公交车车门机构改进设计
近年来随着城市公交的发展，乘客所需求的城市客车已经不再仅仅是满足运输客流的要求，公交车的安全性以及舒适性是未来的发展趋势。本文首先对公交车车门的运动作了分析，确定和计算了一些必要的参数，然后对现有公交车车门存在的几处缺陷作出改进，例如车门的防夹系统存在的不完善，灵敏度低、有时会自动开门；公交车门轴在使用久了之后存在自动脱落的风险；下转臂结构存在的不合理性，影响到了整车的密封性和乘客乘坐的舒适性。最后利用Pro/E绘制了改进后的公交车门机构。通过对公交车车门机构的改进设计，对公交车门的发展提供了一定的参考价值。
关键词 内摆门，运动分析，改进
目 录
1 引言 1
1.1 课题的研究背景及目的 1
1.2 课题国内外的研究发展状况 1
2 内摆门运动分析 2
2.1 内摆门结构及工作原理 2
2.2 内摆门的运动分析 3
2.3 转臂的回转中心点C、转臂和门体的铰链点D及滚轮中心点E的相对位
置 5
3 内摆门传动机构设计 6
3.1 基本结构 6
3.2 确定已知参数 7
3.3 机构尺寸计算 7
4 防夹系统的改进 9
4.1 机械防夹系统的工作原理 9
4.2 改进后的气动防夹系统 10
4.3 防夹系统工作原理 10
5 防止门轴脱落的结构改进 11
5.1 门轴脱落产生的原因 11
5.2 改进措施 12
6 下转臂的改进设计 13
结论 14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
r /> 致谢 15
参考文献 16
1 引言
1.1 课题的研究背景及目的
现今社会随着人口的不断增加，对公交车的需求也在快速增长，公交车目前是最普遍的一种大众运输工具。但目前出现的公交车车门控系统功能比较单一，实现门的电控也只有简单的报警，而且大多的装置产品均是国外产品，所以需要对我国现有的公交车门结构进行改进。对现有的公交车门改进，不仅可以提高乘客乘坐的安全性，减少乘客与司机之间的纠纷，也能大大减少驾驶员的工作压力。因此对其进行改进具有重要的意义和应用价值。
本设计考虑到外摆门虽然在关闭状态下，它的外侧与车身外侧面平齐、密封效果好且美观，但由于它的外摆角度大，且有升降锁紧的过程，所以门的开启和关闭速度慢，会影响乘客的上下车，因此很少在公交车上使用，同时门泵下转臂的安装位置低，在公交车上使用就存在碰伤乘客的隐患。由此可知，外摆门不适用于城市公交车。
但是内摆门有较大开度和有效通道宽，乘客的上下车方便，驾驶员控制也方便等等的优点，并且双扇内摆门的前后两扇门的门上都可以安装扶手，便于乘客们上下车时抓扶，不但如此内摆门的外形也可以和车的侧围外形一致，这样不仅外形美观同时还能避免车在行驶时由于门内凹形成的空气涡流，大大减少了风阻降低了油耗，这些优点使得内摆门成为了目前城市公交车车门的主流形式。
1.2 课题国内外的研究发展状况
在汽车内摆门国内外发展历程、当前产业政策、行业一般特征（如产业生命周期、市场竞争程度）方面，采用期刊杂志等二手权威资料，结合静态和动态研究方法；在汽车内摆门产量统计、地域产出结构、企业市场集中度、产品生产成本及构成、汽车内摆门项目投资建设情况方面，主要根据行业协会、公司数据库等一手数据资料，采用的定量和定性研究方法；在汽车内摆门消费量，价格走势下游消费群体构成及消费特点，消费的区域性，品牌满意度调研以及渠道调查方面，主要采用实地调研获取一手资料并通过模型工具得出结论；在汽车内摆门进口市场、出口市场及进出口政策方面，通过对海关二手权威资料的整理分析，得出汽车内摆门进出口产品结构、地域格局及金额，采用的定量和定性研究方法；在汽车内摆门重点企业产品产销、发展规划、产品投放区域格局方面，主要采用实地调研获取一手资料方法；在北京、上海、深圳、西安四个重点区域城市的汽车内摆门市场调查方面，根据公司历年监测资料对各城市的汽车内摆门品牌结构、消费渠道、价格变化、产品满意度作了统计分析和比较分析；在汽车内摆门细分市场产品的应用特点、市场容量、消费模式、发展趋势方面，进行了实证分析和规范分析，主要采用期刊杂志、行业协会、网站等二手权威资料；产业链关联研究；方便客户重点把握，同时就汽车内摆门的行业主要问题提出了华经独家策略建议。
2 内摆门运动分析
用单扇内摆门作为例子，首先介绍它的结构及工作原理，然后确定内摆门各点的位置。
2.1 内摆门结构及工作原理
内摆门的结构如图2.1所示，气缸1用转轴固定在门泵托板7上面，门泵托板用螺栓固定在门体上方的侧围骨架上，气缸活塞杆和摆臂2在B点铰链，摆臂在C点用花键配合与门轴3连接，门轴上端穿过门泵托板和摆臂通过花键固定，下端用轴承安装在踏步板上，转臂4和门轴通过螺栓固定在一起，同时转臂和门体5在D点铰链，E是门体上方的滚轮，当门体运动时滚轮就在滑槽内滑动，滑槽是固定在门泵托板的下方。
以往车门的下部也采用和上部一样的曲柄滑块机构，作为整个门的约束，这样虽然使得门体运动时更加稳定（四个点支撑整个门体），但这样也就增大了门和踏板的距离，使得门的密封性变差，所以本文在第六章对其进行了改进设计。
图2.1 内摆门结构简图
1-气缸 2-摆臂 3-门轴 4-转臂 5-门体 6-门框 7-门泵托板 8-上滑槽中心线
图2.2是气动内摆门电、气路工作原理图，其中紧急阀2又被称为手拨开关，正常状态下手拨开关处于“开”的状态，空气经过压缩后由气源经过手拨开关流向二位五通电磁阀1。当双向开关4接通a触点时，电磁阀的右端线圈通电，压缩空气流过电磁阀向气缸3的右腔充气，此时气缸左腔的残留空气会通过电磁阀的排气口排出，此时压缩的空气会推动活塞杆向左运动，使内摆门打开。当双向开关的b点接通时，电磁阀左端的线圈通电，压缩空气流过电磁阀向气缸的左腔充气，气缸右腔的残留空气从电磁阀的排气口排出，压缩空气推动活塞杆向右运动，内摆门关闭。当发生紧急情况或者乘客门出现故障时，将紧急阀拨到“关”的位置，断开要锁空气的供给，气缸左右腔的空气都能从电磁阀的排气口和紧急阀的排气口排出，从而实现乘客门的手动开关。
图2.2 气动内摆门电、气路工作原理图
1-二位五通电磁阀 2-紧急阀 3-气缸 4-双向开关
目前公交车门夹人事件屡有发生，原因是车门的防夹系统还不完善，以往采用的机械式防夹系统也存在许多缺陷，而利用电路开关作为防夹系统的触发条件无疑会使该系统更加精密，所以本文会在第三章对其作出详细介绍。
2.2 内摆门的运动分析
2.2.1气缸及摆臂的运动
= (1)
得
解得
所以
3.3.2 滑块E在两极限位置时的距离（滑块行程）
1 引言 1
1.1 课题的研究背景及目的 1
1.2 课题国内外的研究发展状况 1
2 内摆门运动分析 2
2.1 内摆门结构及工作原理 2
2.2 内摆门的运动分析 3
2.3 转臂的回转中心点C、转臂和门体的铰链点D及滚轮中心点E的相对位
置 5
3 内摆门传动机构设计 6
3.1 基本结构 6
3.2 确定已知参数 7
3.3 机构尺寸计算 7
4 防夹系统的改进 9
4.1 机械防夹系统的工作原理 9
4.2 改进后的气动防夹系统 10
4.3 防夹系统工作原理 10
5 防止门轴脱落的结构改进 11
5.1 门轴脱落产生的原因 11
5.2 改进措施 12
6 下转臂的改进设计 13
结论 14
r /> 致谢 15
参考文献 16
1 引言
1.1 课题的研究背景及目的
现今社会随着人口的不断增加，对公交车的需求也在快速增长，公交车目前是最普遍的一种大众运输工具。但目前出现的公交车车门控系统功能比较单一，实现门的电控也只有简单的报警，而且大多的装置产品均是国外产品，所以需要对我国现有的公交车门结构进行改进。对现有的公交车门改进，不仅可以提高乘客乘坐的安全性，减少乘客与司机之间的纠纷，也能大大减少驾驶员的工作压力。因此对其进行改进具有重要的意义和应用价值。
本设计考虑到外摆门虽然在关闭状态下，它的外侧与车身外侧面平齐、密封效果好且美观，但由于它的外摆角度大，且有升降锁紧的过程，所以门的开启和关闭速度慢，会影响乘客的上下车，因此很少在公交车上使用，同时门泵下转臂的安装位置低，在公交车上使用就存在碰伤乘客的隐患。由此可知，外摆门不适用于城市公交车。
但是内摆门有较大开度和有效通道宽，乘客的上下车方便，驾驶员控制也方便等等的优点，并且双扇内摆门的前后两扇门的门上都可以安装扶手，便于乘客们上下车时抓扶，不但如此内摆门的外形也可以和车的侧围外形一致，这样不仅外形美观同时还能避免车在行驶时由于门内凹形成的空气涡流，大大减少了风阻降低了油耗，这些优点使得内摆门成为了目前城市公交车车门的主流形式。
1.2 课题国内外的研究发展状况
在汽车内摆门国内外发展历程、当前产业政策、行业一般特征（如产业生命周期、市场竞争程度）方面，采用期刊杂志等二手权威资料，结合静态和动态研究方法；在汽车内摆门产量统计、地域产出结构、企业市场集中度、产品生产成本及构成、汽车内摆门项目投资建设情况方面，主要根据行业协会、公司数据库等一手数据资料，采用的定量和定性研究方法；在汽车内摆门消费量，价格走势下游消费群体构成及消费特点，消费的区域性，品牌满意度调研以及渠道调查方面，主要采用实地调研获取一手资料并通过模型工具得出结论；在汽车内摆门进口市场、出口市场及进出口政策方面，通过对海关二手权威资料的整理分析，得出汽车内摆门进出口产品结构、地域格局及金额，采用的定量和定性研究方法；在汽车内摆门重点企业产品产销、发展规划、产品投放区域格局方面，主要采用实地调研获取一手资料方法；在北京、上海、深圳、西安四个重点区域城市的汽车内摆门市场调查方面，根据公司历年监测资料对各城市的汽车内摆门品牌结构、消费渠道、价格变化、产品满意度作了统计分析和比较分析；在汽车内摆门细分市场产品的应用特点、市场容量、消费模式、发展趋势方面，进行了实证分析和规范分析，主要采用期刊杂志、行业协会、网站等二手权威资料；产业链关联研究；方便客户重点把握，同时就汽车内摆门的行业主要问题提出了华经独家策略建议。
2 内摆门运动分析
用单扇内摆门作为例子，首先介绍它的结构及工作原理，然后确定内摆门各点的位置。
2.1 内摆门结构及工作原理
内摆门的结构如图2.1所示，气缸1用转轴固定在门泵托板7上面，门泵托板用螺栓固定在门体上方的侧围骨架上，气缸活塞杆和摆臂2在B点铰链，摆臂在C点用花键配合与门轴3连接，门轴上端穿过门泵托板和摆臂通过花键固定，下端用轴承安装在踏步板上，转臂4和门轴通过螺栓固定在一起，同时转臂和门体5在D点铰链，E是门体上方的滚轮，当门体运动时滚轮就在滑槽内滑动，滑槽是固定在门泵托板的下方。
以往车门的下部也采用和上部一样的曲柄滑块机构，作为整个门的约束，这样虽然使得门体运动时更加稳定（四个点支撑整个门体），但这样也就增大了门和踏板的距离，使得门的密封性变差，所以本文在第六章对其进行了改进设计。
图2.1 内摆门结构简图
1-气缸 2-摆臂 3-门轴 4-转臂 5-门体 6-门框 7-门泵托板 8-上滑槽中心线
图2.2是气动内摆门电、气路工作原理图，其中紧急阀2又被称为手拨开关，正常状态下手拨开关处于“开”的状态，空气经过压缩后由气源经过手拨开关流向二位五通电磁阀1。当双向开关4接通a触点时，电磁阀的右端线圈通电，压缩空气流过电磁阀向气缸3的右腔充气，此时气缸左腔的残留空气会通过电磁阀的排气口排出，此时压缩的空气会推动活塞杆向左运动，使内摆门打开。当双向开关的b点接通时，电磁阀左端的线圈通电，压缩空气流过电磁阀向气缸的左腔充气，气缸右腔的残留空气从电磁阀的排气口排出，压缩空气推动活塞杆向右运动，内摆门关闭。当发生紧急情况或者乘客门出现故障时，将紧急阀拨到“关”的位置，断开要锁空气的供给，气缸左右腔的空气都能从电磁阀的排气口和紧急阀的排气口排出，从而实现乘客门的手动开关。
图2.2 气动内摆门电、气路工作原理图
1-二位五通电磁阀 2-紧急阀 3-气缸 4-双向开关
目前公交车门夹人事件屡有发生，原因是车门的防夹系统还不完善，以往采用的机械式防夹系统也存在许多缺陷，而利用电路开关作为防夹系统的触发条件无疑会使该系统更加精密，所以本文会在第三章对其作出详细介绍。
2.2 内摆门的运动分析
2.2.1气缸及摆臂的运动
= (1)
得
解得
所以
3.3.2 滑块E在两极限位置时的距离（滑块行程）
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