行李箱蓋扭桿設(shè)計(jì)課件

行李箱蓋扭桿K值的計(jì)算主講人：洪秋鑫部門：研發(fā)中心·車工組時(shí)間：2012年6月地點(diǎn)：研發(fā)3樓大會(huì)議室1

一、扭桿機(jī)構(gòu)概述

二、扭桿機(jī)構(gòu)組成及工作原理

三、行李箱蓋重力矩曲線的繪制

四、行李箱蓋扭桿K值的計(jì)算五、例子目錄2扭桿機(jī)構(gòu)概述扭桿彈簧（又稱扭桿）是一種直接或間接與行李箱蓋左右鉸鏈連接能協(xié)助車主打開行李箱蓋并支撐其處于打開狀態(tài)的兩根有扭力特性的金屬圓桿。扭桿定義及作用：定義：通過扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生彈性變形而輸出扭矩，在行李箱蓋開關(guān)過程中平衡行李箱蓋的重力矩和鉸鏈系統(tǒng)的摩擦力矩等，與獲得用戶滿意的行李箱蓋開關(guān)性能。作用：3行李箱蓋扭桿彈簧有鉸鏈連桿式無鉸鏈連桿式扭桿機(jī)構(gòu)概述扭桿的分類：4扭桿機(jī)構(gòu)組成及工作原理有連桿式：5扭桿機(jī)構(gòu)組成及工作原理無連桿式：6扭桿：扭桿是鉸鏈重要的組成部分,它控制著行李箱蓋開啟力的大小和行李箱蓋單邊關(guān)閉力的平衡等。扭桿機(jī)構(gòu)組成及工作原理7扭桿機(jī)構(gòu)組成及工作原理扭桿機(jī)構(gòu)由固定座1、鉸鏈活動(dòng)臂2、扭桿彈簧3構(gòu)成，固定座固定在車身上，鉸鏈活動(dòng)臂一端與固定座通過銷連接，二者形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)副，鉸鏈活動(dòng)臂另一端通過螺栓固定在行李箱蓋內(nèi)板上，扭桿彈簧的一端有兩拐角，一個(gè)拐角掛在固定座上，另一個(gè)拐角掛在鉸鏈活動(dòng)臂上，扭桿的另一端則連接在另一副鉸鏈的固定座上。鉸鏈機(jī)構(gòu)可在行李箱蓋開度范圍內(nèi)，通過扭力彈簧的作用，開啟到任意位置，能保證行李箱蓋有足夠的開度，并在開啟過程中不與車身其他部位干涉，開閉蓋輕便靈活，并具有有足夠的強(qiáng)度和剛度，運(yùn)動(dòng)正確、可靠、耐久。8行李箱蓋重力矩曲線的繪制該重量G包含行李箱蓋鈑金（內(nèi)板、外板、加強(qiáng)板、膠等）和裝在其上的附件（鎖體、燈具、鉸鏈等），不含扭桿彈簧。

根據(jù)行李箱蓋數(shù)模（含附件）利用CATIA軟件可以求出重量G以及重心點(diǎn)P的坐標(biāo)位置。計(jì)算行李箱蓋總重量G及重心P的坐標(biāo)：9行李箱蓋重力矩曲線的繪制1、通過行李箱蓋開啟時(shí)離地高度和開啟到極限時(shí)行李箱蓋到車身的最小間隙值，求出鉸鏈的旋轉(zhuǎn)軸線N。2、根據(jù)鉸鏈軸線和重心位置可以求出行李箱蓋旋轉(zhuǎn)到任意位置的力臂NC，再根據(jù)重量可以求出任一位置的重力力矩M，M=G.NC3、以行李箱蓋關(guān)閉狀態(tài)為起點(diǎn)，完全打開狀態(tài)為終點(diǎn)，每開啟5

度為一個(gè)點(diǎn)，求出各點(diǎn)的力矩4、以開啟角度為橫坐標(biāo)，重力力矩為縱坐標(biāo)，將各力矩點(diǎn)連接成

一條光滑曲線，此曲線即為行李箱蓋重力力矩曲線。通過行李箱蓋的開啟角度計(jì)算重力矩:10行李箱蓋重力矩曲線的繪制行李箱蓋重力矩曲線:通過上一步驟的計(jì)算可繪制行李箱蓋開啟角度與行李箱蓋重力矩變化的曲線（如圖1所示）：注：開啟角度按每5度為一個(gè)計(jì)算點(diǎn)。圖1111、行李箱蓋扭桿扭矩M、扭桿系數(shù)K、扭轉(zhuǎn)角度θ存在線形關(guān)系M=2Kθ（2表示2根扭桿彈簧）；2、扭桿彈簧的扭矩與角度關(guān)系應(yīng)該是一條直線，然后確定該直

線的斜率，直線的斜率除以2就是扭桿系數(shù)K值；行李箱蓋扭桿K值的計(jì)算K值的計(jì)算方法：

12行李箱蓋扭桿K值的計(jì)算根據(jù)行李箱蓋開啟過程中重力矩和扭簧扭矩的關(guān)系，可把開啟過程分為三個(gè)階段：a、當(dāng)鎖扣拉絲拉開瞬間，扭桿的扭力矩大于行李箱蓋的重力

矩，行李箱蓋自動(dòng)開啟到一定高度后達(dá)到平衡點(diǎn)；b、行李箱蓋重力矩和扭簧的扭力矩相等時(shí)，行李箱蓋達(dá)到第一平衡點(diǎn)，這時(shí)需在行李箱蓋上作用一外力使得行李箱蓋達(dá)到另一平衡點(diǎn)；C、當(dāng)行李箱蓋第二次達(dá)到平衡點(diǎn)后扭簧的扭力矩大于重力矩,

在扭力矩的作用下行李箱蓋開到極限位置并保證行李箱蓋在

極限位置不會(huì)受外界條件的影響而關(guān)閉。開啟過程中重力矩和扭簧扭矩的關(guān)系:13例題A車行李箱蓋的總重量為：11.42036Kg行李箱蓋以5度為一計(jì)算點(diǎn)計(jì)算重力矩:圖1由圖1可得:M=535.841*cos(11+θ)*11.42036(1)以無鉸鏈連桿為例:14例題按每隔5度帶入公式1得表1：開啟度數(shù)/開啟高度重力臂重力矩0/7.689525.92729.430755/67.732532.86829.8191710/130.482535.75229.9805615/195.462534.5629.9138520/262.177529.29929.6194525/315.733520.0129.0996430/398.772506.76328.3583435/467.611489.69527.4032240/536.115468.82926.2355645/603.761444.43124.8702550/670.034416.6523.3156455/734.431385.69921.5836360/796.461351.81219.6873265/855.685315.24717.6411570/911.533276.28315.4607375/963.74235.21713.1626979.25/1004.88198.8911.12984

表1重力矩15例題由表1數(shù)據(jù)可得到該行李箱蓋的重力矩曲線圖2所示:圖2重力矩曲線16例題根據(jù)技師經(jīng)驗(yàn)（如圖3、圖4所示）:

開啟:

行李箱蓋在開啟瞬間,開啟的高度為30~100mm能達(dá)到第一個(gè)平衡點(diǎn);

在達(dá)到第一平衡點(diǎn)后需人對(duì)行李箱蓋施加一5Kg的外力使行李箱蓋能達(dá)到第二個(gè)平衡點(diǎn);

第二個(gè)平衡點(diǎn)一般位于行李箱蓋開啟到400~600mm的高度范圍;

關(guān)閉:

行李箱蓋在開啟最高點(diǎn)需人對(duì)它施加一1.5~3Kg的外力使行李箱蓋直至關(guān)閉；

行李箱蓋開啟高度：1650~1700mm；

無鉸鏈桿式的扭桿彈簧旋轉(zhuǎn)角W等于行李箱蓋開啟角度。

17例題圖318例題圖419例題通過技師提供的經(jīng)驗(yàn)值代入公式1計(jì)算出平衡點(diǎn)的重力矩,再連接兩個(gè)平衡點(diǎn)計(jì)算出的重力矩得到一條直線,該直線的斜率即為扭桿的K*2值，在多個(gè)K值中選擇較理想的一個(gè)。(計(jì)算過程及結(jié)果如表2、圖5所示）開啟度數(shù)/開啟高度重力臂重力矩1.877/30529.0229.603837.596/100534.87429.9314230.089/400506.49128.3431244.7