客車車門設計[共28頁]

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1、 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 畢業(yè)設計（論文）報告紙 一 緒 論 1.1客車乘客門類型選擇 乘客門是客車的重要組成部分，是乘客上下車的通道，對客車的整體造型也起著重要的協(xié)調作用?？蛙囃庑问怯绊懣蛙囆阅艿囊粋€重要因素。乘客門是車身外形的一個組成部分，它不僅與客車的動力性、經濟性密切相關，而且直接影響客車外形的美觀與動感。隨著車速的

2、不斷提高，客車的空氣動力性問題越來越突出。過去我國采用較多的是折疊式車門，由于車門內陷而增加了汽車的空氣阻力，產生風流噪聲，而且由于車門縫隙大，密封困難，在形式中產生強烈的振動噪聲和漏塵，從而嚴重影響乘坐舒適性。導槽滾輪式乘客門雖然無內陷，但是在車身側壁有導槽。因此，在的許多高檔旅游客車和長途豪華客車上出現(xiàn)了一種使車身表面平整光滑的乘客門，外擺門成為代表乘客門發(fā)展的一種趨勢。近年來，伴隨著出城鄉(xiāng)人民群眾生活水平的不斷提高和高速公路建設的完善，我國中、高檔客車取得了長足的發(fā)展，外擺門已經在我國客車生產中得到廣泛應用。 1.1.1客車乘客門主要結構形式 客車乘客門的結構形式主要有3種：折疊式、

3、外擺式、內擺式。 1.折疊式乘客門：打開時呈折疊形式，是各種客車普遍采用的傳統(tǒng)形式的乘客門。具有單軸2頁和雙軸4頁2種形式。 2.外擺式乘客門： 又稱外開平移式乘客門。外擺式乘客門在關閉時，其外側與車身外側面平齊，密封效果、美觀性好，占用車內空間小，使得踏步空間大更好布置，便于乘客上下車，也便于和車身曲線配合，以降低風阻，減小風噪，近年來不僅在中、高檔城間客車上普遍采用，且在城市客車上也得以推廣應用，具有很好的實用性。外擺門具有單擺和雙擺2種形式，單擺式的較常見。 3.內擺式乘客門：又稱內開回移式乘客門。內擺式乘客門是乘客門中開啟后凈開度最大的一種，方便乘客上下車，尤其適用于城市客車。內

4、擺式乘客門的門扇在開啟后會占用車內空間，這也使得它在高檔豪華客車上的應用受到限制，較常見于城市客車中，外擺式乘客門也具有單擺和雙擺2種形式。 1.1.2 外擺門的優(yōu)點 在本題目中要求的中型客車中選用外擺門，它與折疊式乘客門相比有以下優(yōu)點： 1． 外擺式車門是把車門整體旋轉外移，車門開度大，可以開啟到門框寬度，有效利用門框空間，使踏步寬敞，保證乘客上下車方便。 2． 外擺門采用雙層密封，具有良好的密封性，密封結構簡單。 3． 車門開啟和關閉的動作柔和，運動平順，且設有防夾裝置，開關方便、安全，操縱靈巧。 4． 剛性較好、不易變形下沉，行車時不易產生振動噪聲。 5． 外形與整車協(xié)調，

5、無凹陷，克服了凹陷于車身內的折疊式車門的空氣渦流，改善了客車的空氣動力學性能，行車時空氣阻力小，風噪小，且造型美觀，在客車高速運行時可以提高客車的經濟性和功率利用率。 1.2 CAD 技術在汽車開發(fā)中的應用 1.2.1CAD技術的發(fā)展 CAD即計算機輔助設計，CAD技術首先在航空、航天領域得到廣泛應用，而后開始逐漸應用于汽車等機械制造領域。1959 年 GM 汽車公司的 DAC-1（Design Augmented Computer）項目 標志著 CAD 技術在汽車行業(yè)應用的開始。CAD 技術給使用者帶來了巨大的好處及頗豐的收益，大大減少了設計人員的工作量和工作強度，便于設

6、計者隨時修改圖紙，它使得汽車設計的時間周期縮短，汽車工業(yè)開始大量采用 CAD 技術。CAD成為機械設計領域使用最為廣泛的技術，80 年代初，幾乎全世界所有的汽車工業(yè)和航空工業(yè)都購買過相當數(shù)量的 CATIA，其結果是 CATIA 躍居制造業(yè) CAD 軟件榜首，并且保持了許多年。AUTOCAD也是汽車工業(yè)常用的軟件，最初畫二維圖的首選，后來發(fā)展了三維實體功能之后，應用也更加廣泛了。 二 國內外發(fā)展情況比較 2.1客車附件工業(yè)的特點 　 乘客門、行李倉門和發(fā)動機倉門均是客車車身的重要附件，對客車的各種性能均有影響。它們是車身造型的重要組成部分，對車身空氣動力學、車身外觀尤為重要

7、。 客車車身附件是客車的重要和必不可少的組成部分，它們的優(yōu)劣直接關系著客車的舒適性、安全性、可觀性等，對客車的舒適、豪華起著極為重要的作用。其客車附件工業(yè)的特點是： 　　1. 品種繁多。除大型附件如車用空調系統(tǒng)，車用暖風機，組合儀表，防眩目前大燈及其它燈具，組合音響，后視電視系統(tǒng)等外，還有大量的較小附件，如乘客座椅，駕駛員座椅，儀表臺，客車自動門，玻璃，密封膠條，鋁型材或塑料型材，裝飾面料，刮水器，后視鏡，密封膠，行李倉門，內行李倉門，安全門，駕駛員門，后置發(fā)動機倉門及其相應的鉸鏈機構，鎖止機構，冷暖風道及出口，內裝飾件等。 　2. 不論大小，大多數(shù)附件都包含有多方面學科的內容。如客

8、車自動門就包含有工業(yè)造型、機械、電子、流體傳動等方面的學科內容；聚氨酯軟化儀表臺也包含有工業(yè)造型、機械、化工等方面的學科內容；車用空調系統(tǒng)及其管道和出風口就包含有機械、電子、流體傳動、化工、工業(yè)造型等方面的學科內容。 　3. 與客車工業(yè)的整體水平休戚相關。也就是說裝在客車上的附件要與該客車的水平一致，風格一致，達到與整車的統(tǒng)一和和諧，給人以整體美、規(guī)格美和強烈的時代感。 　　因此，客車附件的生產是一門多品種，有多種學科內容的工業(yè)，它不但依賴于客車工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，而且依賴于整個工業(yè)水平的發(fā)展而發(fā)展，也反映出一個國家整個工業(yè)水平。 2.2 目前國內客車車身附件的狀況及與國外發(fā)達國家之

9、間的差距 由于客車車身附件品種繁多，大部分附件又都包含有多門學科內容。在一些發(fā)達國家中不但大部分附件是由專業(yè)廠生產，而且各專業(yè)生產廠家都有自己的研究開發(fā)和試驗中心。能完全獨立自主地根據(jù)客車廠的要求生產出合格、滿意的產品提供給客車廠使用；或者各附件生產廠家根據(jù)市場的要求或根據(jù)政府職能部門規(guī)定的標準和型譜要求開發(fā)出各種規(guī)格的系列化產品，供客車廠選用。這樣，一方面可以使客車廠把自己的精力全部投入到客車的性能、外形和車身結構等整車的研究、設計、試驗和制造方面，減少了人員，提高了效率，同時也利于提高整車的性能和水平；另一方面，由于各附件廠也是專業(yè)化生產，為了自身的生存和發(fā)展，也會加大投入，對關系本附件

10、性能、功能和可靠性方面的問題進行研究，有利于各附件廠本身的提高。如發(fā)達國家的座椅廠，一般都有自己的研究和試驗中心，擁有強度試驗、疲勞試驗、體壓分布試驗和座椅上最后乘坐姿式試驗的設備、儀器和其它試驗條件；同時為了適應人們價值觀念的變化，適應人們對客車的個性和高質量的追求，特別注重市場信息和情報的搜集。既在座椅的結構、外觀質量、功能和輕量化方面作了大量的工作；也在座墊、靠背的減振材料和懸掛系統(tǒng)的性能，它們之間匹配和在提高駕駛人員和乘客的被動安全性方面進行了深入的研究。從而使這些國家生產出來的座椅不僅能極大地提高客車內裝飾的質量，增強豪華感；而且質量輕，能滿足不同類型的客車(如長途旅游車等)對其座椅

11、提出的要求，有較好的乘坐舒適性、可靠性和安全性。又如自動門也有專業(yè)生產廠，各專業(yè)廠也有自己的研究和試驗中心，也擁有強度試驗、疲勞試驗、流體傳動試驗、安全保障試驗和光電遙控試驗等的設備、儀器和其它試驗條件。這樣既可對現(xiàn)有產品進行改進和定期檢查，保證其質量和可靠性；也可在新產品的開發(fā)過程中，采用新結構、新工藝和新材料，使產品在達到質量輕、性能好、壽命長、可靠性好等方面要求的同時，還可根據(jù)不同乘客的需求，具有越來越多的安全保障系統(tǒng)和越來越好的整體性能。其它為行李倉門及鉸鏈機構，行李倉門和乘客門門鎖機構、軟化儀表臺、冷風和暖風管道及出風口，內行李倉、倉門及鎖止機構、前轉向燈、后組合燈及車內燈具，整車的

12、內飾材料、內裝飾件及其連接結構、全套側窗玻璃總成，組合電子顯示屏，后視電視系統(tǒng)，組合儀表板等車身附件都是一樣?？傊?，在國外發(fā)達國家中，絕大部分車身附件都在專業(yè)廠生產，有系列化產品供客車廠選用。即使客車廠對某些附件有新的要求，也能及時研制，生產出滿意、合格的產品，滿足客車廠的要求。因此，國外發(fā)達國家生產的客車不論其檔次的高低，車內和車外看起來都很簡潔、流暢，很少有湊合的感覺。而且各附件的功能較全，能滿足不同要求客車的需要；性能優(yōu)良；工作可靠，有不同規(guī)格、不同尺寸的系列化產品，可供不同車型、不同用途的客車選用。 　　國內客車車身附件的情況就完全不是這樣。除一些結構復雜或專業(yè)性要求較強的附件(如

13、車用空調系統(tǒng)、暖風機、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)廠生產外，其它一些附件(如整套座椅、自動門、駕駛員門、行李倉門、后置發(fā)動機倉門及其鉸鏈機構、鎖止機構；儀表臺；側窗總成；冷風及暖風管道和出風口；內行李倉、倉門及鎖止機構；內飾等)一般都由各客車廠自行生產。由于各客車廠的任務是整車生產，不能為這些附件花費較多的人力物力；而這些附件都或多或少地包含有多方面的學科內容，每一樣附件的改進和提高都需要有較大的投入。如為了提高JT6120客車座椅的舒適性和檔次，該課題組4人前后共花了將近4年的時間，光研制費就投入了將近20萬元的資金，才有了一個較好的結果。這

14、樣的投入對許多客車廠來說雖然是不愿也不可能的。因此，現(xiàn)有附件與國外發(fā)達國家相比有著較大的差距。其主要表現(xiàn)為： 　1.功能不全。國內現(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、不同類型的客車對其提出的要求，特別是很難滿足隨著時代的發(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。如自動門，國內生產的自動門一般只具備有由駕駛人員或售票人員操縱的門開閉功能，缺乏完善的防夾功能；停車才能開閉的功能；乘客可貯存開關要求，且直接操縱停車信號的功能；直接操縱門開關下車和停車功能；在門口進出頻繁的情況下，使用電子裝置延長門的開啟時間的功能等。 　2.性能較差。國內現(xiàn)生產

15、的大部分附件由于缺少必要的研究和試驗，都不同程度的存在性能不好問題。如國內生產的座椅，由于減振材料的固有頻率和相對阻尼系數(shù)不能很好地同客車懸掛系數(shù)相匹配，一般都存在著起不到降低傳到人體振動加速度的作用，有些甚至還有放大作用。 　3.可靠性不高。國內現(xiàn)生產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的運行。如JT6120客車的外擺式乘客門的門泵由于未進行必要的研究和試驗，致使有的門泵早期失靈、在車輛運行中門被風吹開，碰壞了門和側圍，迫使該車只能停止運行。 　　4.國內生產的車身附件的規(guī)格、品種嚴重不全。使得各客車廠在選擇時很不方便，即使勉強裝上也有湊合之感，達不到與整車

16、的統(tǒng)一、和諧；或者由客車廠自行用簡單的方法制作，裝上車后同樣達不到流暢、和諧、統(tǒng)一的整體效果。 　　總之，國內現(xiàn)有的客車車身附件的狀況嚴重影響到國內客車整體水平，是制約我國客車發(fā)展的瓶頸，是到了改變此落后狀況的時候了。 2.3發(fā)展建議 　1.建立客車車身附件的標準和公認的型譜，貫徹“三化”的原則，提高車身附件在客車上的通用化、系列化程度。 　　過去，由于客車布點分散，加之條塊分割和部門所有制等因素的影響，以致長期都未建立完善的客車車身附件的標準和公認的型譜，“三化”工作也難以貫徹。設計上缺乏規(guī)范可循，從而給用戶帶來很大的困難和不便，也給附件的專業(yè)化生產帶來很多難以解決的問題。因

17、此，各客車廠應該清醒地認識到開發(fā)新產品，不能過分強調造型風格的獨特，而必須遵守統(tǒng)一的客車技術標準和規(guī)范，堅決貫徹“三化”原則，盡量根據(jù)各種附件的標準和型譜選用附件，嚴把產品和協(xié)作件的品質關，這樣才能生產出價廉物美、用戶信得過的產品；也才能達到占領市場的目的。同時，政府職能部門也應及早抓緊修訂和完善客車及客車附件的各項標準和型譜，并積極加以貫徹執(zhí)行。這也是使客車附件的專業(yè)化生產得到發(fā)展和提高的重要前提。 　　2.在附件的研制、生產中實行科研院所、大專院校與生產廠家的聯(lián)合。 　　由于很多附件都包含有多種學科內容，其造形和內含都同整車的檔次、布置、統(tǒng)一和和諧有著緊密的聯(lián)系。要想使各類附件在功能、

18、性能、可靠性、造形尺寸和系列化上都有長足的發(fā)展和提高，必須有各自的研究開發(fā)中心和試驗中心。但就目前情況看，各附件專業(yè)廠(一些大型附件廠除外)由于受到各種條件的限制，要具有上述條件的可能性很小。因此可采取與有關的科研單位或大專院校聯(lián)合，借用它們的技術力量和試驗手段，進行產品的研究、開發(fā)和試驗，達到事半功倍的目的。 　　3.以大型(或特大型)客車廠為龍頭，和有關的附件廠、科研院所和大專院校組成聯(lián)合集團。這樣各附件廠就可在科研單位和大專院校的協(xié)助下，以這大型客車廠的系列化客車產品為依據(jù)，研究、開發(fā)相應的系列化附件產品。這樣，就可發(fā)揮各自的優(yōu)勢，共同促使我國客車的整體技術水平得到更快的發(fā)展和提高。

19、實踐表明，必須由具有很強競爭力的大型客車集團全面考慮組織協(xié)作，是妥善解決目前我國客車附件的落后狀況的重要途徑。 　　4.認真總結國內客車研制中的經驗教訓，在今后的國家、部和幾個廠聯(lián)合開發(fā)整車的項目中，必須相應提出研制某些關鍵附件，使之逐步形成能適合各類客車的附件系列化產品的生產能力，以提高國內客車的整體水平。 　　總之，面對我國客車車身附件的落后狀況，是應該引起有關部門的領導和客車行業(yè)的高度重視，找出問題的所在，提出解決的辦法，以便較快地解決長期困擾我國客車發(fā)展的車身附件問題。 第三章 外擺式乘客門設計 3.1 外擺式乘客門的結構及發(fā)

20、展狀況 外擺式乘客門有無軌道移出式車門和有軌道式車門，目前主要使用的是一種無軌道的移出車門，門扇靠回轉臂支撐，依靠轉軸的轉動帶動門扇作近似于平行移動的運動，因而也稱為平移門。 圖1為該類車門的結構簡圖，它主要由門扇1、支臂5、7， 導向拉桿3、 鎖止機構（未畫出）等組成。 車門門體采用輕質鋁合金材料。門體骨架由鋁合金型材經氬弧焊組焊而成，門體的內外蒙皮采用1.0mm的薄鋁板，使整個門體重量大大減輕。車門采用雙層密封，雙向的，鑲嵌在鋁型材槽中的車門密封條很好的保證了車門的密封。車門開度大，開關輕便、靈巧、安全，車門關閉后，門體與整車外觀協(xié)調，使整車的外表面平整，整車造型更加美觀，既減小了空

21、氣阻力，又防止了高速行駛產生較大的風流噪聲。 圖3.1 轉軸、轉臂、下拉桿與車門體相連接，不但起到支撐門體的作用，還利用四連桿機構原理來實現(xiàn)車門的無軌道平移。轉軸與轉臂均采用優(yōu)質鋼管，表面噴塑處理，使之與車內飾相協(xié)調。為了防止裝配誤差影響車門的運動，各傳動桿件的鉸接點均設計為可調節(jié)的結構，在安裝中可通過適當?shù)恼{整，以保證車門運動的準確性。 鎖止機構是由裝在門體兩側的鎖止塊與安裝在前后門框上的鎖止塊組成。當車門完全關閉后，由門泵轉軸帶動車門向上移動，鎖止塊相互鍥合進入鎖止狀態(tài)。 3.2乘客門泵選型 江蘇金湖汽車配件廠MB-QZ1外擺門泵以壓縮空氣為動力源通過電磁

22、閥控制氣源，推動氣缸活塞作往復直線運動，活塞桿通過螺旋軸及螺旋套作用，將直線運動轉換成旋轉運動并帶動車門軸轉動，使車門作平行移動，從而實現(xiàn)車門的啟閉，車門關緊后，通過氣缸活塞的作用，車門隨門軸上升一段行程，使門框邊上的楔塊結合，從而實現(xiàn)車門的自鎖；在車門關閉過程中，如遇到障礙（如夾住人或物）防夾行程開關使車門自動打開，實現(xiàn)防夾功能。車門的開關動作由瞬間通電的二位五通電磁閥來實現(xiàn)。車門的開啟、關閉速度，可通過調節(jié)進（排）氣口的進（排）氣量的大小來控制。在緊急情況下，可通過應急閥切斷氣源，打開車門。 MB-QZ1外擺門泵是新近引進國外產品技術研制開發(fā)的一種新型門泵產品。其功能完備，結構合理，安

23、裝使用方便，具有防夾功能。適用于有壓縮空氣氣源的大中型客車。如圖，3.2 圖3.2 3.2.1 門泵主要技術參數(shù) 技術參數(shù)： 1、控制電壓：12V、24V 2、工作氣壓：0.4-0.8MPa 3、外形尺寸：500170120 4、最大上升高度：20mm 5、氣缸推力：當氣壓為0.6Mpa時理論推力為4700N 6、旋轉角：＞135 7、耐久性: 1105次 8、結構型式: 前置式、后置式 MB-QZ1車門氣動旋轉機構分門泵總成、轉臂總成及附件兩大部分，氣動旋轉門泵總成安裝于車門下方，門軸置于門泵上，轉臂聯(lián)接門泵與車門。 在安裝時，先將門

24、泵總成裝好，再將回轉軸固定好，將上、下轉臂裝在適當?shù)奈恢蒙希约泳o固。再使轉臂處于開門位置，調整凸輪位置，并固定。接能氣路和電源、操作按鈕，檢查轉臂的開關位置是否合適，并調試開關門速度。 3.2.2 門泵安裝與調試 1、將門泵的罩殼取下，通過泵體上的三個安裝長孔把泵體安裝于車體側立面上。 2、將轉軸套在泵體輸出軸上，并旋緊鎖緊螺母，在轉軸上端孔里順次放入壓縮彈簧、支承軸，同時把轉軸支承總成上的頂絲壓入支承軸孔內。 3、在保證轉軸處于自由垂直狀態(tài)下，將轉軸支承總成安裝于門框內側，旋緊頂絲，把支承軸壓至刻線位置。 4、將上下彎臂

25、總成裝在轉軸上，并使上下彎臂總成在最大開門狀態(tài)下擰緊卡箍螺釘。擰緊前應同時考慮其高度。 5、把門上、下支承按要求裝在車門上后，將車門懸掛到上、下彎臂總成上，預緊各緊固件。 6、用手扳動車門進行啟閉，觀測車門兩側及上端間隙是否合適，如不合適，精調至合適位置，擰緊各相應螺釘。 7、將平衡桿調整到設計長度，連接車門與車體。在手動狀況下啟閉車門，觀察車門在開閉兩極限位置時，車門與車體是否平行，如不平行，調整平衡桿長度以達到要求。 8、在車門兩側與門框兩側安裝調整定位塊和定位撞塊，兩對應鎖塊頂點間隙控制在3-4mm左右。 9、

26、接通氣源與電源，先調試車門開、關速度;如開門速度太快或太慢，則調節(jié)泵體下蓋調速接頭的通氣量;如關門速度太快或太慢，則調節(jié)泵體上蓋調速接頭的通氣量。還需同時觀測開門與關門即將到位時車門是否有明顯的速度減慢(慢動現(xiàn)象)，若否，則分別調節(jié)泵體下蓋與上蓋的慢動調節(jié)螺釘以達到理想的動作。 10、再調試電器功能是否齊全。當車門打開時，踏步燈應亮;門關閉提升到位后，踏步燈滅，在車門關閉過程中，車門遇到障礙或夾住人時，應能自動打開，若不能實現(xiàn)該功能，則可以調節(jié)凸輪角度來實現(xiàn)防夾功能。 11、調試合適后，安裝泵體罩殼，緊固鎖緊螺母和其它各緊固件。 3.3運動機構設計及校核

27、 運動機構的設計主要是確定支撐臂和約束桿的長度及其安裝位置，以保證車門的正常運動。在設計時一般用作圖法分析外擺式乘客門的運動軌跡，從而確定四連桿機構及各固定鉸和活動鉸的位置，并作模型驗證其是否與門框等部件發(fā)生干涉。 3.3.1用作圖法確定車門的運動軌跡 A為導向桿與門體固定鉸接點，B為轉 圖3.3 臂與門體固定鉸接點，C為導向桿與車身踏步處的固定鉸鏈點，D為轉臂與轉軸固定鉸接點，當車門以平行四連桿機構ABCD按W方向移動時，車門內側E點的初始速度VE與BD垂直；當E點移動到E’點并平動到門框外側時，車門在X軸方向上的位移XEE’

28、很大。 顯然按圖3.3確定的四連桿機構及各鉸鏈點位置，其車門移動時要求的車門與門框的間隙△X很大，這樣大的間隙密封困難，因此是不合理的。所以理想的外擺式車門四連桿機構應是既能在合理的車門間隙條件下不與門框相碰，又能滿足完全開啟后到達設計給定位置的近似平行移動的四連桿機構。 作圖法確定車門四連桿機構的位置和尺寸： 圖3.4 1、 在門體上確定導向桿與門體固定鉸接點A及轉臂門體固定鉸接點B 的位置，A，B 的位置根據(jù)門體結構確定，一般B點選擇門體中間為宜，而 A 點則盡量靠邊緣。 2、 確定門開啟所處的位置，一般宜平行車

29、身， 并盡量靠近車身。此外，要保證車門的開度要求。 3、 連接BB’作其垂直平分線，根據(jù)轉軸位置確定D點的位置，D點距門扇內壁115mm。 4、 BD即為轉臂長度，根據(jù)BD直線的長度，即轉臂的長度確定導 向桿AC的長度。一般導向桿應比轉臂稍長AC 約為1.1-1.2BD。確定AC 長度以后，分別以AA’點為圓心AC長為半徑畫圓交于點C則C 點即為 導向桿固定鉸鏈點。 5、 根據(jù)門框立柱尺寸及轉軸位置，確定轉臂的形狀及尺寸，使轉臂與門框立柱不發(fā)生干涉。 最終確定的運動機構尺寸如圖3.5所示： 圖3.5 3.3.2運動校

30、核 當BD轉過一個角度n時，B點轉至B”點，以B”點為圓心、BA長度為半徑作圓，與以C點為圓心，AC為半徑作的圓交于A”點，這是當BD轉過一個角度n 時，A點相應得位置。以A”點為圓心，AE長為半徑作圓，與以B”點為圓心，B”E為半徑所作的圓相交于E1。取不同的n 值， 就會得到E點相應得一系列位置，將E點的這些相應得位置用光滑曲線連接起來，就得到E點隨著BD的主動，E點的運動軌跡。如圖所示： 由圖中可以得知門扇內側點E與門框不會發(fā)生干涉。 3.4 外擺門的密封 相對折疊門而言，外擺式乘客門因外形曲線與車身外形完全吻合，使客車外形美觀大方，空氣動力性好，同時車門開啟平穩(wěn)可靠、占用空

31、間小，因此越來越廣泛地應用于各種客車上。 由于外擺式乘客門車門本身是個曲面體，使得門扇與門框之間難以密封，而此處密封性的好壞直接影響著整車的密封性和乘坐舒適性， 所以它一直困擾著客車制造廠家。下面簡要介紹幾種當前客車外擺式乘客門常用的密封結構，并綜合分析各自的優(yōu)缺點。 3.4.1幾種典型外擺式乘客門密封結構 1、 大截面膠條雙面扣壓結構大截面膠條雙面扣壓結構如圖 3.6所示。 圖 3.6 大截面膠條雙面扣壓結構 該結構是通過在門扇周邊安裝異型鋁型材，再在其凹槽內嵌入大截面扣壓式橡膠條來形成門與車身間的密封。由于車門本身的弧度會引起膠條起皺而影響密封性，所以為保證密封效果，又以

32、同樣的方式在門框周邊安裝膠條來反扣壓在門扇上，形成雙層密封。該結構由于采用鋁型材和大截面扣壓式橡膠條，所以成本比較高。 2、 大截面膠條單面扣壓結構 為了降低上述 1中結構的成本，大截面膠條單面扣壓結構取消了門框上的鋁型材和膠條，而是在門框上焊接鐵皮止口，再在其上裝夾龍骨膠條來與 車門密封，如圖3.7所示。這種結構使 1.中結構的鋁型材和膠條用量減少了一半，成本較低，曾較長時間地應用于國內各個廠家的客車上。 圖 3.7 大截面膠條單面扣壓結構 3、 改進型大截面膠條雙面扣壓結構 近年來，隨著客車車速的不斷提高，上述兩種大截面膠條扣壓式的密封結構在車門前方的迎風側，橡膠

33、葉片在車速較高時經常被氣流吹得張開，致使密封性下降，同時形成氣動噪聲和阻力。為此在1結構的基礎上加以改進，形成如圖3.8所示的結構，即在門框鋁型材上加設一個凸起折邊，起遮風擋水的作用，但這同時又增加了成本。 圖3.8 改進型大截面膠條雙面扣壓結構 3.4.2改進型密封結構 為了從根本上解決上述三種結構的缺陷，許多客車制造企業(yè)，特別是在進口客車上近來又推出了一種新型的密封結構，如圖3.9所示。該結構是通過在門框上焊接止口，在止口上裝配兩道密封膠條來實現(xiàn)門扇與門框之間的密封的。其中第一道密封條采用彈性較大的海綿橡膠條，它在載荷變化不大的區(qū)段可以得到比較大的變形，因此能有效地彌

34、補門扇與止口之間的間隙誤差。第二道密封條是用帶鋼芯的空心壓縮形密封膠條，它是由起密封作用的海綿部分和起夾緊于門框內止口作用的夾持部分組成，該密封條具有的非線性彈性特性使關門時消耗的能量小而且密封效果好。 圖3.9 改進型密封結構 這種結構不僅制作工藝簡單、成本低廉，而且密封效果好，裝配以后門扇與門框之間僅留下一條狹小的縫隙，車門與車身曲線完全吻合，表面渾然一體。目前已越來越廣泛地應用于各種客車上。 3.4.3密封結構選定 本車采用了改進型大截面膠條雙面扣壓結構，丹陽市鵬凌塑業(yè)有限公司生產的PB022型密封膠條，如下圖所示： 3.5外擺式乘客門的

35、制作 3.5.1制作工藝 乘客門門扇由門扇骨架，內外蒙皮組成，門骨架一般采用異型截面的型材以簡化制作工藝。另外由于門扇需要安裝密封膠條，因此四周邊骨架零件常采用帶有止口的型材。為了減輕門扇的重量，以利于門泵的工作。門扇通常采用鋁型材和鋁板制作。 由于外擺式乘客門關閉時與車身貼合，因此車身曲線要體現(xiàn)在門扇上以及與其相關的門骨架零件上， 門骨架零件壓制彎形后，與其他構件一起在門骨架組焊模上組焊。門扇內外蒙皮采用1mm鋁板制作，直接按蒙皮展開尺寸下料，然后在胚料上切割出門窗孔、門鎖孔，最后沿骨架止口包邊制作成形。 經過內外蒙皮與骨架組裝工藝后，裝配安裝密封膠條的鋁型材，轉配完工的乘客門門扇的質

36、量檢驗項目主要有 1、 蒙皮與骨架貼合，不得有鼓動聲。 2、 外形曲線用樣板檢驗，不貼合間隙不大于1mm。 3.5.2預裝與調試 在車身進行噴涂工序之前，對乘客門進行預裝調試，以確定門驅動支撐機構的位置，同時，檢驗車門在車身上的安裝的狀況。外擺門預裝調試的工藝流程為： 門泵安裝——支座預裝——支臂與轉軸組合——轉軸合件預裝——門扇預裝——調試——修整——檢驗。 第四章 行李倉門設計 4.1行李倉門結構組成 行李倉門有倉門骨架，蒙皮，鉸鏈，門鎖，空氣彈簧支撐桿等組成。 4.2零部件選型 4.2.1鎖 具 的 選 擇 一 是

37、看 具 體 倉 門 的 長 度 及 密 封 形式，二是與整車協(xié)調。 如整車以曲線表達豐滿圓潤為主，則選用橢圓形或圓形鎖，如整車以方形表達沉穩(wěn)大方為主，則選用方形鎖。 顏色符合整車審美觀 念，或黑或白或尼龍或鍍鉻等。 鎖具在安裝過程中應轉 動 靈 活，安 裝 方 便，使 用 可 靠，盡 量 統(tǒng) 一 鎖 芯。 在設計圖紙時應事先和鎖廠聯(lián)系，選用什么鎖，什么安裝方式，取得鎖具的具體尺寸及安裝方法后在電腦上校核，正式投入生產之前應給鎖廠所需鎖桿 長度等有關 數(shù) 據(jù)，使 鎖 廠 供 給 的 鎖 桿 適 度，方 便 安 裝。 另外，不同車的鎖的鎖碰長 度有可能不同，最好事先確定，以減輕工作量，加快 生產進

38、度。 對于鎖的基本要求是打開、關閉時門鎖裝置具有對車門的導向和定位作用（不僅在開門方 向，而且上下也要定位），當車門處于全鎖緊狀態(tài)時，車門鎖能經受一定的縱向載荷、橫向載荷和沖擊慣性力的作用，從而不因汽車碰撞、翻車、顛簸而使門 鎖失靈。 門鎖應具有兩檔鎖緊位置，全鎖緊和半鎖 緊，以防止汽車行駛時車門突然打開，起安全保險作 用。 現(xiàn)在客車類的鎖具品種比較單一，可以借鑒轎車鎖具多種多樣的型式。 還有一些附加功能可以讓鎖廠供給，如倉門鎖帶有自動報警裝置等，也可以算 得上是整車的一個亮點。 有時鎖的選用還會影響到車門的整體結構。 本倉門選鎖如圖4.2：

39、 圖4.2 為上海安達鎖廠生產的安全牌108C型倉門鎖。 4.2.2氣彈簧支撐機構 空氣彈簧的公稱力應根據(jù)門的材質來選取，奇彈簧的伸長量及總長應根據(jù)所選的鉸鏈確定適當值，滿足舉升高度、自鎖、開關倉門力適當?shù)纫?。一般來說，在門打開15-30左右時，門就要自動開始舉升，到伸長2/3左右時，到達氣彈簧的液力阻尼段，緩慢升到最高點。用AUTOCAD校驗普通鉸鏈即可。校完氣彈簧總長及伸長量之后，還要注意校核出來的氣彈簧能否生產 得出來，因為校核的只是一個理論值。 一般來說，伸 長量*2+（廠家給定的一個長度）≤ 氣彈簧總長（廠家給定的一個長度是指氣彈簧完全壓縮后伸出桿與 導向桿之間的最

40、小距離，廠家不同，距離不同，技術水平越高，這個數(shù)值就越小）。舉個例子來說，如果校核一個側倉門所需氣彈簧的參數(shù)為YQ10/20-200-450-***N，假如廠家給定的長度為120mm，根據(jù)公式：200*2+120=520〉450，那么這個氣彈簧是做不出來的，需要進一步校核。 圖4.3 氣彈簧公稱力可由門的重力轉矩和氣彈簧的上 升轉矩的平衡求解出來。 活塞桿直徑和缸筒外徑的 選用：當公稱力小于400N 時，選用F8/F18；當公稱力大于400N、小于650N時，選用F10/F22；當公稱力大于650N、小于1200N時，選用F14/F28。氣彈簧上支

41、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過大，將 導致門體表面出現(xiàn)漆痕，甚至油漆掉裂等情況。 在 門關上后，氣彈簧的下支點應在上支點以外，這樣才 會產生自鎖力，避免門自開隱患，距離也不要太大，大了門難開啟。另 外，當 一 個 企 業(yè) 生 產 的 車 輛 類 型 較多，而所用鉸鏈的類型不多時，要考慮氣彈簧的通用性。 相同的鉸鏈其實所選用氣彈簧的伸長量是差不多的，能借用的就借用，樣方便生產和采購。本倉門氣彈簧撐桿選用江蘇省江都市新萬達氣動件有限公司產品，其技術參數(shù)如下： 型號 活塞桿徑 mm 中心距范圍 mm

42、 行程范圍 mm 舉力范圍 kgf QD25B φ14 600-900 220-350 70-150 表4.1 4.3鉸鏈設計 客車倉門鉸鏈機構有合葉式，彎臂式、組合式、滑槽式、平移式、及平擺四連桿式等。 常用的倉門鉸鏈為合頁式鉸鏈機構，隨著整個汽車工業(yè)的發(fā)展，這幾年大客車的發(fā)展突飛猛進，倉門鉸鏈在原先簡單的合頁式機構的設計思路上由了較大的改進，廣泛的采用了不銹鋼薄板合頁式鉸鏈，組合式鉸鏈、平擺四連桿式機構和橡膠鉸鏈等，以適應高檔客車的要求。 本倉門選用組合式鉸鏈，如圖4.4 所示： 圖4.4 1.上固定板 2.中間鉸鏈 3

43、.下固定板 倉門開啟時，門體先繞下轉軸旋轉，然后繞上轉軸旋轉，可增加門的開啟角度。由于開啟過程中門向鉸鏈槽中旋轉，故門不會與門框發(fā)生干涉，同時，這種鉸鏈可安裝于倉體上方骨架內，安裝空間要求很小。 注意事項： 1、 可選用三種結構成形鉸鏈:鑄鋼結構、鋼板沖壓結構和焊接結構，最好采用鑄鋼結構。 2、 中間鉸鏈的旋轉角度應小于90。 設計評價分析 畢業(yè)設計作為我們大學生涯中離校前最后一次較系統(tǒng)的整體學習，使我們把四年來所學的基礎課知識及專業(yè)課知識系統(tǒng)地貫穿起來，做了一次全面的總復習。同時還使我們把從理論上所學的知識和實踐結合起來。整個設計過程，我獲得了寶貴的經驗

44、，為我以后的工作和學習積累了寶貴的經驗。 在兩個月的設計過程中，我深深體會到了作為一名合格的設計人員應該具備的基本素質，那就是工作要一絲不茍，能吃苦耐勞，責任心強，還要有團隊合作的精神。要有大局觀，把握設計中可能出現(xiàn)錯誤的每一個細節(jié)。要有克服困難的勇氣和決心，因為設計過程是一個不斷完善的過程，我們必須在滿足一定技術和標準的基礎上使其更加完善以達到最優(yōu)設計。 客車車門總成的設計細節(jié)多，需要考慮到設計對象的實用性和制造工藝問題。保證設計產品的實用性和加工制造的可行性。對中型客車外擺門的設計來說，運動機構的設計和門扇的密封是其設計的重點和難點，在參考了大量的資料后，本文給出了較為合理的布置方案

45、。解決了平行四連桿機構門扇和門框間隙過大密封困難的問題。在眾多形式密封機構中選擇了較為合理的密封方案。對行李倉門鉸鏈和空氣彈簧支撐桿做出了合理的設計。 本設計過程的難點是門總成的機構設計，這期間我查閱了大量的資料，研究了各種方案，實地觀察了多種客車外擺門、行李倉門的結構和特點，反復計算、畫草圖，做了大量的工作后終于確定了現(xiàn)在的設計方案。畫圖紙時，由于用AUTOCAD作為設計軟件，在二維平面上的表現(xiàn)力遠遠不如三維圖，這又需要做許多細致的剖面圖，而花費的心血也有了回報，整個圖紙看起來更加細膩精確，所有細節(jié)一目了然，讀圖更容易了。 設計結束后，發(fā)現(xiàn)其實在設計過程中走了很多彎路，一些本來可以很容

46、易就解決的問題，反而花了好多功夫才解決。還有一些在前期遇到的小錯誤，沒有及時的發(fā)現(xiàn)，結果給后面的工作造成了很大的困難。這些都是在以后的工作和學習中需要加以注意和改進的地方。 致 謝 在本設計的過程中，得到了老師和同學的大力支持與幫助，在此深表感謝。劉昌利同學對我的幫助也是我能順利完成本設計的重要支持，特別是郭應時老師給了我極大的指導和幫助。他認真地為我輔導并不斷地糾正我設計中的錯誤和存在的問題。我已深深感受到我們敬愛的老師對我們認真負責的高度責任心。在此請允許學生向您一并表示深深的感謝。

47、 參考文獻 [1] 耿紅靜，盧彥溫。 外擺式乘客門的設計 [J] 。 客車技術與研究 2003，25（3） [2] 陳永軍，于偉。 外擺式乘客門密封結構淺析 [J] 。 客車技術與研究 2004，26（2） [3] 文光南。 氣彈簧撐桿的安裝研究 [J] ?？蛙嚰夹g與研究 2005 .4 [4] 李杰，方正。外擺式乘客門的結構及運動設計[J]。城市車輛 2000 .1 [5] 余志生。 汽車理論 [M] 。 北京：機械工業(yè)出版社 1981 .01 [6] 張洪欣。 汽車設計 [M] 。 北京：

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