毕业设计论文汽车防盗门锁设计.docx

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1、汽车防盗门锁设计摘要随着我国经济的不断发展，人民生活水平的不断升高，基本家家户户都可以拥有一辆车。汽车门锁是汽车车身的重要附件之一，其性能直接关系到汽车行驶的安全性和车主的财产安全。本文在查阅了大量有关文献的基础上，根据门锁机构的工作原理，从产品设计开发、零部件装配、运动仿真、有限元分析、等多方面进行了剖析。将整个汽车门锁看成是由多个构件组成的运动链系统，画出其工作示意图，介绍了汽车门锁的整体结构、组成部分及其工作原理;应用SOIidWorkS软件，对汽车门锁系统进行了3D建模、装配、运动仿真及有限元分析。通过软件设计并分析成功后进行总结。关键词：汽车门锁；运动仿真；建模；有限元分析;Cara

2、nti-theftdoor1ockdesignAbstractWiththecontinuousdeve1opmentofChinaseconomyandthecontinuousimprovementofpeop1e,s1ivingstandards,a1mosteveryfami1ycanhaveacar.Automobi1edoor1ockisoneoftheimportantaccessoriesofautomobi1ebody,itsperformanceisdirect1yre1atedtothesafetyofautomobi1edrivingandtheowner,sprope

3、rtysafety.OnthebasisOfconsu1tinga1argenumberofre1evant1iterature,accordingtotheprincip1eofthedoor1ockmechanism,fromproductdesignanddeve1opment,partsassemb1y,motionsimu1ation,finitee1ementana1ysis,andotheraspectsoftheana1ysis.Thewho1eautomobi1edoor1ockisregardedasamovingchainsystemcomposedofmanycompo

4、nents,anditsworkingdiagramisdrawn.Theovera11structure,componentsandworkingprincip1eofautomobi1edoor1ockareintroduced.UsingSo1idWorkssoftware,3Dmode1ing,assemb1y,motionsimu1ationandfinitee1ementana1ysisOfautomobi1edoor1ocksystemarecarriedout.Summarizeaftersuccessfu1softwaredesignandana1ysis.Keywords:

5、cardoor1ock;Motionsimu1ation;Mode1ing;Finitee1ementana1ysis;目录1 .绪论11.1 研究的背景及意义11.2 国内外汽车门锁研究现状21.3 研究的主要内容22 .汽车防盗门锁整体方案设计42.1 门锁的组成及工作原理42.2 汽车门锁的性能要求及设计原则52.2.1汽车门锁的性能要求52.2.2汽车门锁的设计原则52.3汽车门锁的工作原理分析62.4工况分析62.5门锁的分类和选择73.汽车门锁的总体设计83.1汽车门锁的布置83.2汽车门锁的机构设计103.3汽车门锁的电机选择124门锁锁紧机构设计144.2上锁过程的力学分析14

6、4.3卡板轴的材料选择和最小直径计算164.4门锁机构的回位装置的设计174.4.1电磁铁结构形式173. 4.2电磁吸力分析174. 4.3电磁铁的设计184.5减小啮合面摩擦的结构设计194.5.1降低门锁闭锁噪声的结构设计195.汽车门锁机构的3D建模及运动仿真225.1 建模的简介225.2 汽车门锁结构的建模和装配225.2.1各零件三维模型的建立225. 2.2零件的虚拟装配245.3门锁机构的运动仿真276汽车门锁机构有限元分析296. 1z-艮Hf；I可296.2汽车门锁上锁静接触有限元分析296. 2.1几何模型的简化297. 2.2定义单元属性307.结论与展望34参考文献

7、35致谢371 .绪论1.1 研究的背景及意义锁系统在汽车上是一个集安全性、装饰性和工艺性为一体的特殊部件。世界上美、日、欧等汽车大国都十分重视车锁与整车的协调发展。近些年来，随着人民生活水平的提高，汽车工业发展很快，特别是轿车技术的发展，大大促进了汽车门锁技术的发展。我国的的汽车门锁专业始于解放后，发展于上世纪七十年代，虽然在上世纪八十年代以来，由于汽车工业的发展趋势十分迅猛，特别是轿车技术的发展，大大促进了汽车门锁技术的发展，但是由于我国的汽车工业起步较迟，底子薄弱，所以与其他发达国家相比，汽车门锁的技术水平还有一定的差距，这不仅仅反映在制造工艺水平方面，而且在汽车门锁的设计水平及性能测试

8、技术方面更显得落后。我国的一些大型的汽车门锁制造企业，原有的老产品的技术上较为成熟，但是由于现在愈来愈高的质量要求，老产品由于其机构和性能的不完善，其功能的单一化而渐渐被淘汰，而我国自行设计的车门锁又极少，大部分只能从国外引进或是模仿，所做的理论研究很少，这一现象严重影响了我国汽车门锁技术水平的提高。相较于国内汽车门锁技术发展的不力，国内汽车门锁制造企业的窘境，发达国家则均早己有了专业化的汽车门锁厂（公司），如美国的库伯费曼（Kupferman）公司，西德的肯可特（Kiekert）公司以及日本的爱神精机株式会社等。这些汽车门锁厂（公司）所生产的汽车门锁，除了供本国的汽车装用外还向国外输出，实际

9、上已经是国际性企业了。锁是汽车的重要附件，其可靠性和操作性能直接关系到汽车的使用性能和安全性能，以及汽车的销售和市场占有。一个完整的汽车门锁系统必须能实现内开启、外开启、内锁止保险、外锁止保险及锁紧车门的功能6。如果门锁系统的可靠性不足，则会引起一系列的故障，例如：汽车行驶过程中，门锁没有锁死的故障，这会危害到乘客的安全；汽车内无人时，门锁不能锁死的故障，可能引起失窃事故；汽车停止，车主要上车时发现门锁打不开的故障，以及汽车停止，车内有人，想下车却发现门锁打不开的故障，这都给乘客带来了极大的不便。这些故障在日常生活中切实存在，所以设计出一种新型的长寿命，高可靠性的汽车用锁是非常有必要的。1.2

10、 国内外汽车门锁研究现状汽车门锁是汽车车身的重要附件之一，其性能和质量直接关系到汽车行驶的安全性和车主的财产安全。因此世界各国汽车工业均十分重视对车门锁的研制。我国的汽车工业起步较迟，汽车门锁机构及其控制系统的研制与发达国家相比车门锁的技术存在着一定的差距，这不仅反映在制造工艺水平方面，而且在车门锁的设计水平及性能测试技术方面显得落后。由于我国长期从国外引进和模仿车锁，而自行设计的车门锁很少，这样严重地阻碍了我国车门锁技术水平的提高。为了能从理论上来指导车门锁的设计分析，减少盲目性，更好地消化吸收国外先进技术，就必须对车门锁进行系统的理论研究和实验分析。汽车锁系统目前向着高安全性、可靠性，功能

11、多样化以及机电一体化技术的方向发展，与汽车整体外形的配合更为协调美观。1.3 研究的主要内容本课题以大众汽车有限公司的捷达汽车门锁系统为原型，参照国内外汽车的先进技术，根据门锁机构的工作原理，从产品设计开发、装配部件配合、运动仿真、动力分析、失效分析、有限元分析、结构可靠性分析、磨损可靠性分析以及系统控制等多方面进行了剖析。本文共分为八大内容：（一）介绍了课题的研究背景及意义、国内外汽车门锁研究现状及本文研究的内容。（-）首先介绍了汽车门锁专业术语、性能要求、设计原则，然后将整个汽车门锁看成汽车门锁机构及其控制系统的研制是由多个构件组成的运动链系统，接着详细介绍了汽车门锁的整体结构、组成部分及

12、其工作原理，最后对设计方案做出选择。（三）首先对汽车门锁进行总体设计，然后对齐进行布置，对其行程进行限制，最后对锁紧机构进行设计。（四）通过对建模软件对汽车门锁的结构部件进行建模，建模完成后进行虚拟装配，装配完成后对齐运动仿真，看齐是否存在干涉等不良现象。、（五）对汽车门锁机构的主要部件进行有限元分析，根据工程实际和有限元软件基本理论设定各种属性，在SOIidWorkS软件有限元模块中进行静力学问题的求解。根据对结果数据的分析，获得了两个工况下的最大应变值、最大应力值，分析结果与经验相符。（六）本文的总结与展望。总结了全文的主要研究工作，根据本人的体会，在展望中提出今后还需要进一步研究和解决的

13、问题。2 .汽车防盗门锁整体方案设计2.1 门锁的组成及工作原理汽车门锁机构是由多个构件以一定的运动副连接起来的较复杂的空间机构，它是汽车的重要附件，其操作性能和可靠性直接关系到汽车的使用性能和安全性能，以及汽车的销售和市场占有。汽车门锁系统的组成机构多为空间机构，各部分机构均是单自由度平面机构或空间机构，按一定的方式联接组合成一个完整的汽车门锁机构，实现汽车门锁的各个功能。汽车门锁研究涉及到的专业名词主要有锁体、锁扣、半锁紧位置、全锁紧位置、纵向负荷、横向负荷和耐惯性能力，简单诠释如下：锁体：装在车门内，与门柱上的锁扣（或挡块）啮合，以保持车门处于锁紧位置的部件，锁扣（或挡块）：装在车门立柱

14、上，与锁体啮合，以保持车门处于锁紧位置的部件，其形状和安装位置分别如图2.1和图2.2所示。图2.1锁扣示意图图2.2锁扣的安装位置半锁紧位置：车门不完全关闭时，锁体与锁扣（或挡块）所处的啮合位置。全锁紧位置：车门完全关闭时，锁体与锁扣（或挡块）所处的啮合位置。纵向负荷：当门锁处于锁紧位置时，在锁体与锁扣（或挡块）的啮合点和门钱链旋转中心线所确定的平面内，并与钱链旋转中心线垂直方向上的负荷。横向负荷：当门锁处于锁紧位置时，垂直于锁体与锁扣（或挡块）的啮合点和门钱链旋转中心线所确定的平面方向上的负荷。耐惯性能力：当汽车发生撞车等情况下，门锁系统各构件上（锁体、档块、内，外手柄、锁芯及连杆等）会产

15、生较大的加速度和惯性力，此时门锁系统保持其全锁紧位置而不变的能力叫做该门锁系统的耐惯性能力8o2.2汽车门锁的性能要求及设计原则2.2.1汽车门锁的性能要求一个完整的汽车门锁系统必须能实现内开启、外开启、内锁止保险、外锁止保险及锁紧车门的功能。门锁必须有全锁紧和半锁紧两个位置。图2.3锁紧机构的全锁紧示意图图2.4锁紧机构的半锁紧示意图门锁在半锁紧位置承受4440N的纵向负荷；或在全锁紧位置承受I111ON的纵向负荷时，均不得脱开。门锁在半锁紧位置承受4440N的横向负荷；或在全锁紧位置承受8890N的横向负荷时，均不得脱开。当门锁在纵向或横向受到294.2ms2（3Og）的加速度时，必须保持在全锁紧位置不得脱开。2.2.2汽车门锁的设计原则操作性：要求在驾驶室内外可可靠地锁紧或方便地打开车门，门锁对车门有导向，定位的能力。安全性：要求车门具有两个档位的锁紧位置：全锁紧及半锁紧。半锁紧的目的是当汽车行驶中车门离开了全锁紧位置时，半锁紧就可以起到额外的保险作用，并可提醒驾驶员注意安全。其次是要求汽车发生撞车或翻车事故时，对乘员有保护作用，当汽车落水或是发生火灾等危险情况下，便于乘员开门。除此之外有些车子还需要具备