威驰轿车驾驶员座椅设计
30页 15000字数+说明书+任务书+开题报告+外文翻译+8张CAD图纸【详情如下】
A0驾驶员座椅装配图.dwg
A1座垫骨架总成.dwg
A1弹簧垫总成.dwg
A1靠背骨架总成.dwg
A3手柄.dwg
A3板簧.dwg
A3齿板.dwg
外文翻译--座椅的清洁.doc
威驰轿车驾驶员座椅设计开题报告.doc
威驰轿车驾驶员座椅设计说明书.doc
封面.doc
高度调节.dwg
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目 录
摘要……I
AbsarstII
第1章 绪论1
1.1 概述1
1.2汽车座椅的研究内容和设计要求1
1.2.1研究内容1
1.2.2 轿车座椅的设计要求1
1.3 汽车座椅的作用和功用2
1.3.1 汽车座椅的作用2
1.3.2 汽车座椅的舒适性2
1.3.3 汽车座椅的安全性3
1.4本章小结4
第2章 汽车座椅的人机工程设计5
2.1座椅的人机工程学要求5
2.2座椅的结构参数5
2.3人体模板在车辆座椅设计中的应用5
2.4座椅布置6
2.5人体压力在座椅上的分布6
2.6座椅的静态舒适性设计6
2.7座椅的动态舒适性设计7
2.8本章小结7
第3章 驾驶员座椅的结构设计8
3.1 汽车座椅的结构和分类8
3.2 汽车座椅的主要部件设计9
3.2.1 靠背与座垫设计9
3.2.2 头枕设计9
3.2.3 座椅调节机构设计10
3.3 本章小结13
第4章 座椅部件设计14
4.1 板簧的设计14
4.2高度调节支撑杆的工艺过程设计14
4.3 销的工艺过程设计15
4.4 齿板与调角器手柄的设计15
4.5 滑轨的设计16
4.6本章小结18
第5章 座椅骨架的强度校核19
5.1 有限元算法在汽车座椅安全性研究中的应用19
5.2 轿车座椅的强度要求19
5.2.1 座椅的静强度20
5.2.2 座椅的冲击强度20
5.2.3 座椅的疲劳强度21
5.3 确定需要分析的部件21
5.3.1 结果分析25
结 论27
参考文献28
致 谢30
附 录31
摘 要
随着汽车保有量的增加,汽车的舒适性和安全性越来越受到人们的重视。然而座椅作为直接与人体接触的部件,其重要性自然不言而喻。关于座椅的安全性分析,其理论和方法都得到了广泛的认可。与此同时,在满足安全性的前提下,如何提高汽车座椅的舒适性并尽可能的减轻质量,也越来越引起业界的关注。
本设计主要针威驰轿车驾驶员座椅在设计中存在的一些不足进行了优化。同时参照威驰轿车驾驶员座椅实际尺寸进行改装设计,加装了座椅的升降装置以满足舒适性的要求。运用Ansys软件分析座椅骨架的静态特性。
最后通过强度校核以及实际生产中该座椅存在的一些问题,对靠背和座垫骨架进行了改进,使其工艺更为简单。
关键词:轿车;驾驶员座椅;静态特性;舒适性;安全性
ABSTRACT
With the increasing of cars, the comfort and safety of cars are taken seriously increasingly. However, the seat is contact with human body parts directly, whose importance is of natural self-evident. Moving on the seat of the safety analysis, the theories and methods have been widely recognized. At the same time, under the premise of security, how to improve the car seat and the economy as much as possible has been drawn more and more attention of the industry .
The design of the main drivers for the domestic middle seat in the design of cars that exist in a number of shortcomings were optimized. At the same time, according to the actual software and hardware conditions, I dismantled a seat entity. To a certain basis of simulation analysis, inquire about relevant information and standards, parameters of the dynamic and static characteristics are optimized
At last, through strength check, a number of problems are considered in the seat actual production. Backrest and cushion framework are improved to process with more simple and a better economy.
Key words: Car;Driver Seat;Static Characteristic;Dynamic Characteristis; Amenity ;Safety
第1章 绪 论
1.1 概述
汽车座椅属于汽车的基本装置,是汽车的重要安全部件。在汽车中,它将人体和车身联系在一起,直接关系到乘员的驾乘舒适性和安全性。1886年德国人戴姆勒制成了最早的汽车座椅,其座垫是以棉花等软填料作为芯子,靠背是用木板和木条围成。一百多年来,随着汽车的发展和人们要求的不断提高,汽车座椅已不是单纯满足乘坐和美观需要的车身部件,而是关系到汽车的驾乘舒适性和安全性,集人机工程学、机械振动、控制工程等为一体的系统工程产品。第2章 汽车座椅的人机工程设计
2.1座椅的人机工程学要求
1)各部贴合感:要求座椅靠背和坐垫的形状与人体背部、臀部及大腿底面的形状相贴合。贴合感强的座椅将有利于改进接触面积和部位。
2)横向稳定性:汽车转弯时,人体承受横向加速度,为了提高乘员的身体保持性,要求座椅的侧面稍加高,以便两跨和大腿部能轻轻支承身体。
3)背部和腰部的合理支承:汽车座椅设计时应提供形状和位置适宜的两点支承,第一支承位于人体第5—6胸椎之间的高度上,作为肩靠能减轻颈曲变形;第二支承设置在腰曲部位,作为腰靠,能保证乘坐姿势下近似于正常的腰曲弧线。
4)各部合适的软硬感:座椅最重要的作用是支撑乘员的身体,不能只是一把安乐椅,表面硬一些的座椅不易使人疲劳,但与身体不是特别贴合的硬座椅会压迫身体的某一部分,使疲劳感倍增。
5)振动舒适性:需要设计好座椅的静态刚度、共振频率及衰减特性。
2.2座椅的结构参数
汽车座椅的舒适性通常包括震动舒适性、坐姿舒适性和操作舒适性。震动舒适性一般不能只靠尺寸参数来保证,而驾驶席的坐姿舒适性和操作舒适性以及乘员席的坐姿舒适性则通过座椅的结构和尺寸参数得到相应程度的保证。座椅的尺寸结构参数可参考驾驶或乘坐姿势下人体尺寸的测量值加以确定。
2.3人体模板在车辆座椅设计中的应用靠背的设计主要指强度设计和造型设计,设计时应使靠背的高度、形状符合人体曲线,使背部肌肉处于放松状态,并能给背部、肩部有效可靠的支撑,使驾驶员保持稳定的坐姿,还要有足够的侧背支撑,从而避免高速转弯时的横向滑动。设计时,靠背的高度和宽度一般分别为600 mm 和480 mm。不同的靠背倾角会导致不同的椎间盘内压力及背部肌肉负荷。当靠背倾角超过110°时,椎间盘压力显著减小,所以设计时应考虑合理的靠背倾角。为了提高舒适性,满足司乘人员在休息时的需求,靠背倾角应为可调式,并且调整范围尽可能大。一般载重汽车为100°~115°,大客车为95°~135°,轿车为80°~170°。本设计靠背高度为600 mm,宽度为480 mm,靠背调节角度为80°~160°。
座垫设计主要是座垫深度和坐垫倾角的确定。座垫深度的设计原则是在充分利用靠背的情况下,使臀部得到合理支撑。人体在坐姿状态下,坐骨与小腿足部构成稳定的人体支撑。座垫深度过大时,造成人体躯干相对前移,腰部得不到良好的支撑,引起疲劳;座垫深度过小时,会因大腿得不到良好的支撑而感到不舒适:因此,座垫的深度应按臀部至大腿表面全长的3/4 设计,一般取400~480
mm 。座垫的倾角应兼顾安全性和舒适性,一般为2°~10°。本设计中座垫深度取450 mm,座垫倾角取5°。
3.2.2 头枕设计
头枕是为提高汽车乘坐舒适性和安全性而设置的一种辅助装置。头枕的主要作用是保障安全,一旦汽车发生追尾碰撞,颈椎会承受到很大的加速度而容易伤害。有了头枕的承托,可以减少头部自由移动的空间,降低对颈椎的冲击力,起到避免或减轻乘员颈部受伤的作用。按照国家标准,汽车座椅头枕属汽车整车强制认证检测项目之一,汽车前排座椅应装有头枕。本设计中头枕的结构如图3.2具体尺寸如表3.3
表3.3 座椅头枕基本尺寸
名称参数值
头枕竖梁直径D1/mm12
头枕竖梁上半部分长度L1/mm155
头枕竖梁上、下部分的夹角α/(?。)134
头枕靠面的宽度W1/mm180
头枕横梁直径D2/mm7
头枕横梁下半部长度L2/mm118
头枕靠面厚度Th/mm1.5
3.2.3 座椅调节机构设计
调节机构主要包括座椅高度调整机构、前后位移调整机构(即座椅滑道)、靠背仰角调整机构(即调角器)等。
(1)高度调整机构
高度调整机构是调整座椅在车厢内垂直位置上下移动的机构,有机械调整机构、可控空气弹簧调整机构、气动调整机构和电动调整机构等。高度调整的范围应根据人机工程学原理,以能满足大部分人群的使用要求为目标进行确定,一般调整范围为0~100 mm 。
高度调节机构主要由一套铰接杆件和调整螺杆组成,当高度调节机构下端和上端分别
结 论
汽车座椅是汽车重要的部件,它严重影响乘员的安全性。通过本次设计,座椅的的对结构有了更进一步的认识。此次设计在传统座椅设计的基础上,有以下几点改进。
(1)选材方面抛弃了传统座椅中使用的钢板和钢管等钢质材料,运用了新型镁铝合金材料,大大减轻了座椅的质量,这也是今后座椅轻量化的一个研究方向。
(2)通过研究发现,滑道、调节连接板应力比较大,进行适当的加厚。
(3)上框、下框和座盆对整个座椅结构影响较少,合理布置能提供很大的轻量化空间。
(4)本次设计在力求座椅结构简单的前提下,使其功能尽可能全面,使其具有前后调节高度调节和后背倾角调节的基本功能。
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