本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
摘 要
乘客門(mén)是客車(chē)的重要組成部分，是乘客上下車(chē)的通道，對(duì)客車(chē)的整體造型也起著重要的協(xié)調(diào)作用。隨著我國(guó)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，在長(zhǎng)途車(chē)中我國(guó)汽車(chē)廠家已普遍采用了優(yōu)勢(shì)突出的外擺式乘客門(mén)。外擺式乘客門(mén)是一種無(wú)軌道的移出車(chē)門(mén)，門(mén)扇靠回轉(zhuǎn)臂支撐，依靠轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)門(mén)扇作近似于平行移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)，因而也稱為平移門(mén)。
be設(shè)計(jì)主要結(jié)合現(xiàn)階段汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)流行的生產(chǎn)車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)---外擺門(mén)，對(duì)外擺門(mén)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析；通過(guò)從車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)方式，緩沖裝置，緊急開(kāi)關(guān)裝置，省力分析等幾個(gè)方面進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，同時(shí)運(yùn)用CAD軟件進(jìn)行二維圖繪制，結(jié)合UG三維軟件進(jìn)行分析三維建模，為設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，更能清晰說(shuō)明設(shè)計(jì)思路與過(guò)程。
關(guān)鍵詞：外擺門(mén)；緩沖裝置；分析；建模；
Abstract
Passenger door is an important part of the bus, is the passageway for passengers to get on and off, and also plays an important role in coordinating the overall shape of the bus. With the development of automobile technology in our country, the external swing passenger door with outstanding advantages has been widely used in the long-distance vehicles in our country. External swing passenger door is a kind of trackless moving out door. The door fan is supported by the revolving arm. It drives the door fan to move approximately parallel by the rotation of the revolving shaft, so it is also called translation door.
The be design mainly combines with the popular production door structure of automobile manufacturing enterprises at present, i.e. the external swing door, to design and analyze the structure of the external swing door; through the analysis and design of the door structure, driving mode, buffer device, emergency switch device, labor-saving analysis and other aspects, at the same time, the use of CAD software to draw two-dimensional drawings, combined with UG three-dimensional software to analyze and three-dimensional modeling. Design lays the foundation for a clearer description of the design ideas and processes.
Key words: external swing door; buffer device; analysis; modeling;
目 錄
摘 要 1
目 錄 2
第 1 章 緒 論 3
1.1 客車(chē)門(mén)的簡(jiǎn)介 3
1.2 課題研究的目的及意義 3
1.3 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì) 3
1.3.1國(guó)外客車(chē)發(fā)展?fàn)顩r 4
1.3.2國(guó)內(nèi)客車(chē)發(fā)展?fàn)顩r 4
1.4 研究的方法及技術(shù)路線 5
1.4.1研究方法 5
1.4.2研究技術(shù)路線 5
第二章 客車(chē)外擺門(mén)的總體設(shè)計(jì) 5
2.1 客車(chē)乘客門(mén)的分類 5
2.2 外擺乘客門(mén)的簡(jiǎn)介 6
2.3 外擺乘客門(mén)的構(gòu)造 6
2.3.1 外擺門(mén)鈑金件 6
2.3.2 外擺門(mén)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 7
2.3.3 外擺門(mén)的支點(diǎn) 8
2.3.4 外擺門(mén)導(dǎo)向結(jié)構(gòu) 9
2.3.5 外擺門(mén)的鎖止機(jī)構(gòu) 9
第三章 外擺式乘客門(mén)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 10
3.1 外擺門(mén)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 10
3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 10
3.3 外擺門(mén)運(yùn)動(dòng)方式設(shè)計(jì) 10
3.3.1 旋轉(zhuǎn)中心的確定 11
3.3.2鉸接中心的確定 12
3.4 外擺門(mén)的間隙設(shè)計(jì) 14
第 4 章 外擺門(mén)密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 15
4.1 密封結(jié)構(gòu)的分析 15
4.2 單邊密封 16
4.3 雙邊密封 16
4.4 內(nèi)嵌密封 17
第 5 章 外擺門(mén)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
5.1 開(kāi)關(guān)門(mén)的工作原理 18
5.2 緩沖裝置的設(shè)計(jì) 19
5.3 車(chē)門(mén)緊急開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì) 19
第六章 后置發(fā)動(dòng)機(jī)艙門(mén)設(shè)計(jì) 20
6.1艙門(mén)的結(jié)構(gòu) 20
6.2 空氣液壓支撐機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 20
6.3 鉸鏈的設(shè)計(jì) 21
總 結(jié) 21
致 謝 22
參考文獻(xiàn) 23
第 1 章 緒 論
1.1 客車(chē)門(mén)的簡(jiǎn)介
隨著科技的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展，汽車(chē)行業(yè)也在飛速發(fā)展。伴隨而來(lái)的就是汽車(chē)的結(jié)構(gòu)及乘客門(mén)的結(jié)構(gòu)形式越來(lái)越多。同時(shí)乘客門(mén)是客車(chē)的重要組成部分，是乘客上下車(chē)的通道，對(duì)客車(chē)的整體造型也起著重要的協(xié)調(diào)作用?？蛙?chē)外形是影響客車(chē)阻力，燃油經(jīng)濟(jì)性等性能的一個(gè)重要因素。乘客門(mén)是車(chē)身外形的一個(gè)組成部分，它不僅與客車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，而且直接影響客車(chē)外形的美觀與動(dòng)感。隨著車(chē)速的不斷提高，客車(chē)的空氣動(dòng)力性問(wèn)題越來(lái)越突出。過(guò)去我國(guó)采用較多的是折疊式車(chē)門(mén)，由于車(chē)門(mén)內(nèi)陷而增加了汽車(chē)的空氣阻力，產(chǎn)生風(fēng)流噪聲，而且由于車(chē)門(mén)縫隙大，密封困難，在形式中產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)噪聲和漏塵，從而嚴(yán)重影響乘坐舒適性。導(dǎo)槽滾輪式乘客門(mén)雖然無(wú)內(nèi)陷，但是在車(chē)身側(cè)壁有導(dǎo)槽。因此，在國(guó)外的許多旅游客車(chē)和長(zhǎng)途客車(chē)上出現(xiàn)了一種使車(chē)身表面平整光滑的乘客門(mén)，這就是外擺式乘客門(mén)。近年來(lái)，外擺門(mén)已經(jīng)在我國(guó)客車(chē)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。
1.2 課題研究的目的及意義
近些年以來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展與國(guó)家“十一五”規(guī)劃綱要的成功實(shí)施，能源礦山、農(nóng)田水利、市政工程、道路交通等對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品需求和要求等迅速增長(zhǎng)與增加，使得我國(guó)汽車(chē)行業(yè)抓住了難得的歷史機(jī)遇，順勢(shì)地不斷快速發(fā)展、成長(zhǎng)與壯大，同時(shí)也遇到了前所未有的挑戰(zhàn)?！笆晃濉逼陂g，工程機(jī)械行業(yè)規(guī)?？偭?、銷售收入均躍居世界首位，成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與工程機(jī)械行業(yè)的快速進(jìn)步，國(guó)內(nèi)外對(duì)其需求量與日俱增，但是所謂機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，工作條件的更加復(fù)雜與艱難化，人們對(duì)客車(chē)工作可靠性、可維修性、安全性和燃油經(jīng)濟(jì)性也就提出了更高的要求。另外，作為客運(yùn)主要工具它追求的是速度與負(fù)荷之間的自適應(yīng)能力、降低比油耗、提高作業(yè)生產(chǎn)率，充公利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率，即追求最大的作業(yè)生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性，也就是說(shuō)能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)功率得到充分發(fā)揮，使客車(chē)乘客上下車(chē)方便，車(chē)門(mén)的安全可靠性是很關(guān)鍵的一步。
1.3 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)
1.3.1國(guó)外客車(chē)發(fā)展?fàn)顩r
由于客車(chē)車(chē)身附件品種繁多，大部分附件又都包含有多門(mén)學(xué)科內(nèi)容。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家中不但大部分附件是由專業(yè)廠生產(chǎn)，而且各專業(yè)生產(chǎn)廠家都有自己的研究開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)中心。能完全獨(dú)立自主地根據(jù)客車(chē)廠的要求生產(chǎn)出合格、滿意的產(chǎn)品提供給客車(chē)廠使用；或者各附件生產(chǎn)廠家根據(jù)市場(chǎng)的要求或根據(jù)政府職能部門(mén)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和型譜要求開(kāi)發(fā)出各種規(guī)格的系列化產(chǎn)品，供客車(chē)廠選用。這樣，一方面可以使客車(chē)廠把自己的精力全部投入到客車(chē)的性能、外形和車(chē)身結(jié)構(gòu)等整車(chē)的研究、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和制造方面，減少了人員，提高了效率，同時(shí)也利于提高整車(chē)的性能和水平；另一方面，由于各附件廠也是專業(yè)化生產(chǎn)，為了自身的生存和發(fā)展，也會(huì)加大投入，對(duì)關(guān)系本附件性能、功能和可靠性方面的問(wèn)題進(jìn)行研究，有利于各附件廠本身的提高。在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家中，絕大部分車(chē)身附件都在專業(yè)廠生產(chǎn)，有系列化產(chǎn)品供客車(chē)廠選用。即使客車(chē)廠對(duì)某些附件有新的要求，也能及時(shí)研制，生產(chǎn)出滿意、合格的產(chǎn)品，滿足客車(chē)廠的要求。因此，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的客車(chē)不論其檔次的高低，車(chē)內(nèi)和車(chē)外看起來(lái)都很簡(jiǎn)潔、流暢，很少有湊合的感覺(jué)。
1.3.2國(guó)內(nèi)客車(chē)發(fā)展?fàn)顩r
國(guó)內(nèi)客車(chē)車(chē)身附件的情況就完全不是這樣。除一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜或?qū)I(yè)性要求較強(qiáng)的附件(如車(chē)用空調(diào)系統(tǒng)、暖風(fēng)機(jī)、燈具、儀表、膠條、玻璃、后視鏡、刮水器、主體聲音響、后視電視系統(tǒng)等)為一些專業(yè)廠生產(chǎn)外，其它一些附件(如整套座椅、自動(dòng)門(mén)、駕駛員門(mén)、行李艙門(mén)、后置發(fā)動(dòng)機(jī)艙門(mén)及其鉸鏈機(jī)構(gòu)、鎖止機(jī)構(gòu)；儀表臺(tái)；側(cè)窗總成；冷風(fēng)及暖風(fēng)管道和出風(fēng)口；內(nèi)行李艙、艙門(mén)及鎖止機(jī)構(gòu)；內(nèi)飾等)一般都由各客車(chē)廠自行生產(chǎn)。由于各客車(chē)廠的任務(wù)是整車(chē)生產(chǎn)，不能為這些附件花費(fèi)較多的人力物力；而這些附件都或多或少地包含有多方面的學(xué)科內(nèi)容，每一樣附件的改進(jìn)和提高都需要有較大的投入。因此，現(xiàn)有附件與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比有著較大的差距。其主要表現(xiàn)為：
1.功能不全。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的一些附件只有一種或很少幾種功能，很難滿足不同檔次、不同類型的客車(chē)對(duì)其提出的要求，特別是很難滿足隨著時(shí)代的發(fā)展，人民生活水平的提高而提出的安全性、舒適性、方便性等諸方面的要求。如自動(dòng)門(mén)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的自動(dòng)門(mén)一般只具備有由駕駛?cè)藛T或售票人員操縱的門(mén)開(kāi)閉功能，缺乏完善的防夾功能；停車(chē)才能開(kāi)閉的功能；乘客可貯存開(kāi)關(guān)要求，且直接操縱停車(chē)信號(hào)的功能；直接操縱門(mén)開(kāi)關(guān)下車(chē)和停車(chē)功能；在門(mén)口進(jìn)出頻繁的情況下，使用電子裝置延長(zhǎng)門(mén)的開(kāi)啟時(shí)間的功能等。
2.性能較差。國(guó)內(nèi)現(xiàn)生產(chǎn)的大部分附件由于缺少必要的研究和試驗(yàn)，都不同程度的存在性能不好問(wèn)題。如國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的座椅，由于減振材料的固有頻率和相對(duì)阻尼系數(shù)不能很好地同客車(chē)懸掛系數(shù)相匹配，一般都存在著起不到降低傳到人體振動(dòng)加速度的作用，有些甚至還有放大作用。
3.可靠性不高。國(guó)內(nèi)現(xiàn)生產(chǎn)的大部分附件的可靠性都不甚好，有些附件由于早期失靈而影響到整車(chē)的運(yùn)行?？蛙?chē)的外擺式乘客門(mén)的門(mén)泵由于未進(jìn)行必要的研究和試驗(yàn)，致使有的門(mén)泵早期失靈、在車(chē)輛運(yùn)行中門(mén)被風(fēng)吹開(kāi)，碰壞了門(mén)和側(cè)圍，迫使該車(chē)只能停止運(yùn)行。
1.4 研究的方法及技術(shù)路線
1.4.1研究方法
（1）通過(guò)查閱相關(guān)資料，掌握客車(chē)外擺門(mén)的主要參數(shù)。
（2）充分考慮已有履帶推土機(jī)客車(chē)外擺門(mén)的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)確定客車(chē)外擺門(mén)的總體設(shè)計(jì)方案，對(duì)現(xiàn)有裝置的不足進(jìn)行分析。
（3）對(duì)設(shè)計(jì)的履帶推土客車(chē)外擺門(mén)進(jìn)行修改和優(yōu)化，最終設(shè)計(jì)出能滿足要求的客車(chē)外擺門(mén)。
1.4.2研究技術(shù)路線
（1）根據(jù)題目和原始數(shù)據(jù)查看相關(guān)資料，了解當(dāng)今國(guó)內(nèi)外客車(chē)外擺門(mén)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展前景，撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述和開(kāi)題報(bào)告。
（2）根據(jù)產(chǎn)品功能和技術(shù)要求提出多種設(shè)計(jì)方案，對(duì)各種方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從中選擇較好的方案，再對(duì)所選擇的方案做進(jìn)一步的修改或優(yōu)化，最終確定總體設(shè)計(jì)方案。
（3）具體設(shè)計(jì)履帶客車(chē)外擺門(mén)的驅(qū)動(dòng)裝置、工作裝置等。
（4）對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)中的重要零件進(jìn)行校核計(jì)算，如齒輪軸、軸承等，保證設(shè)計(jì)的合理性和可行性。；
（5）繪制零件圖、裝配圖，完成要求的圖紙量；
（6）整理各項(xiàng)設(shè)計(jì)資料，撰寫(xiě)論文。
第二章 客車(chē)外擺門(mén)的總體設(shè)計(jì)
2.1 客車(chē)乘客門(mén)的分類
客車(chē)乘客門(mén)的結(jié)構(gòu)形式主要有3種：折疊式、外擺式、內(nèi)擺式。
折疊式乘客門(mén)打開(kāi)時(shí)呈折疊形式，是各種客車(chē)普遍采用的傳統(tǒng)形式的乘客門(mén)。具有單軸2頁(yè)和雙軸4頁(yè)2種形式。
外擺式乘客門(mén)又稱外開(kāi)平移式乘客門(mén)。外擺式乘客門(mén)在關(guān)閉時(shí)，其外側(cè)與車(chē)身外側(cè)面平齊，密封效果、美觀性好，近年來(lái)不僅在中、高檔城間客車(chē)上普遍采用，且在城市客車(chē)上也得以推廣應(yīng)用。具有單擺和雙擺2種形式。
內(nèi)擺式乘客門(mén)又稱內(nèi)開(kāi)回移式乘客門(mén)。內(nèi)擺式乘客門(mén)是乘客門(mén)中開(kāi)啟后凈開(kāi)度最大的一種，方便乘客上下車(chē)，尤其適用于城市客車(chē)。也具有單擺和雙擺2種形式。
結(jié)合目前各車(chē)廠及車(chē)型的使用情況，本設(shè)計(jì)采用外擺式客車(chē)門(mén)。
2.2 外擺乘客門(mén)的簡(jiǎn)介
外擺乘客門(mén)與折疊式乘客門(mén)相比的優(yōu)點(diǎn)有：
1．開(kāi)度大，可以開(kāi)啟到門(mén)框?qū)挾龋行Ю瞄T(mén)框空間，保證乘客上下車(chē)方便。
2．具有良好的密封性，密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
3．開(kāi)關(guān)方便、安全，操縱靈巧。
4．剛性較好、不易變形下沉，行車(chē)時(shí)不易產(chǎn)生振動(dòng)噪聲。外形與整車(chē)協(xié)調(diào)，無(wú)凹陷，行車(chē)時(shí)空氣阻力小，造型美觀。
5．由于外擺式車(chē)門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和鎖止機(jī)構(gòu)復(fù)雜,成本高;開(kāi)啟過(guò)程中外擺的幅度較大,有可能傷及等車(chē)的乘客。
2.3 外擺乘客門(mén)的構(gòu)造
客車(chē)車(chē)門(mén)的種類很多，大致包括翻轉(zhuǎn)門(mén)、折疊門(mén)、平移門(mén)、內(nèi)擺門(mén)和外擺門(mén)，其中折疊門(mén)、內(nèi)擺門(mén)和外擺門(mén)又各自有單扇和雙扇車(chē)門(mén)的區(qū)別。在這些種類中，翻轉(zhuǎn)門(mén)主要用作客車(chē)的司機(jī)門(mén)和乘客安全門(mén)；單(雙)扇折疊門(mén)和單(雙)扇內(nèi)擺門(mén)在城市客車(chē)中應(yīng)用較為廣泛，平移門(mén)與雙外擺門(mén)的應(yīng)用主要出現(xiàn)在國(guó)外的一些城市客車(chē)中；城間客車(chē)主要應(yīng)用的是單扇折疊門(mén)和單扇外擺門(mén)，但在客車(chē)技術(shù)日新月異人們對(duì)城間客車(chē)的密封性和外觀造型的美觀性要求越來(lái)越高的今天，由于傳統(tǒng)的折疊式車(chē)門(mén)，車(chē)門(mén)凹陷于車(chē)身，不僅增加行車(chē)的空氣阻力，影響整車(chē)的外形美觀，而且由于車(chē)門(mén)縫隙大，密封困難，在行使中產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)噪聲和漏塵，從而嚴(yán)重乘坐舒適性。近年，我國(guó)廠家已大量使用外擺式乘客門(mén)，外擺式乘客門(mén)與折疊式乘客門(mén)比較，具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：
a 開(kāi)度大，可以開(kāi)起到門(mén)框?qū)挾?，有效利用門(mén)框空間，保證乘客上下車(chē)方便。
b 具有良好的密封性，密封機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。
c 開(kāi)關(guān)方便，安全，操縱靈巧。
d 剛性較好，不易變形下沉，行車(chē)時(shí)不易產(chǎn)生振動(dòng)噪聲。
e 外形與整車(chē)協(xié)調(diào)，無(wú)凹陷，行車(chē)時(shí)空氣阻力小，造型美觀。
2.3.1 外擺門(mén)鈑金件
由于外擺式乘客門(mén)截面形狀和車(chē)身側(cè)圍完全吻合，因此乘客門(mén)門(mén)扇外形弧度必須與車(chē)身相應(yīng)吻合，它是由門(mén)扇骨架、外蒙皮、內(nèi)蒙皮組成的。門(mén)骨架零件一般采用異型方鋼和槽型鋼截面型材，選材方便制作簡(jiǎn)單。另外由于門(mén)扇周圈需要安裝密封膠條，因此，門(mén)扇周邊骨架零件常采用帶有止口的截面型材。門(mén)扇用Q235一A鋼制造太重，不利于門(mén)泵工作，所以，外擺式乘客門(mén)門(mén)扇常用鋁刊材和鋁板制作。如圖2-1，門(mén)扇由鋁型材l，2和鋁板3，4構(gòu)成。型材1便于四周安裝密封膠條；門(mén)扇采用鋁板制作，可使門(mén)扇重量減輕，但門(mén)骨架型材焊接必須采用氬弧焊，而氬弧焊技術(shù)在國(guó)內(nèi)不是太成熟，且成本較高，所以在使用上往往受到限制(鋁型材構(gòu)件的焊接方法，是以物理方式清潔焊口表面氧化層；選用含硅4—7％的無(wú)鎂的鋁硅合金焊絲；進(jìn)行TIG方式焊接，其焊接工藝參數(shù)可以是鎢極直徑1．6—5mm、噴嘴直徑6—14m m、焊接電流20—200A、氬氣流最5—141／min。它能有效地防止焊接裂紋且焊接成本低；通常為常溫施焊，工藝簡(jiǎn)單易于掌握；焊縫機(jī)械性能良好，焊成的器件不變形。)
圖 2-1 門(mén)扇結(jié)構(gòu)示意圖
2.3.2 外擺門(mén)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
按驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力分，有電動(dòng)、液壓、氣動(dòng)三種，其中以氣動(dòng)最為普遍，氣動(dòng)日前又分為兩種，一種以
普通門(mén)泵來(lái)驅(qū)動(dòng)，另一種以旋轉(zhuǎn)門(mén)泵來(lái)驅(qū)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)門(mén)泵應(yīng)用較多，門(mén)泵技術(shù)要求必須達(dá)到如表1的性能。
工作氣壓（MPa）
當(dāng)前氣壓為0.45MPa
門(mén)軸旋轉(zhuǎn)角度
乘客門(mén)提升量（mm）
乘客門(mén)軸彈簧力（N）
轉(zhuǎn)矩（NM）
提升力（N）
0.4-0.8
78
2500
>130
10-15
600-700
圖2-2是氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)泵的結(jié)構(gòu)和原理圖，它是利用大導(dǎo)程絲杠4不自鎖特性，將絲杠4與驅(qū)動(dòng)氣缸活塞桿6直接相連，把活塞直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槁菽?的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)門(mén)軸、支臂旋轉(zhuǎn)，使乘客門(mén)關(guān)閉。當(dāng)門(mén)關(guān)閉時(shí)，螺母3受阻無(wú)法繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)絲杠4、螺母3和門(mén)軸2受活塞推力作用，克服門(mén)軸上方彈簧1的壓力而上升，使門(mén)上的限位鎖塊與門(mén)框上的限位鎖扣相互嚙合，形成乘客門(mén)鎖止功能。門(mén)泵氣缸活塞的上升速度和車(chē)門(mén)擺動(dòng)的旋轉(zhuǎn)速度是利用安裝在門(mén)泵氣缸上的可調(diào)螺釘來(lái)調(diào)節(jié)。開(kāi)門(mén)室之前的網(wǎng)紋螺釘，以及關(guān)門(mén)室之前的網(wǎng)頭螺釘用以調(diào)節(jié)門(mén)的速度。
目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)這種門(mén)泵的主要有淮安市汽車(chē)門(mén)泵廠、淮安市海山客車(chē)門(mén)泵有限公司、江蘇金湖汽車(chē)配件廠等廠家。由于開(kāi)始時(shí)存在絲杠和螺母制造技術(shù)難關(guān)，所以生產(chǎn)的門(mén)泵存在著諸多質(zhì)量問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)近幾年的技術(shù)改造和技術(shù)引進(jìn)，質(zhì)量大大改善，目前已能供應(yīng)成熟產(chǎn)品。
2.3.3 外擺門(mén)的支點(diǎn)
如圖2-3（外擺式乘客門(mén)機(jī)構(gòu)圖）所示，乘客門(mén)支撐機(jī)構(gòu)是由轉(zhuǎn)軸6、上支臂7、下支臂5和支撐桿2組成的，門(mén)扇通過(guò)轉(zhuǎn)軸支撐在上、下支臂上，轉(zhuǎn)軸下端是轉(zhuǎn)軸管通過(guò)連接齒套、轉(zhuǎn)桿螺母與門(mén)泵上轉(zhuǎn)軸連接，上端由固定于車(chē)體上的主軸卜支座8支承。上下支臂在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于要讓開(kāi)門(mén)框，所以支臂設(shè)計(jì)成彎形。通過(guò)一系列調(diào)整緊固螺栓和調(diào)節(jié)螺桿，我們可以調(diào)整門(mén)與門(mén)框的間隙和面差，確定最佳位置。
1、彈簧 2、門(mén)軸 3、螺母
4、 絲杠 5、氣缸 6、活塞
圖 2-2 旋轉(zhuǎn)門(mén)泵結(jié)構(gòu)和原理圖
1、 門(mén)扇 2、支撐桿 3、拉桿 4、門(mén)泵5、下肢臂
6、 轉(zhuǎn)軸 7、上肢臂 8、主軸上肢座 9、圓形螺母
圖2-3 外擺式乘客門(mén)結(jié)構(gòu)圖
2.3.4 外擺門(mén)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)
下拉桿又稱導(dǎo)向桿，他的作用是與支臂一起形成使門(mén)扇具有一定運(yùn)動(dòng)軌跡的四連桿機(jī)構(gòu)，使門(mén)保持平行移動(dòng)。下拉桿長(zhǎng)度町通過(guò)左右旋螺紋作相應(yīng)調(diào)整，現(xiàn)代旅游大客車(chē)下拉桿一般要裝在門(mén)扇底部，踏步下面。如圖2-3，安裝下拉桿時(shí)，首先根據(jù)與轉(zhuǎn)軸相對(duì)位置安裝踏步下拉桿支座，然后根據(jù)門(mén)扇支撐位置確定門(mén)扇下拉桿支座，最后將下拉桿兩端連接在踏步及門(mén)扇支座上，檢查門(mén)扇轉(zhuǎn)動(dòng)是否平順，可調(diào)整下拉桿的長(zhǎng)度。
2.3.5 外擺門(mén)的鎖止機(jī)構(gòu)
各種外擺式乘客門(mén)都設(shè)有一套鎖止裝置，防止車(chē)輛高速行駛時(shí)旅客往外推門(mén)脫出，造成人員傷害。所以鎖止機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響客車(chē)行駛的安全性，在每扇乘客門(mén)的兩邊各有一機(jī)械鎖止裝置，同時(shí)設(shè)置了門(mén)鎖，能從車(chē)外用鑰匙將車(chē)門(mén)鎖上或打開(kāi)，以便在停車(chē)或壓縮空氣壓力不足的情況下門(mén)仍可安全地鎖住。它在客車(chē)行駛過(guò)程中一般不起作用，此時(shí)門(mén)扇無(wú)上升行程，一旦用機(jī)械方法將乘客門(mén)鎖住，就不可再操縱電啟動(dòng)裝置，要保證門(mén)鎖開(kāi)啟自如，不允許有卡死和脫節(jié)現(xiàn)象。
客車(chē)在行駛過(guò)程中，乘客門(mén)處于上升位置，保證車(chē)門(mén)與車(chē)身緊密貼合及車(chē)門(mén)鎖止，通過(guò)旋轉(zhuǎn)門(mén)泵將門(mén)提升，靠門(mén)上的限位鎖塊I和門(mén)框上的限位鎖塊Ⅱ嚙合形成鎖止功能。如圖2-4。
圖 2-4 鎖止機(jī)構(gòu)
第三章 外擺式乘客門(mén)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
3.1 外擺門(mén)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
外擺式乘客門(mén)是利用四連桿機(jī)構(gòu)原理實(shí)現(xiàn)其開(kāi)閉運(yùn)動(dòng)的，門(mén)扇相當(dāng)于四連桿機(jī)構(gòu)中的兩桿，支臂則為原動(dòng)件，下拉桿為從動(dòng)件，并構(gòu)成機(jī)構(gòu)的兩連桿架。
3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定
為了便于分析，將圖2-3系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化成圖3-1，在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)之前，先確定一些基本參數(shù)。
圖 3-1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化圖
門(mén)框的寬度由車(chē)身總布置確定。然后，根據(jù)密封結(jié)構(gòu)和工藝水平，就可確定車(chē)門(mén)與門(mén)框的間隙s及車(chē)門(mén)寬度1。車(chē)門(mén)的厚度t一般為30—40mm(根據(jù)車(chē)型種類具體確定)。彎臂與車(chē)門(mén)的鉸接點(diǎn)A到車(chē)內(nèi)內(nèi)壁的距離e，一般可在20～30mm范圍內(nèi)選取。
門(mén)泵的活塞桿中心，及立軸的中心0到踏步側(cè)壁(及門(mén)泵的安裝面)的距離a，是由門(mén)泵的結(jié)構(gòu)確定的?；窗矎S生產(chǎn)的門(mén)泵a為56mm．。啟開(kāi)的車(chē)門(mén)停在側(cè)圍外側(cè)，其內(nèi)壁離側(cè)圍的距離C，可在80-120mm的范圍內(nèi)選取。C取小值時(shí)，門(mén)的開(kāi)度會(huì)稍微增大。
車(chē)門(mén)一級(jí)踏步的右側(cè)裝有門(mén)泵，其上有立軸。車(chē)門(mén)左端可留在門(mén)框內(nèi)少許。其離踏步側(cè)壁的距離d，可以根據(jù)門(mén)泵的安裝尺寸a確定。D取小值時(shí)(可直至為零)時(shí)，通道尺寸可增大；d取大值時(shí)，對(duì)車(chē)門(mén)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)有利。
3.3 外擺門(mén)運(yùn)動(dòng)方式設(shè)計(jì)
車(chē)門(mén)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，也就是在上述參數(shù)已經(jīng)確定的情況下，設(shè)計(jì)車(chē)門(mén)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，已達(dá)到既定的要求。當(dāng)然，有的參數(shù)可能在設(shè)計(jì)中需要回過(guò)來(lái)進(jìn)行修改。具體來(lái)說(shuō)，車(chē)門(mén)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，就是確定立軸中心點(diǎn)O，主動(dòng)臂-彎臂與車(chē)門(mén)的鉸接點(diǎn)A、約束桿兩端的鉸接點(diǎn)D和E的位置。
3.3.1 旋轉(zhuǎn)中心的確定
主動(dòng)臂是帶動(dòng)車(chē)門(mén)運(yùn)動(dòng)的，它的長(zhǎng)短和位置會(huì)直接影響車(chē)門(mén)的運(yùn)動(dòng)、開(kāi)度和位置。在確定O點(diǎn)和A點(diǎn)的位置時(shí)，有作圖法和計(jì)算法兩種方法。
a 作圖法
采用作圖法確定O點(diǎn)和A的位置時(shí)，一般是先確定其中一點(diǎn)，再通過(guò)作圖法求作另一點(diǎn)。
先初定A點(diǎn)，再求作O點(diǎn)作用在車(chē)門(mén)上的力，都是通過(guò)上、下彎臂與車(chē)門(mén)的鉸接點(diǎn)A加到車(chē)門(mén)上去的。為使為使車(chē)門(mén)兩側(cè)受力均勻，且不使彎臂承受附加力矩，A點(diǎn)應(yīng)位于車(chē)門(mén)寬度方向的中心，故初定X=1/2（如圖3-2所示）。
圖3-2 車(chē)門(mén)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)（作圖法）
求作O點(diǎn)時(shí)，先作出車(chē)門(mén)啟開(kāi)后A點(diǎn)的位置A’，在連接從AA’，并做出其垂直平分線m，交與距踏步的距離為a的直線n于O點(diǎn)，則O點(diǎn)即為所求。
因?yàn)镺點(diǎn)是門(mén)泵的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，故必須以此點(diǎn)來(lái)檢驗(yàn)門(mén)泵是否安裝的下。為此，在圖中畫(huà)出選定的門(mén)泵的橫截面外廓，其外端與車(chē)門(mén)內(nèi)壁間的距離f（見(jiàn)圖2-6）如果能滿足結(jié)構(gòu)的要求(例如車(chē)門(mén)密封結(jié)構(gòu)和間隙等)，則所作出的O點(diǎn)，就町以定下來(lái)，否則，就需要重新確定。
若因尺寸f不夠而重作時(shí)，可以減小尺寸x，使A點(diǎn)左移，也可以加大前面已經(jīng)初定的尺寸d，使A’左移。重復(fù)上述步驟作圖，直到使作出的O點(diǎn)合乎要求為止。不過(guò)，減小尺寸墨會(huì)使車(chē)門(mén)受力不均，并增大彎臂長(zhǎng)度，開(kāi)門(mén)時(shí)所占車(chē)外空間也會(huì)增大；加大尺寸d，會(huì)縮小車(chē)門(mén)開(kāi)度。所以，要綜合考慮這些因素，合理確定A點(diǎn)的位置。
先確定O點(diǎn)，再求作A點(diǎn)，根據(jù)選定的門(mén)泵的外廓尺寸和轉(zhuǎn)軸中心至安裝面的尺寸a，留出必要的尺寸f后（見(jiàn)圖2-6），就確定了O點(diǎn)。
根據(jù)O點(diǎn)求作A點(diǎn)時(shí)，先作兩條距車(chē)門(mén)內(nèi)壁為e的直線p和q(見(jiàn)圖2-6)，然后，初取xl=0.51，即初定A1點(diǎn)。在以O(shè)點(diǎn)為圓心，OA1為半徑畫(huà)弧交直線q于A’l。按尺寸xl確定啟開(kāi)的車(chē)門(mén)的最左端。再將尺寸dl與原定的尺寸d比較，如果他們相等或相近，那么Al點(diǎn)即為所求的A點(diǎn)。如果相差太多，就需重選x2值，再重復(fù)上述步驟。如還不行，在選x3值，直到合乎要求為止。這樣，就可最終確定A點(diǎn)。
b 計(jì)算法
先由選定的門(mén)泵尺寸按上述方法確定O點(diǎn)。設(shè)O點(diǎn)至側(cè)圍外面的距離為b(如圖2-7所示)，所求A點(diǎn)到車(chē)門(mén)左端的距離為x；過(guò)O點(diǎn)作直線ON平行踏步側(cè)壁，作AM和A’N分別垂直O(jiān)N,設(shè)垂足分別為M和N(見(jiàn)圖2-7)。
圖 （2-7） 車(chē)門(mén)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)（計(jì)算法）
則在和中OA=OA' (AM)2+(OM)2=(A'N)2+(ON)2 (1)
從圖中已經(jīng)確定的參數(shù)可看出：AM=l+s-a-x (2)，0M=b-t-e (3)，A’N=x-d+a (4)
ON=b+c-e (5)，將(2)、(3)、(4)、(5)式代入(1)式中得： (1+s-a-x)2+(b-t-e)2=(x-d+a)2+(b+ce)2
整理后解得：x=[(1+s-a)2+(b-e-t)2]／2(1+s-d)-[(d-a)2+(b+c-e)2]／2(1+s-d)
這樣，A點(diǎn)的位置就確定了。
3.3.2鉸接中心的確定
由上述分析計(jì)算町知，主動(dòng)臂一彎臂與車(chē)門(mén)的鉸接點(diǎn)A，一般是在車(chē)門(mén)的中心偏左。為了使車(chē)門(mén)在運(yùn)動(dòng)中盡可能穩(wěn)定，約束桿與車(chē)門(mén)的鉸接點(diǎn)D，應(yīng)盡量布置在車(chē)門(mén)的左邊。
這樣約束桿與車(chē)門(mén)的鉸接點(diǎn)D，也就確定了。
采用作圖法確定約束桿的固定交界點(diǎn)E。連接DD’并作其垂直平分線k，那么E點(diǎn)必定位于直線k上?；谕鈹[門(mén)的工作軌跡是平行四邊形，故暫且過(guò)D點(diǎn)作直線DE平行AO，交直線k于E(如圖3-3)。并且很容易證明，四邊形OADE是平行四邊形。下面分析一下這樣作出的E點(diǎn)是否合乎要求。
圖 3-3車(chē)門(mén)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)（作圖法）
當(dāng)車(chē)門(mén)在主動(dòng)臂OA的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)時(shí)，A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度VA垂直于AO。因?yàn)樗倪呅蜠EOA是平行四邊形，所以D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度VD必定平行且等于VA。根據(jù)理論力學(xué)可知，這時(shí)車(chē)門(mén)在作平動(dòng)，門(mén)上任意點(diǎn)的速度大小和方向，在任何時(shí)刻都與A點(diǎn)(或D點(diǎn))的一樣。那么車(chē)門(mén)右端內(nèi)側(cè)的F點(diǎn)的速度vF也與VA(即VD)相同(參見(jiàn)圖2-8)。這樣，即使忽略了車(chē)門(mén)在汽車(chē)縱向運(yùn)動(dòng)時(shí)車(chē)門(mén)與門(mén)框之間間隙S以后速度VF方向的改變，在開(kāi)門(mén)時(shí)車(chē)門(mén)上的F點(diǎn)仍然會(huì)碰L門(mén)框上的G點(diǎn)，顯然車(chē)門(mén)不能啟開(kāi)，所以上面作出的E點(diǎn)是不合要求的。
在上述條件下，要想使F順利啟開(kāi)而不被門(mén)框上的G點(diǎn)擋住，則F點(diǎn)的速度方向至少要沿直線FG方向。為此過(guò)G點(diǎn)作直線GF，F(xiàn)點(diǎn)的速度VF1的方向沿直線FG。過(guò)F點(diǎn)作直線FO1與VFl垂直，且與OA的延長(zhǎng)線交于O1點(diǎn)，再過(guò)O1點(diǎn)作直線OlD，且與直線DD’的垂直平分線K相交于E1點(diǎn)(如圖2-8)，這樣就作出了約束桿的另一個(gè)固定鉸支點(diǎn)E1。顯然直線DEl與直線AO不平行，開(kāi)門(mén)時(shí)，A點(diǎn)的速度VA與D點(diǎn)的速度VDI也不再平行。由理論力學(xué)知，此時(shí)車(chē)門(mén)不再做平動(dòng)，而是繞瞬心Ol點(diǎn)作瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。所以F點(diǎn)的速度VFl方向垂直與O1F且與FG一致。這時(shí)車(chē)門(mén)能順利啟開(kāi)，只不過(guò)會(huì)擦過(guò)門(mén)框上的G點(diǎn)而已。
求作鉸支點(diǎn)E1時(shí)，忽略了在車(chē)門(mén)完全退出門(mén)框之前F點(diǎn)速度方向的變化。而事實(shí)上，
車(chē)門(mén)的運(yùn)動(dòng)瞬心Ol在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是時(shí)刻變化的，F(xiàn)點(diǎn)的速度方向也是隨時(shí)變化的。在離開(kāi)門(mén)框之前，F(xiàn)點(diǎn)碰門(mén)框的可能性會(huì)增大。況且由于工藝方面的原因，車(chē)門(mén)與門(mén)框之問(wèn)的間隙也可能會(huì)小于s，這樣車(chē)門(mén)就更難以開(kāi)啟了。
如果開(kāi)門(mén)時(shí)F點(diǎn)的速度VF的方向垂直于汽車(chē)縱向而指向車(chē)外(見(jiàn)圖2-9)，那么定能使車(chē)門(mén)順利開(kāi)啟。為此，要使D點(diǎn)成為開(kāi)門(mén)時(shí)的瞬心只要調(diào)整D點(diǎn)的位置和參數(shù)e,b的數(shù)值，使O、A、D三點(diǎn)共線，那么不管E點(diǎn)位于何處，D點(diǎn)都是車(chē)門(mén)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的瞬心。如果E點(diǎn)位于直線DD’垂直平分線K與直線OD的交點(diǎn)上，即OEAD四點(diǎn)共線(參見(jiàn)圖2-9)，那么車(chē)門(mén)在啟閉過(guò)程中任何時(shí)刻都作平動(dòng)，即平行四邊形OADE在車(chē)門(mén)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終是平行四邊形。如果E點(diǎn)位于直線OAD以內(nèi)的某處，如圖3-4中直線K上的El處，那么車(chē)門(mén)的運(yùn)動(dòng)是繞瞬心的轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著車(chē)門(mén)的開(kāi)啟，瞬心的位置(即直線E1D和直線OA的交點(diǎn))由D點(diǎn)逐漸遠(yuǎn)離車(chē)門(mén)，故車(chē)門(mén)也近似于平動(dòng)。
圖 3-4車(chē)門(mén)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)（作圖法）
按上述設(shè)計(jì)的外擺式車(chē)門(mén)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，在臺(tái)架試驗(yàn)中可以清楚地看出：在車(chē)門(mén)右端先近似地繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)而迅速退出車(chē)外(當(dāng)然這與鉸接點(diǎn)運(yùn)動(dòng)副的問(wèn)隙有關(guān))，然后基本上作平動(dòng)向右擺開(kāi)。關(guān)門(mén)到門(mén)框時(shí)，門(mén)右端則稍稍滯后于左端。
3.4 外擺門(mén)的間隙設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)時(shí)，一般用作圖法分析外擺式乘客門(mén)的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而確定四連桿機(jī)構(gòu)及各固定鉸和活動(dòng)鉸的位置，并作模型驗(yàn)證其是否與門(mén)框等部件發(fā)生干涉，然后確定車(chē)門(mén)與門(mén)框的周邊間隙。
圖3-5是用作圖法確定車(chē)門(mén)的運(yùn)動(dòng)軌跡。圖3-5a是簡(jiǎn)單平動(dòng)的軌跡圖。當(dāng)車(chē)門(mén)以四連桿機(jī)構(gòu)ABCD按W方向移動(dòng)時(shí)，車(chē)門(mén)內(nèi)側(cè)E點(diǎn)的初始速度與BD垂直；當(dāng)E點(diǎn)移動(dòng)到E’點(diǎn)并平動(dòng)到門(mén)框外側(cè)時(shí)，車(chē)門(mén)在X軸方向上的位移’很大。顯然，按圖3-5確定的四連桿機(jī)構(gòu)及各鉸鏈點(diǎn)位置，其車(chē)門(mén)移動(dòng)時(shí)要求的車(chē)門(mén)與門(mén)框的間隙很大，這樣大的間隙密封困難，因此是不合理的。
（a）簡(jiǎn)單平動(dòng)的軌跡圖 （b）改進(jìn)后的四連桿機(jī)構(gòu)
（c）回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的確定
圖 3-5 用作圖法確定門(mén)體的運(yùn)動(dòng)軌跡圖
按上述方法作圖后，應(yīng)按比例作簡(jiǎn)單的模型，驗(yàn)證其是否與門(mén)框立柱發(fā)生干涉，并保證車(chē)門(mén)與門(mén)框周邊間隙較小。
另外，設(shè)計(jì)完工作圖后，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(chē)門(mén)下垂、傾斜，造成門(mén)鎖失靈及其它故障。
第 4 章 外擺門(mén)密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.1 密封結(jié)構(gòu)的分析
在客車(chē)車(chē)身的設(shè)計(jì)中，客車(chē)車(chē)門(mén)的設(shè)計(jì)一直占據(jù)著非常重要的地位，車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)的好壞與否，不僅直接影響到車(chē)輛的密封性，還會(huì)影響到整車(chē)的使用安全性和外觀。因此，在客車(chē)技術(shù)高速發(fā)展的今天，提高客車(chē)車(chē)門(mén)的設(shè)計(jì)技術(shù)水平，尤其是客車(chē)車(chē)門(mén)的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)關(guān)鍵而重要的工作。
客車(chē)外擺門(mén)密封結(jié)構(gòu)主要以橡膠密封條為主要密封元件，并根據(jù)密封結(jié)構(gòu)的不同配合以相應(yīng)的鋁合金型材或扳金件。膠條密封結(jié)構(gòu)種類很多，按照密封層數(shù)劃分，可分為單層密封和雙層密封；按照密封膠條的安裝位置劃分，可分為外露式密封結(jié)構(gòu)和內(nèi)藏式密封結(jié)構(gòu)。
4.2 單邊密封
單層外露式密封結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖4-1)的使用主要在20世紀(jì)80年代末和20世紀(jì)90年代初，當(dāng)時(shí)外擺門(mén)結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)客車(chē)上的應(yīng)用還處于起步階段，設(shè)計(jì)和制造水平較低，相關(guān)配套行業(yè)還很不完善。這種密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)便，通過(guò)固定于車(chē)門(mén)上的密封膠條2與門(mén)框搭接形成密封，密封效果較差，特別是在使用空調(diào)或換氣扇時(shí)，由于車(chē)內(nèi)外存在氣壓差，密封膠條在氣壓作用下產(chǎn)生變形，嚴(yán)重影響密封效果。但與當(dāng)時(shí)普遍使用的折疊門(mén)的密封效果相比，卻是邁上了一個(gè)新臺(tái)階，并且由于外擺門(mén)可以按照車(chē)體側(cè)圍弧線進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，使整車(chē)外觀造型更趨于整體化，因此得到廣泛的應(yīng)用。
圖 4-1 單層外露式密封結(jié)構(gòu)
4.3 雙邊密封
隨著客車(chē)技術(shù)的不斷進(jìn)步，單層密封結(jié)構(gòu)逐漸被雙層密封結(jié)構(gòu)所替代。雙層密封結(jié)構(gòu)中比較典型的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4-2和圖4-3，在圖4-2中，密封膠條2直接卡接在固定于門(mén)框和車(chē)門(mén)的鋁形材上，車(chē)門(mén)關(guān)閉后，2個(gè)膠條形成了一個(gè)密封腔，不僅在隔音、隔熱方面效果明顯，同時(shí)可以抵消車(chē)內(nèi)外氣壓差對(duì)密封效果的影響。這種結(jié)構(gòu)，對(duì)門(mén)框、車(chē)門(mén)的制造精度要求不高，門(mén)框與車(chē)門(mén)之間的間隙一般在25～30mm之間，密封膠條較寬，可以彌補(bǔ)門(mén)框及車(chē)門(mén)的制造缺陷，安裝也比較簡(jiǎn)單。但是，由于寬膠條的存在，在門(mén)的四周形成較寬的黑邊，破壞了客車(chē)造型的整體感，對(duì)整車(chē)噴漆圖案影響較大(尤其是對(duì)有中門(mén)的客車(chē))。圖4-3中的密封結(jié)構(gòu)較圖4-2中的結(jié)構(gòu)有了較大的進(jìn)步，在這種結(jié)構(gòu)中，門(mén)框外密封膠條2和門(mén)框內(nèi)密封膠條3通過(guò)鋁型材固定在門(mén)框上，門(mén)密封膠條4固定在車(chē)門(mén)邊緣，車(chē)門(mén)關(guān)閉時(shí)，門(mén)框外密封膠條2與門(mén)密封膠條4相接觸并產(chǎn)生一定的變形而形成車(chē)門(mén)的第一道密封，門(mén)框內(nèi)密封膠條3與車(chē)門(mén)型材5搭接形成車(chē)門(mén)的第二道密封。同時(shí)門(mén)框外密封膠條2在門(mén)框外形成防水槽也有利于車(chē)門(mén)的密封。這種結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)，門(mén)框與車(chē)門(mén)之間的間隙一般在15～18mm之間，對(duì)間隙的要求和門(mén)框與車(chē)門(mén)的制造質(zhì)量要求也較為嚴(yán)格，但門(mén)框外密封膠條2的防水槽部分可以掩蓋門(mén)框的些許不足之處。這種膠條在安裝調(diào)整時(shí)較費(fèi)工時(shí)，對(duì)于前圍立柱弧度較大的車(chē)輛，防水槽部分容易產(chǎn)生起伏，影響外觀效果。現(xiàn)在已出現(xiàn)用密封鋁型材代替外密封膠條2的結(jié)構(gòu)，外觀效果較好，可是由于鋁型材寬度較大，并且需加工成雙向弧線，成型難度很大。圖4-3中的密封結(jié)構(gòu)雖然減小了密封膠條的寬度，但是并沒(méi)有從根本上解決外露膠條對(duì)整車(chē)外觀產(chǎn)生的影響。
圖 4-2 圖 4-3
4.4 內(nèi)嵌密封
隨著人們對(duì)外觀重視程度的日益提高，出現(xiàn)了內(nèi)藏式車(chē)門(mén)密封結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4-4、圖4-5和圖4-6。其中圖4-4中的密封結(jié)構(gòu)與圖3比較相似，只是取消了門(mén)框外密封膠條，并將門(mén)框內(nèi)密封膠條適當(dāng)加長(zhǎng)，這種結(jié)構(gòu)門(mén)框與車(chē)門(mén)之間的間隙一般在10-12mm之間，密封效果與圖3中的密封結(jié)構(gòu)相仿，但由于取消了防水槽，車(chē)門(mén)頂部密封較難保證，車(chē)輛在過(guò)淋雨間檢查時(shí)易產(chǎn)生滲漏，因而需對(duì)上部間隙及膠條的變形量嚴(yán)格控制。
在圖4-5的密封結(jié)構(gòu)中，門(mén)密封膠條5安裝于門(mén)板內(nèi)側(cè)與固定于門(mén)框上的門(mén)框密封型材3接觸產(chǎn)生變形而形成車(chē)門(mén)的第一道密封，固定于門(mén)框內(nèi)板2上的門(mén)框密封膠條4與車(chē)門(mén)接觸形成第二道密封。圖4-6中的密封結(jié)構(gòu)與圖5相似，門(mén)密封膠條3安裝于門(mén)板內(nèi)側(cè)并與門(mén)框接觸產(chǎn)生變形而形成第一道密封，固定于門(mén)框角材2上的門(mén)框密封膠條4與車(chē)門(mén)接觸形成第二道密封，同時(shí)門(mén)密封膠條3的后翼面與門(mén)板接觸并產(chǎn)生變形，形成內(nèi)流水槽。這兩種密封結(jié)構(gòu)密封效果良好，結(jié)構(gòu)合理。由于門(mén)框與車(chē)門(mén)之間的間隙僅有6～7mm，所以對(duì)整車(chē)外觀效果幾乎不產(chǎn)生任何影響，但這2種密封結(jié)構(gòu)對(duì)車(chē)門(mén)及門(mén)框的制造精度要求非常嚴(yán)格，任何缺陷都將一目了然，在安裝過(guò)程中，要求門(mén)四周間隙均勻，偏差應(yīng)控制在±lmm以內(nèi)，否則不僅影響整車(chē)外觀，還會(huì)對(duì)密封性產(chǎn)生決定性的影響。
圖 4-4 圖 4-5
圖 4-6
第 5 章 外擺門(mén)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1 開(kāi)關(guān)門(mén)的工作原理
汽車(chē)外擺門(mén)轉(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)一般由門(mén)泵機(jī)構(gòu)、門(mén)、彎臂和平衡桿等構(gòu)成。門(mén)泵機(jī)構(gòu)安裝在車(chē)身上，由氣缸、活塞桿、三頭滾道螺桿1及滾道螺母焊接總成2等組成，如圖5-1所示。
圖 5-1 門(mén)泵機(jī)構(gòu)組成圖
接通氣源，氣缸活塞桿5上升或下降，帶動(dòng)三頭滾道螺桿1上升或下降，迫使?jié)L道螺母2旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)安裝在門(mén)上作用的彎臂旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)外擺門(mén)的開(kāi)啟與關(guān)閉。
5.2 緩沖裝置的設(shè)計(jì)
氣缸活塞桿5上升，對(duì)應(yīng)著關(guān)門(mén)。所謂自由狀態(tài)，是指拆去門(mén)后的轉(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)的彎臂旋轉(zhuǎn)是自由的。設(shè)滾道螺桿2的導(dǎo)程為，在自由狀態(tài)下，當(dāng)活塞桿上升時(shí)，則彎臂的旋轉(zhuǎn)角度
假設(shè)氣缸活塞桿5上升時(shí)開(kāi)始緩沖，則此時(shí)彎臂的旋轉(zhuǎn)角度即為上升緩沖自由旋轉(zhuǎn)角度。
當(dāng)門(mén)與轉(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)連接時(shí)，若設(shè)計(jì)的彎臂的旋轉(zhuǎn)角度為，即彎臂旋轉(zhuǎn)時(shí)門(mén)關(guān)上，為了使關(guān)門(mén)前出現(xiàn)緩沖，必須使
緩沖過(guò)程：氣缸活塞桿繼續(xù)上升，彎臂繼續(xù)旋轉(zhuǎn)角度
至緩沖結(jié)束，累計(jì)旋轉(zhuǎn)角度
要使關(guān)門(mén)前出現(xiàn)明顯的、理想的緩沖，必須使
5.3 車(chē)門(mén)緊急開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)
當(dāng)應(yīng)急閥打開(kāi)放氣后，手動(dòng)開(kāi)、關(guān)門(mén)時(shí)，門(mén)推不動(dòng)或推動(dòng)比較費(fèi)力應(yīng)采取以下處理方法：
a 沿遵時(shí)針?lè)较蜉p輕旋轉(zhuǎn)門(mén)開(kāi)關(guān)速成調(diào)節(jié)閥2圈左右，調(diào)至手動(dòng)推門(mén)不費(fèi)力為止。
b 檢查高壓導(dǎo)氣管氣路是否暢通，不允許有折死彎曲現(xiàn)象。
c 用氣動(dòng)開(kāi)關(guān)試運(yùn)行，使門(mén)達(dá)到開(kāi)關(guān)運(yùn)行平穩(wěn)。
門(mén)夾住人后不能及時(shí)自動(dòng)打開(kāi)時(shí)，可先將電源切斷，然后拆下下防夾開(kāi)關(guān)，將防夾開(kāi)關(guān)上的壓輪彈簧片向外輕輕扳一角度，再裝到門(mén)泵上試運(yùn)行。迭樣不斷調(diào)整，直至合適為止。注意扳動(dòng)防夾開(kāi)關(guān)上的彈簧片時(shí)，切勿用力過(guò)大，角度轉(zhuǎn)動(dòng)也不可太大。
防夾開(kāi)關(guān)、踏步燈開(kāi)關(guān)為易損件，應(yīng)在所有功能調(diào)試好后最后安裝，并及時(shí)裝好門(mén)泵護(hù)罩。
第六章 后置發(fā)動(dòng)機(jī)艙門(mén)設(shè)計(jì)
6.1艙門(mén)的結(jié)構(gòu)
發(fā)動(dòng)機(jī)艙門(mén)主要由蒙皮，鉸鏈，門(mén)鎖，液壓支撐桿等組成。艙門(mén)的外板由鐵皮制作。對(duì)鐵皮表面進(jìn)行噴漆處理。
6.2 空氣液壓支撐機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
空氣彈簧的公稱力應(yīng)根據(jù)門(mén)的材質(zhì)來(lái)選取，奇彈簧的伸長(zhǎng)量及總長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)所選的鉸鏈確定適當(dāng)值，滿足舉升高度、自鎖、開(kāi)關(guān)艙門(mén)力適當(dāng)?shù)纫?。一般?lái)說(shuō)，在門(mén)打開(kāi)15·-30·左右時(shí)，門(mén)就要自動(dòng)開(kāi)始舉升，到伸長(zhǎng)2/3左右時(shí)，到達(dá)氣彈簧的液力阻尼段，緩慢升到最高點(diǎn)。用AUTOCAD校驗(yàn)普通鉸鏈即可。校完氣彈簧總長(zhǎng)及伸長(zhǎng)量之后，還要注意校核出來(lái)的氣彈簧能否生產(chǎn) 得出來(lái)，因?yàn)樾：说闹皇且粋€(gè)理論值。 一般來(lái)說(shuō)，伸 長(zhǎng)量*2+（廠家給定的一個(gè)長(zhǎng)度）≤ 氣彈簧總長(zhǎng)（廠家給定的一個(gè)長(zhǎng)度是指氣彈簧完全壓縮后伸出桿與 導(dǎo)向桿之間的最小距離，廠家不同，距離不同，技術(shù) 水平越高，這個(gè)數(shù)值就越小）。
氣彈簧公稱力可由門(mén)的重力轉(zhuǎn)矩和氣彈簧的上 升轉(zhuǎn)矩的平衡求解出來(lái)。 活塞桿直徑和缸筒外徑的 選用：當(dāng)公稱力小于400N 時(shí)，選用F8/F18；當(dāng)公稱力大于400N、小于650N時(shí)，選用F10/F22；當(dāng)公稱力大于650N、小于1200N時(shí)，選用F14/F28。氣彈簧上支座的固定位置和下支座的高度也要注意，盡可能地讓氣彈簧保持在豎直線上，不要在水 平方向上有大的距離，如果那樣橫向分力會(huì)過(guò)大，將 導(dǎo)致門(mén)體表面出現(xiàn)漆痕，甚至油漆掉裂等情況。 在 門(mén)關(guān)上后，氣彈簧的下支點(diǎn)應(yīng)在上支點(diǎn)以外，這樣才 會(huì)產(chǎn)生自鎖力，避免門(mén)自開(kāi)隱患，距離也不要太大，大了門(mén)難開(kāi)啟。另 外，當(dāng) 一 個(gè) 企 業(yè) 生 產(chǎn) 的 車(chē) 輛 類 型 較多，而所用鉸鏈的類型不多時(shí)，要考慮氣彈簧的通用性。 相同的鉸鏈其實(shí)所選用氣彈簧的伸長(zhǎng)量是差不多的，能借用的就借用，樣方便生產(chǎn)和采購(gòu)。本艙門(mén)氣彈簧主要參數(shù)如下：
6.3 鉸鏈的設(shè)計(jì)
客車(chē)艙門(mén)鉸鏈機(jī)構(gòu)有合葉式，彎臂式、組合式、滑槽式、平移式、及平擺四連桿式等。
常用的艙門(mén)鉸鏈為合頁(yè)式鉸鏈機(jī)構(gòu)，隨著整個(gè)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，這幾年大客車(chē)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，艙門(mén)鉸鏈在原先簡(jiǎn)單的合頁(yè)式機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路上由了較大的改進(jìn)，廣泛的采用了不銹鋼薄板合頁(yè)式鉸鏈，組合式鉸鏈、平擺四連桿式機(jī)構(gòu)和橡膠鉸鏈等，以適應(yīng)高檔客車(chē)的要求。本艙門(mén)選用組合式鉸鏈。
艙門(mén)開(kāi)啟時(shí)，門(mén)體先繞下轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，然后繞上轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，可增加門(mén)的開(kāi)啟角度。由于開(kāi)啟過(guò)程中門(mén)向鉸鏈槽中旋轉(zhuǎn)，故門(mén)不會(huì)與門(mén)框發(fā)生干涉，
該艙門(mén)的最大開(kāi)度可達(dá)到110°。同時(shí)，這種鉸鏈可安裝于艙體上方骨架內(nèi)，安裝空間要求很小。
總 結(jié)
經(jīng)這幾個(gè)月的的時(shí)間，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)完成，其中包括說(shuō)明書(shū)的詳細(xì)記錄，還有圖紙的繪制，都讓我學(xué)習(xí)到了很多東西，也感觸頗深。此次設(shè)計(jì)完全是依據(jù)汽車(chē)整車(chē)狀態(tài)，選擇其中一個(gè)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅僅能夠應(yīng)用在實(shí)際生活中，也將我從書(shū)本中學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)與現(xiàn)實(shí)的實(shí)際生活緊密的聯(lián)系在一起，真正的做到理論與實(shí)際相結(jié)合。
本次設(shè)計(jì)從汽車(chē)的主要零部件的發(fā)展史開(kāi)始，詳談國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀，依據(jù)整車(chē)裝配中零部件的裝配功能，作用，要求，來(lái)選擇合適的零部件。每個(gè)零部件都需要仔細(xì)的對(duì)比，分析其材料性能，強(qiáng)度，使用效果，來(lái)尋找最合適的零件。從這些零部件的選擇中，我學(xué)習(xí)到了很多，比如螺釘?shù)闹睆?，長(zhǎng)度選擇等等，需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐來(lái)完成。二維圖紙的繪制、三維建模的應(yīng)用也讓我從繪圖小白成長(zhǎng)為能夠熟練使用CAD、UG等軟件。不僅能夠自主的完成整個(gè)設(shè)計(jì)，也為自己的工作之路做好了鋪墊，相信在不久的將來(lái)，計(jì)算機(jī)繪圖軟件的應(yīng)用將會(huì)作為我尋找合適工作的一項(xiàng)有利的技能。
通過(guò)本次設(shè)計(jì)，讓我明白了很多，同時(shí)學(xué)習(xí)到了很多的東西，也深刻的發(fā)現(xiàn)了自己的不足，在以后的工作中，自己應(yīng)該多多加強(qiáng)自己能力的應(yīng)用，提高自己的專業(yè)知識(shí)，深入細(xì)致的學(xué)習(xí)一門(mén)技術(shù)，為自己的將來(lái)做好鋪墊。
致 謝
轉(zhuǎn)眼間，大學(xué)四年匆匆而過(guò)，時(shí)間是短暫的，但是其點(diǎn)點(diǎn)滴滴卻一輩子留在我的記憶中。依然記得自己剛步入大學(xué)時(shí)候的迷茫；與舍友一塊去探秘美麗的校園；在自己生病的時(shí)候，舍友陪我看病、給我送飯的場(chǎng)景；在自己遇到生活上或者學(xué)習(xí)上的困難時(shí)候，老師不斷地在精神上給予引導(dǎo)；現(xiàn)在的我只想對(duì)你們說(shuō)聲感謝！感謝生命種有你們。
我的舍友們，是你們陪伴我走過(guò)大學(xué)四年的時(shí)光，陪我走過(guò)人生中最輝煌的時(shí)刻，同時(shí)也是我最青春年華的時(shí)候。因?yàn)槟承┦虑橐庖?jiàn)不合，我們也曾爭(zhēng)吵過(guò)，但說(shuō)過(guò)鬧過(guò)之后我們還是最親密的。但同時(shí)，你們也是教會(huì)我做事最多的人，我們一塊學(xué)習(xí)，一塊生活，一塊玩耍，一塊旅游，在這些經(jīng)歷中，我們逐步成為最親密的朋友關(guān)系。也許，以后我們會(huì)生活在天南海北，但是，我們的心是在一起的。對(duì)于我來(lái)說(shuō)，你們不是我人生歲月中的過(guò)客，而是親人。
我的老師們，是您教會(huì)我如何在大學(xué)這個(gè)小社會(huì)為人處事，告訴我如何處理處理好人與人之間的關(guān)系。是您用生動(dòng)，有趣的課堂氛圍來(lái)讓我們記住書(shū)本上的知識(shí)。您的知識(shí)，帶給了我很大的啟示也給予我提供了工作上的就業(yè)機(jī)會(huì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成離不開(kāi)您的悉心指導(dǎo)，在此我要感謝指導(dǎo)的我畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)XX老師，是您認(rèn)真負(fù)責(zé)的監(jiān)督我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，也給予我在遇到難點(diǎn)時(shí)給予我解決問(wèn)題的思路與路徑，讓我少走了很多的彎路。
最后，再次感謝在我大學(xué)生涯中出現(xiàn)的每一位人，是你們見(jiàn)證了我的成長(zhǎng)，是你們見(jiàn)證了我的青春，感謝你們，感恩生命中的每一位人。
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