畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-TJ740汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩鉸鏈機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、各專業(yè)完整優(yōu)秀畢業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙摘 要汽車發(fā)動(dòng)機(jī)鉸鏈機(jī)構(gòu)的功能是為了發(fā)動(dòng)機(jī)罩能正常地開啟,起支撐的作用,能使發(fā)動(dòng)機(jī)罩達(dá)到一個(gè)開啟角度,對鉸鏈機(jī)構(gòu)的要求，除了結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、制造成本低、開啟方便、支撐可靠，還必須保證發(fā)動(dòng)機(jī)罩有足夠的開度，并在開啟過程中不與車身其他部分干涉。在分析了固定部件和需要開啟的發(fā)動(dòng)機(jī)罩運(yùn)動(dòng)軌跡的基礎(chǔ)上，測繪了TJ740型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩六連桿鉸鏈機(jī)構(gòu)，對每個(gè)桿件的作用、運(yùn)動(dòng)軌跡、作用力進(jìn)行了詳細(xì)分析，建立了該六連桿鉸鏈機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模型和力學(xué)模型, 然后應(yīng)用優(yōu)化軟件MATLAB來進(jìn)行機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，建立了為了達(dá)到機(jī)構(gòu)尺寸最小的目標(biāo)函數(shù)，以機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程和力學(xué)方程為約束方程，確

2、定方程的設(shè)計(jì)變量、各個(gè)參數(shù)的取值范圍。編寫了機(jī)構(gòu)的MATLAB優(yōu)化軟件程序，優(yōu)化出設(shè)計(jì)變量，最終應(yīng)用尺寸參數(shù)優(yōu)化結(jié)果，設(shè)計(jì)了六連桿鉸鏈機(jī)構(gòu)。為了達(dá)到減輕整個(gè)機(jī)構(gòu)重量的目的，對每個(gè)桿件進(jìn)行受力分析，建立彎矩方程，確定最大截面，以保證達(dá)到所需求的強(qiáng)度要求。本次設(shè)計(jì)利用了UGCAD建立了發(fā)動(dòng)機(jī)罩六連桿鉸鏈機(jī)構(gòu)的三維數(shù)據(jù)模型，并將其繪制為二維圖紙。關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)鉸鏈機(jī)構(gòu)，Matlab, 優(yōu)化設(shè)計(jì)，強(qiáng)度The Optimization Design of Tj740 Automobiles Hinge Mechanism for Engine HoodsABSTRACTAutomobile Engine

3、 hinge of their functions is to the hood can be opened to normal, or play a supporting role, can achieve a hood opening angle of the hinge, in addition to simple structure, convenience, low cost of manufacture. Open convenient, reliable support, we must also ensure that there are sufficient hood ope

4、n, and the opening of the process and not to interfere in other parts of body.The analysis of the fixed components and the need to open the hood trajectory on the basis of Mapping the TJ740 automobile hood link hinge six bodies, each bar to the role trajectory, Force conducted a detailed analysis, t

5、he 6-link hinge model of the movement and mechanical models, then the MATLAB optimization software to optimize the design parameters agencies, In order to achieve the establishment of the body size of the smallest objective function to the equations of motion and mechanical equation of constraint eq

6、uations, determining equations, the design variables, parameters of the value range. Prepared the MATLAB software optimization procedures, and optimize the design variables, the final application size parameter optimization, Design of 6-link hinge agencies. To reduce the weight of the whole organiza

7、tion, the purpose of each bar were presented to establish moment equation, identify the largest section to reach the demand by the strength of demand. The design UGCAD use of a hood hinge six linkage of three-dimensional data model, its rendering of 2D drawings. Key words: hinge mechanism for engine

8、 hoods, optimization design, mat lab, strength checkTJ740型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩六連桿鉸鏈機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)陸 佳 森 0611031330 引言 現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩與車體的聯(lián)接和固定，多采用四連桿或六連桿型式的平衡鉸鏈機(jī)構(gòu)。TJ740型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩采用的六連桿平衡鉸鏈機(jī)構(gòu)。0.1 發(fā)動(dòng)機(jī)鉸鏈機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律圖如圖0.1,OABCDEF是發(fā)動(dòng)罩再閉合狀態(tài)時(shí)鉸鏈機(jī)構(gòu)所處的狀態(tài), 是機(jī)構(gòu)最大開啟角度時(shí)的位置。 對鉸鏈機(jī)構(gòu)的要求，除了結(jié)構(gòu)簡單、制造方便之外，還必須保證發(fā)動(dòng)機(jī)罩有足夠的開度，并在開啟過程中不與車身其他部分干涉。 為了使開閉輕便靈活，平衡彈簧的力，

9、在發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋關(guān)閉位置時(shí)應(yīng)接近于平衡發(fā)動(dòng)機(jī)罩重量所需要的力，而在開啟最大位置時(shí)，彈簧力應(yīng)略大于平衡發(fā)動(dòng)機(jī)罩或行李箱蓋重量所需要的力。目前我國對這類平衡鉸鏈的設(shè)計(jì)多采用同種結(jié)構(gòu)類比的方法，至多進(jìn)行一些圖解法比較好。這種設(shè)計(jì)方法的缺點(diǎn)是，精度低，作圖時(shí)間長，工作量大，不便于進(jìn)行多方案的優(yōu)化和比較，不可能精確地獲得鉸鏈的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和平衡彈簧滿足的特性。為此本文探討了一種借助電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行快速設(shè)計(jì)的方法。這種方法需建立起四連桿及六連桿平衡鉸鏈機(jī)構(gòu)的力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，將機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)作為模型系統(tǒng)的輸入，將要求得到的運(yùn)動(dòng)軌跡和平衡彈簧參數(shù)作為模型系統(tǒng)的輸出。當(dāng)給定一組結(jié)構(gòu)參數(shù)就會對應(yīng)確定一組設(shè)計(jì)參數(shù)，整個(gè)過程

10、可在計(jì)算機(jī)上快速完成。鉸鏈機(jī)構(gòu)用以懸掛發(fā)動(dòng)機(jī)罩并使其開關(guān)自如。從使用觀點(diǎn)應(yīng)滿足下列基本要求： 要保證蓋能又足夠開度，并在開啟過程中不與車身其他部分干涉。 開閉蓋輕便靈活，因此采用平衡彈簧（或其他彈性元件）；平衡彈簧的特性使蓋在關(guān)閉位置時(shí)彈簧力能狗平衡蓋的質(zhì)量，而在蓋開啟至最大位置時(shí)，彈簧力應(yīng)略大于平衡蓋的質(zhì)量所需要的力。有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證運(yùn)動(dòng)正確、可靠耐久。1 發(fā)動(dòng)機(jī)罩開啟機(jī)構(gòu)盡管每輛汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)罩開關(guān)的位置會有所區(qū)別，但是開啟的原理都是一樣的。在新款汽車?yán)?，發(fā)動(dòng)機(jī)罩開啟開關(guān)通常是在方向盤或者司機(jī)的座位下面（上面一般有一個(gè)敞開的發(fā)動(dòng)機(jī)罩標(biāo)志，或是“HOOD”標(biāo)記）。而在比較老式的汽車中

11、，發(fā)動(dòng)機(jī)罩的開啟開關(guān)一般是在散熱器的護(hù)柵或保險(xiǎn)杠的后面。如果找不到的話，最簡單的辦法就是翻看隨車贈送的汽車使用維護(hù)手冊，其中肯定會將發(fā)動(dòng)機(jī)罩開啟開關(guān)的位置標(biāo)出來，按照說明書嘗試著搬動(dòng)開關(guān)，就可以將鎖止機(jī)構(gòu)松開（這種手冊最好放在車?yán)锏墓潭ㄎ恢?，讓自己隨手可得，及時(shí)翻閱）。但如果您的手冊，現(xiàn)在已經(jīng)找不到了的話，那么，您就只好在進(jìn)行維修保養(yǎng)時(shí)看看維修人員是如何做的，他是拉動(dòng)車?yán)锏囊粋€(gè)手柄還是到車頭的散熱器護(hù)柵前打開發(fā)動(dòng)機(jī)罩。然后你就可以“依葫蘆畫瓢”，自己找到開啟開關(guān)的所在了。打開發(fā)動(dòng)機(jī)罩 ，找到了開關(guān)之后，您就可以上下或左右推拉這個(gè)裝置直到發(fā)動(dòng)機(jī)罩嘭的一聲打開。這時(shí)的打開并不是發(fā)動(dòng)機(jī)罩的完全打開，

12、發(fā)動(dòng)機(jī)罩還會被安全鎖鉤掛著，而這個(gè)掛鉤實(shí)際是為了防止您在駕駛汽車在行駛過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)罩意外打開而妨礙您的視線，造成不必要的事故，保護(hù)您的安全。對付這個(gè)安全掛鉤就需要您自己動(dòng)手撥動(dòng)散熱器護(hù)柵里的金屬拉桿，然后才能將發(fā)動(dòng)機(jī)罩向上完全推舉開了。安全措施 ，一旦發(fā)動(dòng)機(jī)罩被打開，它一般都可以自己支撐，但還是有必要用安全桿把它支起來。支桿可以將發(fā)動(dòng)機(jī)罩固定好，防止它突然掉下來將自己夾傷，避免那些不必要的傷害。1.1 鉸鏈的分類發(fā)動(dòng)機(jī)鉸鏈有明的和暗的兩類。一般舊式汽車上多用明鉸鏈，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，零件少，重量輕；其缺點(diǎn)是操縱笨重，鉸鏈外露，即不美觀也不利于減小空氣阻力，更主要的是當(dāng)蓋口是一空間曲線時(shí)，在開

13、啟過程中蓋與蓋口容易發(fā)生干涉，或摩擦密封條，所以現(xiàn)在很少使用。暗鉸鏈一般都帶有平衡蓋體重力矩彈性元件，故可稱平衡鉸鏈。平衡鉸鏈有繞固定軸旋轉(zhuǎn)的簡單鉸鏈和連桿式的兩種。對于簡單平衡鉸鏈，可通過恰當(dāng)選擇軸線位置及鉸鏈臂的形狀，以免蓋在開啟過程中與車身干涉，并保證一定的開度。由于結(jié)構(gòu)簡單故較多采用。但有些車身因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)布置或車身外行等原因，不宜采用這種簡單鉸鏈。 暗鉸鏈一般都帶有平衡蓋體重力矩的彈性元件,故可稱為平衡鉸鏈。平衡鉸鏈有繞固定軸旋轉(zhuǎn)的簡單鉸鏈和連桿式兩種。對于簡單的平衡鉸鏈，可通過恰當(dāng)選擇軸線位置及鉸鏈臂的形狀，以免蓋在開啟過程中與車身干涉，并保證一定的開度。由于結(jié)構(gòu)簡單，故較多采用，如B

14、enz600，CA-774“紅旗”轎車均用此類型鉸鏈。但有些車身因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)布置或車身外形等原因，不宜采用這種簡單鉸鏈。 連桿的介紹采用連桿式（四桿或六桿）鉸鏈機(jī)構(gòu)，開啟蓋時(shí)，其瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)中心是不斷變化的，可以通過改變機(jī)構(gòu)桿件尺寸來實(shí)現(xiàn)所要求的任何運(yùn)動(dòng)軌跡和開度，所以現(xiàn)在許多汽車采用連桿式平衡鉸鏈。連桿分類：1.2.1 雙重疊虎克鉸鏈連桿雙重疊虎克鉸鏈連桿是由兩個(gè)球型4連桿轉(zhuǎn)變而來。如圖(a)，兩個(gè)球形4連桿分別包含鉸5，6，1，0和鉸2，3，4，0，并且中心點(diǎn)不同，鉸6的軸線垂直于鉸1，6的軸線，鉸3的軸線垂直與2，4的軸線，鉸0的軸線也垂直于鉸1，2的軸線，用桿12代替0，并且在鉸5和4之間加入

15、稈45，就形成了這個(gè)6連桿，參數(shù)特性如下：(1.1)(1.2)(1.3)雙重疊虎克鉸鏈連桿廣泛應(yīng)用于傳輸機(jī)構(gòu)，如圖1.1(b)：圖 1.1雙重疊虎克鉸鏈連桿1.2.2 Bennett混合六桿連桿圖中是由Bennett發(fā)現(xiàn)的一種六連桿，鉸鏈1，2和3依次是連接構(gòu)件A，R，S和B，并且軸線交于點(diǎn)X；鉸4，5和6依次連接構(gòu)件B，U，T和A，并且軸線交于點(diǎn)Y；點(diǎn)X與Y不重合。構(gòu)件A和B可相對軸XY進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，標(biāo)記為鉸0，這個(gè)連桿也可以認(rèn)為包含兩個(gè)中心點(diǎn)不同的球形4桿連桿，一個(gè)包含構(gòu)件A，R，S，B和鉸1，2，3，0，另一個(gè)包含構(gòu)件B，U，T，A和鉸4，5，6，0，其中構(gòu)件A，B和鉸0由兩個(gè)球形4桿連

16、桿共用；移除多余鉸0就可以得到Bennett混合六桿連桿?？梢园l(fā)現(xiàn)，雙重虎克鉸鏈連桿是Bennett混合六桿連桿的一個(gè)特例。把點(diǎn)X和Y中的一個(gè)或兩個(gè)移動(dòng)到無窮遠(yuǎn)處，可以得到連桿的兩個(gè)更特殊的形式，前形成一個(gè)Bennett平行一球形混合六桿連桿，如圖1.2，后者就是Sarrus連桿。圖1.2 混合六桿連桿1.2.3 Bricard連桿Bricard分別于1897年和1927發(fā)現(xiàn)了六種不同的可動(dòng)六連桿，即為線對稱Bricard連桿、平面對稱Bricard連桿、三面體Bricard連桿、線對稱八面Bricard連桿、平面對稱八面體Bricard連桿和雙軸環(huán)八面體Bricard連桿，這六種可動(dòng)Bric

17、ard六桿連桿的幾何總結(jié)如下：線對稱情形(1.4)(1.5)(1.6)平面對稱情形(1.7)(1.8) (1.9)三面體情形 (1.10)(1.11)(1.12)線對稱八面體情形 (1.13)(1.14)平面對稱八面體情形 (1.15) (1.16)(1.17)雙軸還八面體情形 (1.18)(1.19)其中，三面體Bricard連桿和線對稱八面體Bricard連桿的模型如這里還要特別提出一種特殊的Bricard連桿，即Bricard連桿的四面體情況，這是連桿的一種特殊類型，即人們所說的四面體旋轉(zhuǎn)環(huán)（Kaleidocycle）。它是由幾個(gè)相同四面體連接成的空間環(huán)。1.2.4 Goldberg六桿

18、連桿同Goldberg五桿連桿相似，Goldberg六桿連桿也是由Goldberg連桿組合變化而成，根據(jù)組合變化方式的不同有四種形式，如圖1.3圖1.3Goldberg六桿連桿1.2.5 Altman連桿 Altman于1954年提出了一種六桿連桿，如圖，它實(shí)際上是Altman線對稱連桿的特殊形式，其幾何條件如下： (1.20)(1.21)(1.22)圖1.4 Altman連桿 其他幾種六桿連桿除了以上幾種過約束六桿連桿外，人們還提出集中空間過約束六桿連桿，如Waldron混合連桿，Axhatz連桿，Wohlhart六桿連桿，Wohlhart-Goldberg連桿和Bennett鉸鏈六桿連桿，

19、這里就不一一詳細(xì)描述了，需要說明的是，在這些六桿空間過約束連桿中Bennett四桿連桿和Bricard連桿是兩種基本連桿，其他幾種都可以由兩種基本連桿組合和變化得到。1.3 平面六桿機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)平面六桿機(jī)構(gòu)具有較多的設(shè)計(jì)參數(shù)，平面六桿機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)平面四桿機(jī)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)的函數(shù)關(guān)系 如大擺角、近似停歇、多位置折返等;平面六桿機(jī)構(gòu)具有更好的間歇性能和函數(shù)表現(xiàn)形式，這里分別闡述平面六桿機(jī)構(gòu)的分類和傳動(dòng)特點(diǎn)等理論基礎(chǔ)知識。 平面六桿機(jī)構(gòu)的分類平面六桿機(jī)構(gòu)的分類是建立在六桿轉(zhuǎn)動(dòng)副鏈的基礎(chǔ)之上。平面六桿機(jī)構(gòu)是由六個(gè)構(gòu)件和七個(gè)低副組成的。根據(jù)結(jié)構(gòu)分析理論，認(rèn)為它是由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)加上一個(gè)二桿構(gòu)成，根據(jù)二桿組連接到四副

20、鏈的相對或相鄰桿的兩種不同情況，可以形成兩種運(yùn)動(dòng)鏈。一種是具有相鄰的三副桿的六桿轉(zhuǎn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)鏈,稱為瓦特(watt)鏈，如圖1.5(a);另一種是具有相對的三副桿的六桿轉(zhuǎn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)鏈，稱為斯蒂芬森(Stephenson)鏈，如圖1.5(b)所示圖1.5 瓦特(watt)鏈和斯蒂芬森(Stephenson)鏈在這兩類運(yùn)動(dòng)鏈中，固定不同的構(gòu)件作為機(jī)架，可以得到三種不同形式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如圖1.6(a )、(b)所示的兩種三座機(jī)構(gòu)和(c)所示的雙座機(jī)構(gòu)。圖1.6 3種機(jī)構(gòu) 平面六桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特點(diǎn)在上述三類平面六桿機(jī)構(gòu)中，各自有不同的間歇性能。二座機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)函數(shù)和四桿機(jī)構(gòu)相比有很大不同，特別是其傳動(dòng)函數(shù)取決

21、于F點(diǎn)在機(jī)構(gòu)ABC的平面上的軌跡形狀，可用來實(shí)現(xiàn)具有停歇和中間歇停的傳動(dòng)函數(shù)及用來產(chǎn)生大擺角的擺動(dòng)。瓦特型三座機(jī)構(gòu)相當(dāng)于兩個(gè)四桿機(jī)構(gòu)的串聯(lián)形式，其連桿平面能夠占據(jù)的位置以及連桿曲線的形狀和四桿機(jī)構(gòu)并沒有本質(zhì)區(qū)別。但是這種機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)函數(shù)是兩個(gè)四桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)函數(shù)的復(fù)合，能實(shí)現(xiàn)某一階段勻速運(yùn)動(dòng)或大擺角的擺動(dòng)。斯蒂芬森型三座機(jī)構(gòu)相當(dāng)于四桿機(jī)構(gòu)和II級組在連桿和機(jī)架間的并聯(lián)形式，其傳動(dòng)函數(shù)取決于E點(diǎn)的連桿曲線的形狀和輸出連桿點(diǎn)F從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的方式，由于連桿曲線的復(fù)雜性，這種機(jī)構(gòu)型式可以實(shí)現(xiàn)各種不同的間歇函數(shù)。基于平面六桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的以上特點(diǎn)，對于給定的近似間歇運(yùn)動(dòng)，本文僅針對Stephenson- III型六

22、桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析與綜合，提出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和有效的優(yōu)化方法。1.4 平衡鉸鏈的彈性元件用于平衡鉸鏈的彈性元件有多種，如氣力元件，螺旋式壓力彈簧和拉力彈簧，平卷簧以及扭桿簧等。如Audi100，Dodge600等轎車采用氣動(dòng)桿，機(jī)構(gòu)工作可靠，性能柔和。它們由專業(yè)廠生產(chǎn)，可以選用。2 連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)罩開啟類型和特點(diǎn)2.1 四連桿機(jī)構(gòu)根據(jù)車身主圖板上或汽車總布置圖上發(fā)動(dòng)機(jī)罩與車身相配合部分的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀，便可確定鉸鏈機(jī)構(gòu)的橫向位置。一般希望二鉸鏈之間的距離（D為主體寬度），以使鉸鏈的受力情況比較合理，而且可以保證發(fā)動(dòng)機(jī)罩橫向確定圖是四連桿平衡鉸鏈機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖。為了方便，取X軸為車身水平方向，Y

23、軸取為整車的鉛垂方向，坐標(biāo)原點(diǎn)與鉸鏈機(jī)構(gòu)的固定鉸鏈點(diǎn)O重合。圖2.1 四連桿鉸鏈機(jī)構(gòu)模型簡圖發(fā)動(dòng)機(jī)罩與連桿剛性聯(lián)接，因此欲求發(fā)動(dòng)機(jī)罩的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，就要研究的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)罩尾部可能與車身前圍或風(fēng)擋玻璃干涉的某一點(diǎn)。這點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)分析對于鉸鏈機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)非常重要，因此必須進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干涉與否的校核。運(yùn)動(dòng)分析該發(fā)動(dòng)機(jī)罩的重心坐標(biāo)為，重量為，取發(fā)動(dòng)機(jī)罩的開啟角為自變量，則（2.1） （2.2）式中 （2.3）(2.4） (2.5） （2.6） (2.7） （2.8） 平衡特性分析設(shè)是為了平衡發(fā)動(dòng)機(jī)罩重量而施加與桿上的平衡彈簧的彈性力矩，則（2.9）如果選用圓柱螺旋拉伸彈簧，通常將彈簧的兩端分別裝于和兩點(diǎn)，

24、平衡發(fā)動(dòng)機(jī)罩重量所需要的彈簧為：（2.10）式中 2.2 六連桿機(jī)構(gòu)2.2.1運(yùn)動(dòng)分析如圖3所示，六連桿鉸鏈機(jī)構(gòu)由兩個(gè)封閉的矢量多邊形和構(gòu)成（O為坐標(biāo)），由位置矢量多邊形可得位置矢量方程組： （2.11）其投影形式經(jīng)整理為： （2.12）圖2.2 四連桿鉸鏈機(jī)構(gòu)模型簡圖式（2.12）是未知運(yùn)動(dòng)參量、及的非線性方程組，可采用Newton-Raphson選代法求其數(shù)值解。為此將式（2.2）的備方程展成Taylor級數(shù)，并略去高價(jià)項(xiàng)而寫成矩陣形式： （2.13）式中 方程（2.13）也可以簡寫成（2.14）若將六連桿平衡鉸鏈的運(yùn)動(dòng)初始值代入式（2.13），則式（2.13）為未知參量修正量的線性方程組

25、，將方程（2.14）的系數(shù)矩陣求逆后，可獲得連桿機(jī)構(gòu)位置角的修正量，即（2.15）取發(fā)動(dòng)機(jī)罩的開啟角度為自變量，求解的迭帶過程，即不斷地令新逼近值，代入（2.15）的和中求，直到，此時(shí)認(rèn)為迭代收斂，運(yùn)算終止。其中的上標(biāo)為迭代次數(shù)，為允許誤差。迭代過程收斂以后，即以最后依次的值作為的解，角位置值即定。由式（2.3）到（2.8）計(jì)算鉸鏈點(diǎn)O、A、B、C的精確位置，鉸鏈點(diǎn)D、E、F發(fā)動(dòng)機(jī)罩重心位置及發(fā)動(dòng)機(jī)罩尾部可能發(fā)生干涉的點(diǎn)等由下式表示： （2.16） （2.17）（2.18）（2.19）平衡特性分析發(fā)動(dòng)機(jī)罩在開啟過程中作平面運(yùn)動(dòng)，瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心隨連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)而變化。為了平衡發(fā)動(dòng)機(jī)罩的重量，需在連

26、桿上施加彈性力矩，分別將和對瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心取矩，經(jīng)推導(dǎo)得：（2.20） 式中如果使用拉伸談行且兩端固定于O、D兩點(diǎn)，則彈簧拉力應(yīng)滿足： （2.21）式中六連桿的受力分析先將六連桿看成2個(gè)四連桿,然后分別對2個(gè)4連桿做受力分析。首先對桿AD做受力分析，桿AD是相連上下2個(gè)4連桿的一條關(guān)鍵的桿子,對于整個(gè)系統(tǒng)來說,當(dāng)沒外力也就是發(fā)動(dòng)機(jī)罩的重力和平衡彈簧的拉力的時(shí)候,整個(gè)機(jī)構(gòu)應(yīng)該是平衡的,所以,當(dāng)機(jī)構(gòu)承受以上2個(gè)力以后,在某一位置時(shí)也應(yīng)該能保持平衡,這也是本機(jī)構(gòu)索要設(shè)計(jì)的目的。所以，當(dāng)整個(gè)機(jī)構(gòu)在承受2個(gè)力的作用后，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，對于桿AD來說，此時(shí)桿受到的力也就這2個(gè)力和支點(diǎn)所產(chǎn)生的支持力。如圖2.

27、3，此時(shí)AD桿對A點(diǎn)取矩進(jìn)行計(jì)算。 機(jī)構(gòu)的整體受力分析此時(shí)AD桿對A點(diǎn)取矩進(jìn)行計(jì)算。圖2.4 AD桿的受力分析 (2.22)(2.23)建立力矩平衡方程：(2.24) (2.25)3 優(yōu)化設(shè)計(jì)3.1 機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的定義所謂機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)就是根據(jù)機(jī)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)的理論，采用數(shù)學(xué)上的最優(yōu)化方法，借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，使所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)最優(yōu)的滿足預(yù)定的各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求，從而得到最優(yōu)的設(shè)計(jì)反感。在利用最優(yōu)化方法進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要建立一個(gè)包括各設(shè)計(jì)變量（如各勾踐的尺寸參數(shù)和位置參數(shù)等）的目標(biāo)函數(shù)（如以連桿上一點(diǎn)M軌跡誤差最小作為設(shè)計(jì)目標(biāo)），然后在所給約束條件（如存在曲柄、傳動(dòng)角在許可范圍內(nèi)、結(jié)構(gòu)尺寸合理等）的

28、范圍內(nèi)，運(yùn)用合理的優(yōu)化方法，通過循環(huán)反復(fù)的大量計(jì)算和評比，對各設(shè)計(jì)變量進(jìn)行優(yōu)選，以求得目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解。3.2 機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的一般步驟 （1）建立機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。解決機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的關(guān)鍵時(shí)建立正確的數(shù)學(xué)模型，為此，要正確的選擇設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件，同時(shí)要求建立的數(shù)學(xué)模型榮譽(yù)處理和求解。（2）選擇合適的優(yōu)化方法和計(jì)算程序。選擇何種優(yōu)化方法和計(jì)算程序的主要依據(jù)是數(shù)學(xué)模型的特征。如何優(yōu)化問題位數(shù)的多少；目標(biāo)函數(shù)的連續(xù)性及其一階、二階偏導(dǎo)數(shù)是否存在和是否易于求得；有無約束，約束條件是不等式約束還是等式約束，或者兩者兼有。如具有等式約束，顯然不能直接用復(fù)合形法和內(nèi)罰函數(shù)法。（3）編

29、寫主程序和函數(shù)子程序，上機(jī)調(diào)試和運(yùn)行，求得優(yōu)化最優(yōu)解。優(yōu)化設(shè)計(jì)一般應(yīng)盡量選用現(xiàn)有的優(yōu)化程序，設(shè)計(jì)者只需要按規(guī)定格式編寫目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)子程序，這對優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用與推廣無疑是十分有利的。（4）優(yōu)化結(jié)果的分析與評判。分析與評判優(yōu)化結(jié)果的目的在于考證優(yōu)化結(jié)果的正確性與實(shí)用性。盡管優(yōu)化方法本身是一種科學(xué)的方法，但由于機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的復(fù)雜性和某些算法自身的局限性，以及優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的失真性，都有可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)結(jié)果與實(shí)際情況不相符，甚至得出謬誤的結(jié)果。這時(shí)，就要對設(shè)計(jì)問題重新進(jìn)行分析，建立與實(shí)際問題更為逼近的數(shù)學(xué)模型，直至獲得設(shè)計(jì)要求的最優(yōu)解為止。3.3 數(shù)學(xué)模型的建立設(shè)計(jì)變量設(shè)計(jì)變量是指在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行

30、調(diào)整和優(yōu)化的獨(dú)立參數(shù)。設(shè)計(jì)變量有連續(xù)變量和離散變量兩種，大多數(shù)機(jī)械優(yōu)化問題中設(shè)計(jì)變量都是連續(xù)變量，可用常規(guī)的優(yōu)化方法進(jìn)行求解；若變量只能取跳躍式的值才有意義，則稱為離散變量，對于離散變量的優(yōu)化問題既可以用離散優(yōu)化方法求解，也可先將其視為連續(xù)變量，用常規(guī)的優(yōu)化方法求得優(yōu)化結(jié)果后，再進(jìn)行圓整或標(biāo)準(zhǔn)化處理，以求得一個(gè)合理的最優(yōu)解。設(shè)計(jì)變量的個(gè)數(shù)稱為優(yōu)化問題的維數(shù)，如有N個(gè)設(shè)計(jì)變量，則成為N維優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。設(shè)計(jì)空間的維數(shù)又表征設(shè)計(jì)的自由度，設(shè)計(jì)變量越多，則設(shè)計(jì)自由度越大，可供選擇的方案越多，容易得到比較理想的設(shè)計(jì)方案。但隨之而來的問題是，使設(shè)計(jì)問題復(fù)雜化，優(yōu)化設(shè)計(jì)更困難。因此，在滿足設(shè)計(jì)基本要求的前提

31、下，應(yīng)盡量減少設(shè)計(jì)變量的數(shù)目，盡可能按照成熟的經(jīng)驗(yàn)將一些參數(shù)定為設(shè)計(jì)常量，只選擇那些對目標(biāo)函數(shù)影響較大的設(shè)計(jì)參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，以使優(yōu)化設(shè)計(jì)容易進(jìn)行。各個(gè)設(shè)計(jì)變量矩陣表示為：(3.1)目標(biāo)函數(shù) 目標(biāo)函數(shù)又稱為評價(jià)函數(shù)，是用來評價(jià)設(shè)計(jì)方案優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。目標(biāo)函數(shù)有單目標(biāo)函數(shù)和多目標(biāo)函數(shù)。目標(biāo)函數(shù)越多，對設(shè)計(jì)的評價(jià)越周全，設(shè)計(jì)的綜合效果越好，但對問題的求解也越復(fù)雜。多目標(biāo)函數(shù)的形式為： (3.2)其中為分目標(biāo)函數(shù)；為加權(quán)因子，且約束條件對設(shè)計(jì)變量的取值加以某些限制的條件為約束條件。按照設(shè)計(jì)越松大形式不同，約束有不等式約束和等式約束兩類，一般表達(dá)為：(3.2)式中，和是設(shè)計(jì)變量的函數(shù)：m為不等式約束的數(shù)目：

32、p為等式約束的速滑目，而且等式約束的個(gè)數(shù)p必須小于設(shè)計(jì)變量的個(gè)數(shù)n。因?yàn)橐粋€(gè)等式約束可以消去一個(gè)設(shè)計(jì)變量，當(dāng)p=n時(shí)，既可由p個(gè)方程組解得唯一的一組設(shè)計(jì)變量。這樣只有唯一確定的方案，無優(yōu)化而言。按照設(shè)計(jì)約束的性質(zhì)不同，約束有性能約束和邊界約束兩類，性能約束是根據(jù)設(shè)計(jì)性能或指標(biāo)要求而定的一種約束條件；邊界約束則是對設(shè)計(jì)變量取值范圍的限制。帶有設(shè)計(jì)約束條件的優(yōu)化問題成為約束優(yōu)化問題，反之則成為無約束優(yōu)化問題。在機(jī)械設(shè)計(jì)中絕大多數(shù)屬于約束優(yōu)化問題。優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的一般形式由設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件三要素所組成的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型可表述為：在滿足約束條件下，尋求一組設(shè)計(jì)變量值，使得目標(biāo)函數(shù)大刀

33、最優(yōu)值。為了適應(yīng)計(jì)算機(jī)程序解題，一般將優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型表示為如下標(biāo)準(zhǔn)形式：s.t. (3.3)模型中“subject to”的縮寫，表示“滿足于”；表示使目標(biāo)函數(shù)極小化，若求的極大化，則應(yīng)寫成; 表示n維設(shè)計(jì)變量屬于n維實(shí)歐氏空間。 對于于是優(yōu)化問題，若目標(biāo)函數(shù)和所有約束函數(shù)、都是設(shè)計(jì)變量的線性函數(shù)時(shí)，成為線性規(guī)劃問題，否則稱為非線性規(guī)劃問題。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中，絕大多數(shù)都屬于約束非線性規(guī)劃為體。 3.5 工作裝置常用優(yōu)化算法 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可以分為求解無約束優(yōu)化問題與解約束優(yōu)化問題的兩類。求解無約束優(yōu)化問題的解法有一維搜索法、坐標(biāo)輪換法。Powell法，牛頓法和變尺度法；約束優(yōu)化設(shè)計(jì)方法根據(jù)求解

34、方式的不同可分為直接解法和間接解法兩類。直接解法是在滿足不等式約束的可行設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)直接秋初問題的約束最優(yōu)化解和。隨機(jī)試驗(yàn)法比較簡單，對于多維問題其計(jì)算量比較大；可行方向法程序比較復(fù)雜，一般用于大型優(yōu)化設(shè)計(jì)問題；至于剃度投影發(fā)由于它對約束函數(shù)有一定要求，所以比較少用。隨機(jī)方向搜索法和復(fù)合形法在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)用最為廣泛。直接解法的特點(diǎn)是原理比較簡單，方法比較適用，整個(gè)求解過程在可行域內(nèi)進(jìn)行，因而所得的任一設(shè)計(jì)方案都是可行的，通常用于求解只含有不等式約束的優(yōu)化問題。間接解法是將約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為一系列無約束優(yōu)化問題求解的一種方法，由于這類方法可以選用有效的無約束方法，且易于處理同時(shí)魚油不等式約束和

35、等式約束的問題，因而在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中也得到了廣泛應(yīng)用，其中最優(yōu)代表性的是懲罰函數(shù)法。間接求解算法適合于求解具有不等式約束條件和等式約束條件的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。3.6 MATLAB的優(yōu)化 本文的優(yōu)化是利用MATLAB的Fmincon函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化：令根據(jù)已知條件建立未知數(shù)的取值范圍：根據(jù)式子建立約束方程： (3.4)然后在M文件編輯器創(chuàng)建目標(biāo)函數(shù)timin如:function y = timin(x)y=(14.11+x(1) x(2) 75+x(3) 75x(4)/(x(5)接著在命令窗口輸入如下程序： x0=8.4;0.5;10;0.34;8.4; Aeq=0.366 20 0.342 27.97

36、 0.2770;beq=74.4; lb=8.4,0.5,10,0.34,8.4;ub=20;0.82;30;0.98;19.3; options=optimset(largescale,off); x,fval,exitflag,output=fmincon(timin,x0,Aeq,beq,lb,ub,options)Optimization terminated: no feasible solution found. Magnitude of search direction less than 2*options.TolX but constraints are not satisf

37、ied.優(yōu)化結(jié)果為:x = 0.1365 24.64fval =exitflag = -2output = iterations: 2 funcCount: 18 stepsize: 1 algorithm: medium-scale: SQP, Quasi-Newton, line-search cgiterations: message: 1x143 char由此得出桿由式： 圖3.1 普通4桿的分析=70，=50；=150，=45；=75，=60，d=20推得幾個(gè)桿子的長度為:對于上面的一個(gè)4連桿，使各個(gè)桿子在x軸和y軸投影如圖， 圖 本機(jī)構(gòu)的4桿分析求得桿子的長度為：3.7 平衡彈簧的

38、選擇 可以說彈簧在發(fā)動(dòng)機(jī)罩鉸鏈開啟機(jī)構(gòu)里所起的作用非常關(guān)鍵,一旦彈簧失效,則整個(gè)機(jī)構(gòu)都完全失效。因此以下特地分析發(fā)動(dòng)機(jī)罩開啟機(jī)構(gòu)的拉簧的受力狀況。拉簧屬于圓柱螺旋彈簧，圓柱螺旋彈簧按所受載荷的情況分為三類：類受循環(huán)載荷作用次數(shù)在1106次以上的彈簧；類受 循環(huán)載荷作用次數(shù)在11031106次范圍內(nèi)及受沖擊載荷的彈簧；類受靜載荷及受循環(huán)載荷作用次數(shù)在1103以下的彈簧。由于發(fā)動(dòng)機(jī)罩主要的用途是保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，除非是在維修過程中，一般很少打開發(fā)動(dòng)機(jī)蓋，并且轎車的使用壽命一般是10年左右，大致可判斷發(fā)動(dòng)機(jī)召開啟機(jī)構(gòu)中的彈簧應(yīng)屬于類。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)罩的工作原理，可以發(fā)現(xiàn)對扭簧強(qiáng)度和韌性的要求很高，并且扭簧材料

39、的直徑只有3mm，因此查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊7表4確定扭簧的材料為閥門用油淬火回火碳素彈簧鋼絲。由布置中的基本參數(shù)：彈簧中徑D5mm，材料直徑d，圈數(shù)n23，彈簧初始長度100mm，彈簧安裝時(shí)長度200mm，彈簧伸長至最大位置時(shí)長度450mm。計(jì)算出彈簧剛度 N/mm、初拉力、試驗(yàn)載荷208N、130N、160N、20%65N、80%。由于20%80%，所以彈簧所受的載荷也處于安全工作載荷之內(nèi)。4 強(qiáng)度校核圖4.1 機(jī)構(gòu)的整體分析對于EF桿,已知E點(diǎn)的受力,求出D點(diǎn)的力如圖4.1圖4.2 單個(gè)桿的受力分析由上圖的受力分析,得出,再對桿AD進(jìn)行受力分析,圖4.3 桿AB的受力分析如圖由于A點(diǎn)是固定點(diǎn),所

40、以A,B點(diǎn)的力對A點(diǎn)取矩,得出力的平衡方程:由上面幾個(gè)式子得出再對桿BF進(jìn)行受力分析,如圖圖4.4 桿BF的受力分析對桿做力的平衡分析得方程:因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)算出所以由此得OC桿受到的力為,方向?yàn)槌疧點(diǎn)方向。由圖可以看出OC桿受到的正應(yīng)力為最大，所以要對OC桿做應(yīng)力分析。圖4.5 應(yīng)力分析做應(yīng)力分析圖,如圖,可以看出在桿的端點(diǎn)處所受應(yīng)力最大查表得，得即可滿足強(qiáng)度要求，令。4.2 對螺釘?shù)男：寺葆斔：说氖羌羟辛?。由圖可知，C點(diǎn)的螺釘?shù)墓潭ǔ惺艿牧樽畲螅砸獙υ擖c(diǎn)進(jìn)行校核。對圓截面的切應(yīng)力進(jìn)行校核的公式為：由于螺釘所用的是M10，所以查得許用應(yīng)力為34Mpa。M10的橫截面積為所以合理5 機(jī)構(gòu)

41、零部件的設(shè)計(jì)與安裝 在完成對各個(gè)桿子的理論上的設(shè)計(jì)之后，就要運(yùn)用設(shè)計(jì)軟件UG進(jìn)行畫圖設(shè)計(jì)了。 連桿1圖5.1的桿子是和發(fā)動(dòng)機(jī)罩相連的,起和發(fā)動(dòng)機(jī)罩連接的作用的。圖5.2 連桿2圖是固定在車體上,用來連接連桿機(jī)構(gòu)和車體的。 連桿3圖 連桿4 連桿5 連桿6圖5.3,5.4,5.5,5.6是連桿機(jī)構(gòu)內(nèi)部連接桿件。 平衡彈簧圖5.7是平很彈簧,是為了使機(jī)構(gòu)能在特定位置能在無外力的情況下,保持機(jī)構(gòu)平衡,并使發(fā)動(dòng)機(jī)罩處于開啟狀態(tài). 螺母 墊片圖 螺栓圖5.8,5.9,5.10使用于連接各個(gè)桿件的螺母, 墊片和螺栓。圖 裝配圖 圖5.11就是各個(gè)桿件經(jīng)過連接零件連接后的機(jī)構(gòu)模型圖。 整個(gè)機(jī)構(gòu)是靠螺栓,螺母

42、連接的,該機(jī)構(gòu)在安裝完后,應(yīng)該是能正常的運(yùn)動(dòng),并且由于存在彈簧的約束力,開始是應(yīng)該在一定的開啟位置,由于發(fā)動(dòng)機(jī)罩在一般情況下是閉合狀態(tài)下的,所以在當(dāng)汽車正常運(yùn)行的情況下,發(fā)動(dòng)機(jī)罩是有發(fā)動(dòng)機(jī)罩鎖鎖住的,這個(gè)時(shí)候的機(jī)構(gòu)處于0度的開啟角度,這個(gè)時(shí)候的平衡彈簧受到最大的彈簧拉伸力,并且隨著發(fā)動(dòng)機(jī)罩鎖開啟,發(fā)動(dòng)機(jī)罩將慢慢開啟,彈簧的拉伸力也慢慢的減小,當(dāng)彈簧的拉伸力和發(fā)動(dòng)機(jī)罩的重力相等的時(shí)候,發(fā)動(dòng)機(jī)罩處于最大開啟角度,這個(gè)時(shí)候彈簧的拉伸力是最小的,如果要合起發(fā)動(dòng)機(jī)罩是要通過外力,也就是人為將他關(guān)閉。6 總結(jié) 在經(jīng)過了1學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì),對本課題- TJ740汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩鉸鏈機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),進(jìn)行了一開始從運(yùn)

43、動(dòng)狀態(tài)的分析,確定各個(gè)桿在機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)軌跡,運(yùn)動(dòng)方向,到對各個(gè)桿進(jìn)行受力分析,確定哪些桿對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)起主要作用,在確立了受力和扭矩方程,運(yùn)用優(yōu)化程序求在受力允許的條件下最小機(jī)構(gòu),并對受力較大的桿進(jìn)行強(qiáng)度校核，畫彎矩圖。最終運(yùn)用畫圖軟件進(jìn)行出圖，繪制成二維模型。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)鉸鏈機(jī)構(gòu)的功能是為了發(fā)動(dòng)機(jī)罩能正常地開啟,起支撐的作用,能使發(fā)動(dòng)機(jī)罩達(dá)到一個(gè)開啟角度,對鉸鏈機(jī)構(gòu)的要求，除了結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、制造成本低、開啟方便、支撐可靠，還必須保證發(fā)動(dòng)機(jī)罩有足夠的開度，并在開啟過程中不與車身其他部分干涉。 本次設(shè)計(jì)旨在對連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使連桿能在起到應(yīng)有作用的前提下，花費(fèi)最小成本，占用最小體積，達(dá)

44、到最終優(yōu)化的目的。參考文獻(xiàn)1 M 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1992:212.2132 J.汽車技術(shù).1995, (8):2.9-223 M.中國計(jì)算 機(jī)報(bào)，1994,11(11):22.-224 王宏雁.輕質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)罩設(shè)計(jì)研究同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）J2006年08-15 5 柳家春.汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)M 北京:機(jī)械工業(yè)出版社6 M.中國機(jī)械工 程. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社1996,7(6):23257 J.哈爾濱工業(yè)大 學(xué)博士論文，1999:4953-228 械T-程M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社1995,6(5):22.249 周濟(jì). M.1998,(6):1922 計(jì)算與制造 北京:機(jī)械工業(yè)

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46、年第三屆機(jī)械設(shè)計(jì)與傳動(dòng)學(xué)術(shù)會 t _blank 湖南省機(jī)械工程學(xué)會召開年第三屆機(jī)械設(shè)計(jì)與傳動(dòng)學(xué)術(shù)會J HYPERLINK :/ckrd156 t _blank 1991,(02)-15. 15M.吉林科學(xué)技術(shù)出版社，1992:8-1216 蘭鳳崇, 王冬梅. HYPERLINK :/ckrd156 o 發(fā)動(dòng)機(jī)罩平衡鉸鏈機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) t _blank 發(fā)動(dòng)機(jī)罩平衡鉸鏈機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)J. HYPERLINK :/ckrd156 t _blank 汽車技術(shù) HYPERLINK :/ckrd156 t _blank 1991,(02)-1517 祝國旺.基于特征的產(chǎn)品建模研究J. 華中理

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48、學(xué)態(tài)度，敏銳的科學(xué)思想將使影響作者一生。在此謹(jǐn)向幾年來教導(dǎo)、培養(yǎng)我的導(dǎo)師致以由衷的敬意和誠摯的感謝。在論文工作中，各位同學(xué)們?yōu)槲姨峁┝嗽S多寶貴的意見和幫助，師門情誼將使我終生難忘。三年多來，同學(xué)間真誠的友誼為我完成學(xué)業(yè)提供了很大的幫助，他們的觀點(diǎn)、見解和思想火花開闊了作者的思路。在此特致以衷心感謝和祝福。最后，謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給所有關(guān)心、幫助過我的人。譯 文發(fā)動(dòng)機(jī)罩開啟機(jī)制發(fā)明的背景這發(fā)明與為了要提供選擇的換氣給引擎室和一光滑的表面，提供粒子減壓裝置給擋風(fēng)玻璃 , 在車輛的引擎室引擎蓋被展開的一個(gè)可升起的 引擎蓋板有關(guān), 連同提供輕的變速箱進(jìn)入引擎室。 在一輛汽車上，比如一個(gè)前置引擎汽車或汽車挖土機(jī)

49、中，引擎室在擋風(fēng)玻璃之前被放置和被升起并且降低一個(gè)引擎蓋存取。 當(dāng)引擎蓋被關(guān)閉，而且引擎正在運(yùn)做的時(shí)候，密封的引擎室容易在引擎室中困住引擎的熱量。 同時(shí)，引擎蓋的上表面典型地是一個(gè)一般平的，有光澤的，和水平的表面對擋風(fēng)玻璃。 這一個(gè)表面能經(jīng)過擋風(fēng)玻璃反映日光進(jìn)入車輛操作員的眼睛而且對于夾雜在空氣中通過引擎蓋和擋風(fēng)玻璃的故障和小石塊不產(chǎn)生什么影響。 車輛引擎蓋也避免太陽輻射的穿透進(jìn)入引擎室和沒有升起引擎蓋避免對引擎的組件的觀察。 一個(gè)裝置的數(shù)目已經(jīng)被發(fā)展提供引擎室的換氣。 這些包括在頂部或引擎蓋的邊, 裝有百葉窗板的引擎蓋通氣口和類似處。 在另外的一個(gè)裝置中, 雨刷的儀表板選擇性地是能開的為了在

50、擋風(fēng)玻璃的底座保持引擎室的通風(fēng)。 除此之外罩上通氣口, 許多車輛含引擎蓋風(fēng)斗, 這正在向前方面對拉空氣進(jìn)入一個(gè)引擎室的風(fēng)斗。 現(xiàn)在發(fā)明的事物是用來產(chǎn)生一個(gè)來自引擎室的空氣表面材料和通氣口加熱的一個(gè)可升起的引擎室，為選擇換氣提供一個(gè)可升起的引擎蓋板機(jī)構(gòu)。 現(xiàn)在發(fā)明的另一個(gè)東西是提供一個(gè)可升起的引擎蓋板,來使亮光，小石塊遠(yuǎn)離車輛的擋風(fēng)玻璃。 然而，另外個(gè)相反的發(fā)明是提供一個(gè)可升起的引擎蓋板將光和太陽輻射傳輸進(jìn)引擎室的內(nèi)部，用來作為1個(gè)和電力有關(guān)太陽的收集器。發(fā)明的摘要在符合現(xiàn)在的發(fā)明的前提下，一個(gè)可升起的引擎蓋板機(jī)構(gòu)包含在一個(gè)車輛引擎蓋的開口。每個(gè)板的前面的邊緣裝一個(gè)鉸鏈, 板安置在引擎蓋的平面上

51、而且使引擎蓋密封, 到一個(gè)較高的位置, 板在通風(fēng)引擎室的后面的邊緣是可升起的 。 在此之下,在分開的引擎蓋開口把板裝在引擎蓋的上面的表面的每個(gè)橫邊上,一個(gè)液體驅(qū)動(dòng)的車輛的內(nèi)部 , 或一個(gè)電力有關(guān)傳動(dòng)系統(tǒng)作為可升起的的每個(gè)板。 板如愿的被光穿透，就如一縷輕煙或者透明的玻璃一樣穿透。 一個(gè)不用電的或和電力有關(guān)太陽的能收集器能被在板之下或者在寒冷的天氣下，為引擎室加熱或?yàn)殡姵爻潆姟?裝置能包含一個(gè)自動(dòng)的關(guān)閉裝置，可以關(guān)引擎蓋并且鎖住每當(dāng)引擎被停止或被調(diào)成周期運(yùn)轉(zhuǎn)。 關(guān)于對現(xiàn)在發(fā)明具體化的描述，現(xiàn)在發(fā)明的這些和其他特征在下面被詳細(xì)地顯示而且描述。 作摘要抽制的描述圖 1 是展開了在一個(gè)汽車引擎蓋中的一

52、個(gè)表明現(xiàn)在發(fā)明的一部分的遠(yuǎn)景視圖。 圖 2 是沿著圖 1 的第 2 行-2 被持有的一個(gè)剖視圖。 圖 3 是沿著圖 1 的第 3 行-3 連帶的開著通氣口的一個(gè)剖視圖。 圖 4 是一個(gè)概要的視圖，為了降低來自車輛的內(nèi)部的引擎蓋板表現(xiàn)一個(gè)高壓線機(jī)構(gòu)。 圖 5 是一個(gè)概要的視圖表現(xiàn)被空氣的或水力駕駛，用來關(guān)閉機(jī)構(gòu)的一個(gè)引擎蓋板系統(tǒng)。 圖 6 是一個(gè)概要的視圖表現(xiàn)被操作的一個(gè)可升起的引擎蓋板系統(tǒng)與電力有關(guān)，逐漸地升起而且降低引擎蓋板的液體驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。 圖 7 是借著一個(gè)電力有關(guān)電磁線圈的一個(gè)引擎蓋板系統(tǒng)并且用來關(guān)閉的一個(gè)概要的視圖。 圖 8 是一個(gè)概要的視圖，表現(xiàn)在傳輸現(xiàn)在發(fā)明的板的光與太陽頂燃室的

53、結(jié)合。 圖 9 揭露引擎蓋板自動(dòng)地開關(guān)，對一個(gè)被預(yù)定的相同高度或者在其他的狀態(tài)下，引擎室的溫度何時(shí)指示應(yīng)該被關(guān)閉的自動(dòng)引擎蓋板機(jī)構(gòu)的一個(gè)概要視圖。 圖 10 是現(xiàn)在發(fā)明的引擎蓋板鉸鏈機(jī)構(gòu)的一個(gè)剖視圖。優(yōu)先具體化的詳細(xì)描述提及軸制,對于現(xiàn)在的發(fā)明，關(guān)于在一個(gè)引擎蓋 16 附上的一個(gè)引擎室 14 中有一個(gè)前線展開的引擎 12 的一個(gè)傳統(tǒng)的汽車 10 將會被描述的可仿效的目的,這在駕駛的擋風(fēng)玻璃 17 之前被放置。 汽車的引擎蓋的發(fā)明裝置是為說明目的，但是現(xiàn)在的發(fā)明可能在像一個(gè)臺車這樣的任何其他類型的車輛,相似的建造被采用被采用。 當(dāng)在圖 1 顯示，一個(gè)可升起的引擎蓋板系統(tǒng) 18 在汽車的引擎蓋上被

54、展開?？缮鸬囊嫔w板 18 包含一對分開的引擎蓋板機(jī)構(gòu) 20, 每個(gè)在引擎蓋通氣口的對邊分開的邊緣 22 裝了橫向地分別地作一定間隔的排列。 引擎蓋開口被放在一個(gè)通常集中的位置，在引擎蓋表面上, 在前引擎蓋的后面邊緣放置和向內(nèi)的引擎蓋的邊和向后方地從被彎曲的引擎蓋的前面根面。 在如此的一個(gè)位置中，引擎蓋是典型通常水平的，而且引擎蓋的通常放平部分是對現(xiàn)在發(fā)明應(yīng)和。 從功能上說，和擎蓋板的數(shù)目的改變和安置有關(guān)。 因?yàn)槔硐氲耐獗?，是以?dāng)今的引擎蓋板和相對應(yīng)的功能為目的的。 二個(gè)板目前被采用于發(fā)明, 和這些板是反映彼此的象或者可能是相同的。 為了方便，一個(gè)板將會詳細(xì)地被描述。 可升起的引擎蓋板機(jī)構(gòu)

55、20 包含輕質(zhì)的材料, 像是玻璃或塑料性物質(zhì)樹脂被造形的一個(gè)平的板 24 。 如愿的，板可以用透明的玻璃來造形，而且這可能甚至為輕裝地偏斜光線而且改良美學(xué)的外表有一個(gè)被反映的表面。 當(dāng)做在圖 2處來顯示時(shí), 在包圍板的一個(gè)車架 26 中鍍金 24個(gè)精加工。 構(gòu)成 26 有一個(gè)較低的構(gòu)件 28 和在引擎蓋的第一次的 22 的周圍邊緣 34 的反對邊上一起被螺旋 32 扭緊的一個(gè)上面的構(gòu)件 30。 如愿的，引擎蓋開始通常矩形, 藉由面對車輛的前方方向的至少一個(gè)通常橫的前緣。板 24 被附上藉由一對鉸鏈 36 在一個(gè)前方優(yōu)勢構(gòu)成 26 的玻璃.當(dāng)做在圖 10 中詳細(xì)地顯示，鉸鏈可能被彎曲在車架中適合

56、不動(dòng)的插銷 40 而且準(zhǔn)許要使旋轉(zhuǎn)有關(guān)插銷 40 的石板的金屬制的板 38 。 板 38 可能被拴緊到在玻璃板的第一次的 44 被展開 24 的一個(gè)砂箱夾 42 的玻璃的表面。 砂箱夾為從插銷 40 釋放板 38 對于來自開始的整個(gè)板的排除有一個(gè)可依樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的閂鎖 46 。 鉸鏈機(jī)構(gòu)是傳統(tǒng)的，和現(xiàn)在發(fā)明的不是一個(gè)部分。 其他的鉸鏈機(jī)構(gòu)也可能被采用。 鉸鏈機(jī)構(gòu)的令人想要特征是，玻璃板 24 能在車架中被緊緊地封閉，以便當(dāng)它被鎖在一個(gè)關(guān)閉位置的時(shí)候，水板的邊緣的周圍不漏出。 油封 41 周圍板在一個(gè)關(guān)閉位置被收到的車架的邊緣。 在板 (在前方車運(yùn)動(dòng)的方向) 的后面邊緣，板藉由一個(gè)能開的閂鎖機(jī)構(gòu) 5

57、0 被連接到車架。 閂鎖機(jī)構(gòu) 50 也可能是傳統(tǒng)的而且可能有一個(gè)關(guān)閉位置同樣地在圖 2 和一個(gè)開著的位置顯示當(dāng)做在圖 3 顯示, 藉由被關(guān)聯(lián)性地在他們的結(jié)束連接車架和板而且有一個(gè)關(guān)聯(lián)性的互相連絡(luò)插銷 55 連接雙臂的組成一對可依樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的連桿 52 和 53 的閂鎖。 如愿的，當(dāng)閂鎖是公開的時(shí)候，閂鎖能被鎖在一個(gè)關(guān)閉位置和將會在一個(gè)被升起的位置中支撐板。 隨著配件的接合。 2 和 3, 板藉由升起引擎蓋，在它的開或關(guān)閉位置中設(shè)定閂鎖然后關(guān)閉引擎蓋用手開。 現(xiàn)在發(fā)明的引擎蓋板機(jī)構(gòu)可能是為一輛特別的車輛特別地設(shè)計(jì)而且裝配的一個(gè)單位，不過使用一個(gè)傳統(tǒng)的車輛遮陽篷頂作為引擎蓋板機(jī)構(gòu)是可能的。 一個(gè)傳統(tǒng)

58、的上下兩件的遮陽篷頂總成對在此被顯示的用手能開的引擎蓋板機(jī)構(gòu)是尤其適當(dāng)。 一些其他的方法能是將引擎蓋的開關(guān)在接頭處顯示出來。 4-7. 在圖 4 中，板套在可滑動(dòng)地支架上并且在車輛在一端位置上作一個(gè)手動(dòng)推挽式拉手利于 60的開動(dòng)，高壓線 54 包含在一個(gè)螺旋形的外殼 56 ，一個(gè)內(nèi)部高壓線 58 在車輛的內(nèi)部被開，關(guān)閉。 內(nèi)部高壓線在閂鎖機(jī)構(gòu) 51 上連接一個(gè)臂 61， 藉由依樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)到被顯示的打開著的位置，連桿 55 和 57 開閂鎖。 相同的功能能藉由一個(gè)電力有關(guān)電磁線圈 64 被達(dá)成,如圖 7 所示, 或一二-方向的液體驅(qū)動(dòng)汽缸 66, 如圖 5 所示. 在圖 7 中，電磁線圈 64 對

59、可升起的閂鎖連接一個(gè)可縮回的輸出橋 68 ，否則連桿組機(jī)構(gòu) 51(能相同于被其他的板反向鑿井機(jī)構(gòu)用),與一個(gè)開關(guān) 74 被一個(gè)電瓶 (車電瓶, 不顯示) 操作而且促使的電磁線圈放置了進(jìn)車輛。 同樣地, 在圖 5 中, 相同的功能能被達(dá)成被那二-方向的空氣或者水力的駕駛汽缸 66, 藉由一個(gè)泵 76 或同類具有流體而且促使一個(gè)開關(guān) 78. 在圖 6 中, 駕駛機(jī)構(gòu)不只是一個(gè)推拉式的駕駛機(jī)構(gòu)，也有基本的開啟和關(guān)閉位置，但是藉由有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的輸出橋 82 的一個(gè)電力有關(guān)的空氣的馬達(dá) 80 為一個(gè)逐漸的開始和板的結(jié)束提供. 馬達(dá) (會是空氣的或者電的和不是兩者) 被概要地當(dāng)做有電力有關(guān)互相連絡(luò) 84 顯示。 在任一情況，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過一個(gè)減速齒輪 88到輸出橋 82 。 在臂 61 的外部端上的一個(gè)螺帽 96到橋 82,以致于當(dāng)橋 82 使旋轉(zhuǎn),橋沿著橋引起螺帽 96 的橋方向運(yùn)動(dòng)。 這導(dǎo)致閂鎖升起并且降低板。 閂鎖機(jī)構(gòu)的其他類型能被采用。 例證和描述在此想要的是表現(xiàn)可仿效的閂鎖。 如果車輛被關(guān)掉，圖 9 以概要的形狀揭露現(xiàn)在發(fā)明的另一個(gè)特征, 板在一個(gè)被預(yù)定的時(shí)間的周期之后自動(dòng)地被關(guān)閉。 鍍金 24 藉由一個(gè)合模機(jī) 100 被關(guān)閉. 這可能是在上面討論的任何一個(gè)電力有關(guān)裝置。 一個(gè)流動(dòng)的被動(dòng)模擬也可能被當(dāng)作一位替代使用。 合模機(jī) 100 藉由二個(gè)并聯(lián)回路 104 和 106