貨車駕駛室車門總成的設(shè)計

1、本科畢業(yè)設(shè)計（論文）（ 2013 屆） 論文題目： 貨車駕駛室車門總成的設(shè)計 院 系： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級： 車輛工程 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 桂林航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制摘 要車門是車身結(jié)構(gòu)中一個較復(fù)雜的總成，車門附件的布置設(shè)計對車身乃至整車都有重大的影響。熟悉車門結(jié)構(gòu)的功能要求、結(jié)構(gòu)特點和較常見的結(jié)構(gòu)處理方法是車門結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)；另外，在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，正確的方法、步驟是實現(xiàn)合理設(shè)計的關(guān)鍵，如車門總體結(jié)構(gòu)的確定、附件的布置及運動校核、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、可靠性等方面都有一定的規(guī)律和要求。結(jié)合產(chǎn)品開發(fā)的具體實踐對車門結(jié)構(gòu)設(shè)計的幾個問題做了較詳細(xì)的論述，并且重點

2、對車門鉸鏈和限位器的布置設(shè)計進(jìn)行深入研究。本文主要通過逆向工程進(jìn)行車門的設(shè)計，并且建立車門運動仿真模型對布置結(jié)果進(jìn)行分析，驗證布置結(jié)果的合理性。關(guān)鍵詞: 鉸鏈；限位器；布置；仿真AbstractThe door is a complex assembly of the body structure, door accessory layout design has a significant impact on the body and even the vehicle. Structural function requirement. specialty of structure and g

3、eneral handling method of structure are the basis of body door structure design. In the course of door structural design. correct method and procedure are the key points to realize rational design. such as determination of structure outlay. arrangement of accessories. motion verification of structur

4、e. Strength. rigidity. Reliability etc. All have definite rule and demand. Fairly detailed discussion is made for some problem of door structural design combining the substantial practice of product development and especially studies the door hinge and the layout design of limiting device in deeply.

5、In this paper, the CATIA software is mainly used on the layout design of hinge and limiter, besides builds the doors model about motion simulation and analysis the results of it, then verifies the rationality of layout results.Key words: hinge; limiter; layout; simulation.目錄第一章 緒論11.1 研究背景及目的11.2 逆向

6、工程簡介11.2.1 逆向工程原理11.2.2 逆向工程特點11.2.3 逆向建模一般流程21.3 逆向工程的現(xiàn)狀及應(yīng)用2第二章 逆向工程應(yīng)用實例42.1 逆向工程軟硬件設(shè)備42.1.1 掃描設(shè)備42.1.2 點云曲面處理軟件42.1.3 實體建模軟件42.2 逆向工程一般步驟42.2.1 實體三維數(shù)據(jù)的獲得掃描42.2.2 逆向工程后處理要求52.3 點云處理62.3.1 點云數(shù)據(jù)處理72.3.2 曲線的構(gòu)建和分析72.3.3 曲線的擬合82.4 本章小結(jié)9第三章 車門設(shè)計及校核103.1 貨車門外形逆向開發(fā)流程103.1.1 模型分析103.1.2 點云數(shù)據(jù)的獲取103.1.3 點云數(shù)據(jù)的

7、處理103.1.4 點云的對齊113.1.5 點云平行剖切截面123.1.6 曲線誤差分析及調(diào)整133.2 鉸鏈的設(shè)計153.2.1 鉸鏈的法規(guī)153.2.2 鉸鏈的結(jié)構(gòu)作用163.2.3 鉸鏈的類型及選擇173.2.4 鉸鏈運動仿真校核193.3 車門鎖的布置213.4 玻璃面的設(shè)計校核243.5.1 限位器標(biāo)準(zhǔn)273.5.2 限位器類型和選擇273.5.3 限位器的結(jié)構(gòu)作用283.5.4 限位器主臂的設(shè)計283.5.5 限位器軸線的確定293.5.6 限位器軸向方向位置確定313.5.7 限位器運動仿真校核323.6 車門運動仿真校核333.7 運動關(guān)系分析333.8 仿真模型建立34第四

8、章 總結(jié)37致謝38參考文獻(xiàn)39第一章 緒論1.1 研究背景及目的在瞬息萬變的市場中，能否快速生產(chǎn)出符合市場要求的產(chǎn)品已成為成功的關(guān)鍵。由于原因多，我們常會遇到只有一個樣本或手工模型，沒有圖紙或CAD數(shù)據(jù)，甚至一個參考圖都不存在，沒有得到正確的尺寸，這是我們在后續(xù)的工作中采用先進(jìn)的設(shè)計方法和先進(jìn)的制造技術(shù)帶來了很大的障礙，成為模具制造更復(fù)雜的。然而，逆向工程是一個很好的解決這個問題。 隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，三維幾何造型技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)產(chǎn)品和工裝設(shè)計、項目評價、自動化制造和管理維護(hù)等各個方面。經(jīng)過各種測量方法和三維幾何建模方法，將原來的物體，轉(zhuǎn)化為計算機(jī)上的三維數(shù)字模型，CAD領(lǐng)域，逆向

9、工程。正是在此背景下，本文試圖通過利用逆向工程原理來研究貨車車門總成的設(shè)計模型。1.2 逆向工程簡介1.2.1 逆向工程原理逆向工程（又稱逆向技術(shù)），是一種產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)再現(xiàn)過程，即對一項目標(biāo)產(chǎn)品進(jìn)行逆向分析及研究，從而演繹并得出該產(chǎn)品的處理流程、組織結(jié)構(gòu)、功能特性及技術(shù)規(guī)格等設(shè)計要素，以制作出功能相近，但又不完全一樣的產(chǎn)品。逆向工程源于商業(yè)及軍事領(lǐng)域中的硬件分析。其主要目的是在不能輕易獲得必要的生產(chǎn)信息的情況下，直接從成品分析，推導(dǎo)出產(chǎn)品的設(shè)計原理。1.2.2 逆向工程特點傳統(tǒng)的復(fù)制方法是生產(chǎn)10%以上的模具，用于三維雕刻機(jī)或三維液壓仿形機(jī)，并批量生產(chǎn)。這種方法模擬稱為復(fù)制，無法找到工件尺寸文

10、件的大小，可以不做任何修改的形狀。這是一個很大的麻煩，為后續(xù)改進(jìn)。 傳統(tǒng)的復(fù)制方法已經(jīng)使用了很長時間，但效果不好。逆向工程為了制造業(yè)提供了一種新的、高效的三維制造路徑。并給出了一個完整的解決方案：從樣本到數(shù)據(jù)。逆向工程是一種高速三維激光掃描儀對樣品或模型準(zhǔn)確、快速的掃描，得到三維輪廓數(shù)據(jù)，3月的重建軟件逆向工程曲面重構(gòu)的結(jié)構(gòu)效應(yīng)分析，在線評估精度，生成STL或IGES數(shù)據(jù)，快速生成型、數(shù)控加工數(shù)控機(jī)床可以根據(jù)。 IGES數(shù)據(jù)通過傳輸?shù)酵ㄓ肅AD系統(tǒng)（如：UG、MDT、等），進(jìn)行下一步的修正和重新設(shè)計。此外，還可以通過對一些CAM系統(tǒng)（如：UGMasterCAM、smart-cam，等），進(jìn)行刀

11、具路徑設(shè)置，導(dǎo)致NC代碼，數(shù)控機(jī)床將由實體處理。STL數(shù)據(jù)經(jīng)表面缺陷處理后，可直接通過激光快速成型制造。1.2.3 逆向建模一般流程逆向設(shè)計一般流程圖如圖1-1所示：圖1-1 逆向建模一般流程圖1.3 逆向工程的現(xiàn)狀及應(yīng)用逆向工程是近年來發(fā)展起來的一種綜合吸收和消化吸收的先進(jìn)的分析技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)，其主要目的是提高技術(shù)水平，提高生產(chǎn)率，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)競爭力。在世界經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的過程中，逆向工程的應(yīng)用吸收了先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗，給人們帶來了有益的啟示。據(jù)統(tǒng)計，百分之七十以上的技術(shù)來自國外，逆向工程作為掌握技術(shù)的手段，產(chǎn)品開發(fā)周期可縮短百分之四十以上，大大提高了生產(chǎn)效率。因此，它的研究對于中國國民經(jīng)濟(jì)的逆向工

12、程技術(shù)是很有意義的，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展。逆向工程的應(yīng)用可分為以下幾種情況：（1）在產(chǎn)品模仿中的應(yīng)用 有時，生產(chǎn)的產(chǎn)品不符合原設(shè)計圖紙，但委托單位交付樣品或?qū)嵨镄吞?，請制作單位副本。傳統(tǒng)的復(fù)制方法是使用三維雕刻機(jī)或三軸銑床1:1比例的模具，產(chǎn)品再生產(chǎn)。該方法屬于模擬復(fù)制，缺點是工件的尺寸不能確定，不能與現(xiàn)有的CAD軟件修改。在這種情況下，形成設(shè)計圖紙或零件CAD模型為基礎(chǔ)的逆向工程原型，并在NC NC代碼加工的基礎(chǔ)上創(chuàng)建同一零件的副本。（2）在新產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用 在造型美觀的產(chǎn)品造型設(shè)計上，不是傳統(tǒng)的機(jī)械工程師可以做的培訓(xùn)。有的設(shè)計師有藝術(shù)背景，可以用CAD技術(shù)創(chuàng)新美觀，然后用手工制作模

13、型，如木材、石膏、粘土模具、橡膠模具、塑料模具、玻璃纖維工程模型，再建立曲面型立體測量方式來掩模。在美學(xué)設(shè)計特別重要的領(lǐng)域，如汽車的外觀設(shè)計是廣泛使用的比例在實木或粘土模型評價的方法設(shè)計的審美效果，而不是規(guī)模對投資對象看電腦屏幕，用逆向工程的方法設(shè)計。（3）應(yīng)用RPM（快速原型制造、快速原型制造） 快速成型制造（也稱RP）是80年代后期基于材料添加的一項新技術(shù)，在過去20年中被認(rèn)為是制造業(yè)領(lǐng)域的重大突破。轉(zhuǎn)機(jī)械、CAD、數(shù)控、激光和材料科學(xué)技術(shù)，可以自動、直接、快速、準(zhǔn)確地將設(shè)計轉(zhuǎn)化為具有一定功能的原型或直接制造零件，快速評估，修改和產(chǎn)品設(shè)計的功能測試，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期?？焖倌＞撸╭uickt

14、ooling /成型）和快速鑄造技術(shù)（quickcasting）基于RP系統(tǒng)可以實現(xiàn)零件的快速制造。為了應(yīng)用這一技術(shù)，產(chǎn)品的三維幾何模型應(yīng)該是第一個。雖然已經(jīng)有很多成功的3D CAD軟件，使用這些軟件構(gòu)建復(fù)雜的零件模型還是相當(dāng)耗時的。所以工程提供實物，是需要由物理模具或設(shè)計改進(jìn)制造，所以才經(jīng)常使用RPM逆向工程技術(shù)，建立產(chǎn)品的幾何模型。 此外，在計算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用。第二章 逆向工程應(yīng)用實例2.1 逆向工程軟硬件設(shè)備2.1.1 掃描設(shè)備2.1.2 點云曲面處理軟件目前，逆向工程軟件對市場上常用的使用從表面基本的NURBS功能，或他們的操作方法，它們共同的特點是構(gòu)造一個曲線，或直接用曲

15、線來構(gòu)造曲面，或通過曲面擬合區(qū)域的界定、曲面片的第一代，然后拼接面型號齊全。它的優(yōu)點在于NURBS曲面的應(yīng)用是非常廣泛的CAD/CAM領(lǐng)域。因此，它是非常方便的溝通和溝通與其他CAD / CAM系統(tǒng)。特征曲線的構(gòu)造在其中起著重要的作用。2.1.3 實體建模軟件產(chǎn)品設(shè)計按照幾何尺寸名稱建立三維CATIA模型，所有額外的幾何尺寸和公差二維圖紙中的二維信息，滿足數(shù)字產(chǎn)品定義的需要。各部分根據(jù)CATIA主模型的原理建立完整、統(tǒng)一的產(chǎn)品信息描述。三維實體模型，能夠精確反映零件的尺寸和實際尺寸，根據(jù)二維圖的規(guī)定編寫代碼。2.2 逆向工程一般步驟2.2.1 實體三維數(shù)據(jù)的獲得掃描三維掃描設(shè)備是基于三維測量系

16、統(tǒng)的基礎(chǔ)上的接觸型和非接觸式（激光，攝影，X光等）兩類。在探頭的早期階段，雖然價格便宜，但速度較慢，與探針的對象將有一個盲點，使軟件容易變形，影響掃描的準(zhǔn)確性。激光掃描速度快，精度高，可以掃描三維物體獲得大量的點云數(shù)據(jù)，從而改善曲面重建。三維掃描技術(shù)問世以來，已經(jīng)發(fā)展了很多掃描原理，一般來說，分為以下幾種技術(shù)，見圖（圖2-1）：圖2-1三維掃描技術(shù)分類從三維數(shù)據(jù)采集的角度來看，非接觸法具有速度快、精度高的特點，在逆向工程中得到了廣泛的應(yīng)用。三維激光掃描技術(shù)，可以完成高精度的物理或三維重建，三維實體模型和原始映射數(shù)據(jù)。最大的特點是：精度高，速度快，接近樣機(jī)。法國KREON系列三維激光超高精密度掃

17、描儀，（KREONKZ50）具有很多優(yōu)質(zhì)：掃描密度非常高，掃描速度快，有利于快速成型目標(biāo)、實時掃描、同步移動操作等。在同一時間同步的雙CCD實時掃描可以沒有任何復(fù)雜的目標(biāo)是死的，減少重復(fù)性的工作，目前國際同類技術(shù)是CCD雙CCD技術(shù)適用于實時檢測和監(jiān)測工作，KREON和三坐標(biāo)測量機(jī)、數(shù)控加工中心、機(jī)械臂關(guān)節(jié)匹配KREON，掃描頭和現(xiàn)有的許多設(shè)備交替使用，KREON激光掃描技術(shù)不同于傳統(tǒng)的光學(xué)三維成像技術(shù)，KREON保證測量各掃描點云的實時性和真實性，和光學(xué)相機(jī)技術(shù)不能做，后處理三是少數(shù)測點維E數(shù)學(xué)基于點云計算后。在kz50 KREON系列的選擇是一個三維激光掃描系統(tǒng)。分辨率可達(dá)5米，速度：30

18、000分/秒，（帶機(jī)械臂或數(shù)控機(jī)械平臺掃描任意大小物體）。2.2.2 逆向工程后處理要求在逆向工程中，曲面重建是其中一個最重要的和最復(fù)雜的，因為要完成的模型上，需要的是一個平滑的表面模型和三角網(wǎng)格的點群的生成是好的，所以加工和表面數(shù)據(jù)的建設(shè)方式和切邊的聲音和分析的逆向工程曲面模型重建功能的一個重要組成部分。在實施逆向工程計劃時，應(yīng)該對模型有一個全面的了解，主要涉及以下幾個方面：(1)后繼承接的工作在各種不同領(lǐng)域的應(yīng)用，其模型建構(gòu)在處理上也是不相同，即在同一工業(yè)用的產(chǎn)品隨著產(chǎn)品種類的不同，對精度與曲面質(zhì)量的要求也大不相同。所以在計劃執(zhí)行以前，應(yīng)該對后繼的要求有所了解。(2) 精度要求的誤差和必須

19、實現(xiàn)的誤差必須包括測量誤差和表面數(shù)據(jù)與表面誤差。所有產(chǎn)品都需要達(dá)到對不同零件的標(biāo)準(zhǔn)精度的更高要求，具有非精度要求較低，但這些都必須在計劃執(zhí)行之前制定一個計劃，完成任務(wù)才能達(dá)到完美。 （3）表面質(zhì)量必須達(dá)到在過去經(jīng)驗的逆向工程的平整度和連續(xù)性，高精度和高表面質(zhì)量一直追求的兩大目標(biāo)，在大多數(shù)情況下，它們是相互沖突的，如果一個表面點的數(shù)據(jù)完美，那么表面必須有一個很大的波動。必須是兩者之間的折中，在大多數(shù)情況下，只要誤差不超過允許范圍，更強(qiáng)調(diào)高質(zhì)量的表面。2.3 點云處理掃描后，通常是由大量的點的三維坐標(biāo)測量得到的數(shù)據(jù)，根據(jù)自然、掃描參數(shù)和被測物體的大小，從點對點從數(shù)以億計，這些大量的三維數(shù)據(jù)點稱為點

20、云（云）。 得到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的出現(xiàn)不可避免地會引入誤差，特別是測量數(shù)據(jù)在鋒利的邊緣和邊界點，測量數(shù)據(jù)，可以使表面點及其周圍偏離原來的表面，所以原始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的預(yù)處理，通常要經(jīng)過以下步驟： 1去除噪聲點時，常用的方法是檢查點云在圖形終端上的顯示，或生成曲線和曲面，采用半交互式半自動光順方法來檢查和調(diào)整點云數(shù)據(jù)； 2數(shù)據(jù)插值，對于一些掃描到的區(qū)域，數(shù)據(jù)只能通過數(shù)據(jù)插值的方法來填充，在這里我們需要考慮兩種曲面造型技術(shù)，基于樣條曲面和基于曲面擬合的逆向建模技術(shù)點。 3數(shù)據(jù)平滑，數(shù)據(jù)平滑，以消除噪聲，得到準(zhǔn)確的模型和良好的特征提取效果，平滑的處理方法，應(yīng)努力保持參數(shù)可以提供信息。 4數(shù)據(jù)平滑，平滑流

21、暢，賞心悅目，但不允許精度對改性大量滿足公平性要求應(yīng)用的測量數(shù)據(jù)，另一方面，物理邊界曲面的多樣性，在邊界上的一些特征點（邊折拐點）必須保留。但不能被視為“壞點”。 重新定位5點云數(shù)據(jù)，形成多個掃描，再夾緊重新定位整合，目前的CAD軟件一般都具備這一功能，手工縫合的需要，兩部分選擇參考點二次定位狀態(tài)在測量過程中，在兩定位測量，基準(zhǔn)點定位條件的坐標(biāo)進(jìn)行測量，然后確定每個基準(zhǔn)點的測量精度來確定一定的規(guī)則，并最終顯示測量數(shù)據(jù)的CAD系統(tǒng)的定位下，與數(shù)據(jù)移動位置，這樣所有的數(shù)據(jù)整合在一定的位置到另一個下。2.3.1 點云數(shù)據(jù)處理測量所得到的數(shù)據(jù)點一般十分密集，數(shù)據(jù)量非常龐大，因此常被形象地稱為“點云”。

22、這些點云由于測量誤差或物體表面反光等原因，會存在大量的雜點，對于一些復(fù)雜的曲面，常常采用分塊掃描的方法(如車身的覆蓋件整體)。進(jìn)行分塊掃描時，點云數(shù)據(jù)可能丟失或重疊，并且由于掃描過程中存在誤差，在點云中存在大量的噪音點，這樣的數(shù)據(jù)是不適合于重構(gòu)曲面的，這就需要對點云進(jìn)行處理。一般先對這類點云進(jìn)行預(yù)處理，將數(shù)據(jù)點規(guī)范化，然后再進(jìn)行曲面的重構(gòu)，以得到高質(zhì)量的曲面模型。Imagewar。軟件在點云處理方面具有強(qiáng)大的功能，它幾乎可以接收所有的三坐標(biāo)測量數(shù)據(jù)，并能對點云進(jìn)行降噪、除雜、取樣、光順和網(wǎng)格化等操作，筆者采用該軟件方便地構(gòu)建出了車門外側(cè)板的cad模型。在處理海量數(shù)據(jù)時，其中的處理方式是采用定義

23、點距大小的方式簡化數(shù)據(jù)，降低計算量，便于多邊形網(wǎng)格化等操作。在imagPwarr軟件下打開掃描得到的數(shù)據(jù)點云，用快捷鍵Ctrl十1查看，如點的個數(shù)、圖層、最大可操作距離、點云總體尺寸等。對點云進(jìn)行預(yù)處理，手工刪除不需要的及噪點點云。2.3.2 曲線的構(gòu)建和分析處理后的數(shù)據(jù)可以用來建立一個精確和光滑的曲線。曲線的構(gòu)造與分析對于曲面的構(gòu)造非常重要。通過平滑和點數(shù)據(jù)的約簡，可以看出自由曲線的自動擬合會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。這是由于曲線的過多控制點，根據(jù)數(shù)據(jù)點的構(gòu)造特點，精度和平滑度是關(guān)注的焦點。它通常用于調(diào)整參數(shù)，如公差，曲線的順序，控制點的數(shù)量，和曲線的邊界條件之前，構(gòu)建的自由曲線。曲線被構(gòu)造后，它也可以

24、被用來修改曲線平滑曲線或連續(xù)性邊界 。從逆向工程的角度來看，在構(gòu)建曲線時應(yīng)注意以下幾點：現(xiàn)有硬件大多可以得到很多點，即使經(jīng)過部分提取或特征搜索，數(shù)據(jù)非常多。其實施工曲線不需要太多的分。連續(xù)曲線之間良好的連續(xù)性對曲面的連續(xù)性有很大的影響。對于同一曲面的構(gòu)造，最好有相同的曲線參數(shù)。如果用相同的參數(shù)構(gòu)造曲線，可以得到更高質(zhì)量的曲面。當(dāng)在選定的視圖上繪制直線時，系統(tǒng)將被投影到點數(shù)據(jù)上。當(dāng)角度作為一個變換時，可以發(fā)現(xiàn)，該線已自動貼到點數(shù)據(jù)成曲線。在參數(shù)設(shè)置窗口中調(diào)整曲線和控制點的數(shù)目。繪制曲線后，通常可以使用曲線和點群的誤差分析來分析曲線的精度和平滑度。由于點數(shù)據(jù)在密度上的特征并不一定相同，所以不一定要

25、清楚，所以繪制曲線可以選擇到正確的位置是沒有預(yù)料到的。此外，視角的選擇更為重要，視覺上的2D畫面是三維的狀態(tài)，經(jīng)常有不同的觀點而引起的誤判，因此在使用此功能，可以使用該軟件的顯示功能，如使用三角測量顯示或照明的方式，幫助特征點的位置，找準(zhǔn)位置。1、剖面曲線的施工所謂的輪廓曲線的構(gòu)造，在數(shù)據(jù)處理中使用的方法和點數(shù)據(jù)在同一點上，點數(shù)據(jù)可以由點組的曲線繪制。該操作方式為指定的輪廓法和區(qū)間矢量輪廓參數(shù)，系統(tǒng)將自動繪制曲線，功能好且平滑的點組可以相當(dāng)大，并慢慢改變曲線的施工和表面張力。由于這個曲線是自動構(gòu)建的，有必要進(jìn)行修改，修改后的曲線可以被構(gòu)造為比較的復(fù)合表面的要求。除了常用的外逆向工程軟件曲線構(gòu)建

26、上述兩種，也有一個簡單的幾何曲線的構(gòu)建功能，如孔的模型，也可以使用自動搜索功能，圈畫出來，同時系統(tǒng)將顯示在中心和半徑，但它是循環(huán)引用不一定準(zhǔn)確。2、曲線修改曲線的修改主要有：曲線的擴(kuò)展、剪枝、連接等，在逆向工程軟件上，大部分通過曲線得到的點進(jìn)行修正。你可以拖動控制點或線點來調(diào)整曲線，而曲線是曲線參數(shù)編輯的主要簡單，曲面通常更簡單，曲線可以構(gòu)造高質(zhì)量。這些函數(shù)擬合曲線和點群的誤差分析函數(shù)，可以調(diào)整最佳曲線狀態(tài)。有些軟件采用了較為直觀的方法來平滑曲面，但完成參數(shù)設(shè)置后，系統(tǒng)會逐漸改變方式，將曲線變化顯示出來，以消除曲線畸變。2.3.3 曲線的擬合曲線擬合原理：利用測量儀器獲取點數(shù)據(jù)恢復(fù)曲線一般有兩

27、種方法：逼近法和內(nèi)插法。利用曲線擬合近似方法的近似方法，我們必須指定一個允許的誤差值，并設(shè)置控制點得到測點的投影曲線計算誤差曲線，如果誤差超過允許誤差，需要增加控制點的數(shù)目，計算曲線和最小二乘法方法。所有誤差曲線，直到投影測量點后的值小于允許值。然后逼近過程中必須增加控制點的數(shù)目，和測量點接近曲線，直到誤差小于允許值，所以計算時間要求和測量數(shù)據(jù)和系統(tǒng)指定的允許誤差值，如果測量數(shù)據(jù)非常密集或指定的允許誤差是非常小的，手術(shù)時間長。插值插值法是將數(shù)據(jù)插值到兩個相鄰的測量點，通過這些點得到曲線。這種方法的優(yōu)點是，曲線可以近似插值。這種方法的優(yōu)點是，所得到的曲線必須通過所有的測量數(shù)據(jù)。缺點是，當(dāng)數(shù)據(jù)量大

28、，控制軌跡也增加。同時，如果數(shù)據(jù)是嘈雜的，曲線不會是光滑的。因此，最好是插值的數(shù)據(jù)，以消除噪音。2.4 本章小結(jié)近年來，利用AutoCAD軟件進(jìn)行二維平面設(shè)計已經(jīng)非常流行。然而，二維圖不能全面、準(zhǔn)確地反映設(shè)計，設(shè)計師和2D圖紙，后續(xù)的有限元結(jié)構(gòu)分析、運動分析、公差分析，生成的NC代碼和設(shè)計對象，分析通常是必不可少的，只有三維建模可以滿足上述要求。本章重點介紹了，在對工業(yè)設(shè)計產(chǎn)品進(jìn)行逆向工程建模的軟硬件設(shè)備和方法步驟，為下一步進(jìn)行貨車門總成逆向設(shè)計分析奠定理論基礎(chǔ)。第三章 車門設(shè)計及校核3.1 貨車門外形逆向開發(fā)流程3.1.1 模型分析通過對卡車外形的觀察發(fā)現(xiàn)，固體表面主要分為兩個曲面。他們的內(nèi)

29、表面，外表面、側(cè)面和斜面。每個上表面、下表面和側(cè)表面具有共同的表面特征，并可用于生成所需表面。然后切割出來，得到所需的表面尺寸。3.1.2 點云數(shù)據(jù)的獲取在汽車車身覆蓋件樣件的測量中，測量精度并非需要考慮的首要問題，因為覆蓋件產(chǎn)品強(qiáng)調(diào)的是曲面的整體效果，而不在于局部精度。但要求產(chǎn)品開發(fā)的周期盡量短，根據(jù)各評判因素的權(quán)重系數(shù)最終決定采用深圳市思瑞精密機(jī)械有限公司的HEREIN三維激光掃描機(jī)，將涂有反差劑的車模固定在轉(zhuǎn)臺上，裝夾時注意擺放角度，保證能夠?qū)④嚹呙柰耆?，最終完成對汽車模型的數(shù)據(jù)測量。3.1.3 點云數(shù)據(jù)的處理測量所得到的數(shù)據(jù)點一般十分密集，數(shù)據(jù)量非常龐大，因此常被形象地稱為“點云”。

30、這些點云由于測量誤差或物體表面反光等原因，會存在大量的雜點，對于一些復(fù)雜的曲面，常常采用分塊掃描的方法(如車身的覆蓋件整體)。進(jìn)行分塊掃描時，點云數(shù)據(jù)可能丟失或重疊，并且由于掃描過程中存在誤差，在點云中存在大量的噪音點，這樣的數(shù)據(jù)是不適合于重構(gòu)曲面的，這就需要對點云進(jìn)行處理。一般先對這類點云進(jìn)行預(yù)處理，將數(shù)據(jù)點規(guī)范化，然后再進(jìn)行曲面的重構(gòu)，以得到高質(zhì)量的曲面模型。Imagewar。軟件在點云處理方面具有強(qiáng)大的功能，它幾乎可以接收所有的三坐標(biāo)測量數(shù)據(jù)，并能對點云進(jìn)行降噪、除雜、取樣、光順和網(wǎng)格化等操作，筆者采用該軟件方便地構(gòu)建出了車門外側(cè)板的cad模型。在處理海量數(shù)據(jù)時，通常的處理方式是采用定義

31、點距大小的方式簡化數(shù)據(jù)，降低計算量，便于多邊形網(wǎng)格化等操作。在imagPwarr軟件下打開掃描得到的數(shù)據(jù)點云，用快捷鍵Ctrl十1查看，如點的個數(shù)、圖層、最大可操作距離、點云總體尺寸等。對點云進(jìn)行預(yù)處理，手工刪除不需要的及噪點點云。圖3-1點云信息3.1.4 點云的對齊對點云對齊，使用云協(xié)調(diào)計算機(jī)系統(tǒng)的初始輸入點三坐標(biāo)與局部坐標(biāo)測量機(jī)的坐標(biāo)系和Imageware坐標(biāo)系統(tǒng)通常不一樣，所以導(dǎo)致點云處理的合適位置信息的缺乏，高達(dá)+分所以不便。點云對齊。檢測初始數(shù)據(jù)是否對齊的方法是快捷鍵F1一F8切換到各個視圖，觀察位置是否對正即可。點云對齊如圖2-2所示：圖2-2 點云對齊圖3.1.5 點云平行剖切

32、截面在點云上按住右鍵彈出點云浮動工具條“ParallelCloudCrossSections'，對話框，如圖2-3所示為在Cloud欄選擇要創(chuàng)建截面的點云，根據(jù)預(yù)覽效果在.Direction”欄選擇要創(chuàng)建剖切方向，勾選"AutoCalculateSpacing”選項.在“Sections”欄輸入要創(chuàng)建的剖切截面數(shù)量，點擊“Apply”按鈕完成操作，效果如圖4所示。需要注意的是剖切截面的質(zhì)量會和點云數(shù)據(jù)的質(zhì)量十分接近。如果點云數(shù)據(jù)上有噪音點，每個剖切截面(掃描線)上也將包含這些噪音點，這也是先去除噪音點的原因之一。圖2-3創(chuàng)建平行剖切截面圖2-4平行截面剖切結(jié)果3.1.6 曲線

33、誤差分析及調(diào)整需要注意的是，完成樣條曲線繪制后需要進(jìn)行誤差分析。在imageware軟件下運行Ctrl+Shift+Q或MeasureICurvetoICloudDifference，出現(xiàn)誤差分析對話框，選擇誤差顯示方式。一般選較直觀的“ColorMap”彩色圖譜形式，一次選擇要比較的點云和曲線“Max.CheckingDistance"(最大檢查距離)欄輸入對曲線的精度要求即最大偏差(一般情況下A級曲面取0.10.3)，經(jīng)過誤差分析后結(jié)果如圖2-5所示，可見最大偏差達(dá)0.2427mm，可滿足一般曲面要求，想要獲得更高精度的曲面，則需要對曲線做進(jìn)一步的精度調(diào)整。將光標(biāo)移到曲線編輯“E

34、ditCurve”按鈕上，對曲線的控制點或結(jié)點進(jìn)行調(diào)整，用鼠標(biāo)點擊選中一個點或按住Ctrl鍵選中多個點，然后根據(jù)需要對其進(jìn)行手動調(diào)整或單方向上一步步的按既定數(shù)值調(diào)整，值得注意的是步進(jìn)值要取得合適，而且值要由大變小，做微調(diào)時以0.10.2為宜。因為后續(xù)要對曲面進(jìn)行裁剪、縫合等操作，因此要求生成的曲面要超出邊界一段距離，需要再次對生成的掃描線進(jìn)行延伸(E.r-lend)操作。用拉伸構(gòu)面、掃描構(gòu)面(Sweep)等方法創(chuàng)建剖平面提取剖面點云，擬合掃描線及掃描軌跡線，完成曲面，然后對曲面組進(jìn)行裁剪、延伸等編輯操作。如果這時仍有一部分細(xì)節(jié)特征無法創(chuàng)建。在UGNXS中對曲面進(jìn)行外觀造型設(shè)計、進(jìn)入曲面編輯模式

35、，對曲面進(jìn)行縫合、修剪、倒圓角最終的曲面效果如圖2-8所示。圖2-5曲線誤差分析結(jié)果彩色圖譜圖2-6 曲率分析結(jié)果圖2-7 曲面擬合效果圖2-8曲面編輯效果3.2 鉸鏈的設(shè)計3.2.1 鉸鏈的法規(guī)零部件設(shè)計，都要滿足國家相關(guān)法規(guī)要求，所以設(shè)計的基礎(chǔ)。鉸鏈的法規(guī)如表3-1所示：表3-1 鉸鏈的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)號標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容備注GB 150862006貨車門鎖及車門保持件的性能要求縱向負(fù)荷11110N；橫向負(fù)荷8890NQCT 5861999汽車門鉸鏈耐久：鉸鏈進(jìn)行105次耐久性試驗3.2.2 鉸鏈的結(jié)構(gòu)作用鉸鏈?zhǔn)擒囬T實現(xiàn)轉(zhuǎn)動的機(jī)構(gòu)。鉸鏈同時也是受力構(gòu)件，車門關(guān)閉時，車門上的承力件為門鎖和鉸鏈，當(dāng)打開車門時，

36、車門的重力完全由鉸鏈來承受。鉸鏈一般包括：固定部分（即鉸鏈座，固定在門柱上）,活動部分（固定在門上）和軸、軸套等。如圖2-9所示：圖2-9鉸鏈結(jié)構(gòu)圖圖2-9中所示活動部分通過螺栓與車門相連接，固定部分與車身相連接。在車門開閉過程中活動部分和車門圍繞鉸鏈軸做旋轉(zhuǎn)運動。圖中腳鐐座上的結(jié)構(gòu)中間縫隙為預(yù)留焊接間隙。鉸鏈座上的兩側(cè)不但對固定臂起到加強(qiáng)筋的作用，還對車門起到限位保護(hù)作用。如果車門限位器發(fā)生故障，可以限制車門最大開閉位置，使車門和車身不致發(fā)生碰撞。在鉸鏈軸和活動部分之間裝有軸套。鉸鏈軸套采用高耐磨材料制成，具有耐磨、自潤滑、成本低、壽命長、工況要求低等特點。避免了鉸鏈軸和活動部分直接接觸，大

37、大較少了鉸鏈軸的磨損，增加了鉸鏈的壽命，同時也提高了車門的使用性能。3.2.3 鉸鏈的類型及選擇1、鉸鏈有的鉸鏈，在結(jié)構(gòu)形式的暗鉸鏈，在主體外表面呈現(xiàn)外鉸鏈樞軸。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、體積小、重量輕的優(yōu)點，易于安裝和拆卸的門和鉸鏈，鉸鏈?zhǔn)潜┞对谕獾娜秉c，風(fēng)阻系數(shù)增加，汽車的外觀是影響，本實用新型容易劃傷。鉸鏈?zhǔn)怯迷诳ㄜ?、吉普車和軍用車輛。鉸鏈的旋轉(zhuǎn)軸位于本體的外表面內(nèi)其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)堅固，連接可靠，車門不易下沉；鉸鏈不外露，不破壞車身側(cè)面造型；缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸大、重量重、安裝調(diào)整不方便。貨車的車門鉸鏈出于美觀和空氣動力學(xué)的要求，都采用暗鉸鏈。圖2-10 明鉸鏈（左）和暗鉸鏈（右）圖2-

38、11沖壓式（左）和自限位式（右）鉸鏈從型式上有自限位鉸鏈和沖壓式鉸鏈之分（見圖2-11），沖壓式鉸鏈相對自限位鉸鏈成本低、重量小、需要的布置空間小、維修性能好，但是不可以拆裝車門。自限位鉸鏈對碰撞影響很大，并且還對側(cè)圍外板結(jié)構(gòu)、成型性以及密封條布置都有較大影響。但限位清晰，有利于門閉合，并在一些特殊情況下，只能用這種鉸鏈。鉸鏈的鏈接方式有螺栓鏈接；也有采用半焊接，半用螺栓連接的方式或采用全焊接的方式。由于焊接引起的變形較大，現(xiàn)普遍采用螺栓連接的方式。鉸鏈的制造有鑄件和鈑金件。鑄件加工難度大，對材料和加工工藝要求高，所以加工成本高，但是不易產(chǎn)生塑性變形。鑄件鉸鏈在歐美車上用的較多。鈑金件工藝較簡

39、單所以加工成本低，但是容易產(chǎn)生塑性變形。鈑金件在日韓車系及國產(chǎn)車上用的較多。考慮鉸鏈的強(qiáng)度以及確保門的整體剛度，一般料厚在4mm以上。本次設(shè)計采用最常用的鈑金沖壓式暗鉸鏈，鉸鏈與側(cè)圍和車門都使用螺栓連接的方式。下鉸鏈座最低位置距離車門下邊緣的距離大于150mm。鉸鏈軸距，前門要求400mm左右，后門要求350mm左右。根據(jù)上述原則和要求對鉸鏈間距的布置為HS=390mm，鉸鏈鎖柱間距DL=1100mm。則：HS/DL>1/3符合要求。鉸鏈座最低位置距離車門下邊緣距離取190mm。2、鉸鏈軸線的確定在鉸鏈軸的布置中，應(yīng)注意以下幾個方面：（1）根據(jù)外表面及車門分縫確定鉸鏈軸線；（2）鉸鏈軸安

40、裝在更有利的前接近門；原因是：越靠近車門外板的軸，門完全打開，前車門和翼子板間隙和前門缺口較大，避免干擾；軸靠近前門時，A和B柱侵入小；（3）軸線的內(nèi)傾角一般在03°7；前、后傾角不超過3°；（4）車門繞鉸鏈旋轉(zhuǎn)的過程中，保證車門與翼子板的間隙在3.5mm以上。把鉸鏈軸線定成內(nèi)傾和后傾。一般給鉸鏈軸心線的后傾角和內(nèi)傾角的范圍在3度以內(nèi)，這個傾角有兩個作用，一個是車門打開時車門有一個向上運動，防止車門碰到街邊的臺階；另外借助重力可以讓關(guān)門變得輕松。傾斜角度的鉸鏈軸在x = 0平面的Z軸（參見圖2-12（左）；角指角之間在y = 0平面鉸鏈軸和Z軸（見圖2-12（右），在重力作

41、用下屏障可以自動關(guān)閉。圖2-12 軸線內(nèi)傾角圖（左）和軸線前、后傾角（右）根據(jù)以上布置要求，通過CATIA軟件對車門鉸鏈軸線進(jìn)行確定。首先通過逆向的思路，明確在CATIA軟件里得到鉸鏈軸線的方法。鉸鏈軸線在空間上有唯一確定的位置，那么軸線在整車坐標(biāo)下的XZ和YZ 平面內(nèi)的位置就是確定的。反過來，可以在XZ和YZ平面做兩條直線作為軸線投影，然后在CATIA創(chuàng)成式外形設(shè)計模塊分別對軸線在兩個平面上的投影線進(jìn)行拉伸得到兩個面，使用相交命令做兩個面的交線即為鉸鏈的軸線。圖2-13 鉸鏈軸線綜上三部分設(shè)計結(jié)果考慮實際加工裝配精度問題，對一些尺寸數(shù)值在精度允許范圍內(nèi)進(jìn)行圓整得到鉸鏈的總布置結(jié)果如下：鉸鏈軸

42、線的內(nèi)傾角2.25°，前傾角2.25°鉸鏈軸線與車門鎖柱的距離DL為1100mm；鉸鏈間距HS為390mm;車門的最大開啟角度為60°。3.2.4 鉸鏈運動仿真校核在車門開閉過程中，可能出現(xiàn)的干涉位置只有前門與A柱翼子板、門與鉸鏈。在裝配設(shè)計模塊對可能的干擾源的位置做了簡介，然后在DMU運動機(jī)構(gòu)模塊將沿中心線旋轉(zhuǎn)的門，你可以看到。通過分析門的運動，可以得出結(jié)論，門可能會干擾列翼時，門達(dá)到最大開口。圖2-14為車門達(dá)到最大開度下的仿真模型剖面圖，從圖中可以得知車門和A柱翼子板間有足夠的安全距離。圖2-14車門與A柱翼子板校核剖面圖圖2-15車門與鉸鏈校核剖面圖車門與

43、鉸鏈的固定臂在車門完全開啟狀態(tài)下有可能發(fā)生干涉。同樣使用做剖面的方法進(jìn)行校核。圖2-15為車門開啟狀態(tài)下的鉸鏈剖面圖，從圖中可以得知鉸鏈固定臂與門也有足夠的安全間隙?？紤]到白車身及車門鉸鏈在制造和安裝過程中產(chǎn)生的累積誤差，要對鉸鏈軸心做進(jìn)一步的校核。結(jié)合國外一些先進(jìn)設(shè)計經(jīng)驗，給出一個3mm×4mm（車身前后方向±2的誤差即AB=4，車身左右方向±1.5的誤差即BC=3）的誤差矩形（見圖2-16）。車門鉸鏈中心在這個誤差距形內(nèi)運動，車門與周邊零件不能發(fā)生干涉。圖2-16誤差矩形3.3 車門鎖的布置1、車門鎖的功能汽車門鎖系統(tǒng)是一個鎖，鎖，鎖芯，鑰匙，內(nèi)、外拉手、連接

44、桿、電纜接頭的工作，以達(dá)到安全門開閉功能的機(jī)電一體化系統(tǒng)，是一套功能，安全門蓋系統(tǒng) 9 與裝飾發(fā)展。在駕駛和停車過程中，確保車主和乘客的安全。2、車門鎖的結(jié)構(gòu)，它的主要組成如下圖所示：圖2-17 車門鎖的主要組成表4-1 車門鎖的組成零件序號零件名稱1內(nèi)開手柄2傳動拉桿3外開手柄4鎖本體5鎖芯6鎖扣3、門鎖的選用為節(jié)省成本一般采用廠家現(xiàn)有成熟，在相同的價格區(qū)間內(nèi)，優(yōu)先選用體積小，集成性高，密封性好，功能選用比較齊全（配置升級方便性）產(chǎn)品；車門鎖總成尺寸應(yīng)包括各活動臂運動掃過的輪廓區(qū)域，還應(yīng)考慮拉桿拉線所需空間等因素，決定門鎖允許布置空間因素有車門寬度，導(dǎo)軌位置，玻璃平面等。4、門鎖的布置鎖體布

45、置步驟：（1）設(shè)計輸入：確定借用的鎖體數(shù)據(jù)，并將鎖體鎖扣嚙合數(shù)據(jù)校核準(zhǔn)確，收集到外板computer added stying（計算機(jī)輔助造型曲面設(shè)計）面，門內(nèi)板初始面，門洞computer added stying面，密封截面，B柱初始數(shù)據(jù)，玻璃面，導(dǎo)軌等數(shù)據(jù)。（2）鎖體位置大致定位：X方向：盡量避免和外把手相距太遠(yuǎn)，縮小外把手和鎖體在X向的距離，以保證把手外開力可靠的傳遞到鎖體上，同時保證與玻璃導(dǎo)軌距離至少15mm。Y方向：鎖體最大尺寸不能超過門內(nèi)板基本面，確保鎖體布置在內(nèi)外板之間，以保證密封配合面設(shè)計的方便性。鎖扣布置在B柱或C柱安裝面上。Z方向：理想的高度位置的鎖母的冰體在垂直表面的鉸

46、鏈軸的中心，這使得門鎖和鉸鏈的兩個isosceles三角形狀，或重力中心的門組件（包括冰飾）在同一水平線。 同時應(yīng)考慮布置在外把手及其內(nèi)開把手下端，利于合理布置外開，內(nèi)開拉桿。圖2-18 Z向布置（3）鎖體位置微調(diào)以保證：1）在嚙合瞬間，鎖體卡板與鎖扣垂直嚙合。2）在嚙合過程中（從接觸鎖扣到卡到全鎖位置過程），嚙合線在鎖扣中心平面內(nèi)（鎖扣中心平面為：過鎖柱兩中心線的平面）。3）保證鎖體安裝面與鎖扣安裝面的沖壓角度滿足要求。詳細(xì)說明：4）在嚙合狀態(tài)，鎖扣與卡板垂直，在嚙合瞬間，最理想的狀態(tài)是鎖體的運動方向是：以鉸鏈軸線為圓心，經(jīng)過嚙合點的圓的切線方向。這就要求鎖柱嚙合點延長線與鉸鏈軸線相交。即要

47、求鎖扣圓柱段中心線與以鉸鏈軸線為圓心，過嚙合點的圓弧的切線為90°。實際布置過程中，由于各種條件的限制，很難保證90°，允許有±3°以內(nèi)的偏差。圖3-19 嚙合點延長線與軸線相交圖3-20 圓柱段中心線與鉸鏈軸線關(guān)系5）要保證嚙合過程中，嚙合線在鎖扣中心平面內(nèi)，需要保證垂直與鉸鏈軸線，且過嚙合點的平面與鎖扣中心面與卡板中心面交線夾角為0°。允許有小角度的偏差，偏差最大不超過鎖體開口兩邊的角度。3.4 玻璃面的設(shè)計校核1、提?。ㄓ嬎銠C(jī)輔助造型曲面設(shè)計）上玻璃面2、還原玻璃外形3、提取computer added stying玻璃的兩個邊4、通過減

48、少在兩個邊界線中心的玻璃的形狀5、以直線建立一個平面6、在平面上做草圖草圖內(nèi)容：1）畫一個圓（半徑先取一個隨機(jī)），中心線與第四直2) 繪一直線，直線過圓心，且是水平方向（或垂直方向）；3）繪另一直線，直線一端在圓心上，另一端在圓上；4）標(biāo)注圓的大小和兩直線的夾角。圖3-21 第6步草圖7、做第二根直線第一直線的另一端的直線的一端，第第五條的另一側(cè)的第二直線的一端的一端。8、作平面；垂直第七步的直線且過其端點。9、做草圖10、調(diào)整第六步草繪測量的參數(shù)11、在圓上取三點做圓弧線12、通過圓弧和第八步平面拉伸一曲面（假玻璃大面）。13、檢測14、繪制螺旋線（保證玻璃面與computer added

49、stying面完全一致）1）過玻璃大面作軸線2）在玻璃邊界線的提?。ㄟx擇較長的線）端點對投影軸3）鏈接端點與投影點4）測量兩鏈接線的距離及角度5）畫第二條螺旋線；同一方向的5步，間距的大小與66.436×36018.434。圖3-22 繪制螺旋線16、作玻璃面1）以兩條螺旋線在第二步所作大面的投影線剪切此大面2）再用玻璃上下邊界剪切17、校核螺旋線與玻璃大面1)玻璃將運動到下止點，玻璃邊界與螺旋線偏差不大于0.3mm2)玻璃在各位置相差在0.5mm范圍內(nèi)，故此玻璃面合格。圖3-23 檢查玻璃面3.5 限位器的布置和運動校核3.5.1 限位器標(biāo)準(zhǔn)一般要求應(yīng)按照批準(zhǔn)的產(chǎn)品圖紙和技術(shù)文件，

50、并符合本標(biāo)準(zhǔn)的要求。限制器應(yīng)符合圖案中指定的正確安裝位置。限幅塑料表面應(yīng)不可見劃痕、斑點、毛刺邊緣和嚴(yán)重收縮缺陷；涂層和化學(xué)處理層的金屬零件應(yīng)均勻結(jié)晶，無銹蝕、剝落、色澤缺陷。限位裝置應(yīng)有減震結(jié)構(gòu)，振動不能傳遞給機(jī)體。 （2）性能要求限位裝置應(yīng)能承受80000次門開關(guān)耐久性試驗，應(yīng)平穩(wěn)運行，無限卡滯后現(xiàn)象，在試驗過程中，清除移位，無聲音，無異常噪音，無異?，F(xiàn)象，嚴(yán)重噪音、磨損、變形和斷裂。限幅器的噪聲應(yīng)小于65Db。移動力：限幅器的轉(zhuǎn)變應(yīng)在350n 400n抗過載性：限位器應(yīng)能承受280Nm的過載力矩。耐低溫性：限位器應(yīng)能經(jīng)受-30低溫試驗2h，試驗后開啟力矩最大值為50Nm，關(guān)閉力矩的最大值

51、為60Nm。耐高溫：限位器應(yīng)能經(jīng)受+80高溫試驗2h，試驗后開啟力矩最大值為50Nm，關(guān)閉力矩的最大值為60N.m。耐溫度變化性：限位器應(yīng)能經(jīng)受溫度變化試驗，試驗后開啟力矩最大值為50Nm，關(guān)閉力矩的最大值為70Nm。3.5.2 限位器類型和選擇在目前的汽車車門上主要存在兩類限位器結(jié)構(gòu)，一類是拉桿式限位器（圖3-24），這類限位器由于結(jié)構(gòu)簡單，成本低得到廣泛應(yīng)用，一般貨車上都使用此類。缺點是制造和裝配要求較高，裝配時不好，容易產(chǎn)生不正常的聲音；另外，齒輪的感覺也不是很清楚。另一種保持架和門鉸鏈集成（圖3-24），限位裝置主要用于其他框架不能滿足個人的限制安裝使用，限位器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易發(fā)生爆震問

52、題；高與此配置的鉸鏈的設(shè)計與制造，從而減少限制器。圖3-24 拉桿式限位器（左）和集成于鉸鏈的限位器結(jié)構(gòu)（右）考慮整車的定位級別和成本問題，本次設(shè)計采用最常用的拉桿式限位器。3.5.3 限位器的結(jié)構(gòu)作用桿式限制器的結(jié)構(gòu)比鉸鏈復(fù)雜，限制器的結(jié)構(gòu)如圖3-25所示。門限制器的作用是限制開門的程度。一方面，它可以限制門的最大開度，防止門開得太大，與車身或其他部件發(fā)生碰撞；另一方面，它可以使門保持開著，如車停在坡道上或刮一般風(fēng)時，門不會關(guān)上。限位器通?？梢詫④囬T限制在全開和半開兩個狀態(tài)13。圖3-25 限位器結(jié)構(gòu)圖3.5.4 限位器主臂的設(shè)計通過簡化，限制器的主臂可以被視為曲線，限制器盒可以被視為一個點

53、。首先，門被旋轉(zhuǎn)到最大開口位置，并且當(dāng)最大開口被打開時，該塊的位置被發(fā)現(xiàn)。步驟如下： （1）限幅箱視為直線，直線中心位置的主臂曲線交點有限 箱體沿軸心軌跡的鉸鏈（其中軌跡分為10步）。 （2）限制器的旋轉(zhuǎn)中心的中心是圓的中心。 （3）限位盒的中心點是垂直于限制器的直線，長度在臺階的兩個圓之間（2）。 （4）在步驟（3）中的直線從最外面的直線開始，并且限制裝置軸旋轉(zhuǎn)到下一直線上。 （5）通過類比得出極限臂曲線。圖3-26限位器主臂曲線從理論上講，限位器應(yīng)滿足每一個連續(xù)開角的極限要求，但考慮到難度和簡單的機(jī)構(gòu)指導(dǎo)，通常限制器被劃分成幾個檔位來控制門的開閉，本設(shè)計采用雙速限制器。其特征在于限位裝置的

54、主臂與限位盒中的滑塊的接觸面上設(shè)有凹槽。3.5.5 限位器軸線的確定限位器軸線的確定是限位器布置的核心工作，軸線的布置主要有兩方面的要求。一是空間要求：限位器旋轉(zhuǎn)軸線要與鉸鏈軸線平行。為了減小限位器的有效摩擦，提高其使用壽命，降低開發(fā)難度，一般有必要限制中心線的最小力臂。因此，應(yīng)該限制遠(yuǎn)離門鉸鏈中心線，一般60mm以上的距離，以增加限位臂15。二、對周邊部位的安全間隙要求：（1）工具安裝空間設(shè)置在限位盒的固定螺釘?shù)闹車?。限位箱與車門玻璃蓋面、玻璃導(dǎo)軌應(yīng)具有足夠的安全間隙； （2）在限位臂的運動過程中，應(yīng)該有足夠的安全間隙與玻璃蓋； （3）在限位器臂的運動過程中，內(nèi)板應(yīng)具有足夠的安全間隙； （4

55、）在限位器臂的運動過程中，與內(nèi)蒙古皮焊總成應(yīng)具有足夠的安全間隙； （5）限位臂與限位箱的夾角一般不超過8度；（6）應(yīng)考慮在鈑金工藝可行性限制器在內(nèi)蒙古門上安裝的皮膚。根據(jù)以上布置要求，通過CATIA軟件對車門限位器軸線進(jìn)行確定。由于限位器軸線和鉸鏈軸線平行，可以在垂直于鉸鏈軸線的平面上創(chuàng)建一個點作為限位器軸心，然后拉伸這個軸心的方法得到一條直線即為限位器軸線。在草圖里對所創(chuàng)建的點按照上述要求與鉸鏈軸心進(jìn)行約束，使限位器軸線有唯一確定的位置。然后再通過反復(fù)調(diào)整點的位置來得到合適的限位器軸線（見圖3-27）。圖3-27 確定限位器軸線圖3-28 限位器軸線通過上述布置過程得到限位器軸線與鉸鏈軸線的

56、位置關(guān)系：水平方向距離33.3mm，豎直方向距離60.4mm。3.5.6 限位器軸向方向位置確定圖3-29限位器軸線方向位置圖限位器在軸線方向的位置確定后，整個限位器的安裝位置就確定了。因此，在布置限位器軸線方向位置時不但要考慮布置軸線位置時的各種安全間隙問題，而且有以下兩點布置要求需要考慮：（1）在設(shè)備的軸位置的方向的限制應(yīng)盡可能在上部和下部鉸鏈的中間或由放置；（2）盡量在玻璃導(dǎo)軌最彎處，以保證限位臂與玻璃導(dǎo)軌有足夠的安全間隙。綜合考慮以上布置要求，對限位器的布置結(jié)果如圖3-29所示。限位器連接架下表面與車門下鉸鏈固定件上表面的距離為87.4mm。綜合以上布置結(jié)果，對限位器的裝配結(jié)果如圖3-30所示：圖3-30限位器裝配圖3.5.7 限位器運動仿真校核對于限位器的校核，主要是看在車門運動過程中限位臂是否與周邊零件發(fā)生干涉。在限位器運動過程中，有可能發(fā)生干涉的部位是限位臂和玻璃導(dǎo)軌。所以只需分析限位臂和玻璃導(dǎo)軌在車門運動過程中的間隙即可。限位臂與玻璃導(dǎo)軌之間的最小間隙在10mm以上通過運動仿真測出在車門運動過程中限位臂與玻璃導(dǎo)軌間距（見圖3-31）數(shù)據(jù)。在EXCEL中對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出圖3-32