车门玻璃升降器的设计及运动仿真
汽车玻璃升降器外壳零件的冲压工艺及模具设计
图2-3 第二次拉深形状
X
1.1 工艺方案的分析
3.第三次拉深
第
14 页
拉深直径
d 3 m 3d 2 23.8mm
凹模圆角半径 : 取
rd 3 0.6rd 2 1.8mm
rd 3 1.5mm ,
凸模圆角半径 r p 3 0.8rd 3 1.2mm , 取
r p 3 1mm
(65 2 112 )
100 % 67.2%
若纵排，则裁板条数
n1 L 900 13.04 B 69
取整
n1 13
n 2 (1800 1.5) / 66.5 27.04
每条板零件数 取整
n2 27
X
1.3 确定排样方案
每板零件个数
第
29 页
n 总 n 1n 2 351
第
16 页
X
1.2 工艺方案的确定
方案一：落料与首次拉深复合（图2-6a），其余按基 本序，其冲压流程如图（2-5）。
第
17 页
图（2-5） 方案一冲压流程
X
1.2 工艺方案的确定
第
18 页
(a)落料与首次拉深
(b)第二次拉深
X
1.2 工艺方案的确定
第
19 页
(c)第三次拉深
(d)冲底孔
X
1.2 工艺方案的确定
第
20 页
(e)翻边
(f)冲小孔
X
1.2 工艺方案的确定
第
21 页
(g)切边
X
1.2 工艺方案的确定
方案二：落料与首次拉深复合，冲φ11mm和翻边复合 （图2-8a），冲三个小孔与切边复合（图2-8b），其 余按基本工序,其冲压流程图如图（2-7）。
车门玻璃机构运动分析流程
基于性能的优化设计
基于性能的优化设计主要是以产品性能指标为优化目标，通 过不断优化设计方案，提高产品性能，以满足市场需求。
在车门玻璃机构运动分析中，基于性能的优化设计主要关注 玻璃升降速度、平稳性、噪音等方面，以提高用户体验。
基于形状的优化设计
基于形状的优化设计主要是通过对产品形状进行不断优化 ，以达到提高产品性能、降低制造成本等目标。
2023
车门玻璃机构运动分析流 程
目 录
• 引言 • 机构运动分析 • 有限元分析 • 多体动力学分析 • 优化设计 • 工程应用实例
01
引言
目的和背景
• 车门玻璃机构运动分析是汽车设计和开发过程中的重要环节 之一，主要目的是确保车门玻璃机构的稳定性和可靠性，并 优化其运动性能，从而提高整车的品质和安全性。
工程应用实例二：车门玻璃有限元分析
分析目的
01
通过有限元分析，研究车门玻璃在各种工况下的应力、应变和
振动特性，为结构优化提供依据。
分析方法
02
采用有限元软件对车门玻璃进行建模、边界条件施加和载荷加
载，进行静态和动态分析。
分析结果
03
获得车门玻璃的应力、应变和振动特性，识别出危险工况和薄
弱部位，为结构优化提供依据。
运动特性是指机构在运动过程中表现出的几何、动力学和静力学等方面的特性。
运动特性分析内容
1）分析机构的几何特性，如位移、速度和加速度等；2）分析机构的动力学特性 ，如作用力、反作用力和惯性等；3）分析机构的静力学特性，如负载、摩擦和 稳定性等。
运动仿真分析
运动仿真定义
运动仿真是指通过计算机技术实现对机构 运动的模拟和分析，从而直观地了解机构 的运动规律和性能。
车门玻璃机构运动分析流程
单拉索式玻璃升降器玻璃机构运动分析
Step 6 对该运动机构生成动画
1. 点击Compile Simulation工具条按钮
，出现如右图所示对话框，选择要生成动画文件
的名称及存放路径。点击OK按钮生成动画。
Confidential
Confidential
总的流程
车门玻璃机构运动分析流程
导入待分析的机构，及相关零件
分析和简化机构
建立机构
定义Commands
Confidential
定义运动副
车门玻璃机构运动分析流程
机构运动定义结果分析
Confidential
编译生成动画
车门玻璃机构运动分析流程
常用玻璃升降器运动仿真实例：
7. 定义驱动副的运动范围：双击点线 运动副，输入设定的运动范围
Confidential
单拉索式玻璃升降器玻璃机构运动分析
Step 4 运动分析定义
1. 向Product文档添加相关部件的Part文档，并分 别将其与对应的简化Part文档建立固定运动副。
2. 定义玻璃与导槽、车门内外板之间的干涉检查
2. 将干涉检查状态设定为On,即当在运动过程 中检测到干涉现象时，显示为红色。
3. 调节运动步长到合适数值（例如：0.04)， 进行运动校核。
Confidential
X型玻璃升降器玻璃机构运动分析
Step 6 对该运动机构生成动画
1. 点击Compile Simulation工具条按钮，出现如右图所示对话框，选择要生成动画文件的名称 及存放路径。点击OK按钮生成动画。
1. 进入CATIA 2. 导入有关的数据文件 3. 对数据进行简化。
车门玻璃升降器的设计及运动仿真
毕业设计（论文）
题目：车门玻璃升降器的设计及运动仿真
系专业
学号：
学生姓名：
指导教师：（职称：教授）
（职称：）
201年月日
摘
车门玻璃升降系统是汽车车门系统重要组成部分之一，其质量的好坏将直接影响到整个车门系统乃至整车的安全性。该系统主要功能是保证车门玻璃平稳升降、能随意停位，同时具备良好的密封性。本文讨论了在汽车车门设计中于玻璃升降器的布置有关的零件设计，同时对叉臂升降器的布局设计及仿真实现进行了分析和介绍。玻璃升降器在车门系统中的车门附件。玻璃升降是实现轿车车门玻璃升降运动的车门附件。通过玻璃升降器带动玻璃托架作上下运动，从而使得车门玻璃框的导槽或导轨作升降运动。目前常用的玻璃升降器主要有叉臂式传动和绳轮式传动两种常见结构型式。后者能够适应玻璃在大曲率的弧形升降面上移动。此外有手操纵式卒电动两种操纵方式。车门设计和布局中．正确选择和布置玻璃升降器是保证玻璃升降操纵轻便、工作可靠的关键。
Keyword：Lifters；Car door systems；Simulation
关键词：玻璃升降器；汽车车Leabharlann 系统；仿真Abstract
Door window lift systems car door system is an important part of its quality will directly affect the entire door system and even the safety of the vehicle. The main function of the system is to ensure the smooth lifting of the door glass, random stop bit, and have a good seal. This article discusses the car door design relating to the arrangement of the glass lifter part design, layout design and simulation of the fork arm lifter to achieve the analysis and presentation. Lifters door accessories door system. Glass lift down movement of the car door glass door accessories. Lifters driven glass bay for up and down movement, so that the guide groove or rail door bezel for the lifting movement. The most commonly used glass lifter wishbone drive sheave drive two common structure type. The latter being able to adapt to lift the glass in a large curvature of the arcuate surface of the mobile. In addition, a hand operated pawn electric two manipulation way. Door design and layout. Proper selection and arrangement of glass lifter is the key to ensure that the glass lift manipulation of light, reliable
车门玻璃运动优化及仿真分析
车门玻璃运动优化及仿真分析高大威;肖丹;黄星星【摘要】Based on the theory of drum surface fitting the dual-curvature glass,a optimization method of dual-curvature glass parameter model was proposed.Gradient arithmetic was used to create the best drum axis and the drum surface which was closest to the a surfaces.The movement of the dual-curvature glass was imitated.The error after the optimization was below 0.5mm,which shows that the optimizing method can meet the needs of the design precision of dual-curvature glass.Facing complex motion trail of dual-curvature glass,conventional 2D model can not satisfy movement analysis under spatial constraint.The window sealing model was constructed by using non-linear spring for modelling nonlinear constraint.Friction was extracted from the simulation result,which provides a reference for subsequent optimization design.%基于鼓形面拟合双曲率车门玻璃的原理,提出了基于双曲率玻璃参数化模型的优化方法;结合梯度算法优化得出最佳的鼓轴位置以及最优的鼓形面,并模拟出鼓形双曲率玻璃在导轨中的运动,优化后玻璃的拟合及运动误差都控制在0.5mm以内,满足工程设计要求.针对鼓形双曲率玻璃的复杂运动轨迹,传统的二维摩擦作用建模已经无法满足空间约束下的运动阻力分析;利用非线性弹簧模拟车窗密封系统非线性夹持约束,建立车窗密封系统仿真模型,提取升降摩擦力,为后续优化设计提供参考.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】5页(P7-10,13)【关键词】鼓形面;双曲率玻璃;优化设计;非线性弹簧;车窗密封;摩擦力【作者】高大威;肖丹;黄星星【作者单位】上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海理工大学机械工程学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TH16;U463.9在汽车车身工程中，车门玻璃的型面设计一直是一个难点。
汽车玻璃升降器设计研究
汽车玻璃升降器设计研究想象一下，清晨阳光透过玻璃窗柔和地洒在脸上，迎着微风，驾车驶向未知的美好。
这一刻，大家是否想过大家与汽车玻璃间的高度差是如何形成的？而这一切，都离不开汽车玻璃升降器这一关键设计。
汽车玻璃升降器设计的发展历程可谓波澜壮阔。
自20世纪初以来，随着汽车工业的飞速发展，玻璃升降器逐渐成为汽车的标配部件。
从早期的手动摇臂式升降器到如今的电动伺服式升降器，升降器的进步见证了汽车设计的不断完善。
当我们深入研究汽车玻璃升降器设计时，不禁要问：为什么这项研究如此重要？优秀的升降器设计可以提高汽车的NVH（噪声、振动和声振粗糙度）性能，为驾乘者提供更加舒适的驾驶环境。
高效的升降器有助于提高汽车的被动安全性，在发生碰撞时，能够更好地保护乘员。
随着智能化和电动化趋势的发展，升降器的设计与整车智能化程度息息相关，甚至关乎到自动驾驶技术的实现。
为了追求更优的升降器设计，研究者们采用了各种手段。
其中，最常用的方法是对现实中的使用场景进行模拟分析，以数据为导向，优化设计方案。
有限元分析、仿真测试等科研工具也成为了研究者们的得力助手。
那么，这项研究为我们带来了哪些成果呢？经过一系列深入研究，我们发现，优秀的汽车玻璃升降器设计应具备以下特点：一是运行平稳、噪音低，提供如丝般顺滑的操控感；二是占用空间小，为车内乘员提供更宽敞的空间；三是安全性高，能够在紧急情况下迅速升起玻璃，以利于乘员逃生；四是智能化程度高，以适应未来汽车发展的需求。
总结来说，汽车玻璃升降器设计的研究成果不仅关乎到汽车的基本使用功能，更关系到驾驶者的乘坐体验与安全。
这些研究成果不仅为当前汽车升降器设计提供了理论支持，也为未来汽车设计的创新与发展指明了方向。
在未来，汽车玻璃升降器设计的研究将更加深入且广泛。
我们期待着研究者们能够借助更先进的技术手段和设计理念，为汽车玻璃升降器设计带来更多的突破。
也希望汽车厂商和相关行业能够在实践中不断应用和改进这些研究成果，努力为消费者提供更加完美、舒适的驾驶体验。
车门玻璃升降器的设计及运动仿真
车门玻璃升降器的设计及运动仿真车门玻璃升降系统是汽车车门系统重要组成部分之一，其质量的好坏将直接影响到整个车门系统乃至整车的安全性。
该系统主要功能是保证车门玻璃平稳升降、能随意停位，同时具备良好的密封性。
本文讨论了在汽车车门设计中于玻璃升降器的布置有关的零件设计，同时对叉臂升降器的布局设计及仿真实现进行了分析和介绍。
玻璃升降器在车门系统中的车门附件。
玻璃升降是实现轿车车门玻璃升降运动的车门附件。
通过玻璃升降器带动玻璃托架作上下运动，从而使得车门玻璃框的导槽或导轨作升降运动。
目前常用的玻璃升降器主要有叉臂式传动和绳轮式传动两种常见结构型式。
后者能够适应玻璃在大曲率的弧形升降面上移动。
此外有手操纵式卒电动两种操纵方式。
车门设计和布局中．正确选择和布置玻璃升降器是保证玻璃升降操纵轻便、工作可靠的关键。
玻璃升降器升降运动来实现汽车车门玻璃门附件。
玻璃电梯玻璃托架的上下运动的驱动下沿着导向槽或导轨作升降运动，使门玻璃门窗框。
升降台目前主要采用横臂式四轮驱动传动和绳索两种常见的结构类型。
后者可以适应在一个大的弧形表面的曲率的玻璃向下移动。
另外，有手动和电动两种操作模式。
门的设计和布局。
玻璃升降器的正确选择和安排，是为了确保玻璃升降操纵轻便，可靠的键。
作为运动部件的门系统，只是身体外面的电路板空间和布局相关的电梯，并且在门轨道的两侧，外玻璃含水，密封件具有一定的相关性。
系统，尤其是外门和玻璃门的形状初步确认后，需要和玻璃电梯门系统的布局和分析相关的组件。
因为如果空间布局升降台的不适宜在实际过程中，经常会遇到追赶玻璃升降，抖动，帧关车门导轨等。
往往也意味着运动不顺畅，在整个运行过程中的某一行或静态或动态的机械条件状况不佳的位置。
反映在现实中出现的型式试验（寿命测试）失败或部分失败，在使用过程中，如叉车的手臂长臂，短臂的磨损，滑轮葫芦钢丝绳断裂。
要解决这些问题外可能存在的门板需要附件布局和结构设计的升降台，充分考虑其布局是合理的，应采用计算机辅助分析。
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。
车门玻璃升降系统设计
车门玻璃升降系统设计方法浅析宋小宁安徽江淮汽车股份有限公司技术中心车身设计部[摘要]车门玻璃升降系统是汽车车门系统重要组成部分之一，其质量的好坏将直接影响到整个车门系统乃至整车的安全性。
该系统主要功能是保证车门玻璃平稳升降、能随意停位，同时具备良好的密封性。
本文主要介绍了现代汽车车门玻璃升降系统的分类及其组成部分，并结合工作中的实际案例详细阐述了该系统的设计要点和运动校核方法。
【关键词】车门玻璃升降系统，密封性，运动校核Design Approach Analysis of V ehicle Door Glass Lifter SystemSong XiaoningAnhui Jianghuai Automobile Co., Ltd R&D centerAbstract: Door glass lifter is one of the important components in vehicle door system. Its quality has a great effect on the safety of door system and whole vehicle. The main function of door glass lifter system is making the glass up and down smoothly, can stopping the glass everywhere and having a good sealability. This article discusses the vehicle door glass lifter system classification and constituents. By exact examples this article also expounds the essential points and correction methods of motion of the system. Key words: Vehicle door glass lifter system ，sealability ，correction methods of motion 1引言车门玻璃升降系统是整车开闭件的重要组成部分，对开闭件系统乃至整车的质量起着重要的作用。
车门玻璃升降系统设计方法浅析
车门玻璃升降系统设计方法浅析宋小宁安徽江淮汽车股份有限公司技术中心车身设计部 【摘要】 车门玻璃升降系统是汽车车门系统重要组成部分之一,其质量的好坏将直接影响到整个车门系统乃至整车的安全性㊂该系统主要功能是保证车门玻璃平稳升降㊁能随意停位,同时具备良好的密封性㊂本文主要介绍了现代汽车车门玻璃升降系统的分类及其组成部分,并结合工作中的实际案例详细阐述了该系统的设计要点和运动校核方法㊂ 【关键词】 车门玻璃升降系统 密封性 运动校核Design Approach Analysis of Vehicle Door Glass Lifter SystemSong XiaoningAnhui Jianghuai Automobile Co.,Ltd R&D center Abstract:Door glass lifter is one of the important components in vehicle door system.Its quality has a great effect on the safety of door system and the whole vehicle.The main function of door glass lifter system is making the glass up and down smoothly,stopping the glass everywhere and having a good sealability.This article discusses the vehicle door glass lifter system classification and constituents. By exact examples this article also expounds the essential points and correction methods of motion of the system. Key words:vehicle door glass lifter system sealability correction methods of motion引 言 车门玻璃升降系统是整车开闭件的重要组成部分,对开闭件系统乃至整车的质量起着重要的作用㊂玻璃升降系统一旦失效,就会给行车安全带来隐患,影响整车品质㊂由此可见其安全性㊁可靠性在整车中显得至关重要㊂所以该系统的设计必须要保证车门玻璃的平稳升降,同时要具备良好的密封性㊂本文重点介绍该系统的设计要点及如何借助计算机软件有效进行设计阶段的校核分析㊂1 车门玻璃升降系统的组成 汽车车门玻璃升降系统主要包括车门玻璃㊁玻璃槽㊁内外劈水条㊁玻璃导轨㊁玻璃升降器总成㊂如图1所示㊂图1 玻璃升降系统组成1 车门玻璃2 玻璃槽3 内外劈水条4 玻璃导轨5 玻璃升降器总成 玻璃导轨和窗框共同组成玻璃导向与保护机构㊂导轨内与玻璃接触的部位装有玻璃呢槽,玻璃呢槽主要起到导向㊁密封功能,在行车和关闭车门时吸收玻璃的振动,同时玻璃呢槽还能起到美化㊁减小玻璃与车门外板的高度差㊁降低空气阻力的作用㊂玻璃升降器主要是支承和保护玻璃,使玻璃升降能随意停位㊂2 车门玻璃升降系统的分类 玻璃升降器是玻璃升降系统的主要组成部分,按照玻璃升降器的结构形式,该系统主要分为臂式传动和绳轮式传动(或尼龙带传动)两种结构形式㊂按照驱动形式分为电动㊁手动两种形式㊂电动钢丝绳式传动路线为:电动机→减速器→钢丝绳卷筒→钢丝绳→玻璃托架→玻璃升降运动㊂电动臂式传动路线为:电动机→蜗杆→涡轮→小齿轮→扇形齿轮→升降臂→玻璃安装槽板→玻璃升降运动㊂手动相对于电动,主要是以手摇柄代替电机来驱动玻璃升降㊂如图2㊁图3所示㊂图2 绳轮式升降器(电动)1 绳轮2 电动机及减速器3 卷筒4 玻璃托架图3 臂式升降器(电动)1 玻璃安装槽板2 扇形齿轮3 电动机4 蜗杆㊁涡轮㊁小齿轮5 升降臂3 车门玻璃升降系统的设计要点 车门玻璃升降系统必须要保证车门玻璃升降平稳,并且当停止转动手摇柄或操作按钮时,玻璃能随意停位,不因汽车的颠簸而上下跳动;锁止车门后,能防止人用外力非法将玻璃降下而进入车内;玻璃与玻璃呢槽之间要具备良好的密封性㊂为了实现以上功能,设计中系统各零部件之间的尺寸匹配是非常重要的㊂3.1 车门玻璃㊁玻璃导轨㊁玻璃呢槽㊁内外劈水条设计要点 车门玻璃㊁玻璃导轨㊁玻璃呢槽之间的尺寸匹配在车门玻璃升降系统中是至关重要的,其匹配的合理性将直接影响到车门玻璃的升降阻力及密封性能㊂3.1.1 车门玻璃设计要求 车门玻璃普遍采用安全钢化玻璃,厚度多为3.2mm㊁3.5mm㊂随着人们审美观的不断提高,对整车造型要求也越来越高,为了与整车造型风格相匹配,车门玻璃由以往的单曲率渐变为双曲率㊂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1500mm,避免因工艺难度太大而导致的制造成本增加㊁产品合格率降低㊂3.1.2 玻璃导轨设计要求 玻璃导轨多为滚压件,主要包括本体与安装支架两部分,如图4所示㊂设计一定要确保安装支架的强度,现多采用1.5~2mm 料厚的支架㊂支架结构必须具备加强筋㊁翻边等特征以确保其强度㊂图5所示是某款轿车导轨安装支架设计优化后有效地解决了玻璃运动过程中抖动问题的案例㊂通过增加安装支架翻边㊁增加料厚的方法进行了设计优化,提高了导轨强度㊂避免了因导轨强度较弱而产生的玻璃运动平稳性差的问题㊂3.1.3 玻璃呢槽设计要求 车门玻璃的两侧和上部都靠玻璃呢槽进行密封,呢槽材料为三元乙丙橡胶(EPDM),通常硬度为70~80A㊂呢槽装配在玻璃导轨内,能起到缓冲和弥补玻璃导轨制造偏差的作用㊂为了减小玻璃升降时的摩擦阻力,呢槽唇形部位与玻璃面接触部分需进行表面处理,一般有两种方法:静电植绒㊁聚氨酯喷涂㊂静电植绒厚度一般为0.5~0.8mm,聚氨酯喷涂厚度一般为0.015~0.02mm㊂静电植绒及聚氨酯喷涂的质量将直接影响到玻璃升降的阻力,所以在设计中对其耐磨性一定要严格要求㊂如表1所示㊂图4 玻璃导轨构成1 本体 2安装支架图5 导轨支架优化方案示意表1 表面处理耐磨性要求项 目试验条件指 标要 求聚氨酯喷涂干磨 1)磨耗压力为4.9N 2)将试样放置在室温(20±2)℃㊁相对湿度(65±5)%的环境中12h后磨损 3)速度60~65次/min≥10000次磨耗后不允许露出基体湿磨 1)磨耗压力为4.9N 2)将被测样条放置在室温(20±2)℃㊁相对湿度(65±5)%的环境中12h后,截取试样于(20±2)℃的水中再浸泡1h后取出,在湿润状态下磨损,并保持湿润,适时向试样上滴水 3)速度60~65次/min≥10000次磨耗后不允许露出基体静电植绒干磨 1)磨耗压力为4.9N 2)将试样放置在室温(20±2)℃㊁相对湿度(65±5)%的环境中12h后磨损 3)速度60~65次/min≥10000次无明显毛束脱落,无裸露部位湿磨 1)磨耗压力为4.9N 2)将被测样条放置在室温(20±2)℃㊁相对湿度(65±5)%的环境中12h后,截取试样于(20±2)℃的水中再浸泡1h后取出,在湿润状态下磨损,并保持湿润,适时向试样上滴水 3)速度60~65次/min≥10000次无明显毛束脱落,无裸露部位 注:磨耗往复一次计为一次㊂3.1.4 内外劈水条设计要求 劈水条主要是防止灰尘㊁雨水进入车内,同时还有隔音㊁减少脏物挂在车门玻璃上的作用㊂劈水条一般多为软质聚氯乙烯(PVC)和钢带挤出成型,与玻璃摩擦的表面需进行表面植绒以降低玻璃升降阻力㊂植绒耐磨性同时要满足表1的要求㊂3.2 系统各零部件之间的尺寸匹配要求 玻璃升降系统各附件之间的尺寸匹配将直接影响到玻璃升降的平稳性㊁可靠性㊂是车门玻璃升降系统设计的关键㊂因车门玻璃大多数是靠自重成型的,根据该工艺特点,玻璃制造精度不是很高,国内目前玻璃轮廓尺寸公差一般能达到表2的要求㊂同时考虑到玻璃导轨㊁呢槽的制造偏差,设计时要重点关注系统各零部件间的尺寸匹配㊂表3是对不同车型参数进行总结归纳而形成的设计参考值㊂只有系统合理的尺寸匹配,才能设计出既满足玻璃升降阻力,又能满足密封性能要求的车门玻璃升降系统㊂尽管不同车型,玻璃槽㊁劈水条断面形式会各有差异,但其压缩量基本在表3所示范围之内㊂表3中各参数定义如图6所示㊂ 玻璃槽㊁内外劈水条㊁玻璃之间合理的尺寸匹配,是表2 玻璃轮廓尺寸公差项 目基准轮廓边一般轮廓边公差/mm±0.75±1表3 系统匹配尺寸设计参考值序 号设计要点设计参考数值备 注1呢槽与玻璃根部间隙a/mm2~2.52呢槽与玻璃压缩量b/mm1.2~2.2 3玻璃在呢槽中插入量c/mm4~6 4劈水条与玻璃压缩量d/mm1.2~2.2 5玻璃与玻璃导轨弧度相匹配 确保车门玻璃密封性能,避免玻璃升降阻力过大图6 匹配尺寸定义1 玻璃导轨2 车门玻璃3 玻璃呢槽4 门内饰板5 外劈水条6 内劈水条为了确保车门玻璃具有良好的密封性㊁合适的玻璃升降阻力㊂升降器导轨与玻璃㊁玻璃导轨弧度的匹配是确保升降系统正常升降的关键㊂实车中出现的玻璃升降卡滞等问题大多是系统弧度不匹配所导致的㊂系统弧度匹配通常的设计思路是,根据整车造型设计玻璃大面→基于玻璃大面的弧度来设计玻璃导轨弧度→玻璃沿导轨运动,并通过计算机软件跟踪其轨迹,形成玻璃升降器的运动轨迹线,通过升降器的运动轨迹线构造出升降器导轨㊂特别注意,车门前后两根导轨要是平行关系㊂3.3 车门玻璃升降系统设计校核 玻璃升降系统是整车开闭件重要组成部分之一,其位置布置及运动状态比较复杂,设计完成后必须进行相关的设计校核㊂3.3.1 总布置校核 主要包括装配工艺可行性分析,以及玻璃升降操作按钮是否满足人机工程等㊂车门内外板之间的空间一般是有限的,特别是一些微型车,玻璃升降器等附件的装配空间往往比较紧凑㊂设计阶段一定要进行装配模拟分析,或者通过制作手工件等方法进行装配可行性验证㊂以降低整车研发试制的风险,确保装配的可操作性㊁方便性㊂3.3.2 空间校核 车门系统属于整车开闭系统,其附件工况比较复杂,设计中必须进行运动空间的校核㊂在车门锁体㊁车门限位器㊁车门玻璃处于不同状态下时分别进行安全间隙的校核㊂通常情况下,这些运动件之间的最小间隙要≥15mm㊂3.3.3 玻璃运动分析校核 在产品设计中,可以借助计算机软件对运动物体轨迹进行分析,可以初步判断设计的运动机构是否满足要求,有时还可以判断干涉问题㊂下面以某款汽车前门玻璃升降系统为例,具体介绍如何使用计算机软件(CATIA)进行玻璃升降系统的运动分析,如图7所示㊂ 步骤1:进行玻璃㊁玻璃导轨的装配设计; 步骤2:求解玻璃大面与玻璃导轨的相交线L; 步骤3:在交线L上取2点,在玻璃大面上取1点; 步骤4:通过CATIA软件中的点⁃曲线铰㊁点⁃面铰进行运动分析; 步骤5:检查不同运动状态下的玻璃面与原始玻璃大造型面的偏差,对于单曲率玻璃,偏差值应为0,对于双曲率玻璃,偏差值应≤1mm㊂图7 运动校核分析4 结束语 车门玻璃升降系统是车门系统中运动件的重要组成部分,其设计过程比较复杂,需系统考虑各相关部件之间的匹配㊂本文结合实际工作中的案例,梳理了设计过程中的要点,并借助于计算机软件进行了运动校核,经实车验证取得了预期的效果㊂参考文献[1] ‘汽车工程手册“编辑委员会.汽车工程手册设计篇[M].人民交通出版社,2001.。
汽车叉臂式玻璃升降器结构分析与仿真
软件中进行网格划分，网格细 化水 平 为 ６，单 元 类 型 为四面体结构。分析时需给大臂施加绕轴旋转的转 矩，故 增 加 单 元 绕 轴 旋 转 的 自 由 度 ＲＯＴＹ，并 在 销 轴中心建立节 点 以 便 后 续 施 加 载 荷。 大、小 臂 之 间 的 转 轴 孔 、滚 轮 安 装 孔 和 折 弯 处 网 格 划 分 较 细 ，其 余 部 分 划 分 均 匀 （见 图 ６）。
（３）
烆 犅犆ｃｏｓβ－犉６狔 ×犆犇ｓｉｎβ＝０ 根 据 图 ４，对 大 臂 进 行 受 力 分 析 ，得 ：
烄犉４狓 ＋犉′犆狓 －犉犈狓 ＝０
犉４狔 －犉′犆狔 －犉犈狔 ＝０ 烅犕１－犉′犆狓 ×犆犈ｃｏｓα－犉′犆狔 ×犆犈ｓｉｎα－
（４）
烆 犉４狓 ×犃犈ｃｏｓα＋犉４狔 ×犃犈ｓｉｎα＝０
关 键 词 ：汽 车 ；叉 臂 式 玻 璃 升 降 器 ；结 构 分 析 ；受 力 分 析 ；Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ 仿 真 中 图 分 类 号 ：Ｕ４６３．８５ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１６７１－２６６８（２０１８）０１－００１６－０４
随着汽车工业 的 快 速 发 展，人 们 对 汽 车 的 各 种 功能有了更高的要 求，特 别 是 在 安 全 性 和 舒 适 性 方 面。车门玻璃升降器作为车门附件系统的重要组成 部 分 ，是 专 门 调 节 车 门 玻 璃 的 功 能 部 件 ，在 提 升 汽 车 安全性和舒适性方面起着重要作用。目前中国车身 系统的设计仍主要 依 赖 于 工 程 师 的 个 人 经 验，没 有 形 成 完 善 的 开 发 流 程 ，造 成 开 发 周 期 长 、产 品 质 量 不 能 保 证 ，严 重 制 约 了 企 业 的 发 展 。 为 此 ，国 内 各 大 汽 车制造厂越来越注 重 产 品 质 量 的 要 求，这 也 给 零 部 件供应商造成了 很 大 压 力。 叉 臂 式 玻 璃 升 降 器 （以 下 简 称 玻 璃 升 降 器 ）由 于 支 撑 区 域 大 、平 稳 性 好 等 优 点 ，已 得 到 越 来 越 多 消 费 者 的 认 可 ，但 也 是 汽 车 使 用 中使用次数较频 繁、故 障 率 较 高 的 部 件 之 一。 某 新 款 商 用 车 设 计 中 ，车 身 结 构 尺 寸 作 了 修 改 ，需 对 玻 璃 升降器重新进行设计验证。
汽车玻璃升降器设计及运动校核规范
P11 前门玻璃升
降器安装位置 处，内板上开孔 直径为 29mm ；尺 寸安装满足要
求 。 （ 大 于 M6 套 筒的直径）
车门玻璃 车门玻璃上导轨
玻璃升降器导轨 检查运动件玻璃在托架上的位置是否正确，下图中就是玻璃脱离托架的例子，因此需要重新调整升 降器位置。
9.玻璃升降器运动到下止点位置校核玻璃的位置 前门要求：前门玻璃下降到最低位置时玻璃上沿高于窗台密封条 3 ～ 5mm ， 后门要求：后门玻璃下降到最低位置时玻璃上沿高于窗台密封条不到 150mm.( 此值与后门、后门轮 罩的结构有关 )
无 校核过程及分析说明：
对于手动升降器，主要考虑摇把的位置操作是否方便，是否存在与人体部位干涉。一般以 2 指操 作， WINDOW CRANK ASSY 应尽量布置在人方便操作的范围内（参见 INSIDE HANDLE 的布置区域 ）， 同 时，为方便操作，手指区域间隙应大于40，背手区域间隙应大于50，座椅和门护板的间隙应大于55。
6 、制造工艺可行性（要求供应商确认） 工艺方法： 校核过程及分析说明：（带图示） 结论：（若存在问题，需提出整改建议。明确提出何处需设计验证） 7 、装配工艺可行性（要求装配工艺人员确认） 工艺方法： 校核过程及分析说明： 校核玻璃升降器总成从内板的孔放进门内，开孔的大小能否保证升降器的顺利出入。
（二）运动校核的内容 （ 1 ）玻璃弧度与玻璃导轨弧度的一致性：利用建立的运动模型，玻璃沿一边运动，另一边扫描过
的轨迹与导轨相比较，该轨迹与导轨相差不超过 2.5mm （此处把螺旋运动没有考虑，该误差累积到另一 边的轨迹上了 ）；
（ 2 ）玻璃弧度与玻璃升降器导轨弧度的一致性：利用建立的运动模型，玻璃沿一边运动，在运动 零部件的玻璃升降器导轨上支持滑块运动的部分选取一点，在运动模型运动的过程中该点所扫描过的轨 迹与玻璃升降器导轨相比较，该轨迹与导轨相差不超过 2.5mm （此处把螺旋运动没有考虑，该误差累积 到该轨迹上了 ）；
车门玻璃升降器的设计及运动仿真
车门玻璃升降器的设计及运动仿真任务书1．设计的主要任务及目标（1）玻璃升降器设计部分1．适合该车型的玻璃升降器方案选择；2．逆向设计玻璃升降器的机械结构。
（2）玻璃升降器运动校核部分：1．运动行程校核；2. 传动动力校核；（3）玻璃升降器的运动仿真2．设计的基本要求和内容①cad装配图和零件图用UG软件建立玻璃升降器的三维模型，并对其运动仿真。
②完成开题报告，中期检查报告表。
③查阅文献以及外文资料翻译。
④至少完成A0图纸1张和一份1万字以上的设计说明3．主要参考文献[1]周光尧. 汽车车身及附属设备[M].北京:人民交通出版社，1997.[2]吴君杰. 电动玻璃升降器[J]. 汽车实用技术 , 2003,(10) .[3]曹云翔. 电动玻璃升降器及其发展概况[J]. 汽车电器 , 2001,(04)[4]Orlov. Fundamentals of Machine Design[M]. Moscow: Mir Pub, 1987.车门玻璃升降器的设计及运动仿真摘要：车门玻璃升降系统是汽车车门系统重要组成部分之一，其质量的好坏将直接影响到整个车门系统乃至整车的安全性。
该系统主要功能是保证车门玻璃平稳升降、能随意停位，同时具备良好的密封性。
本文讨论了在汽车车门设计中于玻璃升降器的布置有关的零件设计，同时对叉臂升降器的布局设计及仿真实现进行了分析和介绍。
玻璃升降器在车门系统中的车门附件。
玻璃升降是实现轿车车门玻璃升降运动的车门附件。
通过玻璃升降器带动玻璃托架作上下运动，从而使得车门玻璃框的导槽或导轨作升降运动。
目前常用的玻璃升降器主要有叉臂式传动和绳轮式传动两种常见结构型式。
后者能够适应玻璃在大曲率的弧形升降面上移动。
此外有手操纵式卒电动两种操纵方式。
车门设计和布局中．正确选择和布置玻璃升降器是保证玻璃升降操纵轻便、工作可靠的关键。
关键词：玻璃升降器，汽车车门系统，仿真Design and Movement Simulation of Car Door LifterAbstract：The door glass lifting system is one of the important part of the car door system, its quality will directly affect the whole door system and vehicle safety. The system main function is to ensure that the doors can smooth glass elevator, free parking, and good sealing. In car door design is discussed in this paper on the glass elevator layout related parts design, at the same time to the layout of the fork arm with advanced design and the realization of the simulation are analyzed and introduced. Glass elevator door system in the attachment. Lift is the realization of the car door glass lifting movement of the door accessories. Through the glass elevator drive the glass bracket for up and down, making the door glass box guide or guide rail for lifting movement. At present commonly used glass elevator mainly has the fork arm type transmission and rope wheel two common structure. Who can adapt to the glass on the large curvature of the arc lifting movement. In addition has hand manipulating type single electric two control ways. Design and layout of the door. The right choice and decorating glass elevator is to ensure that the glass lift manipulation of light, the key to reliable work.Keyword：the glass elevator, car door system, simulation目录1绪论---------------------------------------------------------------- 1 1.1概述-------------------------------------------------------------- 1 1.2现状分析---------------------------------------------------------- 1 1.3市场预测---------------------------------------------------------- 2 1.4电动玻璃升降器的性能---------------------------------------------- 3 1.5主要技术指标------------------------------------------------------ 4 1.6汽车玻璃升降器的发展趋势------------------------------------------ 5 2汽车玻璃升降器的结构工作原理与技术参数------------------------------ 6 2.1结构及工作原理---------------------------------------------------- 62.2技术参数及分析---------------------------------------------------- 83 玻璃升降器的设计方案 ---------------------------------------------- 10 3.1车门玻璃参数的确定----------------------------------------------- 10 3.2玻璃在车门上的干涉校核------------------------------------------- 13 3.3玻璃升降器类型的选择--------------------------------------------- 143.4车窗玻璃运行弧度的确定------------------------------------------- 154 电动玻璃升降器的机械结构设计 -------------------------------------- 16 4.1驱动电机的选择--------------------------------------------------- 16 4.2导向槽的设计----------------------------------------------------- 17 4.3叉臂组件的设计--------------------------------------------------- 19 4.4玻璃导向与保护机构----------------------------------------------- 20 4.5扇形齿板的设计--------------------------------------------------- 21 5电动玻璃升降器数学模型（CAD）的构建-------------------------------- 22 6 有关运动部件的数据校核 -------------------------------------------- 23 6.1运动行程校核----------------------------------------------------- 23 6.2传动动力校核----------------------------------------------------- 23 7电动玻璃升降器的运动仿真------------------------------------------- 25 结论 ---------------------------------------------------------------- 26 参考文献 ------------------------------------------------------------ 27 致谢 ---------------------------------------------------------------- 281绪论1.1概述电动玻璃升降器在我国诞生于90年代初，是轿车作为生产资料向消费资料变化的一个特征。
12.基于车门系统的电动玻璃升降器布置和仿真
型及玻璃运动时的位置关系等拟定适当的结构。 在车门窗框结构确定后，即可对车门玻璃形状、大小和位
置进行确定。因为车窗玻璃是升降器实现布置的前提基础。车 窗玻璃需要尽可能的逼近车门外型，即要求车门玻璃大小、形 状和车身造型要求一致，同时为减小车门内外板距离尺寸要求 玻璃尽可能的靠近车门外板。在玻璃外形确认后，即可通过计 算获得玻璃中心线的空间位置（这对以后的升降器布局非常重 要 ）。 由 于 目 前 四 门 轿 车 ， 中 支 柱 布 置 通 常 在 后 座 通 道 的 前 面，并呈适当的倾斜布置，以改善后座乘员的上下车方便性。 因此轿车车门玻璃（特别是前门）在后方有一倾斜角度，区 别于面包车和卡车其玻璃重心在上升过程中也不是呈直线上升而 是以一斜度上升（如图 １ 所示）。在升降器布置，特别是叉 臂式升降器布置中应充分考虑到这一地点。同时根据车身造型 的美观和动感要求，轿车车窗玻璃的曲率也较面包车等车辆的 曲率大。也使得车窗玻璃在运行时随车门门框以弧度轨迹运 行。
的固定件其建模方式为；
参考文献 汽车工程手册·设计篇：人民交通出版社，２ ０ ０ １ ． ５
电机（１ ）固定在安装盖板上（３ ），但其输出轴为旋转
副同时也为驱动部件；主动臂（２）和安装盖板（３）利用铆钉铆
接并绕该铆钉设定为旋转副；电机输出轴旋转副和主动臂旋转副
形成齿轮副，同时根据设计参数设定其传动比；
寿命也会产生不理的影响。因此在初步确认长臂的尺寸时也需要 更重要的是长臂在运行过程中为了弥补弧度运行出现的弦高差值
对常规叉臂式升降器直流电机性能、玻璃升降器基本性能要求等 会出现弯曲变形的现象，因此可以对对该零件在极限受力情况下
因素进行综合考虑。与此同时也需要对摇窗电机支架所在位置进 进行静态的力学分析或疲劳分析。根据直流摇窗电机参数性能可
汽车防夹玻璃升降器的建模与仿真_刘建国
笔者的研究对象是绳轮式玻璃升降器， 它由钢丝 绳、 滑轮、 张紧轮、 绕线轮和导轨等部件组成。 电 机输出轴（ 蜗杆 ） 与蜗轮啮合， 带动绕线轮 （ 与蜗 继而带动钢丝绳运动， 钢丝绳通过 轮固连） 转动， 滑轮最终带动玻璃上下运动， 钢丝绳的松紧度可 以利用张紧轮进行调节。根据绳轮式玻璃升降器 ETM 模型利用速度驱动模块来代替 的结构特点， 6］ 中的旋转和滑动这两个自由度模块来模 文献［ 拟机械部分的运行情况。速度驱动模块能在运动 将绕线轮的角速度转换为钢丝绳的 传递过程中， 线速度， 忽略线速度的损失， 钢丝绳的速度近似玻 璃的速度， 最终完成模型的建立。在参数的设置方 ， 面 速度驱动模块设置绕线轮的半径为 0． 025 m， 传 动限制模块设置蜗轮蜗杆的节圆半径之比为 72∶ 1， 刚体坐标系之间的几何关系（ 相对位置） 按照刚体 间实际的几何关系来设置， 刚体（ 玻璃、 蜗轮和蜗杆 等） 质量与惯性张量参考实际给出合理的设置。 由于 ETM 模型重点关注玻璃上升过程中的 因此只需要将玻璃上升过程中所受的 受力情况， 系统阻力加在玻璃上， 而不必将遇到的障碍也加 6］ 中的模型如下： 在玻璃上。文献［ Systemic resistance = Position × 75 000 + A × 100 000 Position ＜ 0 0 × 75 000 + A × 150 0 ＜ Position ≤ 0 ． 45 （ Position － 0 ． 45 ） × 75 000 + A × 100 000 Position ＞ 0 ． 45
图3
ETM 模型的直流电机部分
图4
ETM 模型的热模块部分
1． 3
玻璃升降器机械部分的建模 6］ 文 献［ 中模型的机械部分如
车门玻璃机构运动分析流程
惯性力优化
通过优化机构设计，减小 运动过程中的惯性力，降 低机构运动对电机的依赖 ，提高能效。
机构动力学性能优化
弹性动力学分析
对机构进行弹性动力学分 析，了解机构在动态载荷 作用下的性能表现，为优 化提供依据。
阻尼特性优化
通过改变机构的阻尼特性 ，提高机构在运动过程中 的稳定性，减小运动振动 。
刚度提升
02
当产品出现故障时，可以利用运动分析流程对故障进行定位和
分析，找出故障原因，提出解决方案。
性能优化
03
通过对产品运动性能的分析，可以找出产品存在的不足之处，
提出优化方案，提高产品的性能。
未来发展趋势与展望
智能化分析
随着人工智能和机器学习技术的不断发展，未来运动分析 流程将更加智能化，能够自动进行数据处理和分析，提高 分析效率和准确性。
优化机构的刚度分布，提 高关键部位的刚度，减小 变形，提高运动精度。
改进建议与实施方案
模块化设计
采用模块化设计理念，便于机 构的维护与更换，降低维修成
本。
高强度材料应用
在关键受力部位采用高强度材 料，提高机构的承载能力与寿 命。
精密制造技术
采用精密制造技术，如数控加 工、电火花加工等，确保机构 零件的加工精度，提高运动性 能。
分析流程简介
5. 结果评估与优化
1
2
根据分析结果，评估车门玻璃机构的运动性能。
3
针对发现的问题，提出优化建议，改进机构设计 。
02
运动学建模
机构建模方法介绍
拓扑结构建模
此方法基于机构的拓扑结构，采 用关节和连杆等元素描述机构的 运动关系。适用于简单机构，但
对于复杂机构建模较为繁琐。