羚羊汽车绳轮式电动玻璃升降器的总体设计

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。 Abstract Graduation 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 todays 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 cars 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 1.1 课题来源及意义 .1 1.2 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 2.1 车窗升降器的分类和基本工作原理 .3 2.2 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 3.1 玻璃升降器要求 .5 3.2 玻璃升降器的组成 .5 3.3 玻璃升降器的功能要求 .6 3.4 绳轮式玻璃升降器的设计特点 .6 3.5 绳轮式玻璃升降器的布置 .7 4 设计计算说明书 .8 4.1 设计计算说明书 .8 4.1.1 设计依据 8 4.1.2 设计原则 8 4.1.3 基本设计思想 8 4.1.4 玻璃质量及曲率的选取及确定 9 4.1.5 钢丝绳的选取 9 4.1.6 前门滑道 10 4.1.7 电机罩 10 4.1.8 拉索 11 4.1.9 电动玻璃升降器总成图和运动过程 11 4.1.10 电机的选择 12 4.1.11 基本参数 16 4.1.12 运动计算 .16 4.2 计算总结 .17 5 结论 .18 5.1 全文总结 .18 5.2 存在的问题和对未来的展望 .19 参考文献 .20 致 谢 .21 1 引言 1.1 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。保证汽车玻璃灵活调整的机构就是玻璃升降器，它也是汽车安全和舒适性的一个 重要部件。本课题来源于昌河铃木汽车生产实践。 1.2 电动车窗历史及国内外发展现状 1.2.1 国内发展现状 我国于 1981 年推行了 JB2882-81载重汽车用玻璃升降器技术条件 标准 1，在此标 准的基础上，根据我国汽车玻璃升降器的制造使用及检测情况，并参照国际上有关的先 进技术指标及数据，修改制订了汽车行业标准 QC/T29026-91汽车用玻璃升降器试验方 法 11和 QC/T29027-91 汽车用玻璃升降器技术条件 10，并于 1991 年颁布实施，该标 准对于汽车玻璃升降器的基本技术性能及测试方法作了明确的规定。由于目前我国大量 使用的主要为臂式玻璃升降器，其它类型特别是柔式玻璃升降器尚缺乏有关的技术资料 和技术数据，故上述标准仅适用于臂式玻璃升降器，其他类型亦可参照执行。由于臂式 玻璃升降器制造工艺相对简单，成本低，目前我国 80%左右的汽车玻璃升降器采用臂式 玻璃升降器。而柔式玻璃升降器从平稳性、运动阻力来说大大优于前者，结构更紧凑， 且安装和布置都较为方便，但目前我国关于柔式升降器尚无正式的国家标准。柔式玻璃 升降器在世界各种中高端车辆特别是轿车上已被大量采用，是一种比较先进的玻璃升降 器。近来国内的引进汽车产品，如北京汽车玻璃升降器长南汽随车工具厂、四川汽车厂 附件厂等完成了有关软轴式玻璃升降器的生产工艺的技术开发（引进） ，可提供国产化产 品。随着其批量化生产水平的提高，亦可用于代替臂式玻璃升降器。由于汽车结构布局 设计、制造成本、制造技术的要求，手推拉式的车窗调整机构仍为许多车辆采用。目前 臂式及手动玻璃升降器为主要适用类型，柔式玻璃升降器的应用尚限于引进车型，而电 动式玻璃升降器应用较少。电动玻璃升降器在国外中高档车上应用已很普遍，由于其结 构复杂、成本高、且国内小型电机产品性能不稳定，故目前在我国汽车产品红应用尚少。 可以预见随着我国汽车设计、制造水平的提高，电动玻璃升降器将越来越多地应用于汽 车产品。 1.2.2 演变历史 国外摇窗电机起源于 60 年代末 70 年代初，第一代产品体积较大，结构复杂，无防 水设计， 70 年代初期开始在一些中高档轿车上配置。第二代产品较第一代产品在体积上 大为减小，同时增加了排水孔，70 年代末起开始大规模配置，其改进型至今尚占有一部 分市场份额，我国 90 年代初期引入装车的产品大多为此代产品。第三代产品于 80 年代 末 90 年代初投放市场，其特点为结构紧凑，使用透气膜技术，防水性能优越，电机性能 稳定、可靠，使用寿命长，为 90 年代主流产品，至今仍占据市场主要份额。第四代产品 于 90 年代末投放市场，由于大量采用新材料新工艺，其部件结构趋向于一体化，体积进 一步减小，重量大大降低，并可根据需要配置防夹电子模块，在国外正开始取代第三代 电机。国外研制的第五代超小型电机，在 2006 年投放市场。 2 绳轮式玻璃升降器设计的原理和内容 2.1 车窗升降器的分类和基本工作原理 新颁布的汽车行业标准 QC/T29027-91汽车用玻璃升降器技术条件 中对于玻璃升 降器是这样定义的：“玻璃升降器是指按一定的驱动方式将汽车车窗玻璃沿玻璃倒槽升 起或下降，并能停留在任意位置的装置” 。 10主要应用于汽车侧面玻璃的升降，在车门附 件系统中，车门玻璃及玻璃升降器是占有空间最大的部件，也是最重要的一个子系统， 有着独立的运动机构及系统结构。考虑到一些特殊的玻璃调整装置（如某些轿车可调开 度的三角玻璃、太阳顶窗等） ，似乎应称其为玻璃调整器才更为确切。在国外汽车行业的 有关技术资料中，玻璃升降器的用词为 window regulator 其意即玻璃调整器，或许由于玻 璃的位置调整多位上下运动，故通称为玻璃升降器。 汽车玻璃升降器通常可有如下分类： 按传动结构分 臂式玻璃升降器 单臂式升降器 双臂式升降器 交叉臂式升降器 平行臂式升降器 柔式玻璃升降器 绳轮式升降器 带式升降器 软轴式升降器 丝杠式玻璃升降 器 手动式玻璃升降器 电动式玻璃升降器 液动式玻璃升降器 图 1 汽车玻璃升降器的分类 玻璃升降器主要由驱动机构、传动机构、制动机构和平衡机构等几大部分组成。根 据机械升降机构的不同工作原理，电动玻璃升降器可分为三种型式：绳轮式、臂式、软 轴式。一般而论，绳轮式电动玻璃升降器可用于各种圆弧玻璃的车型中，但由于安装空 间要求较大，目前主要用于玻璃圆弧较小的中高档轿车和高档面包车中； 叉臂式电动玻 璃升降器主要用于玻璃圆弧较大的载货汽车、面包车及中低档轿车中；软轴式电动玻璃 升降器可用于各种玻璃圆弧的车型中， 但运行噪声较大， 目前主要用于玻璃圆弧适中 的面包车及中低档轿车中。从技术成熟程度、工艺成熟程度、运行噪声、可靠性、通用 性和经济性来分析这几种结构，一般广为接受的结论如下表 表 1 三种机构的电动玻璃升降器的综合比较 比较项目 绳轮式 （交叉）臂式 软轴式 技术成熟度 工艺成熟度 运行噪声 可靠性 通用性 安装空间要求 经济性 各种玻璃升降器均需通过某种形式的驱动机构以实现对玻璃运动位置的调整。对于 玻璃为上下运动的玻璃升降器而言, 当玻璃上升时, 通过该机构将玻璃提升至需要的位置; 而玻璃下降时, 则可依靠玻璃自身的重力作为动力, 此时驱动机构主要起限位及减缓作用。 但由于实际上玻璃下降运动过程中需克服与密封件 (导槽、封口胶条等) 间的摩擦及传动 机构中的阻力等, 因此玻璃升降器也起一部分驱动作用, 以保证车窗玻璃的稳定移动。电 动玻璃升降器便于实现玻璃的各种运动方式 (升降或转动), 操纵简捷, 而且有利于操作自 动化, 已越来越多地应用在各种中高档车辆上。 2.2 本文主要研究内容 我的毕业设计是羚羊汽车电动玻璃升降器总体设计，该设计过程包括对电机的选择、 钢丝绳的选择及系统的传动方式设计，然后确定基本参数，并根据玻璃的行程计算玻璃 上升和下降的速度和上升和下降时分别所需要的时间；最后对升降器的效率进行分析计 算。通过以上步骤完成玻璃上升和下降的整个循环过程。 3 羚羊汽车玻璃升降器的前期设计准备 3.1 玻璃升降器要求 1根据主机厂对升降器工作稳定性和适应性的要求，结构型式采用绳轮式结构。 2选用西门子电机。 3应满足昌河铃木车门玻璃升降器的要求，升降器的工作行程为 47010。 4升降器寿命应不低于 QC/T636-2000 汽车电动玻璃升降器企业标准， 15000 次循环的要 求 6。 5升降器的外观和性能应达到和优于 QC/T636-2000 汽车电动玻璃升降器的相关指标。 3.2 玻璃升降器的组成 绳轮式玻璃升降器 绳轮式玻璃升降器总成主要由导轨（滑道） 、夹持玻璃的托槽、固定支架、滑动器（滑 块） 、导向滑轮（块） 、钢丝绳等组成。根据其所用的滑道数目又可以分为单滑道式 玻璃升降器和双滑道玻璃升降器。如下图所示。 绳轮式结构由滑动导向系统支撑的滑块 在滑道上移动， 滑块由挠性钢丝绳连接。钢丝绳的张力在所容许量和工作状态下用弹簧 保持。玻璃安装在滑动块上。 这种结构型式的优点是重量轻，运行顺畅，噪音小，成本 低，易于安装布置，适用于大曲率弧形升降面的轿车车门上。相对来说，双滑道式玻璃 升降器的运行更平稳，尤其是对无框车门系统。玻璃重力能用平衡弹簧抵消，使上升 和 下降的驱动扭矩近似相等。 绳轮式玻璃升降器可以采用手动或电动两种驱动方式 图 2 绳轮式玻璃升降器（左：单滑道 右：双滑道） 3.3 玻璃升降器的功能要求 玻璃升降器是调节门窗玻璃开度大小的部件， 它确保门窗玻璃的顺利开启和关闭， 并可以保持在任意位置。因此，具有以下主要功能和使用要求： 1.操作方便省力，在最大载荷工作条件下，摇手柄力矩不应大于 2N.m； 2.机构可靠，升降平顺，无冲击和阻滞现象，无辗轧声，并应有锁止机构，防止向下压玻 璃时，发生逆转运动； 3.足够的强度和刚度，至少各个部件不能有扭曲和阻碍运动的变形； 4.寿命长。 3.4 绳轮式玻璃升降器的设计特点 绳轮式玻璃升降器的索具一般为易弯的钢丝铰合线， 通过设在内板上的工艺孔来张 紧。索具缠绕固定在钢丝卷上。当电机转动时，齿轮带动钢丝卷牵拉钢索，玻璃托架开 始运动，实现玻璃的升降。钢索的松紧度可以通过钢丝卷调节。 对于某些轿车尤其是跑车的前门玻璃曲率较大，玻璃运动产生弧形升降面。 这时就 要通过不产生偏向载荷的合适的滑道设计来适应各种形状的车门玻璃以及不同的玻璃运 动式，包括螺旋式。但是，螺旋式滑道结构增加工装和结构件成本并导致质量控制方法 复杂。 滑道和它安装到车门上的方法可用于增加车门内板的刚度。 薄的车内板在升降器负 荷下变形明显且在电动系统中特别显著。 单滑道系统通常易于安装，在门内板内需要相对小的通道。单滑道系统可能要求紧 绷的钢丝绳弯曲，特别对手动型式，造成较高的钢丝绳摩擦力，反向弯曲必须避免，因 为这会降低相当多的疲劳寿命。除了成本，相对于双滑道系统，优点是重量轻和较好的 运输功效。 双滑道可以提供较好的稳定性，尤其对于宽玻璃或无车框门系统，但要求较大的装 配口，也需要对滑道排列的控制更严格，以确保前后滑动块的位置不产生冲突。为解决 这个问题，可以使一个滑块在前后方向上有更高的自由度。 双滑道系统通常对钢丝绳的走向要求不太严格， 从而降低由于张紧钢丝绳的急弯曲 而产生的摩擦力。由于同样的因素，钢丝绳的耐久性通常较好。双滑道不利方面是成本、 重量和运输方面。 如果需要，绳轮式系统可以配有可调整的上止点，以允许门结构的变化，尤其对于 无车框车门。对于有车框的车门升降器的行程设计得大一点。 与交叉臂结构的正弦特性相比， 绳轮式系统的机械优势和速比在整个玻璃行程中是 不变的。在整个摇动过程中，给手动一致的感觉。 绳轮式玻璃升降器中许多不受玻璃曲率影响的零部件可用在通用设计。 此外，在绳轮式玻璃升降器机构中，钢丝绳的拉力作用线相对玻璃重心理想的情况 应与泥槽和密封力所产生的扭矩平衡，但实际情况这很难做到。由于玻璃在密封条和泥 槽中作用长度的改变， 以及车门内结构和密封质量的变化等原因，不是所有的力在整个 玻璃行程中是常数。 3.5 绳轮式玻璃升降器的布置 在车门及其附件设计中，车门玻璃及玻璃升降器是占有空间最大的部件，也是最重 要的一个子系统。如图所示，为双滑道绳轮式玻璃升降器的真实数字化模型和它在车门 中的布置位置。 图 3 双滑道绳轮式玻璃升降器的布置 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羚羊车门三维数模 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，五碾轧声；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 =2.5g/cm 3 车窗玻璃的面积为 S=4160cm2 通过以上数据确定车窗的质量 m=SL=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 1.5 mm, 67+IWS(中间股),既为 77 股。 (2)钢丝公称直径为 0.17mm, 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：G 2=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 1.5mm，钢丝绳长度 946.3mm，敷管长度 203mm，导向管长度 34mm。 图 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 1.5mm，钢丝绳长度 995mm，敷管长度 418mm，导向管长度 30.5mm。 图 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 1.5mm，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 羚羊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 羚羊用西门子 B 型电机 8 左前 -滑道玻璃托架总成 9 自攻螺钉 10 羚羊电动前 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（ ） （玻璃重量 F1、滑道最大阻力 F2=G2S、 S 为玻璃行程）3.9104859GN1 .6mg2（ ） 所需电机的扭矩 /60%Mr（ ） 计算过程： 前门电机扭矩： /60%(49.2510).6207MFr Nm（ ） 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 Mk=8.0-13.0Nm 时，堵转电流 Ik 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 19.07mm 齿根圆 11.49mm 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 电动机的固有机械特性计算： 玻璃升降器电动机为永磁直流电机，永磁直流电机属于他励直流电动机，其固有机械特 性为： (1) 502NaEETNNURnnTC 式中 ，为理想空载转速； 常数，为固有机械特性的斜率； 是电0NEnC2aETN aR 枢回路电阻； 称为电动势常数，只与结构有关； 称为转矩常数，也与电机结构有关；TC 为每极磁通，单位为 ；n 为电枢转速，单位为 r/min；额定电压 的单位为 V；N Wb NU 电磁转矩 T 的单位为 Nm。电动势常数 和转矩常数 都决定于电机的结构数据，对于ET 一台已制造好的电机， 和 都是固定的常数。ECT 额定负载时的转速降为： (2)0NNnA 图 13 电机的固有机械特性图 一般情况下，由于电枢回路电阻 Ra 很小，斜率 N 很小，额定负载时转速降落 nN 很小， 因此， 他励直流电动机固有机械特性是一条下降不多的直线， 如图所示。 电动机的机械特性是一条极为重要的特性，它与负载转矩特性的配合将决定电力拖动系 统的稳定运行和过渡过程。由于该特性为一条直线，只要确定两点，就可以画出该机械 特性直线。通常选择两个特殊点即理想空载点（即 n=n0， T=0）和额定工作点（即 n=nN ， T=TN）来确定固有特性直线。 下面估算玻璃升降器电动机的机械特性方程： 参照 汽车用门窗升降器电动机技术条件 提供的数据。 设电机中蜗轮蜗杆的传 动效率为 0.4，空载点电机转速 80r/min，蜗轮蜗杆减速比 72，则空载点电枢转速为：0872560(/min)nr 额定点电机转速 52r/min，额定点电枢转速为： 34(/i)N 额定点电机转矩 2000Nmm，额定点电枢转矩为： 2069.()7TNmA 将以上各式代入（2） ，得: ,.3(/in)Nr 电动机的机械特性方程为： (3)576029.T 其函数图形与 x 轴正向约成 92o 的角， 可见玻璃升降器电动机固有机械特性很软，轻 微的载荷波动都会造成电动机转速的剧烈变化。因而保证载荷尽量平稳而对玻璃升降器 结构进行优化也非常有意义。 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(2)78.3604upTSrns 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 Tup = S2 rn=485(2 25)6160=3.1S 玻璃升降速度： 根据上述计算得： 上升平均速度： / 48512.3/upupVSTms 下降平均速度： /4853.16./downdownSs 3. 升降器的工作效率： 羚羊轿车蓄电池电压为 12V， 起动机额定电压为 13.5V，因此要求电动玻璃升降器 额定电压为 13.5V， 工作电压为 10-16V， 工作电流10A， 起动电流25A， 堵转电 流30A， 上升载荷为)49.6N， 下降载荷为 11.6N。根据下面公式可以计算出升降器 上升时的工作效率： FZ=UItA升（ ）（ ） 式中 为升降器上升是的工作效率； 为升降器上升时的负荷； 为玻璃上升时的升 ZA 极限距离；U 为升降器电机接线柱处的电压；I 为玻璃上升时电机的平均电流； 为玻璃t 上升的时间。 由于羚羊轿车 F=49.6NZ0.485mU=12VI5A升 ； ； ； 代如数据得： 49.60851.%()2 4.2 计算总结 根据上述计算得：该设计符合电动玻璃升降器总成技术条件。 5 结论 5.1 全文总结 随着社会的发展汽车逐渐成为了人们出行必不可少的交通工具，汽车也逐渐走进了 欠佳万户。电动汽车玻璃升降器为人们提供了很大的方便，使之成为了汽车必不可少的 一部分，而且随着人们对方便性、安全性要求的提高，电动玻璃升降器必将取代手动玻 璃升降器。电动玻璃升降器在国外中高档车上应用已很普遍，由于其结构复杂、成本高、 且国内小型电机产品性能不稳定，故目前在我国汽车产品应用尚少。但可以预见随着我 国汽车设计、制造水平的提高，电动玻璃升降器将越来越多地应用于汽车产品。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。 毕业设计是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完 整的羚羊汽车绳轮式玻璃设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合 锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际问题的能力，同时也提高我查阅文 献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌 控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰 富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看 到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。 虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种系统的适用条件，各 种设备的选用标准，各种零件的安装方式，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学 会应用的。和老师的沟通交流更使我从不同的角度对设计有了新的认识也对自己提出了 新的要求，通过这次毕业设计让我提前了解了这些知识，这是很珍贵的。 提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的 头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能 力，更强的沟通力和理解力。 顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专 业的发展前景充满信心，无论给机械系统还是电路系统，我都采用了一些新的技术和机 械部件他们有着很多的优越性但也存在一定的不足，这新不足在一定程度上限制了我们 的创造力。可这些不足正是我们去更好的研究更好的创造的最大动力，只有发现问题面 对问题才有可能解决问题，不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我更 会关注新技术新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识，更好的为祖国 的四化服务。 5.2 存在的问题和对未来的展望 目前我国汽车玻璃升降器还存在许多问题，软轴式升降器的发展不完善，升降器的 质量可靠性有待于提高，零件的紧凑性和防水性还存在一定问题。 汽车玻璃升降器产品的主要发展方向为:趋于智能化，零件通用性更强安全性更强。 汽车电子技术的高速发展和纳米技术的应用，加速了汽车智能化的进程。未来几年将是 汽车智能化