畢業設計說明書定稿大客車同步帶式滑移門設計-資料下載頁

【導讀】起著重要的協調作用。隨著我國汽車技術的發展，我國汽車廠已普遍采用了優勢。扇作近似于平行移動的運動，因而也成為平移門。通過對外擺式車門的設計，改善了車。門的可靠性，降低了車門的成本，增加了車門的市場競爭力。裝配，討論了國內外汽車工業發展的情況及對比。主流的設計軟件之一，在本次設計中應用了AUTOCAD軟件繪制乘客門。

　　

【正文】 工作原理做一個簡單介紹。 IFE 塞拉門 1998 年，我國提速客車首次安裝了 IFE 公司生產的外擺電控氣動式塞拉門，它由門板、門框、驅動裝置、導向裝置、鎖閉裝置、車內外操縱裝置、防擠壓裝置、氣路系統及電控系統組成。此門沒有活動腳蹬裝置，通過應用實踐證明，沒有活動腳蹬裝置不便于旅客的上下車。 1999 年以后安裝的塞拉門增加了活動腳蹬裝置。車門大致結構組成見圖 1。 塞拉門由驅動裝置提供運動動力 , 安裝在車廂門口上部車頂內 ,主要由無桿風缸、 輥式滑車、 承重支架等組成。車門開、 關時間單程為 3 s～ 6 s。車門運動速度可通過無桿風缸兩端的單向節流閥調整 , 開關門時有緩沖 ,以使運動平穩。導輪嵌入導軌引導支架縱向移動 ,使門板進行“ 塞” 動作。 同樣 ,門板邊導軌使門板與車體平行。 車門的導向由上下導軌來實現 , 導向裝置在門關閉后不外露。 3. 鎖閉裝置 鎖閉裝置主要由安裝在側門框上的閉鎖風缸、解鎖風缸、旋轉鎖舌、定鎖舌、鎖定凸輪等組成的旋轉鎖機構組成。鎖閉裝置產生機械閉鎖力 , 防止車門電器、壓縮空氣發生故障時車門自動開啟。車門設雙重鎖閉裝置 ,門鎖閉時車門受力均勻。正常情況通過電控解鎖 ,緊急情況下 ,可通過手動三角鑰匙解鎖。 4. 活動腳蹬裝置 活動腳蹬安裝在門下部的車體鋼結構上 ,其作用是適應 300 mm～ 1 100 mm 之間不同站臺高度的要求 ,方便乘客的上下車。車門開啟時 ,活動腳踏板落下 ,車門關閉后 ,腳踏板收起時不超過車體側墻外表面。 5. 防擠壓裝置 防擠壓裝置由裝在門板前邊的防夾膠條與空氣壓力傳感元件組成。防夾膠條內有一個密閉的空氣腔。在電控關門時 ,在關門全行程的 98%范圍內 ,如果遇到障礙 ,就會在空氣腔內產生一個壓力波動信號 ,這個信號通過門板內的空氣壓力感應開關轉換成電信號輸入門控器 DCU ,門控器控制門打開 ,10s 后再自動重新關閉。防擠動作壓力不大于 150 N。在門將要完全關閉時 , 由“ 98%關閉”開關將壓力波開關信號屏蔽 , 防擠壓裝置失去作用 ,使門不會因為關門時與門框的撞擊而重新開啟。 6．氣路控制系統 氣路控制系統由車輛風源、 空氣過濾器、調壓閥、風缸、氣路控制閥及空氣管路組成氣路原理圖見圖 2。 1 車輛風源由車下儲風缸提供 ,供氣壓力為 450kPa～ 900 kPa, 車門氣路系統適應的空氣壓力為 450kPa～ 600 kPa。手動二位三通控制閥控制車體風源與門氣路系統之間的通斷 , 以及將門系統的殘余空氣向大氣排放。 2 空氣過濾器的作用是對進入門氣路系統的壓力空氣進行過濾 , 除塵、 除濕、 除油。 3 調壓閥的作用是調整車輛風源供給門氣路系統的空氣壓力 ,以保證門氣路系統 450 kPa～ 600 kPa 的平穩工作壓力。 4 門的氣路主要由 2 個二位三通電磁換向閥 Y Y2 進行控制。這 2 個閥的主要作用是通過電控信號控制閥的電磁線圈 ,實現電控方式的開關門操作。當門的電控裝置關閉或失效時 ,這 2 個閥的電磁線圈失電 , 閥的位置復位 ,排氣口與大氣相通 , 使氣路系統的剩余空氣排出。 此時 ,可以方便地用手動方式進行開關門操作。這 2 個閥與 1 個手動二位三通控制閥一起組成氣路控制板 ,安裝在門框側面。 5 風缸包含驅動裝置處的無桿風缸、 旋轉鎖處的開關鎖風缸和解鎖風缸、 活動腳蹬處的風缸。 無桿風缸安裝在驅動裝置上 ,其作用是為 門板運動提供驅動力。旋轉鎖機構處的開關鎖風缸與解鎖風缸作用是分別控制旋轉鎖舌和鎖定凸輪的相對位置 , 形成二級鎖閉、 一級鎖閉、 開啟 3 種狀態位置 ,實現門的鎖定、 關閉和開啟。活動腳蹬處的風缸作用是帶動活動腳踏板繞轉軸的打開和收起。 6 無桿風缸兩端各自裝有 1 個可調式單向節流閥 ,可以調節氣流大小以控制門板的移動速度。另外 ,無桿風缸兩端氣路中各裝有 2 個可調式快速排氣閥 ,輔助實現風缸的快速動作。 7．電控系統 控制系統為塞拉門的控制核心。塞拉門可實現集中控制、 本車控制和緊急情況下的手動控制。 整列車塞 拉門的電控系統主要由集控箱和各車廂的單車電控系統組成。單車電控系統主要由門控器、 傳感器、 操作元件、 控制元件、 指示元件及電路等組成。 1 集控箱設在列車播音室內 ,可以與列車任一門控器單元通過集控信號電纜相連。集控箱可以通過其上的按鈕開關對整列車的車門進行集中控制。集控電纜的控制信號要優先于本車門控器的信號。 2 門控器設在客車的 1 位端、 2 位端 ,每套門控器控制同端左右 2 個車門。 康尼塞拉門 此門系統是由江蘇康尼機電新技術公司生產的 ,于 1999 年首次運用在各廠生產的提速客車上。 康尼塞拉門的 組成與結構基本與 IFE 塞拉門相同 , 結構見圖 3 結構大概與 IFE 塞拉門相似，但又有以下幾點不同 : 1 驅動裝置中的無桿風缸、 輥式滑車的形式不同 ,導致了車體鋼結構的吊裝結構不同。 2 將所有氣動元件組成一個氣路控制板 , 使安裝、 維護保養及門開閉時間的調整非常方便。 3 將 DCU 門控器與接線端子組成一個電氣箱安裝在走廊通過臺的內端墻上 , 這樣 ,當門發生故障時便于檢查和維護。 4 隔離鎖在門板上的位置及隔離鎖形式不同 ,使乘務員便于操作 ,隔離鎖性能可靠。 北京博得塞拉門 此門系統是由北京博得交通設 備有限公司生產的 ,于 2021 年運用在各廠生產的提速客車上。其形式也為外擺式電控塞拉門 ,單個門系統由基礎安裝部分、驅動裝置、門板、門板附件、鎖閉裝置、活動腳蹬、氣路系統及電控系統組成。組成結構見圖 4。 從圖 34 中可以看出 ,博得門與 IFE 和康尼門相比 ,雖然組成門的幾大系統及其功能相同 , 但零件結構形式完全不同。此外 ,此系統在門板上設置了內解鎖把手、外解鎖扣手、中央鎖機構、解鎖撥桿 ,它的下導軌設置在門板上 ,通過安裝在門框上的下擺臂來引導門板的運動 ,同時驅動腳踏板風缸的活塞拉桿帶動下擺臂繞固定轉軸轉動 ,固定 轉軸再通過傳動裝置帶動腳踏板繞腳踏板轉軸轉動 ,從而實現腳踏板的打開和收起。這種機構決定了不管是手動開門還是自動開門 ,腳踏板都隨著門的開閉而打開和收起 ,因此 ,手動開門時開啟力較大。在門板前端的下部還裝有滾輪碰座 ,并在門框上裝有碰接座 ,這樣 ,門在關閉狀態下 ,滾輪碰座始終受碰接座拉向車內的力 ,使門板牢牢的壓在門框和前端膠條上 ,提高了車門的密封性。 設計要求 車門是車身上相對獨立的總成與車身組成一個有機的整體。因此 ,在車門設計過程中 ,應充分考慮結構要素的完整統一和與車身其它相關要素的協調匹配。車門有多種形式 ，本次設計要求為外擺式滑移門，根據任務書中的要求以及車門本身的要求，例如一方面其造型風格、強度、剛度、可靠性及工藝性等必須滿足車身整體性能要求，另一方面 ,車門開關及上下車的方便性又是車門結構首要滿足的要求 ,而車門結構自身的視野性、安全性、密封降噪等性能 ,又對整個車身結構性能影響較大 ,也是車門功能要求的重要部分。 首先從車門的大框架入手，本次設計的客車門外滑移門機系統包括車門扇、驅動電機、導向滑道和同步擺桿，其次是所設計的車門的幾個重點部分也是不同于其他形式車門的地方：（ 1）應急開門機構、（ 2）鎖止機構、（ 3）左右門扇的同步機構。 根據任務書的要求，確定所要設計的大客車同步帶式滑移門的基本數據、基本要求，以下是數據要求： 原始數據 車門尺寸：門高 2200mm，門寬 1200mm，門厚 35mm 傳動形式：行星齒輪式 單扇門重量 25Kg 門啟閉時間 4 秒 外移距離 80mm 電機功率 80W 用作圖法確定車門的運動軌跡 外擺式車門工作的必要條件及參數確定 由圖 36 可看出，若使車門順利開啟而不與車身干涉，必須滿足下列條件： （或為）設，由圖 2 可得： ； ； 求解上式得： x 值即 為外擺式車門開啟工作的必要條件。設計時可根據需要預先給出 y 或 x 值 ,再求得另一參數。為方便計算 ,可將 x 的表達式變換成二次拋物線或直線形式。回歸方程曲線如圖 37 所示。 外擺式車門運動軌跡分析 同步帶式滑移門的運動學分析 同步帶傳動參數的選擇 帶輪參數 H 型齒 帶輪齒數： Z 16 節圓直徑： d 外徑： da 根圓直徑： db 齒槽深： hg 同步帶參數 同步帶型號： 1130H 帶長： L 帶寬： B 節距： b 齒根厚： s 齒高： h 門啟閉性能計算 啟閉時間 單門移動距離： S 60080 520 mm 電機轉速： n 45/60 r/s 節圓直徑： d 啟閉時 間： 啟閉拉力 輸出扭矩： M ??M 帶輪節圓直徑： d 同步帶拉力： （ N） 單門啟閉拉力： Fd F/2 車門啟閉阻力（如圖 5 所示） 門寬： B 600mm 門扇重： G 300N 套筒長： L 200mm 經計算： F1 150N F2 450N 單門開啟阻力（開門時的套筒摩擦阻力）： 圖 39 車門受力圖 滑動軸撓度計算 滑動軸截面形狀如圖 6 所示 圖 310 滑動軸截面 經計算其慣性矩為： 滑動軸受力如圖 7 所示，由于滑動軸受力對稱，這樣只需求一邊的撓度即可。 圖 311 滑動軸受力 在力的作用下， B 點的撓度為： 其中： b 為 B 點距右支點的距離。 在力的作用下，點 B 的撓度為： 其中： a 為 B 點到左支點的距離。 當 b 720mm 時，在力 G1 和 G2 共同作用下， B 點產生的撓度為： 小于設計要求，該撓度滿足設計要求。 車門部分結構圖 門機構 圖 312 應急開門機構圖 圖 312 所示為車門的應急開門機構，其工作原理是：當有緊急情況時，車內乘客用手正向旋轉旋鈕，旋 鈕可帶動凸輪離合軸轉動，凸輪離合軸的凸輪部分可推動主動同步帶輪向下運動，使主動同步帶輪上的銷軸與連接盤上的銷孔分離，實現帶輪傳動部分和連接盤脫開，此時即可實現車內應急手動開門。當放松旋鈕時，旋鈕在扭轉彈簧的作用下復位，連接盤和主動同步帶輪接合，帶輪傳動部分回復正常工作，應急開門功能消失。 鎖止結構 圖 313 所示為車門的鎖止機構。門扇的鎖止機構設計在門扇的下部，由左、右門扇鎖定機構組成，左門扇的鎖定機構由左鎖軸 25 和左鎖定板 26 組成，左鎖軸 25 安裝在左門扇 1 的 下方，左鎖定板 26 安裝在車身上，左門扇 1 關閉后，左鎖軸 25 安裝在左鎖定板 26 上，實現左門扇 1 的下部鎖定。油右門扇鎖定機構和左門扇鎖定機構結構和安裝方法相同。 外滑移門機系統 大客車同步帶式滑移門總裝配圖 圖 315 電動外滑移車門主視圖 輪 減速器 21. 左門柱 扇 結論 本論文主要是針對于大客車同步帶式滑移門的 CAD 設計，通過應用 CAD 軟件繪制滑移門機系統，了解滑移門機系統的構造、優點，同時對客車車門系統的概況有了更深一層次的認識，也對國內外客車車門的發展前景充滿期待。通過本次設計對 CAD 軟件也有了更深入的了解，以前僅僅是學習了該軟件的皮毛，通過這次設計，對它強大的功能有了初步了解，自己的學習能力也得到了很大提高。 由于本人知識能力水平有限，論文研究時間較短，僅做了 CAD 客車滑移車門設計部分，對于更 深入的客車車門的研究還有待以后繼續學習和深造。本人爭取能夠更加地充分利用 CAD 軟件的各個模塊的知識，將更具有相當意義。 參考文獻 1 周萬壽主編 .客車車身覆蓋件的設計與制造 .北京：機械工業出版社， 1998 2 雷雨業大學出版社， 1996 3 侯翔 城市客車的發展趨勢 城市車輛 1996 年 4 月 4 汪衛東 國外客車技術現狀及發展趨勢 城市車輛 2021 年 3 月 5 翟傳杰 丹東汽車制造廠 客車自動門技術及發展趨勢 客車技術與研究 1995 年第 1 期 6 丁良旭、盧剛 國外客車技術的主要發展趨勢 趨勢與動態 1995 年第 3 期 7 李淑俊 淺談客車塞拉門的原理及應用 鐵道車輛 第 40 卷 第 5 期 2021年 5 月 8 姜連勃、王紹春合編 .汽車車門設計（一）（二） .汽車技術 1999 年第 4期 1999 年第 5 期 9 鄭南波主編 . 外擺式車門運動分析及設計參數的確定 .汽車技術， 1996 年第 7 期 1