差。
在汽车新产品研发阶段，如果对车门玻璃升降系统设计考虑因素不全面，有可能产品会产生玻璃升降系统升降卡滞、钢丝绳疲劳断裂、电机烧坏、升降开关烧蚀等问题，这样无法保证车门玻璃停留在任意位置，也无法保证车门玻璃顺畅的升降。
对玻璃升降器系统正向设计所涉及的因素进行全面的研究，是非常必要的。
本文为绳轮升降器系统设计及布置提供了很好的参考依据。
1绳轮式升降器的结构原理绳轮式电动玻璃升降器是指由直流电机驱动，通过卷丝筒、绳索等转动，使车窗玻璃上升或下降到需要位置的一种装置。
绳轮式升降器按结构不同分为：单轨式玻璃升降器和双轨式玻璃升降器。
单轨式玻璃升降器的特点是：结构简单、成本较低、安装方便，因为只有一根导轨支撑，因此运行稳定性差一点，对车门前后玻璃导轨精度有较高的要求，目前的中低端轿车应用比较普遍；双轨式玻璃升降器运行相对平稳，安装精度要求高、成本也高，适用于较大玻璃的车门和较高级别的轿车。
绳轮式电动玻璃升降器的工作原理是：通过电机的转动驱动卷线轮转动（电机扭矩输出由涡轮蜗杆机构实现（同时实现一次减速），电机转轴（蜗杆）输出的扭矩传递到卷轮座内的减速齿轮（涡轮）上，涡轮再将扭矩传递到卷线轮上并实现二次减速），卷线轮将电机扭矩施加给钢丝绳，钢丝绳拖动玻璃固定架沿升降器导轨上下滑动，通过电机正反转，使玻璃上下运动从而实现玻璃升降、开关等功能。
玻璃上升到顶部时，顶到门框上玻璃导槽，实现上升止动；玻璃下降到底部时，玻璃固定件限位块顶到升降器止动块上，实现下降止动。
与臂式电动玻璃升降器一样，也是通过热敏保护开关来实现电机扭矩的输出和中断。
2电动绳轮升降器类型的选择车门玻璃曲面可分为单曲面、双曲面两种。
升降机设计计算书
汽车升降机设计计算书一、概述汽车升降机是用于停车库出入口至不同楼层间，升降搬运车辆的机械装置，它代替停车库中车库的一部分，它只起搬运作用，无直接存取作用。
二、升降机设备构成汽车升降机主要由以下主要部件组成（如图一）图一1、框架：主要包括前后主立柱、主导轨、立柱导轨、配重导轨、前后横梁、左右侧梁等。
（土建井道结构的与完全钢结构的类似）。
2、动力部：主要包括动力部底座（型钢组焊件）、垂直双出轴减速器，制动电机、钢丝绳卷筒、改向绳轮组等。
3、提升托板系统：主要由提升梁、支撑梁、车道板（3mm花纹钢板）、提升护栏等组成。
4、钢丝绳组：汽车升降机所使用的钢丝绳为按国标生产的8X19S-13-NF载人电梯用钢丝绳。
5、配重组：主要包括配重框架及配重块、调整配重块等，配重框架由型钢组焊而成。
6、安全系统：为确保升降动作的准确可靠、保证人车的安全，设备配置了多种安全保护装置。
7、电气控制系统：汽车升降机在控制方式上设有自动和手动两种控制方式。
8、其他：包括机房安全护栏、安全隔网、爬梯等，同时可以配套提供自动库门，如中分双拆轿门等。
三、主要技术参数设备型号：PQS停车尺寸：≤5000×1900×1550mm停车质量：≤1700Kg升降速度：14m∕min左右四、设计依据GB5083-1985生产设备安全卫生设计导则GB50256-1996电气装置安装工程GB7909-1999机械式停车设备通用安全要求GB3811-1983起重机设计规范GB6067-1995起重机械安全规程JBfΓ8713-1998机械式停车设备类别、型号与基本参数JB∕T××××——××××汽车专用升降机标准（送审稿）五、起升机构原动机选择及参数计算1、主要参数：载车板1160Kg,汽车1700Kg,人75Kg,配重组900Kg最大起升载荷Q=1160+1700+75-900=2035Kg初定提升速度V=14m∕min,传动效率n总=0.99X0.95=0.94其中联轴器取0.99,滑轮组取0.952、起升机构简图I-轴承座2-卷筒一3-轴4-轮毂5.滚动轴承座6-联轴器7-减速制动电机8-卷筒二9-动力部底座3、起升电机减速机选择提升功率N=QV∕612011总=4.66KW选用平阳减速机厂5.5KW电机，输出转速8.8,输出扭矩4550Nm,传动比16L74,径向载荷29900N,使用系数0.854、扭矩及功率验算A、提升扭矩计算：作用在每个卷筒上的扭矩T=2035∕2×0.517∕2×1.26/0.99=3348Nm（卷筒直径Φ517）电机双出轴，每个轴可输出扭矩4550Nm3348Nm<<4550Nm o故输出扭矩满足要求。
汽车玻璃升降器设计说明书
第1章概述1.1冲压模具特点模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。
用模具生产的零件可以采用廉价的扎制钢板或钢带为坯料，且在生产中不需要加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其他加工方法所不能比拟的，使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。
现代制造工业的发展和技术水平的提高，很大程度取决于模具工业的发展。
1.2我国冲压模具的发展90年代到21世纪初我国开始从计划经济转向市场经济过渡，并初步建立了市场经济体制，国际分工不断深化，科技技术发展突飞猛进。
在经济和科技技术、市场等各个方面我们不断与世界接轨。
我们抓住机遇，迎接挑战坚决贯彻“以科技为先导，以质量主体”的方针，进一步推动企业的振兴。
而要实现振兴就必须不断提高企业的产品自主开发能力和制造水平。
随着经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。
由于模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。
因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国的模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期及降低成本。
由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。
模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。
1.3本次模具设计主要内容冲压工艺规程是模具设计的依据，而良好的模具结构设计，又是实现工艺过程的可靠保证，若冲压工艺有改动，往往会造成模具的返工，甚至报废。
冲制同样的零件，通常可以采用几种不同方法工艺过程，依据技术上先进，经济上合理，生产上高效，使用上安全可靠的原则，使零件的生产在保证符合零件的各项技术要求的前提下，达到最佳的技术效果和经济效益。
汽车设计-汽车玻璃升降器技术条件规范模板
汽车设计-汽车玻璃升降器技术条件规范模板汽车玻璃升降器技术条件规范1 范围本规范规定汽车电动玻璃升降器（以下简称升降器）的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。
本规范适用于标称电压为12 V 的汽车电动玻璃升降器（齿轮臂式、绳轮式）。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 2828 逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用于连续批的检查）GB 4208 外壳防护等级（IP代码）QC/T 413 汽车电气设备基本技术条件3 术语和定义本规范采用下列定义。
3.1 电动玻璃升降器（以下简称升降器）是指由电机驱动，并通过传动机构将汽车车窗玻璃沿玻璃导向槽上升或下降，并能按要求停留在任意位置的装置。
3.2 运行速度是指单位时间内汽车车窗玻璃的行程。
玻璃上升时为上升运行速度，玻璃下降时为下降运行速度。
3.3 堵转力是指汽车车窗玻璃上升时，在运行的反方向施加力而使电机堵转，此时升降器对堵转物的作用力。
3.4 接插器是指插头和插座安装在护套内的组合件。
4 技术要求4.1 升降器应符合本规范的要求，并按经规定程序批准的产品图样及技术文件制造。
4.2 基本要求4.2.1 把升降器按图样规定的正确位置安装到汽车车门上,通电后应运动平稳，无震颤、异响等不正常现象，同时电机运行时不能与门钣金发生共振等。
4.2.2 升降器弹簧间及各摩擦部位均应涂以耐高、低温润滑脂。
油脂必须保证升降器在高温、低温、常温等情况运行时不影响升降器的性能。
4.2.3 当升降器单件放置于雨水中或者整车淋雨、洗车时，润滑脂不能被雨水冲走从而导致升降器性能在各个工作温度环境下下降而不满足性能要求。
4.2.4 在实际使用过程中，车门内由于进入灰尘或者雨水等，升降器不能因此而产生工作失效、异响。
4.2.5 在升降器总成中为了消除各种不正常噪音而使用的泡棉、橡胶等零件必须保证在任何的工作温度及环境下有效。
升降器设计指南
升降器设计指南一:升降系统运动原理1、升降系统组成 Page22、玻璃曲面的确定 Page23、玻璃导轨轨迹的确定 Page24、升降器的选择 Page4 二:玻璃升降器分类及原理(一)、分类:(二)、绳轮式电动玻璃升降器:1、结构 Page42、工作环境 Page53、工作原理 Page54、优缺点 Page55、类似结构的应用 Page5 (三)、齿板式电动玻璃升降器1、结构:2、工作环境3、工作原理4、优缺点5、类似结构的应用:6、关键点:三:绳轮式升降系统各部件对系统性能的影响:1、升降器自身结构影响:2、滑块的影响:3、玻璃弧度的影响:4、前玻璃导向槽的影响:5、后玻璃导向槽的影响6、呢槽的影响:7、外挡水条的影响。
8、车门内板的影响9、车门内外板之间的距离要求。
四:玻璃升降器的性能指标五:升降器失效模式六:电机及材料参数:七、电动玻璃升降器系统的发展趋势1一:升降系统运动原理:1、降系统组成:包括车门钣金、玻璃、玻璃导呢槽、升降器、导轨;2、玻璃曲面的确定:车门玻璃是个功能件、安全件也是很重要的外观件，玻璃曲面应与整车外表面协调一致，符合造型师的意图，同时要满足升降的要求，因此:玻璃曲面应兼顾功能及造型两方面，可分为三种形式:A:平板玻璃，无曲率;可满足车门是方方正正的，无曲率变化的车门，如:卡车的车门; B:单曲玻璃:可理解为在圆柱面上取出一部分面作为玻璃面，只在一个方向上有曲率变化;这种玻璃可满足沿着X轴方向有曲率变化的车门;C:双曲面玻璃:可理解为在橄榄球面上取出一部分面作为玻璃面，在两个方向上都有曲率变化，这种在Y轴方向上的曲率变化是为了与车身外表面夸张的造型保持协调，但在Y轴方向上的曲率变化不应过大，可近似为单曲玻璃，否则会影响升降性能;如T11车门玻璃:3、玻璃导轨轨迹的确定:玻璃曲面确定后，需确定玻璃导轨轨迹(玻璃边缘形状)，玻璃在运动过程中，在各个位置，玻璃面曲率应始终与导轨曲率保持一致，这样玻璃才能与导轨服帖，减小玻璃与导槽的摩擦阻力，从而减少玻璃升降阻力大、升降异响等质量问题的发生;对于平板玻璃，导轨选择直线形式便可满足升降要求，这种结构简单、工艺上容易实现、成本也低，但无法满足车身流线型的要求;双曲面车门玻璃可简化为单曲面玻璃，因此以单曲面玻璃的导轨轨迹确定方法为例，如下:方案一:导轨选用圆弧的一段，圆弧所在平面与玻璃所在的圆柱面轴线垂直，玻璃面绕圆柱面的轴线旋转，这样可保证玻璃与导轨处处吻合;方案二:导轨选用螺旋线的一段，螺旋线的轴线与圆柱面的轴线共线，玻璃绕圆柱面的轴线转动的同时沿螺旋线运动，这样可保证玻璃与导轨处处吻合; 方案一图示:2方案二图示:由于现代汽车的造型，A、B、C柱多有倾斜角度，因此方案一的使用有其局限性，方案二可满足立柱倾斜的要求，因此在设计时可作为首选方案;34、升降器的选择:根据玻璃弧度的大小选择升降器的形式，升降器常用的有绳轮式和叉臂式，叉臂式适用于玻璃弧度的R值较大的，绳轮式受玻璃弧度的R值限制较小;二:玻璃升降器分类及原理(一)、分类:玻璃升降器也称为升降器或摇窗机，玻璃升降器的种类很多，按传动机构的型式分为丝杆式，随遇平衡式，挠性元件传动、曲柄摆杆式，齿条齿板式及齿轮齿板摇臂式。
汽车设计-玻璃升降系统设计规范模板
汽车设计-玻璃升降系统设计规范模板玻璃升降系统设计规范1 范围本规范定义了汽车玻璃升降系统设计校核工作内容及要求等。
本规范适用于的电动玻璃升降器，包括绳轮式电动玻璃升降器、齿臂式电动玻璃升降器等。
手动玻璃升降器生产设计可参考执行。
2 术语与定义下列术语和定义适用于本文件。
2.1 玻璃升降系统汽车车门上，实现提升或降低车窗玻璃的功能，并能将玻璃保持在行程内任意位置的若干零部件组成的系统。
2.2 电动玻璃升降器（以下简称升降器）是指由电机驱动，并通过传动机构将汽车车窗玻璃沿玻璃导轨上升或下降，并能按要求停留在任意位置，并能控制和保持玻璃在车门内姿态的装置。
2.3 运行速度是指单位时间内汽车车窗玻璃的行程。
玻璃上升时为上升运行速度，玻璃下降时为下降运行速度。
2.4 关闭力是指汽车车窗玻璃上升时，在运行的反方向施加力而使电机堵转，此时升降器对堵转物的作用力。
2.5 玻璃升降系统阻力是指汽车车窗玻璃在升降过程中阻碍玻璃升降的一系列阻力之和，包括玻璃自重、玻璃呢槽与玻璃之间的摩擦力、玻璃与内水切之间的摩擦力、玻璃与水切之间的摩擦力等。
2.6 上止位是指玻璃上升到门框顶点时玻璃滑槽的位置。
2.7 下止位是指玻璃下降到最下端时玻璃滑槽的位置。
2.8 有效行程升降器的上止位到下止位的距离。
2.9 侧门结构件玻璃升降系统内，用于为系统功能的实现提供强度、刚度的支撑部件，例如车门内板、加强板等。
2.10 玻璃导轨玻璃升降系统内，实现对玻璃边沿的约束，并对玻璃的上升下降的运动方向和位置进行约束的结构件。
2.11 玻璃呢槽玻璃升降系统内，与玻璃导轨配合，实现对玻璃的约束，并在车窗完全关闭时起密封作用的挤出成型的橡塑件。
下文简称呢槽。
3 分类按玻璃升降器型式分类：（1）齿臂式玻璃升降系统；（2）绳轮式玻璃升降系统。
按车门的设计型式分类：（1）无窗框门玻璃升降系统；（2）辊压式窗框玻璃升降系统；（3）冲压式窗框玻璃升降系统。
汽车车门玻璃升降器设计指南
玻璃与锁系统、限位器、外把手的间隙控制 由于锁系统、限位器、外把手、升降器均为运动件，因此玻璃与它们之间的距离要进行严格控制。 对于锁、限位器，必须保证玻璃与之有至少12mm的距离，鉴于我公司的质量控制水平，建议将此距离保持在15mm以上。 对于外把手，由于玻璃在Y方向向外运动被呢嘈限制，因此玻璃与外把手的最小距离可控制在10mm以上，如果距离过小， 玻璃在下降的过程中，可能撞击到外把手的开启拉杆，导致车门打开，这种情况在车辆高速行驶的过程中是十分危险的。
?413建立运动模型?利用catia软件对升降系统的所有零部件进行装配并进入catia的digitalmockup中的dmukinematics模块?对系统建立约束使系统的自由度和为1首先将玻璃大面固定?升降系统的校核?将升降器的运动的轨迹线与玻璃大面固定在一起将系统中所有静止的零部件与玻璃大面固定在一起
玻璃与内外挡水的配合 目前我公司的挡水条，一般都采用PVC植绒制成，但PVC材料的弹性较橡胶材料差，因此对于挡水条与玻璃的压缩量， 控制在2mm左右；如果内外挡水使用弹性较好的EPDM材料，则压缩量可以加大，这样一方面可以吸收系统制造误差， 另一方面可以增加密封效果。为了吸收系统的误差，一般要求卡接内外挡水的内外钣金翻边的距离在35mm以上，以便在 出现误差的情况下，给挡水条的修改留足空间。 为了进一步降低内外挡水对玻璃的阻力，在挡水条唇边的底部，通常要增加一些细小的结构，减小唇边的张力。
升降系统是车门系统里最重要的部件之一，它几乎与车门上安装的所有的其它零部件都有或多或少的配合关系，因此升 降系统的布置显得尤为重要。 升降器结构形式的选择 升降器类型的选择，应该综合考虑车门钣金与门护板的状态，兼顾成本等因素。
对于一般的车型，如果玻璃的弧度较大、车内空间充足、且对升降器的噪音等级要求不是很高的话，可选用齿板式升降 器，如果玻璃弧度较小、车门空间紧张、对升降器噪音要求较高，则可选择绳轮式升降器。 对于无窗框式的车门，一般选用双导轨的升降器，以保持车门玻璃的稳定性。对于三门的车型，由于车门较大，玻璃沿Y 方向的偏转较大，因此可选用齿板式，或双导轨式升降器。 在选择升降器类型的同时，可结合供应商的供货情况选择升降器，使升降器内部的一些结构能够进行沿用，降低成本。
汽车玻璃升降器设计说明
汽车玻璃升降器目录第一章绪论21.1冲压加工的概述21.1.1 冲压的概念21.1.2 冲压加工与分类21.1.3 冲压与其模具技术发展21.2 冲压设备的选用与制造特点31.2.1 冲压设备的选用31.2.2 制造的特点和模具材料选用的原则31.3 模具CAD/CAE/CAM技术41.4 模具的发展与现状4第二章产品分析62.1汽车玻璃升降器的应用62.2 升降器外壳的说明6第三章设计方案分析83.1分析零件的冲压工艺性83.1.1零件的使用条件和技术要求83.1.2冲压工艺分析83.2确定冲压工艺方案103.2.1计算坯料尺寸103.2.2计算拉深次数123.2.3冲压工艺方案的确定14第四章工艺分析计算234.1 工艺计算234.1.1确定排样、裁板方案234.1.3计算各工序压力、选用压力机274.2冲压工艺过程30第五章模具设计325.1模具结构形式选择325.2 模具工作零件设计345.3 模具其他零件的选取和设计36第六章设计心得38 致39参考文献40第一章绪论1.1冲压加工的概述1.1.1 冲压的概念冷冲压是在室温条件下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需冲件的一种压力加工方法。
在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成冲件（或零件的一种特殊工艺装备，称为冷冲模。
合理的冲压成形工艺，先进的模具，高效的冲压设备是必不可少的三要素。
冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化与生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。
1.1.2 冲压加工与分类冲压加工因冲件的形状，尺寸和精度的不同，所采用的工序也不同，概括起来可以分为分离工序和成形工序。
汽车玻璃升降器技术条件
汽车玻璃升降器技术条件汽车玻璃升降器技术条件1范围本标准规定汽车电动玻璃升降器（以下简称升降器）的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。
本标准适用于标称电压为12 V 的汽车电动玻璃升降器（齿轮臂式、绳轮式）。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 2828 逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用于连续批的检查）GB 4208 外壳防护等级（IP代码）QC/T 413 汽车电气设备基本技术条件Q/B 04.032 车用电线束接插器Q/B 06.002 乘用车零部件防腐技术要求GB/T 10125 人造气氛腐蚀试验盐雾试验Q/B 04.001 车辆电器电子零部件EMC要求GB/T 21437.2 道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰第2部分：沿电源线的电瞬态传导3术语和定义本标准采用下列定义。
3.1电动玻璃升降器（以下简称升降器）是指由电机驱动，并通过传动机构将汽车车窗玻璃沿玻璃导向槽上升或下降，并能按要求停留在任意位置的装置。
3.2运行速度是指单位时间内汽车车窗玻璃的行程。
玻璃上升时为上升运行速度，玻璃下降时为下降运行速度。
3.3堵转力是指汽车车窗玻璃上升时，在运行的反方向施加力而使电机堵转，此时升降器对堵转物的作用力。
3.4接插器是指插头和插座安装在护套内的组合件。
4技术要求4.1升降器应符合本标准的要求，并按经规定程序批准的产品图样及技术文件制造。
4.2基本要求4.2.1 把升降器按图样规定的正确位置安装到汽车车门上,通电后应运动平稳，无震颤、异响等不正常现象，同时电机运行时不能与门钣金发生共振等。
4.2.2 升降器弹簧间及各摩擦部位均应涂以耐高、低温润滑脂。
油脂必须保证升降器在高温、低温、常温等情况运行时不影响升降器的性能。
4.2.3 当升降器单件放置于雨水中或者整车淋雨、洗车时，润滑脂不能被雨水冲走从而导致升降器性能在各个工作温度环境下下降而不满足性能要求。
毕业设计(论文)-羚羊汽车绳轮式电动玻璃升降器的总体设计(全套图纸)[管理资料]
![毕业设计(论文)-羚羊汽车绳轮式电动玻璃升降器的总体设计(全套图纸)[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/de1371e26edb6f1afe001f14.png)
本科毕业设计题目羚羊汽车绳轮式电动玻璃升降器的总体设计系别工程技术系专业机械设计制造及其自动化学生姓名学号指导教师职称高级工程师2011年4月25日羊汽车绳轮式电动玻璃升降器的总体设计摘要毕业设计的课题基本分为三大类，即工艺工装设计类、组合机床设计类和计算机课题类。
本课题所涉及的是第一类，设计任务为绳轮式汽车玻璃升降器的设计，有电机输出动力带动钢丝绳完成玻璃的上升和下降的工作循环。
车门玻璃升降器作为车门附件，其作用是保证车门玻璃平稳升降、门窗能随时并顺利地开启和关闭，并能使玻璃停留在任意位置，不随外力作用或汽车的颠簸而上下跳动。
因此要求玻璃升降器结构可靠、操纵轻便省力，并需有防止玻璃升降器倒转的制动装置。
随着汽车的不断改进和发展，玻璃升降器也由简单的丝杆式、单臂式逐渐发展为今天的电动式。
电动玻璃升降器结构简单可靠，操纵方便省力，被现代轿车普遍采用。
它可以在副仪表板上布置控制开关，也可以在各自的车门上单独设置开关，分别操作。
驾驶员可以在自己的位置上通过控制开关开闭任一车门玻璃，提高了轿车的舒适性和方便性。
本次设计主要包括升降器的基本分类和工作原理的介绍，主要针对绳轮式汽车玻璃升降器进行设计，包括电机、钢丝绳等主要部件的选择及系统运动的计算分析。
共完成图纸近6张，基本完成老师所交给的任务。
关键词：车窗；车门；升降器；绳轮。
AbstractGraduation subject is divided into three basic categories, namely technology and equipment and design, and machine tool design and computer classes subject category. Involved in this project is the first class, the design task for the ropes wheeled vehicle lifter design, with the motor output power driven rope up and down the glass to complete the work cycle.Door window regulator for door accessories, door glass, whose role is to ensure a smooth landing, doors and windows ready and open and close smoothly, and allows the glass to stay in any position, not with external force or the car bumps up and down beat. Therefore requested glass lifter reliable structure, manipulation of light and effort, and the need to prevent lifter reverse braking device. With the continuous improvement and development of the car, the glass elevator from simple screw type, single-arm the gradual development of today's electric. Electric window regulator simple, reliable, easy to manipulate effort, commonly used by modern cars. It can be arranged in the dashboard control switch, vice, can also be set separately on each door switch operation, respectively. The driver position in their own control switch through any door opening and closing of glass and improve the car's comfort and convenience.This design includes a hoist and working principle of the basic classification of the introduction, mainly for automotive glass elevator rope wheel design, including motors, wire rope and other major components of the selection and calculation of motion analysis system. Completed a total of nearly 12 drawings, the basic completion of the tasks assigned by teachers. Key words: window; doors; window lifter; rope round.目录1 引言 (1)课题来源及意义 (1)电动车窗历史及国内外发展现状 (1)2 绳轮式玻璃升降器设计的原理和内容 (3)车窗升降器的分类和基本工作原理 (3)本文主要研究内容 (4)3 羚羊汽车玻璃升降器的前期设计准备 (5)玻璃升降器要求 (5)玻璃升降器的组成 (5)玻璃升降器的功能要求 (6)绳轮式玻璃升降器的设计特点 (6)绳轮式玻璃升降器的布置 (7)4 设计计算说明书 (8)设计计算说明书 (8) (8) (8) (8) (9) (9) (10) (10) (10) (11) (12) (15)运动计算 (16)计算总结 (17)5 结论 (18)全文总结 (18)存在的问题和对未来的展望 (19)参考文献 (20)致谢 (21)1 引言课题来源及意义汽车门窗不但要保证驾驶员有足够的视角, 以安全驾驶和行车；同时为满足乘坐舒适的需要，玻璃的位置需要调整,因而玻璃调整的范围与操纵的灵活方便就成为重要的性能指标。
绳轮式轿车电动玻璃升降器机构及设计要点分析
收稿日期： 2013 07 01
《北京汽车》 2013.No.6
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1 基本构成
玻璃升降器总成一般由驱动部件、导轨部件和 固定玻璃的传动掣部件等构成。由于驱动部件的不 同，又可以分为手动和电动两大类。玻璃升降器的 基本工作原理为驱动部件带动卡滞的卷丝筒运动， 将传动转换成水平运动，通过钢丝软绳带动传动掣 沿导轨上下运动，传动掣连接玻璃，使其实现上下 运动的功能。 手动玻璃升降器总成的驱动部件一般采用摇 手柄带动卷丝筒运动，常温下其转动扭矩不大于 2.5 Nm； 电动玻璃升降器总成的驱动部件一般采用 双旋向的两极永磁直流电动机，具有蜗轮蜗杆减速 装置。电动机本身具有自锁功能，保证车窗玻璃在 额外受压时保持不下降（例如驾驶员俯身在玻璃上 时） ，结构的减速比通常为 50：1～72：1。电动机 的额定输出功率（额定负载 3 Nm）一般在 20～30
（c）第三块玻璃
图 6 A 大面分析
（d）第四块玻璃
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《北京汽车》 2013.No.6
・绳轮式轿车电动玻璃升降器机构及设计要点分析・
从图 7 可以看出，玻璃在 Y 向的最大偏差为 -0.714 mm，不能满足设计要求。
3 结束语
通过简述绳轮式玻璃升降器的结构及设计要 点，运用 CATIA 运动仿真，对主机厂的 A 面进行 设计，希望在设计初期配合主机厂减少一些设计 失误。
（c）第三块玻璃
图 4 A 大面分析 《北京汽车》 2013.No.6
（d）第四块玻璃
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・绳轮式轿车电动玻璃升降器机构及设计要点分析・
（a）上死点玻璃
（e）下死点玻璃
北 京 汽
（f）玻璃行程 （b）第二块玻璃
车
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=3120g4.1.5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。
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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：
前门电机扭矩：
（）
==⨯÷÷=
M Fr Nm
/60%(49.6251000)0.6 2.07
根据以上扭矩的计算，故采用西门子电机（如下图）
图11 西门子电机
电机齿轮齿数的确定：
西门子电机的电机齿轮齿数有32齿和8齿两种，由于8齿齿轮在装配啮合时需要时间较长，为了提高生产效率故采用32齿电机齿轮。
电机轮半径r=25mm。
电机参数：
扭矩M1=1.0Nm时，转速n1=60-90rpm,电流I≤5.5A，扭矩M2=3.5Nm时，转速
n2=45-70rpm,电流I≤10A，扭矩M k=8.0-13.0Nm时，堵转电流I k≤28A
表2 电机基本性能
模数 1.75
压力角20度
齿数（一周齿数）32
周节 4
变位系数+0.45
齿顶圆φ19.07mm
齿根圆Φ11.49mm
公法线长度8.484
最小受力扭矩50Nm
图12 西门子左右电机性能曲线
4.1.11基本参数
（1）玻璃质量： 3.12kg
（2）滑道摩擦阻力：G 2=3.92N/100mm （经验值） （4）行程：S=485mm
（5）机械部分机械效率：60% 4.1.12 运动计算
1.根据电机的扭矩特性，当电机承受3.74Nm 的扭矩时，电机转速为n = 78.3rpm 。
故玻璃上升时间为: 2485(225)78.3604up T S Лr n Лs =÷⨯=÷⨯⨯÷=
2.玻璃下降时间：
当玻璃下降时电机承受的扭矩为2.53Nm ，根据电机的扭矩特性，电机转速为n=61rpm 。
故玻璃下降时间为T up = S ÷2Лr ×n=485÷(2Л×25)×61÷60=3.1S
玻璃升降速度：
根据上述计算得： 上升平均速度：
/ 4854121.3/up up V S T mm s ==÷=
下降平均速度：
/485 3.1156.5/down down V S T mm s ==÷=。