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1、摘 要汽车座椅是汽车车身的重要部件，一般由座垫及其骨架、靠背及其骨架、头枕及其骨架，以及相应的导向、调节机构等基本部分组成。汽车座椅系统是用来在车内给驾乘者支撑，并在保证方便进出和驾驶操作的前提下提供驾乘者有效的约束。汽车座椅系统应该提供驾乘者预期的可调节性和长途驾驶的舒适感。在车门关闭状态、在座椅整个调节行程内，座椅系统的操作应该适于所有体形驾乘者进行直观的调控操作。同时汽车座椅也是保障车辆安全性能的一部分。汽车座椅设计的合理性及其质量直接影响到乘员的安全性和舒适性。本设计主要结合人机工程学以及有关座椅的国家标准进行小型客车座椅的结构设计和分析。根据人机工程学确定各部分尺寸，完成调节机构的结
2、构，依据国家相关标准进行合理分析设计，并进行了静力分析。本设计中的调节机构主要包括前后调节机构、高度调节机构以及角度调节机构进行设计，设计了其结构及工作原理。本设计为小型客车座椅生产与实验提供了参考，对实际生产有一定的指导意义。关键词：座椅、人机工程学、结构、静力分析 AbstractCar seat is an important auto body parts, generally by the seat and its skeleton, and skeleton back, head and skeleton, and the corresponding orientation, re
3、gulators and other basic parts. Car seat system is used to driving in the car who support and facilitate the access and drive to ensure the operation of driving under the premise of providing effective control.Car seat driving system should expect to provide adjustable and long-distance driving comf
4、ort. In the door closed, adjust the seat the entire trip, the seats should be suitable for operation of the system to carry out all the body driving control operation intuitive. At the same time protect the car seat is also part of vehicle safety performance. Car seat design and the quality of the r
5、easonableness of a direct impact on passenger safety and comfort.The combination of ergonomic design, as well as the main seat of the national standards for small passenger seat of the structural design and analysis. According to various parts of ergonomics to determine the size of the completion of
6、 the structure adjustment, according to relevant national standards for the design of rational analysis and a static analysis.The design of the regulating agencies, including before and after adjusting the main body, a high degree of regulation of agencies and institutions regulating the design poin
7、t of view, the design of its structure and working principle.The seat is designed to mini-van production and provides a reference experiment, the actual production of a certain degree of guidance.Keywords: chairs, ergonomics, structure, static analysis目 录第1章 绪 论11.1 小型客车座椅的功用及设计要求11.1.1 小型客车座椅的功用11.
8、1.2小型客车座椅的设计要求11.2 小型客车座椅结构21.3 本毕业设计的研究内容和意义21.3.1 研究内容21.3.2 意义21.4 CATIA软件31.4.1 CATIA软件简介31.4.2 CATIA在本设计当中的应用3第2章 座椅的方案设计42.1 座椅的功能设计和尺寸控制42.1.1 座椅的功能设计42.1.2 座椅的尺寸控制4第3章 小型客车座椅的骨架结构设计103.1 座椅的骨架设计103.2 小型客车座椅的调节机构设计123.2.1 前后调节机构的工作原理及相关计算123.2.2 高度调节机构的工作原理及相关计算133.2.3 角度调节机构的工作原理143.3 小型客车驾驶
9、员座椅骨架整体结构15第4章 座椅骨架静强度分析164.1 汽车座椅静强度法规164.2 有限元算法在汽车座椅安全性研究中的应用184.3 对座椅底座骨架进行静强度分析194.3.1 建立底座骨架模型并指定材料194.3.2 进入CATIA工程分析模块并划分网格204.3.3 在靠背骨架上定义约束204.3.4 在底座骨架上施加载荷204.3.5 计算求解214.3.6 结果分析22第5章 工艺过程设计235.1 导轨上板工艺过程设计235.2 连接块工艺过程设计245.3 导轨滑道工艺过程设计25第6章 结论27参考文献28致 谢30附 录31附 录32 第1章 绪 论1.1 小型客车座椅的
10、功用及设计要求1.1.1 小型客车座椅的功用小型客车座椅是小型客车车身的重要部件，其主要功用是： 1)用来在车内给驾乘者支撑，通过主要的支撑点支撑整个人体，使驾乘者在车辆行驶过程中能够保证稳定性；2)在车辆发生碰撞时能够保证驾驶员的安全，汽车座椅的强度直接影响到驾驶员的生命安全。汽车座椅强度符合国家标准可以有效的保护驾驶员的安全；3)给驾驶员提供舒适的驾驶环境，特别是在长途驾驶过程中，减少驾驶员的疲劳感；4)通过调节座椅得到合适的座椅位置可以使驾驶员更方便的驾驶车辆，使视野更加广阔。1.1.2小型客车座椅的设计要求 小型客车座椅作为客车重要的部件之一，其设计要求主要应该满足以下几点： 1).安
11、全设计时首先要绝对保证驾乘者的安全，这就要求座椅要有足够的强度，在发生碰撞时，座椅不会或可以减轻对乘坐者造成伤害，并能起到一定的保护作用。2).操纵方便设计的座椅还需操纵方便，调整手柄和按钮的布置必须在驾乘者伸手可及的位置，并符合常人的习惯且操纵力量适中。3).乘坐舒适设计的座椅必须能使乘客保持良好的坐姿，使其脊柱自然弯曲，保证合理的体压分布并使其肌肉松弛，上体通向大腿的血管不受压迫，血液循环正常；并具有腰椎依托感、腰背部贴和感和侧向稳定感。能有效隔离或衰减路面不平产生的振动，满足大多数驾乘者坐姿舒适性的要求。4).生产成本设计的座椅必须在满足强度的要求前提下尽量选用经济型材料。1.2 小型客
12、车座椅结构小型客车座椅（如图1.1所示）一般由头枕、靠背、调节装置、座垫和座椅连接件等组成，汽车座椅骨架是汽车座椅的基础结构，可分为靠背骨架、座垫骨架和调节装置三个部分。第1章 TC图1.1 小型客车驾驶员座椅简图结构简图1.3 本毕业设计的研究内容和意义1.3.1 研究内容汽车座椅作为汽车重要的组成部分之一，对其性能的要求越来越高，研究的领域也越来越广。本次毕业设计的主要任务是对小型客车的座椅进行结构设计，运用CATIA绘图软件进行三维实体造型设计。通过收集分析相关资料包括座椅的国家标准和试验方法，根据相关标准对座椅结构进行设计以及各个调节机构的设计。了解并掌握了驾驶员座椅的靠背骨架总成结构
13、与坐垫骨架总成结构，根据人机工程学原理，结合驾驶员的操纵稳定性、安全性与舒适性，确定了汽车座椅的结构尺寸；学习三维制图软件，并绘制所设计座椅的三维实体造型。1.3.2 意义现代人越来越多地的时间在汽车中度过，座椅的安全与舒适直接影响到人们的健康与安全。座椅是汽车与人接触的界面，人们在选择汽车时，往往首先接触到的是它的座椅。汽车制造业正在迅速地向全面数字化设计、制造和测试这种新方式转化。在汽车产品开发CAC/CAM/CAE/PDM环境下，传统的实物模型被数字模型所取代。这使得汽车产品可以直接从设计阶段进入生产阶段。实现了汽车开发过程中多学科、多领域的集成化、并行化和协同化，缩短了产品设计开发周期
14、，获得了更短的产品上市时间。在汽车座椅零部件上应用新型材料，在保证强度要求的前提下，提高经济性能。本文的研究设计工作对于提高汽车座椅的安全性和舒适性有重要的意义。1.4 CATIA软件1.4.1 CATIA软件简介CATIA是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案。作为PLM协同解决方案的一个重要组成部分，它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品，并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。CATIA系列产品已经在七大领域里成为首要的3D设计和模拟解决方案：汽车、航空航天、船舶制造、厂房设计、电力与电子、消费品和通用机械制造。CATIA 提供了完备的设计能力：从产品的
15、概念设计到最终产品的形成，以其精确可靠的解决方案提供了完整的2D、3D、参数化混合建模及数据管理手段，从单个零件的设计到最终电子样机的建立；同时，作为一个完全集成化的软件系统，CATIA将机械设计，工程分析及仿真，数控加工和CATweb网络应用解决方案有机的结合在一起，为用户提供严密的无纸工作环境，特别是CATIA中的针对汽车、摩托车业的专用模块,使CATIA拥有了最宽广的专业覆盖面，从而帮助客户达到缩短设计生产周期、提高产品质量及降低费用的目的。1.4.2 CATIA在本设计当中的应用基于上文中对CATIA软件的介绍，在本次毕业设计中该软件得到大量的应用。其中，涉及到机械设计模块中的曲线及曲面设计、草图设计、零件设计、工程绘图和装配设计等内容，整体贯穿整个本次毕业设计。第2章 座椅的方案设计2.1 座椅的功能设计和尺寸控制2.1.1 座椅的功能设计座椅的功能设计主要包括以下几个方面：1). 靠背：靠背设计时应使靠背的高度、形状符合人体曲线，使背部肌肉处于放松状态，并能给背部、肩部有效可靠的支撑，使驾驶员保持稳定的坐姿，还要有足够的侧背支撑，从而避免高速转弯时的横向滑动。不同的靠背倾角会导致
