zw6330微型客车设计驾驶室设计设计说明书.docx

1、zw6330微型客车设计驾驶室设计设计说明书lzw6330微型客车设计驾驶室设计摘 要车门不仅关系到车辆本身的安全问题，而且分散整车应力、增强整车强度，可以降低车祸发生时对车内人员的伤害程度。车门系统包括四大部分：车门开闭系玻璃升降系门锁系车门密封系驾驶室门设计主要包括玻璃升降器的设计门锁的设计内外钣的设计等。驾驶室车门设计是汽车设计的重要组成部分，也是车身设计中相对复杂的部分。设计中使用多种软件，如使用CAD绘制装配图及零件图等，设计说明书也用Microsoft Word排版打印而成，软件的使用提高了设计效率，同时也使设计干净、整洁。通过本次毕业设计，充分了解和掌握了对某一轿车车门设计的步骤

2、和方法，这将为我们以后毕业从事汽车车身设计的工作打下基础。关键词：驾驶室门,车门系统，软件 LZW6330MINI-BUS DESIGNCAB DESIGNABSTRACT The vehicle door is not only related to the safety of the vehicle itself, and the scattered vehicle stress, enhance the whole strength, lowered the damage to people inside when the accident took place. The cab doo

3、r system includes four major parts: the department of the door opening and closing, the department of the glass door, the department of the door seal, the department of door seal.Cab door design includes the glass lift design, door design, the design of both inside and outside the sheet.The cab door

4、 design is an important part of the automotive design. also is a relatively complex part in the body design.The use of a variety of design software, such as the use of CAD drawing assembly, parts and components, such as plans, design brochures also used Microsoft Word from print publishing, software

5、, the use of improved design efficiency, but also design a clean, tidy.Through this graduate design, I fully know and master the steps and methods of body general arrangement design to a specific car body, which will lay the foundation for our car body design work after graduation.KEY WORDS: cab doo

6、r，vehicle door system，software目录前言 1第1章 确定车门设计方案 3第2章 车门结构与材料分析 5 2.1 车门结构 5 2.2 材料的选用 5第3章 铰链及限位器的设计 8 3.1 铰链 8 3.2 限位器 10第4章 玻璃升降器的设计 12第5章 门锁的设计 16第6章 车门的密封及玻璃的选用 18 6.1 密封 18 6.2 玻璃 19第7章 装涂材料 22 7.1 涂料的作用及特点 22 7.2 涂料的组成 22 7.2 常用汽车涂料及应用 23 7.3 涂料色彩 23谢 辞 25参考文献 26前言汽车犹如个个流动的精度建筑物游戈在道路上，优美的车身能给

7、人留下难以忘怀的印象。事实上汽车的车身造型是个时代礼会政治、经济和文化等多力而生动的综合反映，也鲜明拆射出这个时代的整个工业水平及完备程况。建国以来，我国汽车工业从无到有、由小到大有了很大发展。但长期以来徘徊在货车（主要是中型）的生产水平。车身技术一直是我国汽车行业中的薄弱环节。国外轿车工业发达，由于对轿车车身的要求很高，从而大大刺激了新技术和新设备的发展，由此可以全面带动其他各种车型车身技术的开发，日本轿车的发展对其汽车工业的促进气流举足轻重的作用就是明显的例证。从这个意义上来看，为了尽快振兴我国的汽车工业，必须结合国情量力而行地重视轿车的发展。而轿车发展的关键主要就在车身技术上。国内外汽车

8、生产的实践一再表明：整车生产能力的发展取决于车身的生产能力；汽车的更新换代在很大程度上也取决与车身；在基本车型达到饱和的情况下，只有依赖车身改型或改装才能打开销路。凡此等等都足以说明，汽车工业发展到今天成为重要的支柱产业，而重中之重则非车身莫属。由于轿车车身独特的使用性能要求和使用环境，决定了现代轿车车身设计所必须满足的要求和需要达到的目的。这些要求和目标主要有：1）车身结构强度须能承受在其整个使用寿命内可能达到的所有静力和动力载荷。2)车身布置必须提供一个舒适的室内空间，良好的操纵性和乘坐方便性以及对大自然影响的抵御能力。3)车身必须具有良好的对车外噪声的隔声能力。4)车身的外形和布置必须保

9、证驾驶员和乘员有良好的视野。5)车身材料必须是轻质的，以使整车重量降低。6)车身外形必须是具有低的空气阻力，以节省能源。7)车身结构和装置措施必须保证在汽车发生事故时对乘员提供保护。8）车身结构材料必须来源丰富、成本低，所选择的材料必须能够实现高效率的制造和装配。9)车身结构设计和选材须保证车身在整个使用期间满足对冷、热和腐蚀的抵抗能力。10)车身的材料必须具有再使用的效果。11)车身的制造成本应足够的低。车门是车身的重要组成部分，是乘员上下车的通道。车门是汽车的关键总成之一。车门作为一个综合性的转动部件，它和车身一起组成乘客的周围空间，应当具有良好的耐振动特性和足够强大的刚度和强度，以满足车

10、门闭合时的耐冲击性能和侧碰时的耐碰撞性能，所以，车门在汽车的生命周期内应安全、开闭自如。车门作为车身上的一个重要总成，其好坏也直接关系着行驶的安全性、舒适性以及美观性等。因此，设计美观实用的车门也是一个迫切的需要。 第1章 确定车门设计方案车门安开启方式可分为顺开式、逆开式、水平移动式、折叠式、上掀式等几种。 1.顺开式和逆开式 顺开式车门在汽车行驶时有借助气流自动关闭车门的趋势，这种即安全以便于驾驶员倒车时向后观察，因此被广泛使用。逆开式车门在行驶中若关闭不严，有被气流冲开的危险，以致破坏汽车的安全性，故较少采用（一般是为了改善上下车方便性及适应迎宾礼仪需要才被采用）。2.水平移动式车门这种

11、车开启用上、中、下三道滑轨控制车门运动，可像拉窗或拉门那样横滑开，也有靠转臂摆出的转动式。优点是开启时占用空间小，当车身侧壁与障碍物距离较小时仍能全部开启。3.折叠式车门广泛用于大、中型客车上。4.上掀式或飞翼式车门 该种车门广泛用于轿车及小型客车、救护车等后面，也可以用于低矮汽车的前面。该种车门广泛用于轿车及小型客车、救护车等后面，也可以用于低矮汽车的前面。对车门的要求：1） 具有必要的开度，并能使车门停在最大开度上，以保证上、下车方便。2） 安全可靠。开门能锁住，行车或撞车时门不会自动打开。3） 开关方便，玻璃升降方便。4） 具有良好的密封。5） 具有足够的刚度，不易变形下沉，行车时不振响

12、。6） 制造工艺性好，易于冲压并便于安装附件。7） 外型上与整车协调。综上，因本次设计为面包车前门，所以选择了顺开式旋开车门。第2章 车门结构与材料分析2.1 车门结构 车门是由壳体、附件和内饰盖板三部分组成。壳体按其结构可分为整体式或框架式。整体式车门的玻璃窗框是与门内外板一体冲压的，其优点是车门零件数少，组装方便，车门刚性好并便于设两道密封条，但是要压床台面和吨位都较大，造型也受到一定限制。框架式车门，玻璃窗是用螺钉固定或焊接在门体上的。本次设计采用整体式车门。车门壳体是由厚度0.81.0的钢板冲压的外板和内板等焊接而成。外板外形与整车协调，外板包着内板，沿着门的边缘形成一刚性箍，其形式见

13、截面图21。图21内板是车门的主要零件。在内板上冲有各种形状的窝穴、加强筋和孔洞，以便安装附件。在安装完附件之后，用内饰板将其遮盖。根据需要在内板上焊有加强板和支架等，以便将局部集中载荷有效地传到内板较大的垂直面上。车门附件包括车门铰链、车门开度限制器、带有内、外操作手柄的门锁、定位器、车门密封条，在门内、外板之间还装有玻璃、玻璃导槽和导轨及玻璃升降器等。2.2 材料的选用 车门作为整车的一部分，占的比列较大，正确选用车门的材料，对实现汽车轻量化得要求，提高汽车的传动性、可靠性、舒适性和燃油经济性，降低汽车的制造成本有着重要的意义。车身材料的多样化，是由车身的三大组成部分壳体、装饰和装备的特性

14、所决定的，车门中常用的材料有钢板、铝材、塑料、橡胶等。对于车门用钢板的要求必须有良好的冲压性能和焊接性能，并且有防锈防腐蚀的能力以及良好的表面质量。为了保证车门结构的强度和刚度，降低成本，减轻重量，正确选择钢板的类型很重要。在选择厚度时应考虑到零件的形状、性能要求。汽车车身板料的厚度大约在0.70.9mm，我国汽车车身的板料厚度大约在0.81.2mm。另外，减低钢板厚度，从强度的 观点看，可以很薄，但会引起刚性的不足，但防锈措施不利时，钢板过薄也易锈穿。同时，不同厚度的钢板焊接时，其厚度之差不能超过三倍，因为板厚度相差悬殊时，焊接偏在薄板一边容易焊穿。 由于车门在正常情况下受力很小，所以不需要

15、选择强度、硬度很高的材料。车门内外板是冲压成型的，所以所选材料要有很好的韧性，不至于加工过程中造成折裂、断口等。车身用板料一般为优质碳素结构钢。优质碳素结构钢品种很多，其性能主要取决于含碳量。这类钢随钢号数字增加，其碳的含量增加，钢的强度也随之增加，而塑性指标随之降低。含碳量0.25%的低碳钢，由于这种钢含碳量低，因而机械强度低，硬度低，但是塑性、韧性高，可锻性和焊接性均好，冷塑性变形能力高。08F、10F钢的含碳量低、塑性好，焊接性能好，一般不采用热处理，而在热轧或冷轧供货状况下，应用冷、热加工等方法。通过性价比，选择厚度为1mm型号为08F的钢板来制造车门内外板件。中碳钢含碳量较高，可采用

16、热处理强化，属于调制钢，30、35、40、45、50、55钢经淬火高温回火后，具机械强度、硬度较高、塑性、韧性稍低，热锻、热压性能良好，冷作变形能力较好，切削性能较佳等有良好的综合力学性能，但焊接性较差。本次设计采用45钢作为一些附件的材料。合金弹簧钢机械强度高，塑性、韧性较好，汽车上的弹簧一般都是采用它，综合考虑本设计也采用合金弹簧钢作为车门上弹簧的材料。氯丁橡胶物理力学性能与天然橡胶相似，其生胶抗张强度较高。氯丁橡胶耐老化性能优越，耐候性和耐臭性能优良，耐热性能良好，耐油性能良好，并具有难燃性和自熄性，气密性较好。所以，本设计中采用氯丁橡胶作为密封件的材料的一部分。聚酰胺俗称尼龙。主要用于

17、汽车制造工业、电气工业和机器制造等。表面光亮度良好，无臭无味、无毒，抗霉菌，具有柔韧、强度高、耐摩擦、自润滑、电绝缘性好、耐弱酸碱和一般溶剂以及透氧率低的特点。所以尼龙可以作为车门手柄的材料。第3章 铰链及限位器的设计3.1 铰链车门铰链是实现车门旋转运动的部件，主要包括固定部分（即铰链座，固定在门框上）、活动部分（安装在车门上）和轴。车门饺链分臂式和合页式两种(图31 o臂式的铰链轴安装在门柱内，要求门柱粗大且臂长，铰链刚性受影响。但由于其布置设计中铰链轴线相对于车门的位置较远，开门时能使车门住外移，因而车门开启时不易与门柱或车身其他部位发生干涉。合页式铰链的轴线在门柱以外，与臂式相比，不但

18、重量轻、刚度高，结构紧凑而且装配方便，是现代轿车广泛用的车门铰链型式。本次设计采用合页式铰链。图31车门铰链(a)臂式、(b)合页式 1,2一合页;3连杆;4二力构件 车门铰链在布置设计时，应注意以下几点: (1)在车门关闭时，整个车门的质量及其他作用在车门的力，由两个铰链、门锁和定位器支承;在车门打开时，则全由铰链支承。可见车门的下沉，主要是由于铰链变形或铰链连接部位的变形所致。车门或门框与铰链的连接刚度不足是其主要原因。因此，在车门和门柱固定铰链处通常设置加强板，同时在布置铰链时还应注意加大上、下铰链的间距。间距越大，铰链处受力越小。但间距大小受车门开口形状和整车造型的制约。(2)铰链的受

19、力状况分析，设计具有足够强度和刚度的铰链。如图32所示，当车门打开时，车门受到手柄上的垂直载荷和车门重力G的作用，其铰链则受和两个力，它们的大小可由下列公式计算: 式中 a车门重心至铰链轴线的距离; b两个铰链的间距。由图32（b）中B-B截面可见，ht故可不考虑F3的作用。而F2作用在铰链的固定合页3上(臂式铰链见图78c ,）,使其产生弯曲应力，可由下式计算: 式中 a车门重心至铰链轴线的距离; b两个铰链的间距; d作用力F:至铰链轴线的距离; 铰链焊接面至轴线的距离; h铰链的高度; t铰链的厚度。当大于时，合页3产生永久变形，为材料屈服限。由于上、下铰链变形方向相反，造成车门下垂，如

20、图32(a)中双点划线所示.(3)为了便于在装配铰链时能对车门的位置进行调整，一般将门柱或门侧板上通过螺钉的孔径加大或加工成长孔。此外，为了提高铰链的连接刚性，应使连接螺钉的孔分布面积大些，并且铰链装配面要平整。 （4）为了不使车门开闭时与门柱或车身其他部位产生干涉，应校核车门边缘A点的运动轨迹。为避免A点与门柱发生干涉，车门内板的侧面与门柱的配合应有一定的间隙和倾斜度，其倾斜角a一般不应小于通过A点的切线T的倾斜角(图7一9)。对于合页式铰链，设计时角应小于。若将铰链轴线前移或向车内移，则角增大，从而导致开门时门缝的实际间隙变小。这样，即使车门边缘的宽度有较小的误差，也有可能造成车门碰到前冀

21、子板的后端或前门。(5)对于四门轿车，在车身中柱上既要安装前车门的门锁挡块，又要安装后门铰链，两者的布置位置应不相重合，否则将使中支柱结构变得复杂，断面尺寸增大。 图3-2车门在垂直载荷作用下铰链的受力分析 1一门外板;2-活动合页;3一固定合页:4一定位器;5一门外手柄 3.2 限位器车门的开度限位器的作用，一是防止车门外板与车体相干涉，二是限制车门的最大开度，并使车门停留在最大开度处，不使车门自动关闭。车门的最大开度，需根据上、下车的方便性，上车后关门的方便性以及车门与车身不干涉等条件决定，一般为。 图33（a)车门边缘和铰链中心的关系（b）校核车门边缘n点的运动轨迹 第4章 玻璃升降器的

22、设计 车门玻璃的升降大多是靠手动的玻璃升降器。对升降器的要求：1） 升降平顺，工作可靠，无冲击和组织现象，无辗轧声。2） 操纵轻便省力，在正常载下（相当于玻璃质量）摇动升降器的最大力矩不应大于2Nm（日本有些轻型车要求为0.8Nm）；各臂开始运动前，手柄的自由转动空行程量应恰当，一般不应大于60.3） 具有防止手亚玻璃时升降器发生逆转的制动机构。日本轻型车要求在玻璃升降范围内，主动臂滚轮中心加200N的载荷时不发生逆转。 图41 交叉双臂式升降器 1驱动小齿轮 2被动扇形齿板 3底板 4平衡弹簧 5传动臂有各种类型的玻璃升降器，其中采用最多的是臂式传动的玻璃升降器，如图41所示为交叉双臂式升降

23、器的。此次升降器设计就是交叉双臂式。臂式升降器的典型部件和作用原理如下所述。1.防止玻璃升降器倒转的制动机构这种机构通常采用弹簧涨圈式摩擦原理。如图42所示，它是由制动鼓1、制动弹簧3、传动轴2和联动盘6等元件组成的。制动鼓用铆钉7固定在底板8上，是不动件；制动弹簧是一个螺旋形扭力弹簧，自由状态时，外径稍大于内径，在给予一定预紧而径向变形的情况下装进制动鼓中。传动轴与手柄连接，而联动盘则通过铆死在盘上的小齿轮5、扇形齿板4和传动臂与玻璃相连接。当摇动手柄时，传动轴转动过间隙b（空行程），继而带动弹簧（使弹簧直径缩小）一起旋动；当转过了留有的间隙a（使弹簧离开制动鼓的最小值）以后，又推动联动盘旋

24、转，此时玻璃升或降。反之，当外力作用于玻璃时，联动盘推动弹簧使其扩张，于是弹簧与制动鼓内壁之间的压紧力增大，并产生与运动方向相反的摩擦力矩，阻止联动盘继续转动，因而玻璃不会下降。 图42制动机构 1制动鼓 2传动轴 3制动弹簧 4扇形齿板 5小齿轮 6联动盘 7铆钉 8底板 2.平衡机构 平衡机构的主要元件是一个扁平的螺旋扭簧，扭簧的外端固定在底板上，是不动端，内端固定在扇形齿板的轴心上，随齿板转动而转动。当摇动手柄，主动小齿轮大带动齿板而使玻璃下降时，弹簧被选旋紧，玻璃下降的势能部分转化为扭簧的变形能而被储存起来。当再摇动手柄使玻璃举起来时，弹簧放出能量，起平衡玻璃部分重量的作用，使举升玻璃

25、轻便。良好的平衡特性取决于扭簧的-特性曲线（扭簧轴心转角）和玻璃所受重力对传动臂固定端的作用力力矩特性曲线之间的关系，如图2所示。特性曲线可通过分析计算或实验的方法获得。 3.传动机构 传动机构包括小齿轮、扇形齿板和传动臂。齿数和传动臂的长度等参数决定了传动机构的传动比i，因而影响摇动手柄的圈数与玻璃升程之间的关系，以及操作手柄所需的力矩大小。显然，传动比越大，则摇动也越省力，但加大传动比使玻璃升降速度降低。一般取i在1228范围内，本设计采用i=19。摇动手柄的圈数n则在34.5为宜。我国JB288281要求摇动升降器的最大力矩不大于2N.M。传动臂有单臂式、平行双臂式、交叉双臂式等。臂式传

26、动机构紧凑，体积小，安装布置较方便，与车门的关联少；但单臂式只有一点支撑玻璃，支撑点与玻璃质心的相对位置在升降玻璃时变化较大，会使玻璃歪斜，影响与玻璃导槽的正常配合，升降不平稳，故适合于两根导轨都较长的矩形玻璃上。平行双臂式的T形连杆在工作过程中始终保持水平状态，能较好地支撑玻璃。交叉臂式是由两交叉臂端部支撑玻璃升降的，在运动过程中，支撑中心始终接近玻璃质心，因此升降较平稳。这种结构可适用于形状不规则的（导向槽短的）玻璃升降。传动臂的强度和刚度应以能在臂的端部经受500N的载荷为宜。传动臂是通过滚轮2、支承玻璃的滑轨1与夹持玻璃的托槽6连接的。参见图43。对与平面玻璃或曲率不大的曲面玻璃，玻璃

27、导槽中心线横向的安装误差或曲面玻璃（导槽是弧形的）在升程范围内的弦弧高，可以借助弹簧片5的变形来补偿；但是当曲面玻璃的曲率较大（因而弦弧高也大）时，则需采用带球头的滚轮轴4，使玻璃中心线可相对传动臂3摆动较大的角度。表91列出有关玻璃升降器操纵手柄上阻力产生原因的实测结果。可见，玻璃与玻璃导槽的摩擦状态是运动阻力的主要成分。通过调整导轨或改善导槽的尺寸形状和材质，可以大大减小操纵手柄所需的力。 钢丝绳式的玻璃升降器在现代轿车上也常有采用。其优点是占位置小，重量轻，成本低，易于安装布置（可通过改变钢丝长度来任意确定手柄轴的位置），尤其适用于曲面玻璃；缺点是安装精度要求较高，成本高，需设有钢丝拉紧

28、装置，一般玻璃导槽端。此次玻璃升降器为面包车上的，要求不高，故不采用钢丝式。 图43 玻璃的支承部分1滑轨 2滚轮 3传动臂 4球头滚轮轴 5弹簧片 6托槽 表91 升降器各部分阻力的百分率实例主要因素阻力百分率(%)主要因素阻力百分率(%)玻璃升降30.2玻璃支承部分11.5玻璃质量28.2升降臂的质量和齿扇的摩擦6.4齿轮部分27.6平衡弹簧的作用-3.9合计100第5章 门锁的设计 门锁装置主要由锁体、内开机构、外开机构、锁止机构、挡块、定位器和缓冲器等部分组成。设计时，车门门锁装置应满足轻便、安全、锁止和强度等方面的要求。(1)轻便操纵内、外手柄时，门锁装置应保证车门轻便自如地开启;车

29、门关闭时，它必须具有对车门运动的导向和定位作用(包括开门方向和上下方向的定位)。(2)安全门锁应具有全锁紧和半锁紧两档锁紧功能，以防汽车在行驶途中车门突然开启。(3）锁止当按下锁止机构时，在车内必须先解除锁止状态、在车外必须使用钥匙才能打开车门。但对于驾驶员车门，关闭车门撞动锁舌，通过联动杆可自行解除锁止状态，从而可防止钥匙遗忘在车内而打不开车门的情况。(4)强度当车门处于全锁紧状态时，门锁装置应能经受一定的纵、横向载荷和冲击愤性力的作用，不因汽车颠簸、碰撞或翻车而使门锁失灵。门锁装置按其锁止的动作原理，大致可分为舌式、棘轮式、凸轮式三种。舌式锁结构简单，安装容易，对车门的装配精度要求不高；缺

30、点是只有横向（开门方向的）的定位，不能承受纵向载荷，故可靠性差，加之关门沉重，噪声大，锁舌与挡块易磨损，因而在现代汽车上几乎已经淘汰。棘轮式锁现在广泛采用。其特点是所内部有一套由锁钩（棘爪）和棘轮组成的制楔机构。在颠簸的道路上行驶时，压紧锁钩的弹簧力只要能保证锁钩不会因惯性力作用而脱钩即可，所以轻便省力是转子式锁的结构特点。其缺点是齿轮齿条的啮合间隙要求严格，因而对车门的安装精度要求较高。这种锁主要用于路面较好的车辆。卡板式在门锁的锁紧原理与转子式锁相似，所不同的是卡板式门锁是以U形卡板与车身立柱上的环形锁结合，它既可承受纵向载荷，又能承受横向载荷，安全可靠。该锁适用于各种车辆。在设计门锁装置

31、的联动机构时要确定各杆件的尺寸，校核其位移量，保证各操纵手柄的位移在合适的范围内；同时避免各杆件在动作时发生干涉。门锁的内、外手柄有旋转式、掀拉式、手抠式多种，外手柄还有按钮式。从不会碰伤人以及不会由于冲击加速度使门自动打开等安全角度看，手抠式比较好，它凹陷在车门板内，也有利于减小空气阻力。所以，本次车门内、外手柄采用手抠式。第6章 车门的密封及玻璃的选用6.1 车门的密封车门的密封有两个方面的内容，即门与车身之间的密封以及窗玻璃的密封。在汽车车身中，前风窗都是不开启的全景玻璃，一些操纵杆体的孔位也都采取了较好的密封措施。但是，车门却是需要经常开关的大洞，因此，门洞的密封好坏往往就决定了车身的密封好坏。6.1.1 门与车身的密封门与门框之间的间隙使用封条将其填充，以防止风、雨水和灰尘浸入车内。同时在开闭车门时起缓冲作用以及在汽车行驶时防止车门振响。车门密封的质量与密封条的质量有重大关系。对车门密封条它应有如下要求：1) 有良好的耐候性和耐老化性能；2) 在低温下很软化；3) 具有一定得强度和表面护膜的耐腐性；4) 吸水率低