外擺式車門畢設(shè)說明書大型客車車門總成設(shè)計

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1、 大型客車車門總成設(shè)計 車門是汽車車身的主要部件之一，它不僅為司乘人員上下車提供方便的條件，而且與整車動力性（空氣動力性）、舒適性（風(fēng)流噪聲、密封等）和使用性能（開啟方便靈活）等有著密切的關(guān)系，同時對整車造型起著協(xié)調(diào)作用，并直接影響車身外形的美觀。 一、明確車門設(shè)計的要求 1．具有必要的開度，并能使車門停在最大開度上，以保證上、下車方 便； 2．安全可靠。關(guān)閉時能鎖住，行車或撞車時不會自動打開； 3．開關(guān)方便，操縱方便——升降玻璃，鎖止等，或在低氣壓下（≤0.3MPa） 也能開啟靈活; 4.具有良好的密封性——涉及密封膠條特性、設(shè)計精度、間隙大小、配 合精

2、度等； 5．具有足夠的剛度，不易變形下沉，行車時不振響； 6．制造工藝好，易于沖壓成形，便于安裝附件和維護(hù)調(diào)整； 7.外形上與整車協(xié)調(diào)； 8．操縱機(jī)構(gòu)必須易于接近，便于調(diào)整保養(yǎng)。 二、設(shè)計外擺式車門的初衷與想法 近年來，隨著客車技術(shù)的發(fā)展和造型技術(shù)的進(jìn)步，以及對客車乘坐舒適性要求的不斷提高，在長途和旅游客車上，外擺式車門逐漸代替了傳統(tǒng)的折疊式車門。相對于折疊式車門，外擺式車門具有以下優(yōu)點： 1.開度大，保證上下車方便； 2.具有良好的密封性，且密封簡單； 3.開關(guān)方便、靈巧，操縱方便； 4.剛性較好、不易變形下沉, 行車時不易產(chǎn)生振動噪聲； 5.外形與整車協(xié)調(diào), 無凹陷

3、, 行車時空氣阻力小, 造型美觀； 6.制造工藝好，便于沖壓成型。 三、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)： 外擺門設(shè)計除了要滿足客車車門設(shè) 計的一般要求外，還須滿足以下要求： ①啟閉靈活、平穩(wěn)，開關(guān)速度適中， 接近關(guān)閉時應(yīng)緩沖，行駛中能有效鎖止； ②乘客門可由駕駛員、售票員單獨 控制或共同控制，但必須設(shè)有表示乘客 門所處狀態(tài)的信號裝置； ③在可能夾住乘客的乘客門邊緣，應(yīng)在其每扇門的全長上安裝寬度至少為４０mm的橡膠密封條； ④除城市客車外，其余客車都應(yīng)安裝門鎖； ⑤車門所用的密封膠條應(yīng)無漏光、無脫空等明顯的裝配缺陷； ⑥車門無開裂和銹蝕，不得有可能使人至

4、傷的尖銳突出物； ⑦內(nèi)、外裝飾材料應(yīng)具有阻燃性； ⑧必須使用安全玻璃（一般為鋼化玻璃），且符合GB9656的要求； ⑨門窗不允許張貼遮陽膜之類的妨礙駕駛員視野的裝飾物或附加物。 四、外擺門的結(jié)構(gòu) 外擺式乘客門的門扇靠回轉(zhuǎn)臂支撐, 依靠轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動帶動門扇作 近似于平行移動的運(yùn)動。 右圖為該類車門的結(jié)構(gòu)簡圖。 門體通過兩個銷軸與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的 兩轉(zhuǎn)臂連接, 兩轉(zhuǎn)臂焊接在轉(zhuǎn)軸 上, 轉(zhuǎn)軸底端裝在軸承座的推力 軸承內(nèi), 軸承座固定在地板骨架 上, 轉(zhuǎn)軸上端靠軸套支架固定于 門框上。在門體的下部設(shè)置一導(dǎo) 向桿, 它的一端用球鉸與門體相 連, 另一端用球鉸固定在門踏步

5、 骨架的下部。 五、外擺門的運(yùn)動設(shè)計 1.外擺式乘客門的結(jié)構(gòu)參數(shù)模型 外擺式乘客門的結(jié)構(gòu)參數(shù)模型 L：門框的寬度； O：轉(zhuǎn)軸中心； D：下拉桿的活動鉸支點； E：下拉桿的固定鉸支點； F‘：主動臂活動鉸支點； F ：門扇處于開啟位置時的主動臂活動鉸支點。 2.外擺式乘客門的運(yùn)動原理 外擺式乘客門的運(yùn)動原理即四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，簡化如下圖。 當(dāng)桿c繞O點轉(zhuǎn)動時，桿a也按桿c同一方向運(yùn)動，而桿b則作平行移動。如果將桿b作成門體，桿c作為主動

6、臂，桿a作為下拉桿（約束桿），桿d作為車體，則此機(jī)構(gòu)即構(gòu)成外擺式平移乘客門的運(yùn)動系統(tǒng)。 外擺式乘客門運(yùn)動原理圖 3.外擺式乘客門的運(yùn)動設(shè)計方法 運(yùn)動設(shè)計具體就是確定： 轉(zhuǎn)軸中心點O的位置； 主動臂活動鉸支點F的位置； 下拉桿的活動鉸支點D及下拉桿的固定鉸支點E的位置。 ⑴ 轉(zhuǎn)軸中心點O的位置、主動臂（彎臂）活動鉸支點F的置的確定 主動臂帶動乘客門運(yùn)動，它的長短和位置將會直接影響乘客門的運(yùn)動、開度和位置，確定O點、F點的方法有作圖法和計算法。 采用作圖法確定O點和F點的位置時，先定其中一點，通過作圖法求作另一點。以下介紹利用作圖法先確定O點，

7、再確定F點的方法。 ①作兩條與門體內(nèi)蒙皮相平行且距離為e的直線(c值已經(jīng)確定)； ②初定a1=1/2*l，初定x值； ③以O(shè)點為圓心，OF1為半徑畫圓，交q線于F‘1； ④x1為a值取a1時對應(yīng)的殘留量，比較x1與x的大小，當(dāng)x1在x所允許的變化范圍內(nèi)時即可確定F1的位置就是F點的位置； ⑤當(dāng)x1不能滿足條件時，加大或減小a ，同樣方法，給a取值a2，重復(fù)③④，直到滿足條件為止。但是有一點，a的值不能太小，即F點不能離門寬中心太遠(yuǎn)。否則就要考慮O點位置的調(diào)整。 ⑵下拉桿兩端的鉸接中心點D、E位置的確定 為了車門在運(yùn)動過程中盡可能的平穩(wěn)，約束

8、桿與車門的鉸接點應(yīng)盡量布置在車門的靠近前邊緣的地方，且應(yīng)盡量位于門體厚度方向的中央，這樣下拉桿（約束桿）的活動鉸支點D就確定了。 下拉桿（約束桿）的固定鉸支點E的確定： a.連接D和D1，并作其垂直平分線，那么E點必位于垂直平分線上； b.作直線DE平行于OF,交DD1的垂直平分線于E點，則OFDE為平行四邊形，此時門體必能做平移運(yùn)動； c.分析用上述方法作出的E點是否符合要求。 ⑶ 外擺式乘客門的運(yùn)動軌跡計算(即特征點T的軌跡) 說明：X軸與車身縱向平行，且指向車后方，Y軸與車身橫向平行，且指向車外，轉(zhuǎn)軸中心O與坐標(biāo)原點

9、O重合。φ1, φ2, φ3, φ4, φ5分別為L1,L2,L3,L4,L5與OX方向的夾角。 通過車門的運(yùn)動設(shè)計，即O、F、D、E點的確定過程可知，在具體確定固定鉸接點的過程中，我們首先應(yīng)考慮采用完全的平行四連桿機(jī)構(gòu)，以保證車門的平動特性，并在客觀允許的條件下盡可能的將D、E點外移，以使該平行四連桿機(jī)構(gòu)的四個鉸接點位于同一直線上。同時盡量縮短下拉桿和彎臂的長度，這樣可以保證車門開啟瞬間T點的速度方向與車身橫向的夾角很小，接近于垂直，從而保證車門與門框的間隙可以很小，又保證了車門的完全平動的特性。 六、外擺門的提升量的確定 原則：門體提升量的大小必須

10、與： ①門框和門體的密封膠條尺寸、形狀； ②限位鎖止塊的尺寸、形狀； 這四方面相協(xié)調(diào)。 ③門泵所允許的提升量； ④門框及門體鋁型材的尺寸、形狀。 Z：門體的提升量； Z1：由限位鎖止塊所決定的門體的最小提升量； Z2：門框上部與門框密封膠條1的短部下平面之間的距離； Z3：兩膠條根部頂平面之間的距離； Z4：門框密封膠條1的長部的長度； Z5：門框密封膠條1的短部下平面與門體密封膠條2的根部頂平面之 間的距離。 七、外擺門的密封 乘客門是灰塵、雨水、噪聲進(jìn)入客車內(nèi)的

11、主要通道之一，乘客門密封性的好壞關(guān)系到客車的乘坐舒適性。 良好的密封不僅可以防塵防雨，還可以起到隔絕車外噪音的作用。 防雨密封限值 防塵密封限值 車門屬于活動部件，只能采用密封膠條來進(jìn)行密封。 乘客門的密封包括門體前、后邊框密封，門體上邊框密封，門體下部密封。 1.門體前、后邊框密封 門體的前、后邊框采用右圖所示的雙密封結(jié)構(gòu)可以獲得良好的密封效果。 2.門體上邊框密封 門體前、后邊框密封 門體上邊框密封 3

12、.門體下部的密封 此處的密封應(yīng)根據(jù)門扇與踏步處的結(jié)構(gòu)形式，密封形式采取右圖的密封結(jié)構(gòu)。膠條被門扇上提時壓縮，形成良好的密封。 八、外擺門的骨架設(shè)計 外擺門的骨架比較簡單，其骨架設(shè)計中最重要的問題及難點是保證車門的弧度與側(cè)圍弧度和車門立柱的配合。 九、外擺式車門驅(qū)動裝置設(shè)計 采用擺動式氣缸驅(qū)動 其結(jié)構(gòu)及工作原理 1、基本外形如圖1所示，它由氣動閥門定位器、空氣過濾減壓器和氣缸三大部分組成。外形連接尺寸見表1 2、工作原理 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的比例動作，受閥門定位器的控制，按輸入信號的不同分電信號

13、閥門定位器和氣信號閥門定位器兩種形式，前者接受0-10或4-20mA的直流電信號，后者接受0.02-0.1MPa的氣信號。 ①電信號閥門定位器工作原理 1、 輸出臂 2、連桿 3、付杠桿 4、氣缸 5、力矩馬達(dá) 6、凸輪 7、主杠桿 8、反饋彈簧 9、調(diào)零彈簧 10、噴嘴 11、放大器 電信號閥門定位器原理如圖2所示。定位器的主杠桿受到三個作用力：即信號電流流過線圈在力矩馬達(dá)上產(chǎn)生的力（該力與電流強(qiáng)度成正比）及反饋彈簧的拉力和調(diào)零彈簧的拉力，當(dāng)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時，以上

14、三個力對支點的力矩之和等于零，此時安裝在主杠桿上的擋板處于兩噴嘴的中間位置，兩只放大器的輸出壓力相等，即上下缸壓力相等，活塞停留在某一位置不能動作。當(dāng)增加信號電流時，力矩馬達(dá)輸出力隨之增加，假定力的方向為逆時針，則主杠桿作逆時針方向轉(zhuǎn)動，使擋板離開左噴嘴而靠近右噴嘴，使上缸背壓升高，下缸背壓降低。由于上下缸存在壓差，使活塞桿上下運(yùn)動，通過連桿凸輪到杠桿帶動反饋彈簧伸長主杠桿受力作順時針方向轉(zhuǎn)動，直至被拉回原來的位置。由于活塞桿的行程與輸入信號成線性關(guān)系，就可以通過改變電流信號使活塞停留在預(yù)定的位置，實現(xiàn)被調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的比例動作。 ②氣信號定位器工作原理 如果用波紋管組件取代力矩馬達(dá)

15、組件就行成圖3所示的氣信號定位器動作原理圖。其動作原理與電信號定位器完全相同。若要改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用方式，只要將波紋管和遷移彈簧二位置互換即可實現(xiàn)。 1、 輸出臂 2、連桿 3、付杠桿 4、氣缸 5、遷移彈簧 6、波紋管 7、凸輪 8、主杠桿 9、反饋彈簧 10、調(diào)零彈簧 11、噴嘴 12、放大器 ③自鎖型 在普通的氣路上增加自瑣閥，達(dá)到斷氣或氣源壓力不足的自瑣目的，其他原理與普通型相同。 ④自瑣反饋型 在自瑣型的基礎(chǔ)上增設(shè)閥位傳送器，可實現(xiàn)斷氣、斷電、斷信號的自鎖及閥位反饋功能，其他原理與普通型相同。 九、結(jié)束語 以上僅就客車外擺式乘客門的

16、結(jié)構(gòu)和設(shè)計作了一般性的介紹。在實際設(shè)計工作中，還需根據(jù)具體車型的具體結(jié)構(gòu)不斷地調(diào)整。 按上述方法作圖后, 應(yīng)按比例制作簡單的模型, 驗證其是否與門框立柱發(fā)生干涉, 并保證車門與門框周邊間隙最小。 另外, 設(shè)計中還應(yīng)校核支撐機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度, 以免由于支撐機(jī)構(gòu)強(qiáng)度不足而引起車門下垂、傾斜, 造成關(guān)閉不嚴(yán)、門鎖失靈、行駛中振響等故障。 外擺式乘客門具有許多優(yōu)點, 現(xiàn)在世界上大部分客車都采用了這種乘客門結(jié)構(gòu)。此外，也有一些廠家采用電動外擺式乘客門。 外擺式乘客門也存在一些不足, 如開啟時要求車外空間較大, 而關(guān)閉時轉(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)又占據(jù)了車內(nèi)較大空間。所以, 外擺式乘客門大多用于旅游客車和長途客車上。 13