毕业设计(论文)-皇冠Pour_Cam_32轿车发动机盖锁设计.doc
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1、上海工程技术大学毕业设计(论文) 皇冠Pour Cam 32轿车发动机盖锁设计各专业完整优秀毕业论文设计图纸摘 要汽车发动机盖锁属于发动机盖的附件,是具有独立功能的部件。其功能旨在使其安全锁闭,并保证发动机盖与车身的相对位置在行车中不得自动开启,以保证驾驶员的视野不被挡住。本次课题研究的对象是皇冠PourCam32轿车发动机盖锁,该零件是卡板锁,采用辅助挂钩与卡板双重锁紧机构,使用可靠,不易自动脱开。通过了解发动机盖锁结构和工作原理,对其进行整体布置以及三个重要弹簧的布置和二次锁止位置的布置等。为了保证三个弹簧的正常工作,对它们的主要参数进行了设计计算,经过验算,其主要参数满足设计的要求,即在
2、弹簧受力情况下不会产生失效情况。发动机盖锁各零件主要是冲压而成的,总共完成9个主要零件的建模,比如锁体,卡板等等。然后通过不同的装配方式完成了发动机盖锁的总装配。通过UG的运动分析模块对发动机盖锁进行运动仿真分析,可以得出各机构在运动过程中不产生干涉,满足发动机盖锁的工况,并输出MPEG文件。本次课题设计,主要的研究理念是在研究汽车发动机盖锁的结构和工作原理的基础上,通过综合运用汽车专业知识和计算机辅助设计技术(UG软件),完成轿车发动机盖锁设计。关键词:发动机盖锁,布置,建模,装配,运动分析,UG Design of the Hood Lock of Royal Crown Pour Cam
3、 32 AutomobileABSTRACTThe automobile hood lock is an accessory of the automobile hood, which is a part to have the independent function. Its function is to make its safety lock shut, and guarantees the automobile hood not to open automatically relative to the position of the body in driving, in orde
4、r to guarantee the drivers eye shot not to be turned back. The investigative object of this thesis is the automobile hood lock of Royal crown Pour Cam 32 car. It is a chuck lock which is a dual lock organization adopting the assistance hook and the chuck and is dependable to use and uneasily looses.
5、By understanding its construction and work principle, the thesis introduces the integral arrangements of the automobile hood lock, the arrangements of the three important pull springs and the arrangements of the two locked positions. It should design and calculate the main parameters of the three pu
6、ll springs to promise them to work normally. After checking, the main design parameters meet the requirements that the springs would not fail under the force. The parts of he automobile hood lock is made by stamping. It is finished nine main parts modeling, such as lock body and so on. It realizes t
7、he three-dimensional emulations by the motion module of the UG software to ensure all the organizations not to be intervened when the automobile hood lock is working in order to meet the working conditions then output the MPEG files.The primary research principle of the thesis is to complete the des
8、ign of the automobile hood lock in making synthetically use of the automobile professional knowledge and the technique with the calculator (the software of UG) based on the construction and work principle of the automobile hood lock. Key words: Hood Lock,Disposal,The Model Creation,Assembly ,Motion
9、Analysis,UG 皇冠Pour Cam 32轿车发动机盖锁设计蒋玉琪0611032510 引言0.1 汽车发动机盖锁的作用 发动机盖锁是发动机盖的附件。由于现代轿车的发动机盖大多采用铰链在后的向后开启方式,所以在发动机盖的锁爪磨损后,车辆在行驶中受到风压作用,很可能掀开车盖,妨碍司机视线,从而引发交通事故。所以出于安全角度的考虑,人们设计了发动机盖锁。发动机盖锁的设计必须满足“安全性”的要求,即发动机盖锁不得自动开启;其次,为了保护车内部件,防止灰尘、油腻等进入车体内,损害零件,发动机盖锁必须具有“密封性”。所以,发动机盖锁从原先简单的钩子锁,逐步发展为设有二挡机构或安全钩装置的盖锁,并
10、在设计的同时还必须安装备用辅助挂钩系统。发动机盖锁的功能,旨在使其安全锁闭,并保证发动机盖与车身的相对位置,在行车中不得自动开启。0.2 发动机盖锁的分类及其应用 发动机盖锁按其锁体结构划分,可分为钩子锁、舌簧锁及卡板锁三种形式。这三种锁的作用原理,优缺点及应用范围的比较,可见表1.1所示。表1.1 三种发动机盖锁的比较卡板锁 舌簧锁 钩子锁工作原理发动机盖锁靠钩扣定位,采用辅助挂钩与卡板双重锁紧机构开盖时,在力的作用下使锁紧扭簧绕其轴心旋转,并与固定在内板上的上锁装置中的锁舌推杆脱离配合,机盖在回位弹簧的作用下弹离下锁紧装置,再拔动安全钩,即可打开机盖开盖时,作用力使锁钩绕其轴心旋转并与锁扣
11、脱离,靠弹簧压紧的支杆的作用将盖弹起,再拔开安全锁的第二道锁紧装置使机盖打开优点使用可靠,不易自动脱开机构简单、制造方便;磨损工作面不是同一平面,利于提高寿命结构紧凑、简单、噪声小;机件外表无大的突起,利于维修;使用可靠缺点锁体内构件尺寸形状精度要求高;适于专业化、大批量生产的构件关闭冲击噪声大;因振动易自动开启机盖,安全性差要求机盖装配位置准确性高,即锁钩与锁扣必须准确对中;锁支座成型较困难。应用夏利、丰田奥迪100、捷达高尔夫轿车上应用不多0.3 发动机盖锁的结构发动机盖锁的结构包括锁本体、内开机构和安全锁三部分。本课题选择皇冠PourCam32轿车发动机盖锁零件为研究对象,该盖锁零件是卡
12、板锁,其主要由锁体,内开机构(卡板、锁紧手柄、锁环、锁紧手柄回位弹簧、卡板回位弹簧、卡板回位弹簧钩块),和安全锁(辅助挂钩、辅助挂钩回位弹簧)组成。1 发动机盖锁的布置 在引言中我们已经了解了发动机盖锁的一些基本知识,本章主要介绍发动机盖锁的工作原理以及通过了解其工作原理来设计发动机盖锁的基本布置。发动机盖锁的基本布置包括发动机盖锁的布置空间,发动机盖锁固定位置的布置,发动机盖锁回位弹簧位置的布置,发动机盖锁两次锁止位置。1.1 发动机盖锁的工作原理本课题选择皇冠PourCam32轿车发动机盖锁零件为研究对象,该盖锁零件是卡板锁,它的具体工作原理及使用如下:(1) 先拉出位于仪表板左下方的拉杆
13、,此时缆锁带动发动机盖锁上的锁紧手柄绕其轴心旋转,发动机盖锁上的卡板则在回位弹簧的作用下,绕其轴心旋转,使发动机盖上的钩扣脱开。(2) 在钩扣脱开的情况下,略为抬起发动机盖,将发动机盖锁上的辅助挂钩拨向一边,使其脱出。(3) 然后抬起发动机盖,从撑竿内取出支撑杆,顶入发动机罩加强板的孔内。接着,再放下支撑杆,让发动机盖在约30cm高度处自由落下锁上(不要用手掀下罩盖),将辅助挂钩顶开,并在辅助挂钩回位弹簧的作用下锁紧。(4) 然后用手按下发动机盖,此时,卡板转动,带动内开机构,发动机盖锁二次锁止。(5) 关上发动机盖后再用手抬一下,以确保关合牢靠。1.2 发动机盖锁布置空间大小的粗略设计 发动
14、机盖锁安装在发动机盖锁板上,其空间的大小应保证不与其它零部件互相接触,不能产生运动干涉。整个发动机盖锁所占的空间为长为220mm,宽为90mm,高为150mm。整个发动机盖锁应在这个空间里设计,不允许超过这个空间范围。1.3 发动机盖锁的安装固定位置的布置 发动机盖锁的固定主要通过锁体的左耳,右耳,和下端部分三个固定孔固定,以保证发动机盖锁在汽车行驶过程中,不因汽车的振动而脱落,保证发动机盖锁的正常的锁止功能。其三个定位孔在锁体的大概方位见图1.1所示。图1.1 发动机盖锁的定位孔的相对位置1.4 发动机盖锁回位弹簧的总体布置发动机盖锁会位弹簧是发动机盖锁产生功能的最主要的零件,其布置形式也是
15、多种多样的。本课题的布置形式是由卡板锁的特点决定的。其总的布置形式如图1.2所示。图1.2 发动机盖锁回位弹簧的总体布置1.4.1 辅助拉钩回位弹簧的布置 辅助拉钩回位弹簧是用于回位辅助挂钩的。在开启发动机盖时,当拨开辅助挂钩后,发动机盖就可以打开了,辅助拉钩回位弹簧则使辅助挂钩回位到原来的位置。当发动机盖向下自由落体运动时,辅助挂钩在发动机盖重力的作用下,拨开辅助挂钩后继续落下,直到辅助拉钩回位弹簧回位辅助挂钩,这样就达到了第一次锁止。辅助拉钩回位弹簧的一头拉钩与锁体相连,一头拉钩和辅助挂钩相连,其空间布置的大致的方位见图1.3。图1.3 辅助拉钩回位弹簧的布置位置1.4.2 卡板回位弹簧的
16、布置卡板回位弹簧是用于回位卡板的。在开启发动机盖时,通过卡板回位弹簧的力来使卡板回到原来的位置,解除盖锁的第二道锁止,当合上发动机时,要用力来克服回位弹簧的力才能够进行第二道锁止。卡板回位弹簧的一头拉钩和卡板相连,另外一头拉钩与卡板回位弹簧钩块相连,其空间布置的大致的方位见图1.4所示。图1.4 卡板回位弹簧的布置位置1.4.3 锁紧手柄回位弹簧的布置锁紧手柄回位弹簧是用于回位锁紧手柄的。当开启发动机盖时,先拉出位于仪表板左下方的拉杆,此时缆锁带动发动机盖锁上的锁紧手柄绕其轴心旋转,发动机盖锁上的卡板则在回位弹簧的作用下,绕其轴心旋转,使发动机盖上的钩扣脱开。在关闭发动机盖时,需要一定的力来克
17、服锁紧手柄回位弹簧的力,此时,锁紧手柄通过锁紧手柄回位弹簧的作用锁住卡板,起到第二次锁止的作用。锁紧手柄回位弹簧的一头拉钩和锁体相连,另外一头拉钩与锁紧手柄相连,其空间布置的大致的方位见图1.5所示。图1.5 锁紧手柄回位弹簧的布置位置1.4.4 发动机盖锁回位弹簧布置总结 发动机盖锁弹簧的布置,主要是为了能过足够满足弹簧的工作空间和发挥弹簧的工作能力,为以后发动机盖锁的模型设计提供良好的规划,方便模型的设计过程,使不必要产生乱放弹簧,影响锁体和弹簧的装配。总之,发动机盖锁的弹簧简单布置是必不可少的。1.5 发动机盖锁两次锁止位置的布置 本课题的发动机盖锁所止是通过两次锁止来实现的。一次是通过
18、辅助挂钩来实现的,一次是卡板来实现的。此两次锁止的的大概位置如图1.6所示。图1.6 发动机盖锁两次锁止位置2 发动机盖锁主要参数的设计计算根据发动机盖锁的工作原理,可以看出弹簧的回位作用在发动机盖锁的工作过程中起到了主要的作用。弹簧的受力状态及其失效将引起整个汽车发动机盖锁的工作运转,并对于发动机盖的受力设计,起到一定的作用。所以对于汽车发动机盖锁上的三个拉簧的设计及其分析,是发动机盖锁设计上的主要参数。2.1 弹簧的类型、性能和应用 本课题使用的圆柱螺旋拉伸弹簧,主要应用于受拉伸载荷的场合。特性线呈线性,刚度稳定,结构简单,制造方便,应用广泛,在机械设备中多用于缓冲,减振以及储能和控制运动
19、等。此圆柱螺旋拉伸弹簧使用于冷卷,因此采用L型冷卷拉伸弹簧,其端部结构型式为圆钩型。2.2.弹簧的载荷类型 圆柱螺旋弹簧按所受载荷的情况分为三类:类受循环载荷作用次数在1106次以上的弹簧;类受循环载荷作用次数在11031106次范围内及受冲击载荷的弹簧;类受静载荷及受循环载荷作用次数在1103以下的弹簧。由盖锁系统耐久性试验,可以得到,发动机盖在开、合试验次数为5000次及其以下,在试验过程中盖锁系统不得出现严重损坏或失效。所以根据实际工作条件,确定弹簧的载荷类型为类。2.3 弹簧的材料本课题研究的弹簧属于小型弹簧,其材料的直径在5mm以下。小型弹簧多用冷拉(轧)弹簧钢丝冷卷成型后,只进行退
20、火处理制成。所以,由机械设计手册P7-10页,表7-2-2弹簧常用材料中,可以查得,弹簧的材料选择:碳素弹簧钢丝GB4357,牌号为2580,40Mn70Mn。选择直径规格为C级:0.0813.0/mm。(C级用于中等应力弹簧)2.4 弹簧的受力计算2.4.1卡板回位弹簧(Pullspring1)的受力计算1) 卡板回位弹簧的基本物理数据:d=1.8( mm);n=19;D=14 (mm)其中:d弹簧丝直径(mm)n弹簧的总圈数D弹簧的中径(mm)2) 确定一圈弹簧的刚度由机械设计手册P7-22页,表7-2-19圆柱螺旋压缩弹簧计算表中,根据d=1.8,D=14可以查得:单圈弹簧的刚度=37.
21、8(Nmm-1)3) 确定工作极限载荷,工作极限载荷下的单圈变形量由机械设计手册P7-22页,表7-2-19圆柱螺旋压缩弹簧计算表中,根据d=1.8,D=14可以查得: 工作极限载荷 =120.92(N),工作极限载荷下的单圈变形量 =3.203(mm)4) 确定弹簧的刚度根据机械设计手册P7-39页由公式1.9895(N/mm) 5) 确定拉簧的初拉力(1) 查机械设计手册P7-37页图7-2-5,根据旋绕比7.7778,得:初应力在42125Mpa范围内,取77Mpa(2) 根据机械设计手册P7-37得:初拉力(N) 6) 确定许用载荷(弹簧允许承受的最大载荷)(1)查机械设计手册P7-1
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