摘 要

随着国民经济的发展，我国汽车的保有量逐年增加，从而消费者对汽车性能的要求也逐渐提升。玻璃升降器作为汽车必不可少的部件之一，影响着汽车的舒适性、安全性以及可靠性，因此一款可靠的玻璃升降对汽车性能有着极大的提升。叉臂式玻璃升降器作为在汽车中广泛应用的升降器类型，其具有运行平稳、结构简单、制造成本低等优点。本文主要介绍了叉臂式玻璃升降器的结构设计过程和各参数的确定标准，并对升降器上、下止点以及中间位置进行了受力分析。最终对叉臂式玻璃升降器进行了强度校核。通过对叉臂式玻璃升降器各参数的合理设计，使之满足各项使用要求。并通过各部件的优化，使之尽可能地符合汽车安全性、舒适性和可靠性的需求。

关键词：玻璃升降器；叉臂式；结构设计；

Abstract

With the development of national economy, the number of cars in our country is increasing year by year, so the demand of automobile performance is gradually improved. As one of the essential parts of the automobile, the window lifter affects the comfort, safety and reliability of the car. The Arm-style Glass Regulator, which is widely used in the automobile, has the advantages of stable operation, simple structure and low cost. In this paper, the structural design process and the determination of the parameters of the Arm-style Glass Regulator are introduced. Finally, the strength of the arm type glass lifter is checked. Through the reasonable design of the parameters of the Arm-style Glass Regulator, it can meet the requirements of various applications. And by the optimization of the components, we can make the machine meet the requirements of the vehicle safety, comfort and reliability as much as possible.

Key word: Window regulator; Fork-arm; structural design

目 录

第1章绪论 1

1.1引言 1

1.2玻璃升降器的分类 1

1.3玻璃升降器的发展 2

1.3.1国外玻璃升降器的发展 2

1.3.2国内玻璃升降器的发展 2

1.4设计的主要内容 3

第2章 升降器设计要点分析 4

2.1叉臂式玻璃升降器工作原理 4

2.2玻璃运行轨迹以及门框高度的分析 4

2.3理想工作平面的设计 5

2.4升降器厚度和安装基准面的确定 6

2.5中位线、大臂旋转中心的确定 6

2.6升降器支撑区域的确定 7

2.7升降器传动比的选择 8

2.8升降器零件造型要点 8

2.8.1长短滑槽造型要点 8

2.8.2小臂造型要点 9

2.8.3大臂造型要点 10

2.8.4齿板造型要点 11

2.8.5座板造型要点 11

第3章升降器设计过程 13

3.1车门玻璃参数的选取 13

3.2玻璃运行轨迹的确定 13

3.3理想工作平面以及升降器厚度的确定 14

3.4中位线、小齿轮中心、大臂旋转中心的选取 15

3.5长短滑槽尺寸的选取 15

3.6座板尺寸的确定 15

3.7大小臂尺寸的选取 17

3.8齿板齿数的确定 20

3.9大小臂折弯高度的确定 20

第4章 升降器受力分析及强度校核 23

4.1升降器受力分析 23

4.1.1上升过程升降器受力分析 23

4.1.2下降过程升降器受力分析 26

4.1.3电机堵转时升降器受力分析 29

4.2升降器的强度校核 31

第5章 结论 33

5.1总结 33

5.2展望 33

参考文献 34

附录 35

致谢 36

第1章绪论

1.1引言

我国汽车保有量屡创新高，到2016年我国的汽车保有量已达到惊人的1.94亿辆。随着汽车数量的增加，消费者对汽车性能的需求逐渐提高。玻璃升降器可以实现车窗玻璃位置的调节，从而可以改变驾驶员视野以及车厢内的通风状况，因此升降器对汽车的安全性和舒适性有着很大的影响。其次玻璃升降器由于使用频繁，所以在汽车中升降器属于故障率较高的部件之一，因此玻璃升降器还影响到汽车的可靠性。结构合理的玻璃升降器可以很好地提升汽车的安全性、舒适性以及可靠性，使汽车更加符合消费者的要求。

1.2玻璃升降器的分类

根据升降器升降机构原理的不同，升降器主要分为叉臂式、绳轮式、软轴式三种形式（图1.1）^[5]。三种形式的玻璃升降器各有其特点：

（1）叉臂式玻璃升降器主要由座板、齿板、电机、大臂、小臂、滑槽等部件构成。升降器的部件一般为冲压件，因此机构整体刚度较好，制造工艺简单，便于制造，升降器支撑区间大，玻璃的运行平稳性好。但升降器部件大多为金属件，本身质量较大，玻璃在运行过程中会产生较大的噪声。由于玻璃形状的影响，升降器在运行过程中会引起部件的变形，最终增加了升降器运行的阻力。

（2）绳轮式玻璃升降器主要由启动装置、钢丝绳、绕丝盒、转向架、滑板、导轨等部件构成。绳轮式升降器具有：部件数量少，质量轻，布置灵活，结构简单，工作噪声较小，故障率低，经济性好等优点。但升降器的玻璃撑持区域较小，工作时钢丝绳导向板应与导槽平行，升降器生产工艺性较差，故升降器的生产效率低下，主要应用于高档轿车和高档面包车中。

（3）软轴式玻璃升降器由启动装置、软轴、软轴导向槽、玻璃安装托架构成。其特点是运行平稳，无噪声，体积小，所占空间小，零部件少，装置结构简单，，但软轴制造工艺复杂。

图1.1 升降器种类

1.3玻璃升降器的发展

1.3.1国外玻璃升降器的发展

国外的玻璃升降器发展起步较早，早在六十年代电动玻璃升降器就已出现，但由于成本原因仅用于少量汽车上。之后由于技术的迅速发展成熟以及成本的逐渐降低，电动玻璃升降器得到迅速普及。目前国外升降器厂商主要致力于电动玻璃升降器系统的研究与开发，玻璃升降器结构正朝着升降平稳、减小系统过程的摩擦、提高效率等方向发展。

1.3.2国内玻璃升降器的发展

国内玻璃升降器的发展则起步较晚，八十年代末外商才将电动玻璃升降器引入中国。上海大众汽车有限公司于1991年的桑塔纳豪华型选装车项目中，才将电动玻璃升降其作为了标准配件。此后电动玻璃升降器得到广泛应用，玻璃升降器的技术也得到迅速发展。但我国汽车电动玻璃升降器的开发路线大多为引进、仿造，缺乏对升降器上下止点等极限位置以及运行过程中的受力情况较为系统的分析和研究，因此很难设计出与特定车型完全匹配的升降器，因此无法扩大规模，发展受到限制。

1.4设计的主要内容

本课题主要内容是设计一款结构合理、可靠性高的叉臂式玻璃升降器，主要包括以下方面的内容：

（1）对玻璃升降器各参数进行选择和计算，确定相应各部件的具体尺寸，最终完成的升降器的结构设计。