防夹车窗驱动机构(附件)【字数：8117】
摘 要汽车车窗驱动机构是汽车车门的重要组成部分，随着汽车行业的高速发展，很多高级乘用车已经标配了电动防夹车窗，但对于大多数大型商用货车来说，电动防夹车窗还没有普及。人们对于汽车安全性，舒适性的要求已不仅局限于轿车，因此货车配备电动防夹车窗也越来越受到重视。防夹车窗的设计包括两个主要的部分，一个是车窗驱动机构的设计，另一个就是防夹系统的设计。就车窗驱动机构而言，根据车窗的特点选择合适的升降器类型是关键，本文根据货车车窗尺寸高和质量大的特点选择了叉臂式的升降器，然后对其主动臂，从动臂，长导向槽，短导向槽，减速齿轮等部件的尺寸进行了设计，并根据升降力的要求，选择了与之匹配的电机。而防夹系统则是先确定防夹区域，然后通过霍尔传感器实时监测电机的转速，并将转速信号以脉宽的形式传给电控单元，并设置一个转速的极限值。整个设计的难点就在于要根据车门及车窗的大小合理的设计升降器各零件的尺寸，保证机构在升降的过程中不发生冲突，并且满足防夹区域的要求。
目 录
第一章 引言 1
1.1电动防夹车窗的发展现状 1
1.2电动防夹车窗的特点 1
1.3本文主要内容 1
第二章 玻璃升降器的设计 2
2.1确定升降器的类型 2
2.2初步确定升降器的整体尺寸 2
2.3各部件结构设计 3
2.3.1短导向槽的设计 3
2.3.2长导向槽的设计 4
2.3.3从动臂的设计 4
2.3.4主动臂的设计 5
2.3.5玻璃导轨的设计 6
2.4摇窗电机的初步选择 6
2.5减速机构的设计 7
2.5.1主动齿轮的参数选择 7
2.5.2从动齿轮（扇形齿板）的参数设定 8
2.6本章小结 9
第三章 计算与校核 10
3.1零件尺寸及机构可行性校核 10
3.2电动机的校核 10
3.3本章小结 11
第四章 电动车窗的防夹设计 12
4.1防夹技术的现状 12
4.2防夹车窗防夹原理 12
4.3防夹车窗的改进观念 14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
4.4本章小结 14
结束语 15
致 谢 16
参考文献 17
附录 18
第一章 引言
1.1电动防夹车窗的发展现状
目前，国外对电动车窗升降器系统的研究依靠制造商大力地投入财力及物力，已经取得了一定的研究成果，并且已经进入到由研究成果反过来指导企业生产的阶段，其研究精力也从定性进入到定量研究。通过前期的深入研究，国外己经取得了一套极其有效的、完整的设计制造理论，并且制定了相应的技术准则。为了满足日益复杂的工作环境及消费者的需求，国外电动车窗升降器已经开始进入了智能化时代。
中国的汽车工业从起步至今，已经逐渐发展成世界生产和销售量第一的汽车大国。很多车型已经从一开始的手摇式车窗发展成了如今的电动一键升降式车窗，但只有部分豪华的车型配备了车窗防夹系统，占我国汽车总量的比例并不高。随着人们对汽车的安全性，舒适性，智能化要求的不断提高，防夹车窗的需求量也不断提高，很多国外车型已经将其指定为国家标准。我国也正在逐渐将防夹车窗作为汽车安全性方面的一个标准配置，而在卡车等一些大型商用车上则作为可选配置。在我国，由于电动车窗升降器的制造成本较高，结构相对复杂，而且我国防夹技术水平还不够成熟，可靠性不好，所以还没有得到广泛应用。但是，随着我国机械电气设计水平的提高，防夹车窗注定会越来越普遍地在各种车型上得到应用。
1.2电动防夹车窗的特点
防夹车窗作为一种汽车安全配置，在设定的防夹区域内，当玻璃上升过程中遇到障碍物时，系统能够自动检测并使车窗玻璃下降或停止，极大的减少了车窗夹伤人体事故的发生。但由于这种系统的技术发展得还不够成熟，而且结构复杂，制造成本较高，因此一旦损坏，维修很不方便。
1.3本文主要内容
本次课题的设计主要分为驱动机构的设计和电控防夹系统的设计。驱动机构即升降器，本文首先根据车型和车门尺寸及特点选择了合适的升降器类型，再根据车窗的性能要求设计合适的零部件尺寸，选择合适的标准件型号。然后根据所设计的内容进行运动分析，受力分析，校核是否满足机构的要求。电控系统部分，首先选择采用何种原理进行防夹控制，再分析该种防夹方式的控制流程和电路，最后提出改进措施。
第二章 玻璃升降器的设计
本章首先将要介绍了三大常用类型的升降器，说明各自的优缺点及适用的车型，并根据设计要求选择叉臂式升降器。然后根据车门尺寸初步确定机构整体尺寸，并附上机构简图。接下来，要介绍主动臂、从动臂、长导向槽、短导向槽这四大主要部件的作用，并根据其性能设计其结构和尺寸。然后根据车窗载荷选择合适的电动机，再根据电动机的参数设计减速机构的齿轮。
2.1确定升降器的类型
目前电动车窗升降器大致可分为三种（如图21）：绳轮式玻璃升降器、叉臂式玻璃升降器、软轴式玻璃升降器。
绳轮式玻璃升降器（如图21 a）主要由主动齿轮、扇形齿板、钢丝绳、运动托架、滑轮、带轮、座板齿轮等组成。该种升降器体积小，质量轻，结构简单，便于加工，大多应用于小型轿车。
叉臂式玻璃升降器（如图21 b）主要由主动臂、从动臂、滑轨、玻璃导轨、滑块、扇形齿板等组成。其体积较大，但工作可靠稳定，一般应用与货车、面包车等玻璃弧度较大的车辆。
软轴式玻璃升降器（如图21 c）主要由软轴、轴套、护套、支架、滑动支座等组成。由于其工作噪声较大，主要用于玻璃弧度适中的低档车型。
/
a.绳轮式 b.叉臂式 c.软轴式
图21
本次课题设计的玻璃弧度和体积都较大，且质量较重，因此选用叉臂式玻璃升降器。
2.2初步确定升降器的整体尺寸
本次选用的叉臂式玻璃升降器包含长导向槽、短导向槽、主动臂、从动臂、玻璃导轨等部件，首先确定这些部件的整体尺寸。
/
图22 升降器结构简图
如图22所示，导向槽，短导向槽，两玻璃导轨间距为，主动臂以点为旋转中心，从动臂以点为旋转中心，。选用厚的玻璃，玻璃升降过程中与两边零部件的间隙应大于，车门框高度定为，因此玻璃的上下总行程也为。
2.3各部件结构设计
目 录
第一章 引言 1
1.1电动防夹车窗的发展现状 1
1.2电动防夹车窗的特点 1
1.3本文主要内容 1
第二章 玻璃升降器的设计 2
2.1确定升降器的类型 2
2.2初步确定升降器的整体尺寸 2
2.3各部件结构设计 3
2.3.1短导向槽的设计 3
2.3.2长导向槽的设计 4
2.3.3从动臂的设计 4
2.3.4主动臂的设计 5
2.3.5玻璃导轨的设计 6
2.4摇窗电机的初步选择 6
2.5减速机构的设计 7
2.5.1主动齿轮的参数选择 7
2.5.2从动齿轮（扇形齿板）的参数设定 8
2.6本章小结 9
第三章 计算与校核 10
3.1零件尺寸及机构可行性校核 10
3.2电动机的校核 10
3.3本章小结 11
第四章 电动车窗的防夹设计 12
4.1防夹技术的现状 12
4.2防夹车窗防夹原理 12
4.3防夹车窗的改进观念 14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
4.4本章小结 14
结束语 15
致 谢 16
参考文献 17
附录 18
第一章 引言
1.1电动防夹车窗的发展现状
目前，国外对电动车窗升降器系统的研究依靠制造商大力地投入财力及物力，已经取得了一定的研究成果，并且已经进入到由研究成果反过来指导企业生产的阶段，其研究精力也从定性进入到定量研究。通过前期的深入研究，国外己经取得了一套极其有效的、完整的设计制造理论，并且制定了相应的技术准则。为了满足日益复杂的工作环境及消费者的需求，国外电动车窗升降器已经开始进入了智能化时代。
中国的汽车工业从起步至今，已经逐渐发展成世界生产和销售量第一的汽车大国。很多车型已经从一开始的手摇式车窗发展成了如今的电动一键升降式车窗，但只有部分豪华的车型配备了车窗防夹系统，占我国汽车总量的比例并不高。随着人们对汽车的安全性，舒适性，智能化要求的不断提高，防夹车窗的需求量也不断提高，很多国外车型已经将其指定为国家标准。我国也正在逐渐将防夹车窗作为汽车安全性方面的一个标准配置，而在卡车等一些大型商用车上则作为可选配置。在我国，由于电动车窗升降器的制造成本较高，结构相对复杂，而且我国防夹技术水平还不够成熟，可靠性不好，所以还没有得到广泛应用。但是，随着我国机械电气设计水平的提高，防夹车窗注定会越来越普遍地在各种车型上得到应用。
1.2电动防夹车窗的特点
防夹车窗作为一种汽车安全配置，在设定的防夹区域内，当玻璃上升过程中遇到障碍物时，系统能够自动检测并使车窗玻璃下降或停止，极大的减少了车窗夹伤人体事故的发生。但由于这种系统的技术发展得还不够成熟，而且结构复杂，制造成本较高，因此一旦损坏，维修很不方便。
1.3本文主要内容
本次课题的设计主要分为驱动机构的设计和电控防夹系统的设计。驱动机构即升降器，本文首先根据车型和车门尺寸及特点选择了合适的升降器类型，再根据车窗的性能要求设计合适的零部件尺寸，选择合适的标准件型号。然后根据所设计的内容进行运动分析，受力分析，校核是否满足机构的要求。电控系统部分，首先选择采用何种原理进行防夹控制，再分析该种防夹方式的控制流程和电路，最后提出改进措施。
第二章 玻璃升降器的设计
本章首先将要介绍了三大常用类型的升降器，说明各自的优缺点及适用的车型，并根据设计要求选择叉臂式升降器。然后根据车门尺寸初步确定机构整体尺寸，并附上机构简图。接下来，要介绍主动臂、从动臂、长导向槽、短导向槽这四大主要部件的作用，并根据其性能设计其结构和尺寸。然后根据车窗载荷选择合适的电动机，再根据电动机的参数设计减速机构的齿轮。
2.1确定升降器的类型
目前电动车窗升降器大致可分为三种（如图21）：绳轮式玻璃升降器、叉臂式玻璃升降器、软轴式玻璃升降器。
绳轮式玻璃升降器（如图21 a）主要由主动齿轮、扇形齿板、钢丝绳、运动托架、滑轮、带轮、座板齿轮等组成。该种升降器体积小，质量轻，结构简单，便于加工，大多应用于小型轿车。
叉臂式玻璃升降器（如图21 b）主要由主动臂、从动臂、滑轨、玻璃导轨、滑块、扇形齿板等组成。其体积较大，但工作可靠稳定，一般应用与货车、面包车等玻璃弧度较大的车辆。
软轴式玻璃升降器（如图21 c）主要由软轴、轴套、护套、支架、滑动支座等组成。由于其工作噪声较大，主要用于玻璃弧度适中的低档车型。
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a.绳轮式 b.叉臂式 c.软轴式
图21
本次课题设计的玻璃弧度和体积都较大，且质量较重，因此选用叉臂式玻璃升降器。
2.2初步确定升降器的整体尺寸
本次选用的叉臂式玻璃升降器包含长导向槽、短导向槽、主动臂、从动臂、玻璃导轨等部件，首先确定这些部件的整体尺寸。
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图22 升降器结构简图
如图22所示，导向槽，短导向槽，两玻璃导轨间距为，主动臂以点为旋转中心，从动臂以点为旋转中心，。选用厚的玻璃，玻璃升降过程中与两边零部件的间隙应大于，车门框高度定为，因此玻璃的上下总行程也为。
2.3各部件结构设计
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