畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-汽車多向調(diào)節(jié)電動(dòng)座椅設(shè)計(jì)

第1章緒論1.1研究背景和意義在舊時(shí)代的汽車僅僅作為交通工具來(lái)使用，而現(xiàn)如今的汽車則不然，當(dāng)前的設(shè)計(jì)理念多提倡人車融合，而這一理念中最重要的環(huán)節(jié)就是座椅的設(shè)計(jì)。這已經(jīng)不僅僅是普通設(shè)計(jì)，而更多的融合了人體工程學(xué)以及電子學(xué)等多種科學(xué)，隨著不斷發(fā)展設(shè)計(jì)，多向調(diào)節(jié)的汽車座椅逐步出現(xiàn)在人們的視野中，這就代表這座椅成為了精確度和復(fù)雜度更高的零部件之一。在過(guò)去的轎車中，轎車的發(fā)明和制造以用于交通為唯一目的，然而今天的轎車的設(shè)計(jì)思想則是倡導(dǎo)人與汽車的融合，而汽車電動(dòng)座椅的設(shè)計(jì)正是這個(gè)思想的極其重要的環(huán)節(jié)。現(xiàn)代汽車的設(shè)計(jì)涉及到電子學(xué)、人體工程學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)等領(lǐng)域方面，隨著汽車技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)汽車駕駛舒適性的要求越來(lái)越高，轎車的座椅已然從一個(gè)簡(jiǎn)單的部件發(fā)展到一個(gè)比較復(fù)雜和精確程度要求比較高的部件[1]。電動(dòng)座椅是衡量轎車檔次的重要依據(jù)，因此世界范圍內(nèi)的轎車設(shè)計(jì)師都十分重視電動(dòng)座椅的設(shè)計(jì)，力求從選材到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都完美無(wú)缺。造型方面，汽車座椅設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分考慮人體的尺寸，人體的重量、乘坐姿勢(shì)等因素，之后應(yīng)用人體工程學(xué)的研究成果和先進(jìn)技術(shù)，制造出乘坐舒適、久坐不乏的安全座椅。汽車座椅的調(diào)節(jié)有手動(dòng)調(diào)節(jié)和電動(dòng)兩種方式。最早的汽車手動(dòng)調(diào)節(jié)座椅在1921年面世[2]。最開(kāi)始的手動(dòng)調(diào)節(jié)需要駕駛員先通過(guò)手柄放松座椅的緊鎖機(jī)構(gòu)，之后通過(guò)改變身體的位姿和位置來(lái)帶動(dòng)座椅移動(dòng)，最后將緊鎖機(jī)構(gòu)的手柄放松，將座椅固定在所選擇的位置上。這種調(diào)節(jié)方式的主動(dòng)施力方是座椅上的乘客，座椅調(diào)節(jié)起來(lái)也不是十分的方便[3]。于是，在后來(lái)的設(shè)計(jì)中，尤其是在中高檔轎車上，設(shè)計(jì)師和生產(chǎn)商都會(huì)選擇電動(dòng)調(diào)節(jié)的座椅，一方面可以提高汽車座椅調(diào)節(jié)的便捷性，另一方面也可以提高汽車的檔次，吸引更多的消費(fèi)者選擇自己品牌的汽車[4]。電動(dòng)座椅是由坐墊、靠背、靠枕、骨架、懸掛和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成。其中調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由控制器、可逆性直流電機(jī)和傳動(dòng)部件組成是電動(dòng)座椅中最復(fù)雜和關(guān)鍵的部分，對(duì)可逆性直流電機(jī)的要求是必須體積小，負(fù)荷能力要大；而機(jī)械傳動(dòng)部件在運(yùn)行時(shí)要求有十分良好的平穩(wěn)性，噪音要低?？刂破鞯目刂奇I鈕設(shè)置在駕駛者操縱方便的地方，一般在門內(nèi)側(cè)的扶手上面或坐墊側(cè)面[5]。可逆性直流電機(jī)一般有三個(gè)以上，它們受控制器控制并分別驅(qū)動(dòng)某個(gè)調(diào)整方向的傳動(dòng)部件。傳動(dòng)部件有蝸桿軸，蝸輪、齒軸和齒條等。調(diào)整時(shí)，蝸桿軸在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將齒輪軸旋入或旋出，即座椅下降或上升。如果蝸輪又與齒條嚙合，蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)將齒條移動(dòng)，即令座椅前移或后移。圖1.1現(xiàn)代電動(dòng)座椅結(jié)構(gòu)圖電動(dòng)調(diào)節(jié)的座椅在調(diào)節(jié)時(shí)，座椅是施力方，乘客只需扳動(dòng)控制鍵就可以令座椅移動(dòng)，無(wú)需主動(dòng)改變身體的座姿。電動(dòng)座椅還可以提供更加精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)位置。電動(dòng)座椅的使用，讓駕駛員能夠輕松的找到最適合自己的駕駛姿勢(shì)，提供良好的視野，提高了行車安全性，并能有效減輕駕駛疲勞。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀最早的手動(dòng)調(diào)節(jié)座椅是在1921年在美國(guó)投入使用的，手動(dòng)調(diào)節(jié)方式需要乘員先通過(guò)手柄防松座椅的鎖止機(jī)構(gòu)，之后通過(guò)改變身體的坐姿和位置來(lái)帶動(dòng)座椅移動(dòng)，最后到達(dá)合適的位置后，再將鎖止機(jī)構(gòu)的手柄防松，將座椅固定到某個(gè)位置，達(dá)到調(diào)節(jié)座椅位置的目的。1.2.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀在二十世紀(jì)末，豐田汽車就開(kāi)始逐步進(jìn)入我國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，與此同時(shí)這也使我國(guó)汽車電動(dòng)座椅制造行業(yè)開(kāi)始形成和發(fā)展，在此之后更多的汽車生產(chǎn)商注意到了電動(dòng)調(diào)節(jié)座椅的重要性，開(kāi)始以帶有電動(dòng)座椅的汽車作為賣點(diǎn)進(jìn)行銷售，近些年來(lái)我國(guó)的汽車制造廠商更是不斷追求完美，逐步完善各種功能和外觀。由于當(dāng)前世界各地的相關(guān)汽車零件進(jìn)出口存在著很多中間商和其他環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)的獲利非常大，如果把這些環(huán)節(jié)順利取締就可以節(jié)約大量的成本，特別是汽車座椅的價(jià)格可以影響到汽車商品的價(jià)格，經(jīng)過(guò)計(jì)算大約可以下降百分之二十左右[6]。但是我國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)并沒(méi)有對(duì)相關(guān)事件進(jìn)行明文規(guī)定，也沒(méi)有對(duì)汽車廠商有更加合理合法的法律法規(guī)。現(xiàn)在這一環(huán)節(jié)被稱為灰色地帶是21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)很多的港口都開(kāi)始對(duì)國(guó)內(nèi)外進(jìn)口汽車開(kāi)啟試用模式。長(zhǎng)期處于這種灰色地帶的汽車產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始逐漸趨向合理化和正規(guī)化。隨著大量進(jìn)口汽車的發(fā)展和開(kāi)放汽車座椅的設(shè)計(jì)也逐漸出現(xiàn)在了人們的視野。人們開(kāi)始對(duì)更完善更舒適的汽車座椅有了追求，因?yàn)楹芏喔劭诘钠嚿唐吩囉命c(diǎn)并不是很順利開(kāi)放，真實(shí)的交易金額和鋪天蓋地的宣傳口號(hào)形成了更加鮮明的對(duì)比，所以在進(jìn)行汽車作業(yè)分析和研究的過(guò)程中，一定要考慮到這些相關(guān)因素的存在，特別是分析目前形成困境的原因，這樣一來(lái)才能更加合理和健全我國(guó)相關(guān)的汽車設(shè)計(jì)和制造行業(yè)的體系和管理機(jī)制[7]。20世紀(jì)末，我國(guó)相關(guān)汽車工程委員會(huì)在國(guó)內(nèi)進(jìn)行了一些討論和分析，特別是在杭州召開(kāi)的學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)議上指出了未來(lái)一定要收優(yōu)先發(fā)展汽車電器自動(dòng)化以及多向電動(dòng)汽車座椅的理念，這些概念的提出都使得我國(guó)相關(guān)生產(chǎn)設(shè)計(jì)逐漸與國(guó)外追平，所以一直到今天國(guó)內(nèi)的很多汽車制造生產(chǎn)廠商，特別是高端汽車生產(chǎn)廠商無(wú)法撼動(dòng)，多向汽車電動(dòng)座椅在行業(yè)內(nèi)的重要性，而且目前世界正在逐步融合發(fā)展，經(jīng)濟(jì)正在不斷提升，科技日益成熟，電動(dòng)座椅的制造成本以及生產(chǎn)價(jià)格不斷下降，這一零部件并不只適用于高端車專用，而是逐漸面向中低端家用車型[8]。1.2.2國(guó)外研究現(xiàn)狀英國(guó)是最早對(duì)手動(dòng)調(diào)節(jié)座椅進(jìn)行投入生產(chǎn)和使用的國(guó)家，當(dāng)時(shí)的調(diào)節(jié)方式已經(jīng)在上文中有所詳述，在三十多年的投入使用后，卡迪拉克首先推出了電動(dòng)座椅的理念，但是當(dāng)時(shí)只是四路電動(dòng)座椅，而非現(xiàn)在的多向調(diào)節(jié)座椅。自動(dòng)汽車座椅實(shí)際是人體工程與電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它能自動(dòng)適應(yīng)不同體型乘員乘坐舒適性的要求。這種應(yīng)用微機(jī)控制的電動(dòng)座椅出現(xiàn)于80年代，1983年日本日產(chǎn)以及豐田企業(yè)分別在公爵牌轎車和皇冠牌轎車上使用[9]。而一門剛剛興起的較為邊緣學(xué)科——人因工程，起初來(lái)自歐洲，但是在美國(guó)逐漸形成。發(fā)展至今算下來(lái)已經(jīng)有六十年的歷史，這一學(xué)科的主要研究目的是在工作中、家庭生活與閑暇時(shí)怎樣考慮人的健康、安全、舒適和工作效率的學(xué)科。人、機(jī)和環(huán)境和諧統(tǒng)一是其核心指導(dǎo)思想。1968年,國(guó)際人機(jī)工程學(xué)學(xué)會(huì)(IEA)在瑞士召開(kāi)了以座椅為主題的第一次國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì),這次會(huì)議之后,在全世界掀起了座椅設(shè)計(jì)的高潮，至今這場(chǎng)運(yùn)動(dòng)仍如火如荼[10]。1.3電動(dòng)座椅的主要結(jié)構(gòu)圖1.2座椅結(jié)構(gòu)原理圖原來(lái)人們只是把汽車座椅單純的看作汽車的基本附屬零件配飾，但是隨著近些年來(lái)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平逐步提升，對(duì)于各種的要求和品質(zhì)的追求也在逐漸提升，對(duì)于汽車的電動(dòng)座椅的各種要求也逐年升高，需求也就從原來(lái)簡(jiǎn)單的調(diào)整自己坐姿發(fā)展到現(xiàn)在的舒適，需要調(diào)節(jié)進(jìn)行的更加便捷和高效。當(dāng)面我國(guó)存在的汽車多向電動(dòng)座椅位置的調(diào)節(jié)方式大多數(shù)是基于手動(dòng)調(diào)節(jié)方式中的電動(dòng)以及機(jī)械控制形式兩種[11]。主要的研究和設(shè)計(jì)都是針對(duì)汽車的主駕駛者的電動(dòng)座椅。就目前制造商的服務(wù)對(duì)象出發(fā)，這一配件一定要既滿足舒適性又滿足便利性兩種要求。簡(jiǎn)而言之就是在進(jìn)行操作調(diào)節(jié)的過(guò)程中，駕駛?cè)藛T可以通過(guò)身邊的按鍵就能把電動(dòng)座椅調(diào)整在最合適的位置，這樣一來(lái)，駕駛者的視野可以得到最佳，在進(jìn)行相關(guān)的操縱桿操作時(shí)也能夠非常方便，另外還能夠讓駕駛者能夠一直處在身體最放松，最習(xí)慣的駕駛角度。生產(chǎn)商為了不斷滿足人們的這些需求，各國(guó)相關(guān)的汽車生產(chǎn)廠家、配件廠家都開(kāi)始逐步使用電子、網(wǎng)絡(luò)以及機(jī)械的技術(shù)手段，進(jìn)而創(chuàng)造出更加合理、適合當(dāng)代人的電動(dòng)座椅。世界各國(guó)的汽車座椅生產(chǎn)商應(yīng)該盡早認(rèn)識(shí)到，即使汽車電動(dòng)調(diào)節(jié)座椅看似并不起眼，但是他已經(jīng)慢慢的融入了各國(guó)的經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)中去，并成為了汽車市場(chǎng)中重要份額占比之一，汽車座椅的設(shè)計(jì)和不斷發(fā)展完善已經(jīng)在潛移默化中促進(jìn)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，特別是進(jìn)出口汽車的生產(chǎn)和競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致目前各大汽車的零配件生產(chǎn)廠商之間、各大電動(dòng)座椅品牌之間都存在巨大的競(jìng)爭(zhēng)，這一局面的形成在一定程度上能夠起到反壟斷的作用，這些良性競(jìng)爭(zhēng)可以使得國(guó)內(nèi)居民買到更加心儀的汽車產(chǎn)品和對(duì)不同段位的汽車進(jìn)行區(qū)分，以低價(jià)購(gòu)買到更加優(yōu)秀的汽車，這樣得到的汽車功能和擋位更好，更容易滿足購(gòu)買者的需求，不過(guò)這也不能成為汽車的全部設(shè)計(jì)中心，作為汽車行業(yè)的一個(gè)補(bǔ)充產(chǎn)品還是很重要的，因?yàn)楹芏鄧?guó)內(nèi)外相關(guān)的汽車行業(yè)并沒(méi)有深入到我國(guó)經(jīng)濟(jì)交易市場(chǎng)的主流中來(lái)，但是很多座椅的生產(chǎn)廠家也并不足夠正規(guī)和完善，經(jīng)過(guò)的中間廠商太也太多太雜亂，所以并不建議對(duì)此產(chǎn)業(yè)和行業(yè)的目前現(xiàn)狀進(jìn)行過(guò)多的推廣[12]。1.3.1電機(jī)圖1.3各總成在座椅上的布置電機(jī)是一個(gè)設(shè)備的核心，更是動(dòng)力，汽車也不例外，汽車電動(dòng)座椅的電機(jī)也是座椅在進(jìn)行調(diào)整時(shí)的動(dòng)力源，其可以歸類為中端及高端乘用車的標(biāo)準(zhǔn)配備設(shè)置。汽車目前所使用的座椅電機(jī)時(shí)直流電機(jī)?？梢砸罁?jù)電機(jī)的磁極數(shù)分成兩極和多極電機(jī)，一般的多極電機(jī)就是四級(jí)電機(jī)，還可以依據(jù)電機(jī)的磁極使用材料分成稀土以及鐵氧體電機(jī)。當(dāng)前我國(guó)市場(chǎng)上存在的汽車電動(dòng)座椅的位置調(diào)整基本使用的是在手動(dòng)調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的電子和機(jī)械調(diào)整控制的兩種方法。座椅電機(jī)配合機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)座椅在水平抬高和傾斜位置的調(diào)節(jié)。汽車座椅的電機(jī)在進(jìn)行安裝的過(guò)程中，操作復(fù)雜、涉及到的技術(shù)也很多，安裝的形式較為多變，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該考慮到這些情況，為了盡量保證這一項(xiàng)目安裝的安全和高質(zhì)量，以及后期在進(jìn)行調(diào)節(jié)的過(guò)程中有長(zhǎng)期良好的運(yùn)行，設(shè)計(jì)者就一定要意識(shí)到一個(gè)問(wèn)題，也就是這一情況的保證，并不是由施工者來(lái)決定的，而是需要設(shè)計(jì)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)前去實(shí)地對(duì)各種類型汽車，特別時(shí)SUV以及家用小轎車等的區(qū)分，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮到汽車調(diào)整方式等從各個(gè)方面和技術(shù)人員進(jìn)行討論，相互進(jìn)行了解[13]。在進(jìn)行安裝的過(guò)程中，可能存在一些疏漏，但是經(jīng)過(guò)經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)操作人員的補(bǔ)充，可以很大程度上完善這些不足，安裝之前應(yīng)該保證電機(jī)的質(zhì)量情況，各大汽車生產(chǎn)廠商在進(jìn)行批量安裝之前，一定要確定電機(jī)的使用年限和質(zhì)量，操作人員在進(jìn)行安裝之前對(duì)汽車的設(shè)計(jì)有較為完整的把控，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行反復(fù)觀看和記憶，這樣一來(lái)，不僅能夠大大提高安裝的效率，更能夠減少因?yàn)殄e(cuò)誤帶來(lái)的時(shí)間和金錢上的損耗。隨著各大供應(yīng)商以及座椅生產(chǎn)廠家對(duì)于汽車電機(jī)的需求和質(zhì)量要求逐漸提升，汽車多向調(diào)節(jié)座椅的電機(jī)必須滿足更小的體積以及更大更快輸出功率的要求，除此之外還要具備比其他座椅電機(jī)更高的抗震以及扛噪音的特點(diǎn)。這一點(diǎn)國(guó)外的一些企業(yè)的要求就較為先進(jìn)和成熟，比如博世這類早早進(jìn)入到汽車微電機(jī)時(shí)代的公司，就已經(jīng)在經(jīng)年積累下?lián)碛辛素S富多樣的設(shè)計(jì)水平以及生產(chǎn)制造經(jīng)驗(yàn)。這類企業(yè)在生產(chǎn)足夠優(yōu)秀的產(chǎn)品的同時(shí)也在逐步引領(lǐng)這一行業(yè)的發(fā)展，慢慢成為了行業(yè)的領(lǐng)軍人物。從博世的發(fā)展和未來(lái)產(chǎn)品規(guī)劃的設(shè)計(jì)中不難發(fā)現(xiàn)，在未來(lái)世界各國(guó)的汽車多向電動(dòng)汽車座椅安裝的電機(jī)逐漸向設(shè)計(jì)體積輕巧靈便、噪音小、震動(dòng)幅度低、輸出功率大和生產(chǎn)簡(jiǎn)便、工人安裝快速的方向發(fā)展。目前我國(guó)國(guó)內(nèi)的相關(guān)問(wèn)題就比較艱難，因?yàn)閷?duì)于微電機(jī)的研究比其他國(guó)家晚了很多年，所以大多數(shù)的數(shù)據(jù)和參數(shù)都是借鑒國(guó)外的汽車較大電機(jī)進(jìn)行研究，在此基礎(chǔ)上逐漸開(kāi)展對(duì)微電機(jī)、小電機(jī)的研究，這會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)很多計(jì)算方面的錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中無(wú)法使數(shù)據(jù)與相關(guān)研究圖紙進(jìn)行匹配。與此同時(shí)，我國(guó)國(guó)內(nèi)的相關(guān)行業(yè)和研究人員不多，特別是對(duì)于汽車座椅電機(jī)的降低噪音一些方面，研究基礎(chǔ)更是微乎其微，這就導(dǎo)致我國(guó)在生產(chǎn)電機(jī)時(shí)出現(xiàn)困難，而多向電動(dòng)汽車座椅就很難快速進(jìn)入到世界高端產(chǎn)品市場(chǎng)中[14]。1.3.2滑軌汽車座椅重要零部件之一就是滑軌，這一零件的設(shè)計(jì)和安裝需要非常高超的技術(shù)并在我國(guó)受到了專利權(quán)的保護(hù)，這一產(chǎn)品不單是座椅在進(jìn)行調(diào)整中的重要零部件，更是汽車整體評(píng)估安全性的零件之一。如果一個(gè)質(zhì)量并不達(dá)標(biāo)的滑軌安裝在汽車中，就無(wú)法確保駕駛者的人生安全，在進(jìn)行急剎車或出現(xiàn)車禍的情況下，很難保證車內(nèi)人員的安全。在中高檔汽車上安裝的多向電動(dòng)座椅滑軌主要是通過(guò)對(duì)應(yīng)的面板位置的手動(dòng)鎖在一起完成汽車電動(dòng)座椅在一定水平方向上的調(diào)整和移動(dòng)，除此之外，還可以通過(guò)電動(dòng)座椅的驅(qū)動(dòng)器引導(dǎo)以及電擊產(chǎn)生動(dòng)力共同實(shí)現(xiàn)，所以這些設(shè)備的應(yīng)用和設(shè)計(jì)都在市場(chǎng)上有著非常廣闊的前景，如果有更加完善和優(yōu)良的設(shè)計(jì)就可以使得汽車在更加快速和安全的狀態(tài)下進(jìn)行調(diào)整。特別是在世界安全性能檢測(cè)中，對(duì)于汽車的各項(xiàng)性能以及安全指標(biāo)都對(duì)汽車電動(dòng)座椅的滑軌設(shè)計(jì)了很高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，特別是在進(jìn)拉力承受能力上至少要達(dá)到24Kn以上，而且一定要精準(zhǔn)的是滑軌受力，特別是在受到外力正壓或者側(cè)方應(yīng)力等多個(gè)不同方向的施力時(shí)都要保持受力的均衡，一定不能使得相關(guān)的功能效果丟失。所以，這些高要求和高標(biāo)準(zhǔn)就對(duì)設(shè)計(jì)者提出了不小的要求，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對(duì)相關(guān)的抗壓力材料或者電動(dòng)汽車座椅滑軌的受力面進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，綜合利用各個(gè)學(xué)科參照多個(gè)分析數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)汽車電動(dòng)座椅的滑軌，特別是滑軌原材料本身需要抗拉強(qiáng)度達(dá)到600MPa以上，而就目前我國(guó)情況來(lái)看國(guó)內(nèi)企業(yè)的鋼材還不能滿足原材料如此高的抗拉強(qiáng)度[15]。

汽車的電動(dòng)座椅華為還存在另外一個(gè)技術(shù)操作難點(diǎn)，也就是電動(dòng)座椅滑軌的制造生產(chǎn)技術(shù)，這一零配件的生產(chǎn)要求公司至少具備大型的精密模具和沖床見(jiàn)，這一點(diǎn)要求就有很多企業(yè)不能完成，所以我國(guó)國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究就較為落后，特別是在生產(chǎn)和研究方面都存在著很大的漏洞，不能及時(shí)滿足汽車座椅滑軌的設(shè)計(jì)要求，生產(chǎn)出來(lái)的東西質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。目前國(guó)外市場(chǎng)已經(jīng)被弗吉亞以及博澤等大型生產(chǎn)公司所把控，甚至出現(xiàn)了壟斷的現(xiàn)象，這些大型企業(yè)成為了整個(gè)世界各大車行的指定供應(yīng)廠商，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品較為成熟，技術(shù)更加精良，具備了極佳的抗拉強(qiáng)度高和結(jié)構(gòu)緊湊的特征，這可能會(huì)引導(dǎo)著未來(lái)世界汽車多向電動(dòng)座椅的滑軌向著更加輕巧、強(qiáng)度更高以及更加平臺(tái)化的趨勢(shì)發(fā)展和變化。而我國(guó)國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠商則較為多見(jiàn)，比較有代表的企業(yè)是上海以及湖北的一些大中型企業(yè)，如明芳汽車配件等，主要的消費(fèi)人群的低端汽車市場(chǎng)，而且很多生產(chǎn)的技術(shù)都無(wú)法滿足現(xiàn)狀我國(guó)設(shè)立的高端和中端車所需要的基本安全和操作性能規(guī)范法則。另外目前逐步嶄露頭角的是寧波的雙林汽車部件股份有限公司，這一企業(yè)的發(fā)展使得通用型汽車電動(dòng)座椅滑軌，使得國(guó)內(nèi)市場(chǎng)出現(xiàn)了手動(dòng)和電動(dòng)滑軌相統(tǒng)一的平臺(tái)，這一研究發(fā)現(xiàn)已經(jīng)申請(qǐng)了有關(guān)專利，這也意味著我國(guó)國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)和研究正在向國(guó)外各大公司的研究靠攏，差距正在不斷縮短。在進(jìn)行滑軌選擇時(shí)，一定要非常慎重，特別是要關(guān)注到其生產(chǎn)廠家的信譽(yù)度。我國(guó)對(duì)于滑軌安全裝置的要求標(biāo)準(zhǔn)普遍比較高，所以這樣的滑軌選擇已經(jīng)成為了大多數(shù)企業(yè)的首要選擇。就國(guó)內(nèi)目前存在的裝置使用性能方面來(lái)看，依舊與很多歐美地區(qū)發(fā)展國(guó)家的生產(chǎn)的滑軌存在著很大的差距。我國(guó)對(duì)于滑軌安裝精度要求標(biāo)準(zhǔn)非常嚴(yán)格，從國(guó)外進(jìn)口回國(guó)的滑軌運(yùn)輸相關(guān)的生產(chǎn)廠家一般在安裝技術(shù)工藝方面保密，在各個(gè)部位的處理操作上往往只提供一些較為簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)，使用者在進(jìn)行安裝操作時(shí)由于缺少較為可靠的參考指標(biāo)，所以在后期的安裝維修以及檢驗(yàn)時(shí)存在許多問(wèn)題和情況。當(dāng)前我國(guó)的相關(guān)的科學(xué)操作技術(shù)和水平依舊處在發(fā)展時(shí)期，同時(shí)和許多歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的制造機(jī)械水平上存在著一定的差距，特別是滑軌上還是以進(jìn)口為主，在長(zhǎng)時(shí)間之內(nèi)依舊無(wú)法順利改變現(xiàn)狀。雖然我國(guó)在制造技術(shù)水平上存在著很多不足之處，但是可以進(jìn)行強(qiáng)化選型、應(yīng)用和維護(hù)工作，通過(guò)不斷地總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，把握好目前我國(guó)汽車座椅行業(yè)以及相關(guān)企業(yè)滑軌的運(yùn)行規(guī)律和故障處理方法，促進(jìn)我國(guó)汽車電動(dòng)座椅制造行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。1.3.3記憶裝置當(dāng)前我國(guó)汽車領(lǐng)域中缺少汽車座椅記憶器的發(fā)展和市場(chǎng)，有著巨大的商機(jī)，汽車舒適性能的最高檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)之一就是汽車的電動(dòng)調(diào)節(jié)座椅，人們現(xiàn)狀的物質(zhì)生活豐富，所追求的也更高，不僅僅是美觀大方，而更多的是在品質(zhì)和舒適便捷方面，電動(dòng)座椅的發(fā)展，特別是出現(xiàn)對(duì)于個(gè)人可以進(jìn)行記憶的多向電動(dòng)座椅的發(fā)展更加受到汽車消費(fèi)者的喜歡和青睞。特別是國(guó)外的大多數(shù)高端汽車都已經(jīng)設(shè)置了多向電動(dòng)記憶座椅，這些高端人士更加喜愛(ài)擁有記憶裝置的作用；反觀國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，記憶座椅也受到很多消費(fèi)者的喜愛(ài)，所以就延伸出了一系列價(jià)格更低、功能更多更齊全的座椅，而且這一趨勢(shì)不僅存在于高端汽車，也正在向中端和低端車進(jìn)行擴(kuò)展。我國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上流傳最廣的汽車電動(dòng)座椅的記憶器通常是利用兩類方法進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)獲取的，特別是汽車多向電動(dòng)座椅的個(gè)人位置數(shù)據(jù)系統(tǒng)。首先可以通過(guò)電位器，這一類型的電位器可以比較精確的進(jìn)行數(shù)據(jù)和座椅位置的記憶，不過(guò)這些電位器都是觸點(diǎn)機(jī)械，在時(shí)間的逐漸延長(zhǎng)中，觸點(diǎn)以及相應(yīng)的電阻圖案會(huì)慢慢隨著時(shí)間出現(xiàn)磨損，這樣的磨損會(huì)導(dǎo)致操控系統(tǒng)的失靈，所以就有著工作時(shí)間和壽命較短、檢測(cè)精度不夠的情況和問(wèn)題，除此之外還必須準(zhǔn)備一套和電位器相匹配的減速設(shè)備。所以多增加的電位器以及配套的減速設(shè)備都增加了汽車多向電動(dòng)座椅的生產(chǎn)成本。其他方案則是通過(guò)霍爾傳感器制造的，利用這一裝置可以順利獲取到汽車多向電動(dòng)座椅的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)，這樣一來(lái)就可以彌補(bǔ)電位器和配套設(shè)備的成本以及使用壽命的問(wèn)題。汽車的多向電動(dòng)座椅記憶器不僅可以改變位置，還可以把汽車左右后視鏡、內(nèi)后視鏡等多種零部件的位置進(jìn)行記憶，把具體的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)駕駛者進(jìn)入汽車內(nèi)一鍵就可以把各大部件恢復(fù)到最適合自己、最佳的駕駛位置。另外，汽車電動(dòng)座椅的記憶器各大板塊之間通過(guò)LAN總線操作技術(shù)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的傳導(dǎo)，減少了汽車線束的使用量，在很大程度上節(jié)約了成本。但是這類電動(dòng)座椅的記憶器通常在較為高端的豪華車型上設(shè)置，目前西門子、摩托羅拉等企業(yè)設(shè)計(jì)制造的記憶器有很大一部分占比，甚至可以壟斷了世界絕大部分的電動(dòng)座椅記憶器市場(chǎng)，所以導(dǎo)致其價(jià)格一直居高不下。1.3.4驅(qū)動(dòng)器世界上較早的汽車座椅大多數(shù)都是通過(guò)駕駛者自己人工進(jìn)行調(diào)整座椅的前后位置，這樣的操作極不方便，但是隨著汽車電動(dòng)座椅驅(qū)動(dòng)器的出現(xiàn)，就打破了這一局面，其可以實(shí)現(xiàn)汽車座椅的自行調(diào)整。這一驅(qū)動(dòng)器的生產(chǎn)技術(shù)當(dāng)時(shí)是由德國(guó)的IMS公司進(jìn)行壟斷。我國(guó)目前在相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)公司并不是很多，大多數(shù)企業(yè)還沒(méi)有意識(shí)到這一配件的重要性，但是寧波的雙林汽車部件股份有限公司就看到了其中的發(fā)展前景，通過(guò)自主研發(fā)出了目前屬于我國(guó)國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的驅(qū)動(dòng)器，這一驅(qū)動(dòng)器的發(fā)展打開(kāi)了國(guó)內(nèi)水平座椅的局面，甚至已經(jīng)開(kāi)始向海外進(jìn)行出口，成為了世界最大的汽車多向電動(dòng)座椅驅(qū)動(dòng)器的生產(chǎn)供應(yīng)商之一，是我國(guó)不再只是進(jìn)口驅(qū)動(dòng)器，打破了國(guó)外的壟斷局面。這一企業(yè)生產(chǎn)的汽車電動(dòng)座椅的產(chǎn)品不僅外形和體積很小、噪音低、震動(dòng)幅度小、使用壽命更長(zhǎng)。可以處理現(xiàn)在我國(guó)很多現(xiàn)有車輛座椅空間過(guò)大的缺陷。不斷提升的彈性減震坐墊，可以很好的把浮動(dòng)螺母快速的自行調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器絲桿及減速機(jī)構(gòu)相對(duì)于螺母的嚙合中心位置誤差，在很大程度上減少了在進(jìn)行電動(dòng)座椅調(diào)整過(guò)程中的震動(dòng)以及噪音。在同一汽車上固定的制動(dòng)盤、絲桿以及螺母和支架的強(qiáng)度都較高，可以把電動(dòng)座椅上下兩處的導(dǎo)軌相互連接，形成一個(gè)整體，這樣一來(lái)可以確保電動(dòng)座椅在受到外力的強(qiáng)烈撞擊之下不會(huì)與車體分離，進(jìn)一步保護(hù)了駕駛者和乘車人的自身安全。不難預(yù)見(jiàn)的是，在將來(lái)的各類型乘用車中一定是向低端中配以及中端高配的方向不斷發(fā)展和精進(jìn)，在各大廠商進(jìn)行安裝的空間都有所發(fā)展，多極電動(dòng)汽車座椅、精準(zhǔn)記憶設(shè)備以及多向座椅的驅(qū)動(dòng)器都在未來(lái)有著非常廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景，各級(jí)市場(chǎng)的空間也很大。從這些情況中可以看出，不論是哪個(gè)生產(chǎn)廠家優(yōu)先掌握了這些核心技術(shù)以及相關(guān)資料數(shù)據(jù)，哪個(gè)企業(yè)就可以掌控整個(gè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)權(quán)，在各個(gè)市場(chǎng)中占據(jù)主動(dòng)，獲取到更加廣闊的市場(chǎng)份額。除此之外，還在不斷使用相關(guān)的驅(qū)動(dòng)器過(guò)程中存在一些問(wèn)題。特別是由于相關(guān)汽車內(nèi)部的構(gòu)成組件或零部件非常少，也不存在易損耗的零部件，因此，在整體的運(yùn)行之中，可以更加平穩(wěn)和可靠轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程更加安全，各個(gè)零部件的使用壽命增加，汽車在駕駛的過(guò)程中更加安全，保障了行車人的視線汽車座椅的驅(qū)動(dòng)器大概有30年左右的使用壽命，這需要大大的延長(zhǎng)。另外，由于世界上目前沒(méi)有相關(guān)的汽車座椅驅(qū)動(dòng)器生產(chǎn)規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)，所以運(yùn)動(dòng)器很少有均衡慣性力，存在著很多的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)甚至有很多企業(yè)無(wú)法將其順利地運(yùn)行。另外我國(guó)使用的驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)子齒面之間互相存在著很多縫隙，其耐沖擊力度比較好，可以運(yùn)送各種容易聚集的動(dòng)力，具有更好的多相混輸性能。綜上所述可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前很多已經(jīng)用在汽車座椅上，大批量使用的汽車座椅驅(qū)動(dòng)器有著較強(qiáng)的適應(yīng)能力。這些驅(qū)動(dòng)器不僅可以在強(qiáng)大的壓力和阻力下進(jìn)行工作，而且自身的容積比較小很少受到影響，所以其工作范圍很大，大多數(shù)受力不均的情況下都可以進(jìn)行高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。汽車座椅驅(qū)動(dòng)器甚至在可以不改動(dòng)自身情況的基礎(chǔ)上，快速適應(yīng)各種汽車駕駛的狀況更加利于批量生產(chǎn)，特別是在我國(guó)國(guó)內(nèi)各大企業(yè)中均有相應(yīng)的操作工藝手段可以完成。另外，驅(qū)動(dòng)器還具備了防止能源消耗的影響作用，可以進(jìn)行流量的調(diào)整[16]。1.3.5控制系統(tǒng)目前市場(chǎng)上普遍存在的典型的電子操作控制系統(tǒng)是記憶存儲(chǔ)式的操作系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的主要組成部分分別為單片機(jī)、電子控制單元以及執(zhí)行器和傳感器，其中的單片機(jī)是重要的組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的部分，其他部件都是輔助成分。特別是傳感器和執(zhí)行器，傳感器顧名思義就是采集數(shù)據(jù)和信息，并把相關(guān)的有意義數(shù)據(jù)傳輸至電子控制單元，而傳感其則是利用數(shù)字信號(hào)或者模擬信號(hào)進(jìn)行傳導(dǎo)，先轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信息再繼續(xù)相關(guān)處理。電子控制單元成為了整個(gè)操作控制系統(tǒng)的核心元件，即可以對(duì)傳遞進(jìn)來(lái)的問(wèn)題和信息進(jìn)行處理以及加工，預(yù)先進(jìn)行過(guò)編制的元件就可以立刻作出處理響應(yīng)，向下端的執(zhí)行器發(fā)出不同類型的控制指令，使下級(jí)的執(zhí)行器開(kāi)始進(jìn)行操作。下端的執(zhí)行器就可以立即接收到電子控制系統(tǒng)發(fā)出的固定動(dòng)作，目前，這一執(zhí)行器的首要任務(wù)就是執(zhí)行相關(guān)電子元件發(fā)出的指令和信息。目前我國(guó)存在的一些汽車電子控制操作系統(tǒng)，主要涵蓋了汽車電子操作控制系統(tǒng)的相關(guān)圖框以及記憶儲(chǔ)存是操作控制器械的相關(guān)功能。本人可以通過(guò)相關(guān)的研究和探索設(shè)計(jì)相應(yīng)的汽車座椅記憶儲(chǔ)存室操作控制器，可以控制器所應(yīng)該實(shí)現(xiàn)很多基本功能，特別是：順利調(diào)整汽車電動(dòng)座椅的水平方位、垂直方位以及椅背等多個(gè)角度的控制，可以快速調(diào)節(jié)汽車駕駛者調(diào)整坐姿或使用的后視鏡以及汽車座椅的位置和角度，最后可以順利地調(diào)整駕駛者保持儲(chǔ)存器以后的位置并可以至少記錄三組以上的汽車電動(dòng)座椅位置信息[17]。隨著我國(guó)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)科技不斷發(fā)展進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為了一項(xiàng)極其重要的傳播信息途徑，我們應(yīng)該增加無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作技術(shù)在電動(dòng)座椅在自我控制中的實(shí)際使用情況，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)之間的有效連接情況，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的嵌入式操作進(jìn)行解決處理，檢驗(yàn)具體的信息數(shù)據(jù)來(lái)源和集成情況，進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)信息連接，對(duì)我國(guó)高端汽車進(jìn)行深入的研究分析以及討論。通過(guò)目前我國(guó)已經(jīng)現(xiàn)存的物聯(lián)網(wǎng)嵌入式操作，可以順利地對(duì)有關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行查驗(yàn)，特別是對(duì)于汽車座椅操控系統(tǒng)所收集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)調(diào)查，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)汽車大數(shù)據(jù)時(shí)代的智能化傳輸應(yīng)用汽車電動(dòng)座椅的控制操作系統(tǒng)通常是通過(guò)一些無(wú)線感應(yīng)裝置進(jìn)行連接的這些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通常是樹(shù)狀相連，可以使具體采集的信息更加準(zhǔn)確，還可以形成更大的網(wǎng)絡(luò)，有助于對(duì)整體進(jìn)行把控部件可以快速收集到客戶的信息，可以推算出高檔集中到汽車所面對(duì)的消費(fèi)群體還可以通過(guò)對(duì)各個(gè)部分的利用，最終實(shí)現(xiàn)相關(guān)界面的完善和數(shù)據(jù)信息的整理。在進(jìn)行這一項(xiàng)目實(shí)施之前，不僅應(yīng)該對(duì)汽車電動(dòng)座椅的發(fā)展和背景，有所了解更應(yīng)該在整體上對(duì)相關(guān)圖紙和設(shè)計(jì)圖紙有一定的把握，具體在每一項(xiàng)施工步驟中保證各項(xiàng)施工的完整性和連貫性。在進(jìn)行安裝的過(guò)程中，需要和我國(guó)相關(guān)部門所要求的保持一致，不能違反國(guó)家相關(guān)的安全和污染防控要求在盡量保障國(guó)家要求的同時(shí)降低生產(chǎn)成本以及提高生產(chǎn)質(zhì)量，如果在進(jìn)行具體的操作和安裝過(guò)程中互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)信息不能及時(shí)處理或出現(xiàn)汽車操控系統(tǒng)無(wú)法連接到網(wǎng)絡(luò)的情況，一定要立即采取應(yīng)對(duì)措施，務(wù)必把原先的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化以及不斷地完善。另外還可以使用射頻技術(shù)，當(dāng)前射頻科技應(yīng)用在我國(guó)各個(gè)不同領(lǐng)域中，所以又被人們稱之為射頻標(biāo)簽。我們應(yīng)該利用具體的射頻科技，具體車輛上的相關(guān)信息數(shù)據(jù)通過(guò)標(biāo)簽化保存以及管理，利用具體的射頻科技來(lái)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)簽的讀取操作，進(jìn)一步明確了解相關(guān)車輛的信息數(shù)據(jù)情況，確定車輛的真實(shí)身份。

第2章傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)2.1主要研究?jī)?nèi)容就目前本文要研究的汽車多向電動(dòng)座椅而言，主要的研究思路就是通過(guò)其利用直流電機(jī)的主要?jiǎng)恿?lái)進(jìn)行調(diào)整，不論是電動(dòng)座椅的前后位置還是需要的椅背傾斜程度，都應(yīng)該依據(jù)不同的身材、體重等進(jìn)行適應(yīng)后來(lái)滿足駕駛者對(duì)于舒適程度的要求。一般普通的汽車電動(dòng)座椅就必須滿足舒適性以及便捷性這兩大特點(diǎn)，在進(jìn)行駕駛的過(guò)程中利用相關(guān)的操作按鍵進(jìn)行調(diào)控，把電動(dòng)座椅的位置和角度都調(diào)整至最適合自己的位置，獲得最佳視野，更加容易對(duì)腳下的踏板以及手中的方向盤和變速桿進(jìn)行操作，不需要改變身體姿勢(shì)去進(jìn)行操作，有利于安全，另外還可以得到更加習(xí)慣的駕車角度。本文的設(shè)計(jì)就是多向的汽車電動(dòng)座椅，這樣的座椅調(diào)節(jié)方便，更容易讓人們接受，其主要的調(diào)節(jié)方向目前有三種，分別是汽車坐墊高度的調(diào)節(jié)、坐墊水平位置的調(diào)節(jié)和座椅靠背傾角的調(diào)節(jié)。綜上所述，本課題主要工作內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：（1）利用相關(guān)文獻(xiàn)資料的翻閱以及一些案例的研究分析，仔細(xì)對(duì)比可以確定出汽車電動(dòng)座椅的每個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的組成；（2）主要設(shè)計(jì)了各個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)尺寸，并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，驗(yàn)證機(jī)構(gòu)的可行性；（3）根據(jù)實(shí)際情況，綜合多方面考慮，選擇直流電機(jī)作為主要?jiǎng)恿υ?，?duì)其選取原則進(jìn)行簡(jiǎn)要敘述；（4）對(duì)蝸輪蝸桿、滾珠以及平面連桿等關(guān)鍵零件進(jìn)行了校核。2.2設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)表2.1中華人民共和國(guó)對(duì)汽車座椅的基本尺寸規(guī)定項(xiàng)目指標(biāo)代碼說(shuō)明座椅高380~460推薦值座椅深400~460推薦值座椅寬450推薦值座椅角~推薦值靠背高450~550帶頭枕的靠背此尺寸可以增加但增加部分的寬度應(yīng)減小續(xù)表2.1項(xiàng)目指標(biāo)代碼說(shuō)明靠背寬440~480推薦值靠背與座椅夾角~推薦值靠背角調(diào)整范圍推薦值座椅上下調(diào)整范圍60推薦值座椅前后調(diào)整范圍100推薦值2.3座椅升降部分的方案設(shè)計(jì)座椅升降部分一共有三個(gè)方案：（1）方案1一個(gè)座椅、一對(duì)分別位于該座椅兩側(cè)的椅架、一個(gè)驅(qū)動(dòng)件以及一個(gè)被驅(qū)動(dòng)件。這個(gè)座椅具有一個(gè)本體和一對(duì)固定在該本體左右兩側(cè)的組接件；驅(qū)動(dòng)件采用固定在座椅本體上的電機(jī)，以及一個(gè)與該電機(jī)傳動(dòng)連接的主動(dòng)傳動(dòng)件。（2）方案2由蝸輪、蝸桿、心軸等組成。調(diào)整座椅時(shí)，電機(jī)通電產(chǎn)生的力矩帶動(dòng)蝸桿，接著蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使心軸在蝸輪內(nèi)旋進(jìn)或旋出，帶動(dòng)座椅上下移動(dòng)。（3）方案3由蝸輪、蝸桿及絲杠螺母機(jī)構(gòu)組成。調(diào)整時(shí)，直流電機(jī)通電產(chǎn)生力矩，此力矩帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由于蝸輪與螺母是一體，且螺母與絲杠配合，因此絲杠會(huì)隨著螺母轉(zhuǎn)動(dòng)而上升或下降，絲杠上連接了座椅機(jī)構(gòu)，因此可以帶動(dòng)座椅的上升與下降。圖2.1座椅升降部分設(shè)計(jì)方案由于現(xiàn)在工業(yè)成熟，汽車車身的配件精度要求比較高，考慮到汽車座椅上下移動(dòng)的重復(fù)性和對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)壽命和安全的考慮，最終選取了方案3，可以更好地滿足設(shè)計(jì)要求，方案3的結(jié)構(gòu)如上圖2.1所示，2.4座椅前后移動(dòng)部分的方案設(shè)計(jì)座椅前后移動(dòng)部分一共有三個(gè)方案：（1）方案1由基體、可移動(dòng)體、齒條、小齒輪以及引導(dǎo)機(jī)構(gòu)組成?？梢苿?dòng)體設(shè)置在可移動(dòng)部分，所述可移動(dòng)體裝配在基體上，用于相對(duì)基體延伸或伸縮；設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)單元來(lái)驅(qū)動(dòng)小齒輪，小齒輪帶動(dòng)基體沿著引導(dǎo)機(jī)構(gòu)延伸和縮回，達(dá)到座椅移動(dòng)的目的。（2）方案2由蝸桿、蝸輪、齒條、導(dǎo)軌組成。齒條安裝在導(dǎo)軌上，調(diào)整時(shí)，直流電機(jī)通電產(chǎn)生的力矩帶動(dòng)蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)齒條傳動(dòng)，使座椅沿著導(dǎo)軌延伸或縮回，達(dá)到座椅前后移動(dòng)的目的。（3）方案3由蝸輪、蝸桿及齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。調(diào)整時(shí)，直流電機(jī)通電產(chǎn)生的力矩帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力通過(guò)蝸輪帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪和齒條配合，齒輪沿著齒條可以前進(jìn)和后退，汽車座椅也會(huì)前后移動(dòng)。方案3構(gòu)建視圖如下所示圖2.2座椅前后移動(dòng)部分設(shè)計(jì)方案考慮到運(yùn)動(dòng)部件的可靠性和便于維修等因素，更重要的是考慮到運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)構(gòu)壽命和安全要求，再結(jié)合全部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，充分利用資源，盡量采用相同的材料和類似運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方案，所以選擇方案3，如上圖2.2所示，為方案3的結(jié)構(gòu)。2.5座椅靠背傾斜部分的方案設(shè)計(jì)座椅靠背傾斜部分一共有二個(gè)方案：方案1由雙控開(kāi)關(guān)、控制電機(jī)、蝸輪蝸桿、蝸輪軸和座椅靠背調(diào)節(jié)軸等組成。調(diào)節(jié)時(shí)，雙控開(kāi)關(guān)打開(kāi)使電機(jī)通電，并控制旋轉(zhuǎn)方向。電機(jī)帶動(dòng)蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪帶動(dòng)蝸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生力矩，用一個(gè)鍵把蝸輪軸和座椅靠背調(diào)節(jié)軸連接，以此帶動(dòng)座椅靠背的轉(zhuǎn)動(dòng)。方案2由電機(jī)、傳動(dòng)軸和錐齒輪機(jī)構(gòu)組成。電機(jī)和傳動(dòng)部分可以采用電機(jī)帶動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最終將力傳遞給角度調(diào)節(jié)器。角度調(diào)節(jié)器在電機(jī)的帶動(dòng)下，產(chǎn)生合適的角度變化，使汽車座椅靠背產(chǎn)生相應(yīng)的角度變化。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的研究和比較，方案1的實(shí)施需要大量的零件，而且造價(jià)較高，于是，本設(shè)計(jì)采用方案2。如下圖2.3所示，為座椅靠背傾斜部分的設(shè)計(jì)方案。圖2.3座椅靠背傾斜部分設(shè)計(jì)方案2.6本章小結(jié)本章主要對(duì)本課題電動(dòng)座椅裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，首先論述了本課題的主要研究?jī)?nèi)容，然后說(shuō)明了電動(dòng)座椅的主要技術(shù)指標(biāo)，還包括座椅升降部分的方案設(shè)計(jì)、座椅前后移動(dòng)部分的方案設(shè)計(jì)以及座椅靠背傾斜部分的方案設(shè)計(jì)。第3章傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1座椅升降部分的設(shè)計(jì)在第二部分中，已經(jīng)初步確定了電動(dòng)座椅上升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選取，根據(jù)設(shè)計(jì)方案我們進(jìn)行方案的初步處理，如下圖3.1所示，設(shè)計(jì)座椅向上移動(dòng)以及升降機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)部分。圖3.1座椅上升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部分1-電機(jī)2-聯(lián)軸器3-蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)4-滾動(dòng)螺母5-滾珠絲杠在圖3.1中，我們使用蝸輪蝸桿組合，電機(jī)打動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿帶動(dòng)渦輪進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)裝置上升效果。在圖3.1中，電機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸器2與蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)3連接，電機(jī)為蝸輪蝸桿提供轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩傳遞到滾珠絲杠5上，與滾珠絲杠5配合的滾動(dòng)螺母4可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)絲杠上下運(yùn)動(dòng)，本文設(shè)計(jì)的升降機(jī)構(gòu)有三套，其結(jié)構(gòu)一致，都作用于座椅上，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的升降，也可以使得座椅形成一定傾角。本方案中采用蝸桿蝸輪傳動(dòng)，主要考慮到了兩個(gè)方面，一方面是傳動(dòng)效率方面，因?yàn)槲仐U蝸輪傳動(dòng)多用于交錯(cuò)軸的傳動(dòng)，可將動(dòng)力傳遞到不同平面。而蝸桿傳動(dòng)應(yīng)用在本方案的幾乎所有工作部分，蝸桿傳動(dòng)可以獲得很大的傳動(dòng)比，通常單級(jí)傳動(dòng)比為8到80，傳遞功率可達(dá)4500千瓦。另一方面是工作環(huán)境方面，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)首要的要求是噪聲要小，而蝸桿傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪聲，并且結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，其工作安全可靠。同時(shí)，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)完成自鎖功能，使得調(diào)整完成后座椅可以保持現(xiàn)狀而不改變。但是蝸桿的制作精度要求一般比較高，而且一般需要加入減磨材料（如青銅），因此其制造的成本相對(duì)較高。除了采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)外，本方案還采用了滾珠絲杠傳動(dòng)，其屬于傳力螺旋。在工作中，滾珠絲杠以傳遞動(dòng)力為主，用較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，一般為間歇工作，工作速度不高，而且通常可以自鎖，非常符合本課題的設(shè)計(jì)要求。升降的范圍380~460根據(jù)人機(jī)工程分析及原理坐姿狀態(tài)下，支持人體的主要結(jié)構(gòu)是背部、譬部、腿和腳等。最舒適的坐姿是臀部稍離靠背向前移，使上體略向上后傾斜，保持上體與大腿間角在85~120，同時(shí)小腿向前伸大腿、小腿、腳掌之間達(dá)到一定角度。圖3.2人體尺寸變化表根據(jù)上圖3.2中人體結(jié)構(gòu)的參數(shù)，本文設(shè)計(jì)的座椅升降的范圍是380-440mm。3.1.1電機(jī)選型A.計(jì)算所需滾珠絲杠的大致轉(zhuǎn)速初選桿的長(zhǎng)度為360mm，滾動(dòng)螺母得尺寸為10×20mm，選用45號(hào)鋼為其制造材料。由于導(dǎo)軌與螺母相連，所以螺母移動(dòng)的速度為0.02m/s，根據(jù)螺母與絲桿的配合關(guān)系通過(guò)公式：v=L·n初選絲桿的半徑為8.5mm，螺距為4mm，代入公式得： n絲=v/l=v/p=20*100/4=200r/min （3-1）根據(jù)絲桿的轉(zhuǎn)速初選電機(jī)的轉(zhuǎn)速為300r/min。汽車座椅及可能承重的最大力F=3000N，通過(guò)適當(dāng)?shù)墓浪悖梢源_定滾珠絲杠螺母前后移動(dòng)的速度大致為2cm/s所以滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速為： （3-2）式中，表示預(yù)計(jì)的座椅上升速度，表示滾珠絲杠直徑。B.計(jì)算電機(jī)的轉(zhuǎn)速由于選用的蝸輪蝸桿傳動(dòng)，絲杠與蝸輪直接相連，而絲杠的轉(zhuǎn)速為200r/min，蝸桿的傳動(dòng)比為8到40,所以電機(jī)的轉(zhuǎn)速1600到6000。從相關(guān)的文獻(xiàn)中查得傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率大致如下：蝸桿傳動(dòng)的效率聯(lián)軸器的效率滾動(dòng)軸承的效率滾動(dòng)絲杠的效率齒嚙合的效率以座椅上升傳動(dòng)部分，其傳動(dòng)總效率為：C.工作部分要求的功率： （3-3）電機(jī)的輸出功率要求 （3-4）綜合以上計(jì)算，我們初步確定兩種型號(hào)的電機(jī)，如下表3.1所示，對(duì)此我們結(jié)合實(shí)際情況考慮，遵循最優(yōu)原則，選擇110SZ61型電機(jī)，因?yàn)樵诮o定情況下，轉(zhuǎn)速1700的電機(jī)可調(diào)性能極高。表3.1電機(jī)型號(hào)選擇表電機(jī)型號(hào)額定功率（W）轉(zhuǎn)速（r/min）電壓轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（不大于）11OSZ10HS36500126860.56110SZ611501700128430.563.1.2傳動(dòng)比的分配由于選擇的電機(jī)轉(zhuǎn)速為1700r/min，而滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速初步設(shè)定為200r/min，所以總傳動(dòng)比初步設(shè)定為i=10。可以看出，電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與蝸桿軸連接，蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪與滾珠絲杠用鍵連接，所以蝸輪蝸桿傳動(dòng)比即為總傳動(dòng)比i=10。3.1.3計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速蝸桿軸與電機(jī)轉(zhuǎn)速相同，所以其轉(zhuǎn)速為滾珠絲杠與蝸輪的轉(zhuǎn)速相同，都為3.1.4蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)A.選擇蝸桿傳動(dòng)的類型根據(jù)GB/T10085-1988推薦，采用錐面包絡(luò)圓柱ZK蝸桿，面包絡(luò)圓柱蝸桿是一種非線性螺旋曲面蝸桿。它不能在車床上加工，只能在銑床上銑制[18]。這種蝸桿便于磨削，蝸桿精度較高，應(yīng)用日漸廣泛。具體尺寸參數(shù)緊跟國(guó)標(biāo)如下表3.2所示。表3.2蝸桿基本參數(shù)尺寸B.選擇材料考慮到蝸桿的傳動(dòng)效率不大，速度也不是太快，而且是汽車座椅上的部件，尺寸不能太大，所以可以選擇45鋼，因?yàn)閭鲃?dòng)效率高一些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45-55HRC，蝸桿用鑄磷錫青銅，金屬模鑄造。C.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)參考相關(guān)資料和查找課本的相關(guān)公式，可以找出蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)方法，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成后，再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行校核，校核時(shí)使用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距的公式為： （3-5）式中，a表示中心距，T表示轉(zhuǎn)矩，為載荷系數(shù)，和分別為彈性影響系數(shù)和接觸系數(shù)，。（1）確定座椅作用在蝸桿上的轉(zhuǎn)矩T按照，估算出，則 （3-6）（2）確定載荷系數(shù)K從座椅的工況可以看出，其工作載荷比較穩(wěn)定，所以取，，，由此可以計(jì)算出 （3-7）（3）確定彈性影響系數(shù)因?yàn)檫x用的是鑄磷錫青銅蝸輪與蝸桿相配合，所以 （3-8）（4）確定接觸系數(shù)首先假設(shè)蝸桿傳動(dòng)中心距a被分度圓直徑d的比值為0.5，可以查得 （3-9）（5）確定允許的最大接觸應(yīng)力根據(jù)蝸桿和蝸輪的材料，蝸桿螺旋齒面硬度為，可以查得蝸輪的許用應(yīng)力為 （3-10）可以順便計(jì)算出應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （3-11）壽命系數(shù) （3-12）則 mm （3-13）（6）計(jì)算蝸輪蝸桿中心距取中心距，因?yàn)?，取蝸桿分度圓直徑 （3-14）根據(jù)這時(shí)便可以查出，可以看出，所以以上計(jì)算結(jié)果可用。A.蝸桿參數(shù)設(shè)計(jì)蝸桿的軸向齒距，直徑系數(shù)為，，，，蝸桿的齒厚為。B.蝸輪參數(shù)設(shè)計(jì)蝸輪齒數(shù)為，變位系數(shù)此時(shí)，傳動(dòng)比變?yōu)? （3-15）可以計(jì)算此時(shí)的誤差，在允許的范圍內(nèi)，是設(shè)計(jì)所允許的此時(shí) （3-16） mm （3-17）蝸輪咽喉母圓半徑也可以計(jì)算出來(lái)，其結(jié)果如下： （3-18）根據(jù)課本上的公式，可以找出如下關(guān)系： （3-19）式中，為蝸輪齒根彎曲應(yīng)力，表示載荷系數(shù)，為轉(zhuǎn)矩，為蝸輪齒型系數(shù)，螺旋角影響系數(shù)，為蝸輪直徑，為模數(shù)。計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) （3-20）式中，，。由此可以查得齒型系數(shù)為 （3-21）螺旋角系數(shù) （3-22）許用彎曲應(yīng)力 （3-23）查得許用彎曲應(yīng)力 （3-24）計(jì)算壽命系數(shù) （3-25） （3-26） （3-27）彎曲強(qiáng)度是滿足設(shè)計(jì)要求的。驗(yàn)算 （3-28）已知，，與相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān)，下面計(jì)算相對(duì)滑動(dòng)速度。 （3-29）用插值法查得，，帶入式中得，大于原估計(jì)值，所以不用重算。3.1.5滾珠絲杠的設(shè)計(jì)A.選擇滾珠絲杠的型號(hào)在本設(shè)計(jì)中，可以選擇的型號(hào)為CBF2D3206的外插管埋入式滾珠絲杠。具體型號(hào)如下圖3-3所示。圖3.3滾珠絲杠表3.3滾珠絲杠得相關(guān)尺寸結(jié)合上表選取相關(guān)尺寸參數(shù)，，導(dǎo)程ph=4mm，L=56mm，查閱有關(guān)的資料并結(jié)合生活常識(shí)可以得出汽車座椅的最大負(fù)重一般來(lái)說(shuō)不會(huì)超過(guò)，靜摩擦力，進(jìn)給速度，定位精度。B.慣量的計(jì)算由前面的設(shè)計(jì)可以得到，蝸桿設(shè)計(jì)時(shí)的降速比為10，所以： （3-30）式中表示總慣量，表示基本慣量，表示傳動(dòng)比，為轉(zhuǎn)速。C.電機(jī)上作用的力矩 （3-31）D剛度的相關(guān)計(jì)算滾珠絲杠兩端的軸向支撐，其公式為： （3-32） （3-33）按照近似估算的相關(guān)理論方法，將絲杠本身的拉壓剛度K除以3之后，作為絲杠螺母的傳動(dòng)剛度K。即 （3-34） （3-35）可以計(jì)算出，傳動(dòng)剛度引起的誤差為 （3-36）式中，，。滿足相關(guān)要求。 （3-37）式中，表示絲杠最大應(yīng)力，表示絲杠轉(zhuǎn)矩，表示絲杠截面積，表示絲杠直徑。選用45鋼為制造材料， （3-38）因?yàn)? （3-39） （3-40）所以可以看出，螺桿滿足強(qiáng)度要求。Ss=2.5~4.0取 （3-41）式中，表示穩(wěn)定系數(shù)，為絲杠長(zhǎng)度，表示傳動(dòng)比。 （3-42）然后根據(jù)螺桿的柔度值的大小再選用不同公式計(jì)算Far（螺桿臨界載荷）取 （3-43）當(dāng)時(shí)，可以視為穩(wěn)定性良好，不必進(jìn)行接下來(lái)的穩(wěn)定性校核。3.1.6軸承的選擇圖3.46000型軸承計(jì)算上升機(jī)構(gòu)中力的比值徑向力 （3-44）軸向力 （3-45）可以計(jì)算出當(dāng)量動(dòng)載荷P，選擇，查得有關(guān)資料，選擇軸承6302。軸承壽命為： （3-46）式中，，為軸承實(shí)際載荷。所以可選軸承6302，同理，滾珠絲杠兩端軸承可以選用深溝球軸承6204。具體相關(guān)尺寸參數(shù)見(jiàn)下表3.4所示。表3.46000型軸承相關(guān)尺寸參數(shù)3.1.7聯(lián)軸器的選擇常用的聯(lián)軸器大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，一般情況下只需要根據(jù)工作情況進(jìn)行選擇。在汽車座椅的設(shè)計(jì)中，由于工作載荷比較小，而且工作平穩(wěn)，工作時(shí)間比較短，所以只需要選擇合適的聯(lián)軸器，不必要校核。在機(jī)械設(shè)計(jì)課程中，相關(guān)要求表示 （3-47）式中表示計(jì)算轉(zhuǎn)矩，表示工作情況系數(shù)，表示公稱轉(zhuǎn)矩。首先計(jì)算出上升機(jī)構(gòu)中的公稱轉(zhuǎn)矩 （3-48）查表得，所以 （3-49）從GB4323-84中查得TL6型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其許用轉(zhuǎn)矩為，許用最大轉(zhuǎn)矩為，具體的相關(guān)參數(shù)見(jiàn)下表3.5所示。圖3.5TL型彈性套柱銷聯(lián)軸器

表3.5TL型彈性套柱銷聯(lián)軸器參數(shù)尺寸座椅升降部分設(shè)計(jì)結(jié)果如下圖3.6所示。圖3.6座椅升降部分左視圖3.2座椅前后移動(dòng)部分的設(shè)計(jì)根據(jù)我們的預(yù)定方案，進(jìn)行后續(xù)設(shè)計(jì)，構(gòu)造出座椅前后移動(dòng)部分的初步假想圖，如下圖所示。圖3.7座椅前后移動(dòng)部分設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖1-電機(jī)2-聯(lián)軸器3-蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)4-齒輪5-連接軸6-齒條調(diào)整時(shí)電機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸器2帶動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪和齒輪4集成在一起，通過(guò)連接軸5連接，齒輪4在齒條6前后移動(dòng)，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)3上面有座椅坐墊，因此可以實(shí)現(xiàn)座椅的前后移動(dòng)。由此可以看出，在本設(shè)計(jì)中，座椅前后移動(dòng)部分的受力比較小，而且此部分與座椅的上升移動(dòng)部分非常的相似，實(shí)際上，為了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，制造起來(lái)也可以不太復(fù)雜，在本設(shè)計(jì)中，座椅的前后移動(dòng)部分是在座椅上升移動(dòng)部分的基礎(chǔ)上減去連桿機(jī)構(gòu)所得。其中所涉及的渦輪蝸桿的相關(guān)尺寸以及齒輪齒條的相關(guān)尺寸我們選取原則與尺寸均與上文相同。下文我們就電機(jī)選型進(jìn)行簡(jiǎn)要描述。3.2.1齒輪齒條的設(shè)計(jì)1、確定齒輪齒條精度等級(jí)及材料本文設(shè)計(jì)的齒輪齒條傳動(dòng)的材料選擇為齒輪材料為40cr，調(diào)質(zhì)處理，其硬度為280HBS，齒條的材料為45號(hào)鋼，也采取了調(diào)質(zhì)處理，硬度為240HBS。查閱相關(guān)文獻(xiàn)可知，本文設(shè)計(jì)的齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選取了7級(jí)精度。同時(shí)，選取齒輪傳動(dòng)的齒數(shù)分別為，齒輪齒數(shù)為Z12、齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)，可以按照下式進(jìn)行，如下所示： d1t≥2.233確定上式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值為，初步選取Kt=1.3；小齒輪所傳遞的扭矩大小為： T=9550Pn=8.43查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)，可知齒寬系數(shù)為Φd=0.5；由參考文獻(xiàn)查得材料的彈性影響系數(shù)為ZE=189.8MPa1/2。由參考文獻(xiàn)按齒面硬如下，齒輪的接觸疲勞極限為σHlim1=600MPa；齒條的接觸疲勞極限為σHlim2=550MPa[19]。查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)，計(jì)算兩個(gè)齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)如下所示： N1=60n1j查閱相關(guān)文獻(xiàn)可知，接觸疲勞壽命系數(shù)為kHN1=1.7。計(jì)算接觸許用應(yīng)力，則取安全系數(shù)S=1。因此，根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算可得： σH1=kHN本文設(shè)計(jì)的齒輪齒條傳動(dòng)的相關(guān)參數(shù)計(jì)算過(guò)程如下所示：（1）計(jì)算齒輪分度圓直徑d1t:d1t≥2.32×3（2）計(jì)算圓周速度: v=π×d1（3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)mn: b=φdd1 mn=d1t h=2.25mn=2.25× bh=11.83.8=3.11（5）根據(jù)齒輪傳動(dòng)的實(shí)際的載荷系數(shù)來(lái)校正和計(jì)算，所得分度圓直徑由參考文獻(xiàn)如下所示： d1=d1t（6）計(jì)算模數(shù)m如下 m=d1Z1綜上所述，查參考文獻(xiàn)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)為m=2mm。3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核查閱相關(guān)資料可知，本課題設(shè)計(jì)的齒輪齒條傳動(dòng)按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算如下式所示： σF=kFt確定公式內(nèi)各參數(shù)的計(jì)算數(shù)值如下所示： Ft=2T1 b=φdd1查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)，可知查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限為σFE1=500MPa，σFE2=380MPa；由相關(guān)參考文獻(xiàn)查得彎曲疲勞壽命系數(shù)為kFN1=0.85，kFN2=0.88；此時(shí)的許用彎曲應(yīng)力取S=1.4。因此計(jì)算可知： σF1=kFN σF2=kFN查閱相關(guān)資料，取齒形系數(shù)可知YFa1=2.91，YFa2=2.18；Ysa1=1.53，Ysa2=1.79。因此計(jì)算可得： YFa1YSa1 YFa2YSa2互相比較對(duì)比可知σF代入數(shù)值，計(jì)算可得： σF=kFt因此本文設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的彎曲強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。3.3座椅靠背傾斜部分設(shè)計(jì)電動(dòng)座椅靠背傾斜角度的調(diào)節(jié)，如下圖3.8所示。圖3.8座椅靠背傾斜角度調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖當(dāng)駕駛員或乘客員按下仰合開(kāi)關(guān)之后，仰合電機(jī)開(kāi)始通電轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)座椅仰合方向的位置，使其達(dá)到最理想的狀態(tài)?？勘池?fù)荷能力（質(zhì)心）：100kg全程所需時(shí)間：8~10s靜止時(shí)，靠背與椅面水平方向的夾角為110°，運(yùn)動(dòng)極限角度為162°。根據(jù)第二部的選取，畫出靠背設(shè)計(jì)圖紙，如下圖3.9所示。圖3.9靠背結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙本機(jī)構(gòu)由電機(jī)和錐齒輪機(jī)構(gòu)組成，電機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)過(guò)減速器和錐齒輪減速后傳遞到椅背傾斜調(diào)節(jié)軸上，軸上有鍵槽5，此軸與座椅靠背通過(guò)鍵連接，通過(guò)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)座椅靠背傾斜。為了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，座椅靠背傾斜部分的錐齒輪繼續(xù)采用座椅上升機(jī)構(gòu)中已經(jīng)設(shè)計(jì)好的的尺寸。軸承和聯(lián)軸器的選擇，由于工況變化不大，所以也繼續(xù)沿用上面的設(shè)計(jì)，接下來(lái)只需要選擇電機(jī)和設(shè)計(jì)錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。3.3.1電機(jī)的選擇首先計(jì)算電機(jī)所需的轉(zhuǎn)速。由于選用的蝸輪蝸桿傳動(dòng)，帶動(dòng)座椅角度旋轉(zhuǎn)的軸與蝸輪直接相連，座椅角度旋轉(zhuǎn)的速度大概在，蝸桿蝸輪的傳動(dòng)比為10,二級(jí)減速器傳動(dòng)比約為8到40。所以電機(jī)的轉(zhuǎn)速為到。接下來(lái)計(jì)算傳動(dòng)裝置的總效率：座椅角度傾斜部分，其傳動(dòng)總效率為： （3-70）工作部分要求的功率 （3-71）電機(jī)的輸出功率要求 （3-72）電機(jī)型號(hào)額定功率（W）轉(zhuǎn)速（r/min）電壓轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（不大于）11OSZ10HS36500126860.56110SZ611501700128430.56表3.7電機(jī)型號(hào)選擇表根據(jù)以上兩個(gè)電機(jī)的對(duì)比可見(jiàn)，在其他條件大致相同的條件下，轉(zhuǎn)速的電機(jī)比較適合，所以選擇110SZ10HS型電機(jī)。3.3.2錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)根據(jù)轉(zhuǎn)速等參數(shù)，錐齒輪的傳動(dòng)比選擇為i=4。選擇齒輪的材料及確定其許用應(yīng)力：小齒輪選用材料為，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為。大齒輪選用材料，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為。查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，，，,故 （3-73）查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，，， （3-74）按照齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，其采用的公式如下： （3-75）式中，，表示載荷系數(shù)，表示轉(zhuǎn)矩，表示許用應(yīng)力。輸入軸轉(zhuǎn)速，輸入軸轉(zhuǎn)矩查閱相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)為，中心距數(shù)據(jù)的計(jì)算如下： （3-76）取。若取，（）則。取法向模數(shù) （3-77）查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（GB/T1357-1987），取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)中心距 （3-78）計(jì)算兩齒輪分度圓直徑 （3-79）齒頂高 （3-80）齒根高 （3-81）齒頂圓直徑 （3-82）齒根圓直徑 （3-83）齒輪的齒寬為（3-84）取，則。驗(yàn)算齒根彎曲強(qiáng)度：查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，得齒形系數(shù),,驗(yàn)算齒根彎曲強(qiáng)度應(yīng)按照最小齒輪計(jì)算。 （3-85）同理，可以計(jì)算第二級(jí)的兩個(gè)齒輪，其數(shù)據(jù)為 （3-86）此時(shí)，座椅靠背傾斜部分設(shè)計(jì)完畢。3.4本章小結(jié)本章主要對(duì)本課題電動(dòng)座椅裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，包括座椅升降部分的設(shè)計(jì)、座椅前后移動(dòng)部分的設(shè)計(jì)以及座椅靠背傾斜部分的設(shè)計(jì)等三大內(nèi)容，主要包括電機(jī)選型、傳動(dòng)比的分配、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速、蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)、滾珠絲杠的設(shè)計(jì)、軸承的選取以及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)，還包括齒輪齒條的設(shè)計(jì)以及錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)。

第4章三維結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)盡管生產(chǎn)實(shí)踐是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)最為重要的評(píng)價(jià)依據(jù)，但在實(shí)際的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究過(guò)程中，一般先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行三維建模分析。三維建模分析可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估，為實(shí)驗(yàn)提供數(shù)據(jù)參考，減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)，縮短周期，降低成本。4.1三維軟件SolidWorks介紹SolidWorks軟件是PTC軟件公司提供的一個(gè)工程實(shí)際的解決方案，是世界上第一個(gè)三維繪圖軟件，SolidWorks的出現(xiàn)，為客戶在工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造加工過(guò)程中，提供了現(xiàn)代化的造型手段和驗(yàn)證方式。同時(shí)，SolidWorks可以根據(jù)不同用戶對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的虛擬建模和工業(yè)設(shè)計(jì)的目的，還有其他各種需求，提供了科學(xué)化的解決手段和驗(yàn)證方案。SolidWorks軟件功能非常強(qiáng)大，可以對(duì)不同結(jié)構(gòu)的實(shí)體進(jìn)行方便的建模和虛擬構(gòu)造。SolidWorks軟件最開(kāi)始應(yīng)用于工業(yè)工作站上，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和個(gè)人電腦的不斷進(jìn)步，個(gè)人電腦使用者的不斷增多，SolidWorks有了非常長(zhǎng)足的發(fā)展和改進(jìn)，目前已經(jīng)成為了三維建模行業(yè)的一個(gè)十分主流的工業(yè)軟件具有十分廣泛的應(yīng)用。綜上所述，SolidWorks軟件的主要功能有以下四種：（1）工業(yè)設(shè)計(jì)功能SolidWorks為工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供了科學(xué)化的解決方案和創(chuàng)新性研究平臺(tái)，工業(yè)設(shè)計(jì)師可以通過(guò)使用SolidWorks軟件，十分方便地建立產(chǎn)品的外觀形狀以及工業(yè)構(gòu)造，SolidWorks軟件還可以提供非?，F(xiàn)代化的渲染工具，可以滿足工業(yè)設(shè)計(jì)史對(duì)產(chǎn)品外觀的美觀和審美需求，因此，SolidWorks可以極大程度上滿足工業(yè)設(shè)計(jì)上的需求[20]。（2）產(chǎn)品設(shè)計(jì)功能SolidWorks是世界上應(yīng)用最廣泛也是設(shè)計(jì)功能最強(qiáng)大的建模軟件之一，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，SolidWorks具有非常強(qiáng)大的機(jī)械設(shè)計(jì)功能，能夠建立十分完美的三維和二維模型，為機(jī)械設(shè)計(jì)及加工制造領(lǐng)域提供高性能和高可靠性的模塊，從而可以復(fù)合使用者不同產(chǎn)品和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需求。對(duì)比于其他的產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件，SolidWorks具有很多專業(yè)性的模塊，比如鈑金模塊、電路板設(shè)計(jì)模塊、塑料產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工具，可以滿足很多工業(yè)領(lǐng)域上的設(shè)計(jì)需求，具有非常廣泛的產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的應(yīng)用。（3）數(shù)控加工功能SolidWorks的數(shù)控加工模塊可以提供科學(xué)化的建?？蚣芎徒涌?，包括圖形化數(shù)字化的操作窗口和簡(jiǎn)單易操作的界面環(huán)境，使用者可以方便地觀察數(shù)控機(jī)場(chǎng)的刀具的加工軌跡，并且可以對(duì)圖形化的窗口進(jìn)行直接修改，比如對(duì)刀具的軌跡來(lái)修正和完善。本模塊還可以提供各種點(diǎn)位的編程功能，可以對(duì)不同機(jī)械加工工序的程序進(jìn)行修改和完善，以減小工作時(shí)間。SolidWorks軟件還可以通過(guò)其實(shí)體模型，直接識(shí)別并形成數(shù)控加工的程序，程序保持和三維模型高度吻合，加工可靠度高，減小了很多編程序的時(shí)間。（4）模具設(shè)計(jì)SolidWorks在模具設(shè)計(jì)的領(lǐng)域，應(yīng)用非常普遍，主要原因一是因?yàn)镾olidWorks可視化操作簡(jiǎn)單的應(yīng)用界面，另一方面也是其非常強(qiáng)大而完善的模具設(shè)計(jì)工具。模具設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一個(gè)分支，不同于其他的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程，其具有很多工藝流程，其中最關(guān)鍵的一步流程就是分模。在工業(yè)領(lǐng)域一般把分模過(guò)程分為兩類，一類是自動(dòng)進(jìn)行分模，另外一類需要進(jìn)行手動(dòng)分模。SolidWorks軟件提供自動(dòng)分模的功能，可以實(shí)現(xiàn)分模過(guò)程的高度自動(dòng)化。4.2總裝配體的三維模型本文設(shè)計(jì)的汽車多向調(diào)節(jié)電動(dòng)座椅的機(jī)械結(jié)構(gòu)，如下圖4.1所示，主要包括靠背組件、坐墊組件、座椅前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)、座椅升降機(jī)構(gòu)、座椅靠背傾斜機(jī)構(gòu)、步進(jìn)電機(jī)等零部件，結(jié)構(gòu)緊湊，維修方便，成本低，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。圖4.1電動(dòng)座椅的三維結(jié)構(gòu)4.3坐墊部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖4.2所示，為本課題設(shè)計(jì)的坐墊部分的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，整體采用框架結(jié)構(gòu)，更加節(jié)省材料，穩(wěn)固性強(qiáng)。圖4.2坐墊部分的三維結(jié)構(gòu)4.4升降部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖4.3所示，為電動(dòng)輪椅升降部分的三維模型，主要包括軸承座、軸承、蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)和步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)安裝板等零部件，本文設(shè)計(jì)有三套升降機(jī)構(gòu)，使得座椅底部受力均勻，升降過(guò)程穩(wěn)定可靠。圖4.3座椅升降部分的三維結(jié)構(gòu)4.5靠背部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖4.4所示，為座椅靠背結(jié)構(gòu)的三維模型設(shè)計(jì)，這里主要采用錐齒傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)靠背得移動(dòng)。圖4.4靠背部分的三維結(jié)構(gòu)4.6本章小結(jié)本章主要對(duì)本課題電動(dòng)座椅裝置的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一定的設(shè)計(jì)，包括三維軟件SolidWorks的介紹以及整體的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括建立總裝配體的三維模型，以及坐墊部分、升降部分以及靠背部分的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

第5章結(jié)論經(jīng)過(guò)本文的設(shè)計(jì)，可以充分的認(rèn)識(shí)到，汽車多向電動(dòng)座椅不僅是簡(jiǎn)單的部件，更是一種全新的設(shè)計(jì)制造學(xué)、電子學(xué)等形成的綜合設(shè)計(jì)產(chǎn)物。多向電機(jī)以及傳動(dòng)設(shè)備等多種零部件可以設(shè)計(jì)成更加完善的汽車電動(dòng)座椅操作系統(tǒng)，利用相關(guān)的調(diào)整器可以實(shí)現(xiàn)汽車多向調(diào)節(jié)，也就是在水平方向的前后左右移動(dòng)、座椅垂直上下移動(dòng)以及靠背的各種角度調(diào)節(jié)。目前我國(guó)主要的汽車多向座椅裝置主要利用連接機(jī)構(gòu)、調(diào)角器、蝸輪、蝸桿、滾珠絲杠、水平滑動(dòng)導(dǎo)軌等部件組合而成。因?yàn)槿藗冊(cè)谶M(jìn)行汽車價(jià)位定檔以及挑選購(gòu)買時(shí)，重要依據(jù)之一就是座椅的質(zhì)量，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中就必然會(huì)引起設(shè)計(jì)師們的多方考慮，特別時(shí)多向電動(dòng)調(diào)節(jié)座椅的形狀