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1、目 录摘要IABSARSTII第1章 绪论11.1 概述11.2汽车座椅的研究内容和设计要求11.2.1研究内容11.2.2 轿车座椅的设计要求11.3 汽车座椅的作用和功用21.3.1 汽车座椅的作用21.3.2 汽车座椅的舒适性21.3.3 汽车座椅的安全性31.4本章小结4第2章 汽车座椅的人机工程设计52.1座椅的人机工程学要求52.2座椅的结构参数52.3人体模板在车辆座椅设计中的应用52.4座椅布置62.5人体压力在座椅上的分布62.6座椅的静态舒适性设计62.7座椅的动态舒适性设计72.8本章小结7第3章 驾驶员座椅的结构设计83.1 汽车座椅的结构和分类83.2 汽车座椅的主要
2、部件设计93.2.1 靠背与座垫设计93.2.2 头枕设计93.2.3 座椅调节机构设计103.3 本章小结13第4章 座椅部件设计144.1 板簧的设计144.2高度调节支撑杆的工艺过程设计144.3 销的工艺过程设计154.4 齿板与调角器手柄的设计154.5 滑轨的设计164.6本章小结18第5章 座椅骨架的强度校核195.1 有限元算法在汽车座椅安全性研究中的应用195.2 轿车座椅的强度要求195.2.1 座椅的静强度205.2.2 座椅的冲击强度205.2.3 座椅的疲劳强度215.3 确定需要分析的部件215.3.1 结果分析25结 论27参考文献28致 谢30附 录31II摘
3、要随着汽车保有量的增加，汽车的舒适性和安全性越来越受到人们的重视。然而座椅作为直接与人体接触的部件，其重要性自然不言而喻。关于座椅的安全性分析，其理论和方法都得到了广泛的认可。与此同时，在满足安全性的前提下，如何提高汽车座椅的舒适性并尽可能的减轻质量，也越来越引起业界的关注。本设计主要针威驰轿车驾驶员座椅在设计中存在的一些不足进行了优化。同时参照威驰轿车驾驶员座椅实际尺寸进行改装设计，加装了座椅的升降装置以满足舒适性的要求。运用Ansys软件分析座椅骨架的静态特性。最后通过强度校核以及实际生产中该座椅存在的一些问题，对靠背和座垫骨架进行了改进，使其工艺更为简单。关键词：轿车；驾驶员座椅；静态特
4、性；舒适性；安全性ABSTRACTWith the increasing of cars, the comfort and safety of cars are taken seriously increasingly. However, the seat is contact with human body parts directly, whose importance is of natural self-evident. Moving on the seat of the safety analysis, the theories and methods have been widel
5、y recognized. At the same time, under the premise of security, how to improve the car seat and the economy as much as possible has been drawn more and more attention of the industry . The design of the main drivers for the domestic middle seat in the design of cars that exist in a number of shortcom
6、ings were optimized. At the same time, according to the actual software and hardware conditions, I dismantled a seat entity. To a certain basis of simulation analysis, inquire about relevant information and standards, parameters of the dynamic and static characteristics are optimized At last, throug
7、h strength check, a number of problems are considered in the seat actual production. Backrest and cushion framework are improved to process with more simple and a better economy.Key words: Car；Driver Seat；Static Characteristic；Dynamic Characteristis； Amenity ；Safety第1章 绪 论1.1 概述汽车座椅属于汽车的基本装置，是汽车的重要安
8、全部件。在汽车中，它将人体和车身联系在一起，直接关系到乘员的驾乘舒适性和安全性。1886年德国人戴姆勒制成了最早的汽车座椅，其座垫是以棉花等软填料作为芯子，靠背是用木板和木条围成。一百多年来，随着汽车的发展和人们要求的不断提高，汽车座椅已不是单纯满足乘坐和美观需要的车身部件，而是关系到汽车的驾乘舒适性和安全性，集人机工程学、机械振动、控制工程等为一体的系统工程产品。1.2汽车座椅的研究内容和设计要求 1.2.1研究内容 本课题的主要任务是根据驾驶员的安全性、舒适性与座椅的静态特性分析，对轿车的驾驶员座椅进行结构设计，运用绘图软件绘制出驾驶员座椅的三维实体造型。通过查阅相关资料，对汽车座椅相关知
9、识有了较深入的理解，并掌握了汽车座椅的设计思路；了解并掌握了驾驶员座椅的靠背骨架总成结构与座垫骨架总成结构，根据人机工程学原理，结合驾驶员的安全性与舒适性，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；应用有限元分析软件，结合国内和国际标准，对所设计的轿车座椅靠背部分进行静强度受力分析。 本课题的内容可以归纳为以下几个方面： 在阅读大量文献的基础上，要求对汽车座椅材料有全面的了解； 结合国家相关设计标准，对座椅各方面的性能、参数进行研究与分析； 对轿车座椅骨架总成进行设计； 绘制汽车座椅骨架的三维实体模型； 参考我国和国际对座椅系统强度的法规要求，座椅骨架靠背部分
10、结构的 静态强度进行分析； 全文总结。 1.2.2 轿车座椅的设计要求 作为人和汽车之间联接部件，对其性能要求越来越高，轿车座椅设计应满足以下各点： 安全座椅是支撑和保护人体的构件，必须十分安全可靠，应具有充分的强度、刚度与耐久性。对可调的座椅，要有可靠的锁止机构，以保证安全。设计的座椅应满足国家标准和法规（形状、尺寸、强度等）的要求。 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，便于驾乘者对座椅的前后上下、靠背的倾斜角度、头枕的前后上下等进行调节。 乘坐舒适按人机工程学的要求，座椅必须具有良好的静态与动态舒适性。外形必须符合
11、人机生理功能，而且在不影响舒适性的前提下，力求美观大方。 结构成本座椅设计应采用最经济的结构，尽可能地减少质量。1.3 汽车座椅的作用和功用1.3.1 汽车座椅的作用汽车座椅的类型：根据结构、用途及驾乘人员的不同，汽车座椅分为固定座椅和旋转座椅、可调节座椅和不可调节座椅、可翻转座椅和不可翻转座椅、带减振的悬架座椅和不带减振的汽车座椅以及专用汽车座椅等。其中，悬架座椅又可分机械悬架座椅和空气悬架座椅，可调节座犄又分为机械调节座椅、气动调节座椅和电动调节座椅等。在现代汽车中，座椅的主要作用是：（1）为人体提供良好的支撑。座椅通过对人体提供合理的体压分布，可以有效的保证人体在车辆行驶过程中的平衡与平
12、稳。（2）驾驶员的定位系统。通过座椅对驾驶员的定位，可以使驾驶员获得良好的视野，并实现驾驶员对汽车操纵系统的控制。（3）为乘员提供舒适的驾乘环境。座椅中各种人性化的附属设备以及豪华配置，能为乘员提供优越的驾乘环境。（4）在汽车受到撞击时最大限度的保护乘员的安全。合理的配置头枕和靠背的软垫，防止驾驶员或乘员的颈部以及头部在汽车发生碰撞时受到意外伤害。简而言之，汽车座椅的功能为：在规定的条件下，能够为驾驶员和乘员提供舒适的位置并保证乘员的安全。1.3.2 汽车座椅的舒适性座椅设计的基本原则，汽车座椅设计是一项复杂的系统工程，它涉及机械、化工、纺织、喷涂、热处理、美学、力学、人体工程学等多门学科，设
13、计时应依据人体工程学原理综合考虑座椅的舒适性、减振性、安全性以及座椅的合理布置，此外，还要考虑人体生理特征及尺寸，进行量身定做，以提高座椅的乘坐舒适性。汽车乘坐的舒适性包括静态舒适性，动态舒适性（又称作振动舒适性）以及操作舒适性三方面内容。座椅的静态舒适性是指座椅在静止状态下提供给人体的舒适特性，主要与座椅尺寸参数、表面质量、调节特性等有关；动态舒适性是指汽车在运动状态下通过座椅骨架以及软垫将振动传递到人体的舒适特性；操作舒适性是驾驶员和乘员在车内正常活动（如操纵方向盘）的舒适程度，主要与座椅和车内其他部件的布置有关。1、汽车座椅的静态舒适性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
14、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。座椅静态舒适性是人体工程学在座椅设计中的具体应用，它通过人体舒适坐姿、合理的体压分布、人体测量的基本数据和视觉美学等使座椅的设计满足人的生理和心理要求，为乘员提供舒适、安全的驾驶和乘车条件。2、汽车座椅的动态舒适性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。汽车座椅的动态舒适性与座椅以及人体的振动特性密切相关。来
15、自路面的振动（或激励）通过轮胎、汽车悬架和座椅三个减振环节传递到人体，每一部分的传递特性都影响到乘员的舒适程度。研究表明：座椅动态参数的改变对汽车其它使用性能没有影响，而且制造方便易行，周期短、见效快。因此，研究和改善座椅动态性能，对提高驾乘舒适性有着十分重要的意义。3、汽车座椅的操作舒适性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。座椅的操作舒适性主要包括以下两方面：一方面，就座椅的各种调节装置而言，应该是使操作更容易实现，并且更容易达到；另一方面，在保证静态舒适性的前提下，为驾驶员提供更为广阔的操作空间，也将成为座椅操作舒适性研究的主要方向。1.3.3 汽车座椅的安全性汽车座椅的安全性是指座椅能有效的防止事故的发生，并在事故发生时有效的减轻驾驶员及乘员所受伤害的能力。根据座椅在碰撞事故发生时和发
