汽车内饰件-扶手设计

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3.1. 旋转点布置
• 根据整椅排布位置，取扶手的竖直 方向的截面,初步建立扶手的断面轮 廓。 – 其中扶手上表面边界选用整椅的 STO面 – 下表面边界选择则需要考虑座椅 后背安装结构,需留出相应部件 间隙(靠背发泡层,靠背面套层,扶 手面套层,遮挡布厚度)。 – 上端边界需配合头枕设计，必须 避开头枕骨架及导套，注意检查 头枕移动的上下档位，确保在头 枕行程内都不会和扶手发生干涉。
扶手打开角度 100 107 111 110 110 110 110 103 113
扶手打开后与水平夹角 10 1 4 5 5 1 7 8 5
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3.2.1. 单转轴支架结构设计
• 各项目轴直径信息:
车型 S161 D162 L_car MODEL_Y Nissan_P32E NMC1 Rover_R75 B23 B21 扶手宽度 扶手长度 旋转轴直径 (mm) 限位轴直径(mm) 10 237 407 10 10 236 368 10 bolt,M 5带肩 197 358 8 12 244 339 12 10 263 411 8 10 226 365 8 bolt,M 6带肩 225 443 9 bolt,M 5带肩 141 340 8 bolt,M 6带肩 131 267 8
扶手结构截面
2. 发泡的设计
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收起状态 打开行程
打开状态
旋转轴
限位轴
支撑支架
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3. 结构设计
3.1.旋转点布置 3.2.支架设计 3.3.骨架结构 3.4.转轴部分
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3.1.转轴点
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3.1. 旋转点布置
User H point
• 先找到H点（两侧的H 点），画4条约束线
• 本案例中暂定扶手厚度的1/3， 即到背面的距离30mm。
扶手支架/安装点截面
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3.1. 旋转点布置
•
由于旋转点已经固定，所以旋转整个扶手轮廓，使扶手打开状态的上表面和水平面呈一定的 夹角。（该角度选择参考扶手TDM） 按舒适性要求，上图可以看出，上表面高度低于目标值，说明30mm选择得小了。
扶手长度
影响手臂舒适性区域
1. 位置和舒适性
扶手角度
影响手臂支撑效果
8°
扶手翻平角度固定，则扶手设计角度范围为0°～+8°
扶手翻平角度可调，则扶手角度调节范围为-10°～+10°
1. 位置和舒适性
扶手表面压陷量 （最小10mm）
影响手臂接触时的舒适程度
Trim Layer Plus Pad ( Lamination ) Layer Foam Pad Layer Hard Material Layer
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3.2.1. 单转轴支架结构设计
• 衬套两端为何设计卡口
扶手在打开与收起状态有锁紧力和操作力要求.
增加衬套后, 扶手的锁紧力和操作力由衬套提供.
衬套在两端增加卡 口提供扶手的锁紧 力和操作力
• 卡口设计注意点
限位轴
限位卡口
可具体根据OEM操作力要求 调节间距及强度
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3.2.1. 单转轴支架结构设计
1. 位置和舒适性
扶手的最小宽度值
影响手臂支撑面积
Min. Width
1. 位置和舒适性
扶手的最小宽度值
影响手臂支撑面积
Min.
Width
1. 位置和舒适性
扶手长度
影响手臂舒适性区域
H point Plane
Torso line
Thigh line H-Point
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1. 位置和舒适性
wk.baidu.com
Iz Iy
BH 3 bh 3 12 HB 3 hb 3 12
BH 3 bh 3 12 HB 3 hb 3 Iy 12 Iz
BH 3 bh 3 12 HB 3 hb 3 Iy 12 Iz
参数输入表
施载力 F (N) 445 骨架自由端到转轴的水平距离L 1 (mm) 50 7675.75 最小截面积截面高H (mm) 强度 σ(Mpa) 450 25 173.92
•提供丰富的车内娱乐系统控制单元
─ DVD控制、车内空调控制、音响/视频接口等 • 提供其他便利 ─ 交/直流电源输出接口、点烟器、DVD遥控器、车载电话等
4
5
面套
发泡
骨架
6
线束
镀铬条
杯托 储物盒
盖板总成 本体总成 控制总成
7
How to do it!
8
目
录
1.与舒适有关的要素 2.发泡的设计 3.结构部分 3.1.转轴点
E
A
B C
D
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CAE算得的操作力曲线图
四连杆改进前扶手操 作力变化曲线，此时, α=26 °，β=36.2 °.
四连杆改进后扶手操 作力变化曲线,比改 进前平顺许多.此时, α=19 °, β=26.5 °.
另一种改进方案,因安 装孔的限制而放弃， 此时, α=17.5 °, β=25.7 °.
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3.2.2. 四联杆支架结构设计
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四联杆机构运动特点：
• 能实现平面范围内上/下，前/后的物体平移 • 结构简单，容易制造 • 面结构，可以承受冲击力 •
惯性力不易平衡
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四联杆机构应用时容易出现的问题：
• 操作死点，自锁
• 操作力不平顺
CAE计算的操作力极值点
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Epsilon 扶手结构简图:
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3.1. 旋转点布置
•
退回到初始状态，重新选择 旋转点，选择40mm来寻找旋 转点。并把此旋转点固定。
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3.1. 旋转点布置
•
再次旋转整个扶手，使扶手打开状态的上表面和水平面呈一定的夹角。 从上图可以看出，上表面高出约束的区间。 故说明40mm选择偏大。
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3.1. 旋转点布置
• 说明正确的旋转点应该 在30mm和40mm之间寻 找。 取值35mm来寻找旋转点， 并把其固定住。
说明：垂向强度/刚度只对悬空的扶手 进行要求。
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3.3. 骨架结构
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3.3. 骨架结构
设计约束
侧向强度/刚度（Lateral Strength/Rigidity)：
从扶手的自由端向后（或从转轴向 前），客户指定距离的位置处，水平 向左/向右施加负载F’，测量扶手在 受力时，加载点的最大偏移量Δ A’； 撤掉负载F后，测量加载点的最大永久 变形量Δ B’。
3.2.支架设计 3.3.骨架设计
4.零部件设计
4.1.杯托设计
4.2.储物盒设计
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1. 位置和舒适性
95%的坐姿假人
1. 位置和舒适性
1 2 3
关节的最大活动范围及舒适调节范围
1. 位置和舒适性
肩部活动角度
1. 位置和舒适性
1. 位置和舒适性
扶手使用位置的高度
影响手臂的支撑状态
1. 位置和舒适性
• 推荐轴直径 Φ10mm
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3.2.1. 单转轴支架结构设计
•
轴材料选择
车型 旋转轴材料 限位轴材料 20MnTiB 20MnTiB 45# 45# bolt,M 5带肩 SWCH10A(类似10#) (Din 1651)9SMn28K 9SMn28K 20MnTiB 20MnTiB bolt,M 6带肩 20# bolt,M 5带肩 20# bolt,M 6带肩 20#
S161 D162 L_car MODEL_Y NMC1 Rover_R75 B23 B21
材料: 选用 拉伸强度 较好的合 金材料.
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3.2.1. 单转轴支架结构设计
• 旋转轴至限位轴距离
1.两轴间的支架宽度至少保证6~8mm(具体视支 架厚度与项目试验要求而定,满足冲压工艺宽 度不小于1.5t的要求）
靠背/扶手横截面
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3.1. 旋转点布置
• 在扶手位置的右下方暂定一个 旋转点，保证该点到扶手原始 状态的背面和底面的垂直距离 相等。（如图）并把该点固定 住。
说明：旋转点距离扶手上表面要适中，要考 虑钣金支架、塑料件在运动时和扶手面套 的干涉情况，同时确保发泡件的生产工艺 性 如果旋转点距座椅后背的距离比较小， 则旋转过程中，扶手下端容易和座椅发泡 处出现干涉。
•
现生产车型尺寸
8mm
旋转轴和止 动轴距离 车型 (mm) S161 19.5 D162 30 L_car 25 MODEL_Y 30.81 Nissan_P32E 25 NMC1 25 Rover_R75 39.6 GWM\BMPV\V250_FS_V08 35.735 B23 22.265 B21 20.108
扶手内侧到两侧H Point的Y向距离
影响手臂展开角度
1. 位置和舒适性
扶手内侧到两侧H Point的Y向距离
影响手臂展开角度
Minimum
1. 位置和舒适性
扶手内侧到两侧H Point的Y向距离
影响手臂展开角度
Maximum
1. 位置和舒适性
扶手的最小宽度值
影响手臂支撑面积
95%假人肘部截面
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3.1. 旋转点布置
• 旋转整个扶手，使扶手打开状态的上表面和水平面呈定角。 • 这次，扶手上表面基本达到要求。 • 旋转点的位置也基本地确定完成。
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3.2.1. 单转轴支架结构设计
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3.2.1. 单转轴支架结构设计
• 单转轴扶手图示
收起状态 打开行程
打开状态
旋转轴
限位轴
支撑支架
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3.2.1. 单转轴支架结构设计
• 单转轴容易产生异响问题:
行车过程中, 扶手处于打开或收起状态， 有因为震动而产生异响的潜在风险（NVH/BSR）.
设计约束：必须满足JCI NVH 测试标准
JCI-NVH0200-REV0198: 1. 测试标准 A: B: 被测座椅系统需具有代表性. 六向液压震动台和柔性随机测试Ⅰ(Flex test Ⅰ ) 为数码自动控制系统,或者单向震动台必须具有 MTS497 液压控制器或独立信号控制系统. c: 所有设备必须具有以0.75G 点对点加速从5Hz至 30Hz.
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3.2.1. 单转轴支架结构设计
• 异响、震动产生原因分析 • 震动产生原因 扶手旋转轴与限位轴为运动件, 为保证运动时不 产生刮擦, 需要与金属支撑支架有一定间隙. 同时考 虑到制造公差, 单边间距至少1mm. 所以在行驶过程 中势必产生震动。 间隙
•
解决方法
增加塑料衬套,对轴抱紧 : • 在扶手打开与收起的运动过程中: 衬套与轴单边 间距0.2~0.3mm • 在扶手打开位置与收起位置: 衬套与轴单边间距 为零,或者0.2mm之内干涉.
测试过程中, 测试从20Hz加速到16KHz, 声音等级在测试台中心200mm范围内,不能超过60分贝.
2. 测试方法 A: 座椅置于合适的路况条件下测试;
B: 依照JCI 动态震动&异响标准, 评估座椅异声30秒以上. C: 如果存在的噪音,异响或卡嗒声呈垂向正弦曲线, 施加0.75G点对点垂向正弦曲线,以0.10Hz/每秒的速 率从5Hz加速到30Hz. D: E: 如果不存在噪音,异响或卡嗒声, 进入以下E步骤. 如D成立, 重复A步骤; 1). 乘客座空载和负载情况下都必须测试; 2). 驾驶座必须在负载下测试.
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3.3. 骨架结构
常见的骨架形式
全塑料
塑料+金属
金属型材 金属型材 钣金成型
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3.3. 骨架结构
骨架截面
标准骨架平台
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3.3. 骨架结构
结合标准骨架平台，根据OEM的具体标准，从下表 选择合适的材料
扶手骨架材料选择参考推荐
骨架受力示意图
截面轮廓
常见截面惯性矩
惯性矩 (R 4 r 4 ) Iy 8 B3 ( H R ) b 3 ( h r ) 12 截面轮廓 惯性矩
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3.3.骨架结构
57
F
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非悬空式扶手 由于有座垫承载，所以不需要考核垂向强度/刚度
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3.3. 骨架结构
设计约束
垂向强度/刚度（Vertical Strength/Rigidity)：
从扶手的自由端向后（或从转轴向 前），客户指定距离的位置处，垂直 向下施加负载F，测量扶手在受力时， 加载点的最大偏移量Δ A；撤掉负载F 后，测量加载点的最大永久变形量Δ B。
扶手设计基础
基本功能 •支撑乘客手臂 ─ 基本功能要求 •保持手臂处于舒适的放松状态 ─ 行驶过程中的舒适性 • 提供多种小物件储存功能
─ 常用小物品：饮料杯、CD、眼镜、钢笔等
• 提供座椅电动功能的控制单元 ─ 电动腰托、电动头枕、自动按摩、座椅滑移功能、电动腿托、加热/通风、前排乘客 座座椅位置调节功能等
• 为什么采用单转轴结构?
扶手完全打开后,扶手前 后舒适性区域满足要求
H点
• •
即定旋转轴能够满足舒适性要求 优势 •采用单转轴结构成本较低,结构简单直观. •装配方便，快捷
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3.2.1. 单转轴支架结构设计
• 限位槽的位置
目前车型的参数
车型 S161 D162 L_car MODEL_Y Nissan_P32E NMC1 Rover_R75 B23 B21 后靠背角度 110 108 115 115 115 111 117 111 118