学士学位论文汽车天窗的整体结构设计.docx

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学士学位论文汽车天窗的整体结构设计

汽车天窗的整体结构设计

摘要

汽车天窗作为汽车行驶时的地唤起设备，已经逐渐成为各个汽车厂家生产轿车的标准配置。

在汽车天窗市场竞争中电动汽车天窗具有很强的优势，如结构简单、使用方便、可靠性高、具有很好的市场潜力等。

因此选择设计电动式天窗具有良好的市场前景，也可使整车在汽车竞争白热化的今天占领了更大份额的市场。

本次设计首先了解了天窗的作用、种类、特点和天窗各种零部件执行标准。

然后，对天窗的密封排水方式、性能要求、也天窗对风噪声的影响做出了说明和分析。

在掌握天窗的工作原理后在天窗设计部分，依据了蜗轮蜗杆减速器的原理设计了电动机换向减速传动机构，结合天窗的结构性能对天窗进行了设计与强度校核，对动向蜗轮传动杆的主要参数和尺寸分析，选择传动材料和类型，按蜗轮齿面接触疲劳强度计算校核蜗轮齿根疲劳强度，对蜗杆蜗轮各部分尺寸计算，天窗电机最终动力输出选择。

最后，分析并绘制了汽车天窗滑动机构、连接机构、驱动机构的CAD零件图和装配图，同时也对车顶开关的工作过程进行了简要分析。

关键词：

汽车天窗；换向减速机构；滑动机构；强度校核

TheOverallStructureDesignofAutomobileSunroofs

Abstract

Astheventilationdevicewhendrivingacar,sunroofshavegraduallybecomethestandardequipmentfornearlyeverycarmanufacture.Inthemarketcompetitionforsunroofs,electriconesenjoygreatpopularityforitssimplestructure,easyhandling,highreliabilityandmarketpotential,etc.Therefore,choosingtodesignelectricsunroofhasverygoodmarketprospect,makingthewholecaroccupymoremarketshareintheenormouslyfiercecompetitionofautomobile.

Thedesignofthethoughtsandideasfirstunderstandtheskylight,types,characteristicsandvariouspartsoftheimplementationofstandards.Thenmakeadescriptionandanalysisoftheperformanceofthesealingdrainageway,skylightrequirementsinfluenceonwindnoise.Theworkingprincipleofskylightskylightdesignmasterinpart,onthebasisoftheprincipleofthewormreducerdesignthemotorreversingspeedreducer,combinedwiththestructurepropertiesofskylightandrequirementstotheroofforthedesignandstrengthcheck,themainanalysisofthetrendofwormgeardriverodparametersandsize,selectgearmaterialsandtypes,accordingtotheturbinegearsurfacecontactfatiguestrengthcalculation,checkingthefatiguestrengthcalculationofthewormandwormwheelwormgeartoothroot,thesizeofeachpartoftheroof,andclickonthefinalpoweroutputselection.Finally,analysisanddrawacarsunroofslidingmechanism,connectingmechanism,drivingmechanismoftheCADpartdrawingsandassemblydrawings,alsomakesabriefanalysisontheworkingprocessoftheswitchforroof.

KeyWords:

sunroof;reversingdecelerationstructure;slidingmechanism;strengthcheck

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目录

摘要

Abstract

第1章绪论1

1.1课题研究的目的和意义1

1.2汽车天窗的国内外发展状况2

1.3研究内容与方法4

第2章天窗结构及性能要求6

2.1天窗工作原理6

2.2汽车天窗的作用6

2.3天窗的种类及特点7

2.3.1汽车天窗种类7

2.3.2汽车天窗特点及各部件执行标准7

2.4天窗的结构型式9

2.4.1天窗的结构9

2.4.2天窗的密封（排水）方式10

2.5天窗的性能要求11

2.5.1安全性11

2.5.2性能要求12

2.5.3天窗系统对风噪的影响14

2.6本章小结14

第3章汽车天窗设计15

3.1天窗结构和工作原理设计15

3.1.1滑动机构15

3.1.2连接机构15

3.2汽车天窗动力机构17

3.2.1驱动机构17

3.2.2车顶开关18

3.3本章小结21

第4章天窗行进的相关计算22

4.1动机换向蜗轮蜗杆主要参数和几何尺寸22

4.1.1选择传动的类型和材料22

4.1.2按蜗轮齿面接触疲劳强度计算23

4.1.3校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度23

4.1.4蜗杆、蜗轮各部分尺寸计算24

4.1.5天窗电机最终动力输出齿轮选择26

4.2本章小结26

结论27

参考文献28

致谢29

附录30

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第1章绪论

1.1课题研究的目的和意义

作为机械、电子等多种科学发展的重要成果，汽车早已成为人类现代生活中不可缺少的重要做成部分，我国汽车天窗业起步较晚，过去国内天窗一直依赖进口。

现在，这一局面被打破，本土企业也开始有了一定市场。

但本土企业底气并不足。

汽车天窗产业链是围绕满足汽车天窗企业生产过程所涉及到的一系列具有上下游关系的企业集合。

汽车天窗属于交通运输设备制造业，属于最终需求型制造业，其特点前向关联效应小，后向关联效应较大。

在我国加入WTO后，国内汽车工业面临着很大的冲击，同时也给汽车发展提供了很好的机遇。

所以我国今后汽车工业的发展重点将逐步转向主要是独立自主的汽车和汽车零部件随着国内汽车厂家越来越看重市场需求，许多中档轿车甚至经济型家用轿车也纷纷将天窗总以为表追设备，在保证安全白的前提下，它成为越来越多车主的能过享受的便利设备。

汽车天窗改变了传统的换气形式，风吹进变为空气抽出去。

汽车高速行驶时，空气分别从车的四周快速流过，再打开的天窗的外面形成负压区，将车内污浊的空气抽出，达到换气的目的。

使用天窗除雾更快捷。

夏天雨季雨水勤、湿度大、车内外温差大。

前挡风玻璃容易形成雾气。

打开车顶天窗至通风位置，可以轻易消除前挡风玻璃的雾气，保证行车安全。

使用天窗换气，既不必担心车外恶劣脏污的环境，也不必担心与雨水吹进车内。

使用天窗还有节能的功效，在太阳的暴晒下1小时，车内的温度就可以轻易的达到70℃。

打开天窗。

利用负压抽出燥热的空气换气降温，比使用汽车空调降温的速度快2—3倍，还能节省下使用开车内空调带来的能源消耗，在节能的同时还做到了减少二氧化碳以及有害气体的排放。

八十年代中后期开始，我国部分大型汽车企业研究中心为提高汽车设计水平，提高生产效率，缩短和西方发达国家的差距，开始从国外引进早期的CAD软件等。

该软件的使用是设计人员开始摆脱了沿袭了几十年的图版绘图的习惯，该软件基于LINUX操作系统，运行速度快，图形处理能力强，但同时因为早期的CAD系统都是建立在大型工作站基础上，因此价格昂贵，数量不多，应用的场合少，而且该软件的使用复杂，对技术人员要求较高，所以不适合大量推广。

而就是年代初，随着美国Autodesk公司的AutoCAD软件的引进，由于该软件界面友好，简单易学，功能强大，逐渐成为现今汽车行业设计软件的主流。

国外的天窗生产已形成一定的规模，而国内专门生产天窗的厂家少之又少，据统计，按照每个天窗投资成本3000—5000计算，一年会生产3000—5000万元的市场份额，在现有的技术基础上，选择有力的运行机制，标准化的汽车零部件，对我国汽车工业发展有着重要的借鉴意义。

1.2汽车天窗的国内外发展状况

汽车天窗在国外有100多年的历史，已成为汽车文化的一部分。

汽车在行驶特别是长途行驶的过程中，人们经常会有疲劳或者困倦的感觉,这实际上是因为大脑缺氧,有时候通过侧窗进行换气，但是侧窗打开之后，吹到入们身上的是漩涡状气流，会觉得风吹的很大,而且噪音、灰很大，同时有时会感觉到风吹的肩膀者畴。

通过天窗通风会克服上述缺点。

开车的人都知道，一辆车里挤的人越多，车内的空气就越浑浊。

如果在车内吸烟，车里就更是烟雾缭绕，车里的气味更是难闻。

为消除这些让人感觉不舒服的味道，许多人选择购买车用香水，但这只能起到一定的除味效果。

当然，打开侧窗也可起到换气的作用，可车辆在运行中打开窗户会产生很大的噪音，而且风直接冲撞到司机降低舒适感，坐在后排座位的人也会被侧窗的风吹得睁不开眼。

汽车在行驶过程中若经常打开窗户，不仅影响车内温度，会带进大量灰尘及传入车外噪声，而且由于高速行驶形成的风会直接冲撞到车内的乘员，降低乘坐舒适度，因此现代汽车一般都关窗驾驶。

对于车身密封性不良的汽车，虽然也能带进部分新鲜空气，但由于不能人为地控制进风，进风量难以符合要求，而且进风部位是随机的，往往带进大量灰尘、烟气（发动机废气），污染车内空气。

但若车内无新鲜空气补充，会使车内空气中二氧化碳含量增大、氧气含量下降；车内还会因抽烟、人体呼吸、食物及物品等使空气气味不好，影响乘员身体健康；为了防止汽车前窗结霜凝雾，也需要引入新风，需要有通风装置。

另外，通过天窗的玻璃可以自然采光，车室内明亮并可以营造浪漫的气氛，并给喜欢高档车的顾客带来了满足感。

因此，加装天窗既为汽车改善通风状况的有效方法。

天窗：

是指安装于汽车顶部、主体材料为玻璃的车身部件，并且该部件有一部分能够由电机驱动并通过传动机构将天窗玻璃沿滑槽前后移动、倾斜启闭，且能按要求停留在任意位置。

天窗分为固定式天窗也叫全景式天窗和活动式天窗。

活动天窗又分为手动式玻璃天窗及电动式玻璃天窗。

Smith的观点，又称“规范性”、“道德性”或“态度性”观点的组织承诺，这种观点受到需求满足理论和双因素理的启发，强调激励和自我实现来探讨组织承