汽车座椅结构设计
0 引言
汽车座椅属于汽车的基本装置是汽车的重要安全部件。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。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再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。随着我国汽车工业的迅猛发展人们对汽车的乘坐舒适性及安全性等方面的要求越来越高。其中作为影响汽车舒适性和安全性的重要内饰部件——汽车座椅的设计、研发已越来越引起汽车业界的重视。
本毕业设计分析了人与座椅的人机关系，并且结合我国国民对汽车座椅的使用要求，以人机工程学、汽车设计等学科的理论为依据，以国家和国际标准为准则，对驾驶座椅进行了设计。，从人的安全、健康的角度，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。尤其是对人们脊椎的伤害。从社会的角度，汽车走进千家万户，人们对汽车的情感也有所转变，从以前的遥远、到现在的占有，将来必将转变为挑剔。因此汽车座椅的发展也要跟上时代的步伐，所以本设计进行汽车八方向座椅结构设计。
1 轿车电动座椅的介绍
轿车的座椅是衡量轿车档次的重要依据，因此轿车设计师十分重视电动座椅的设计，从材料到形状，尽量做得完美无缺。在造型方面，充分考虑人体尺寸、人体重量、乘坐姿势和体压分布等因素，应用人体工程学的研究成果和先进技术，制造出乘坐舒适、久坐不乏的座椅。
1.1桥车的国内外研究现状及发展水平的相关介绍
目前国内汽车座椅基本上是一种固定的姿势，人长时间保持一种相对稳定的坐姿很容易疲劳，从提高驾乘人员舒适度的角度，给出一种新型电动座椅的设计思路。对于可以调节的汽车电动座椅的研究，国内发现尚少。尤其在目前，国内市场上所见电动座椅大多出现在进口汽车上，汽车电动座椅有两向移动、四向移动、六向移动等多种类型。两向电动座椅只能作前后水平移动：四向电动座椅除前后水平移动外，还可以升降：六向电动座椅除了够控制上述移动外，座椅的座位前部和靠背还可以分别升降。大多数电动座椅使用永磁型电动机，通过装在左座侧板上或左门扶手上的肘节式控制开关控制电流路线和方向。可使某一电动机按不同方向转动。大多数永磁型电动机内装有断路器，以防电动机过载。许多福特汽车电动座椅的电动机在磁铁外壳内装有3个独立的电枢。有的电动座椅使用串激电动机(如通用公司生产的某些汽车)，用2个磁场线圈使电动机能作双向转动。这种电动机一般使用继电器以控制电流方向，因此当开关换向时，可以听到继电器吸合的咔嗒声。电动座椅使用的电动机的数量多的可达8个。本方案是一种机械设计制造学、人体工程学与电子技术相结合的八个方向(座椅水平平行前后移动、座椅前端上下升降、座椅后端上下升降、座椅靠背的角度旋转)调节。汽车电动座椅一般由双向电动机、传动装置和座椅调节器等组威。传动装置包括变速器、联轴装置和电磁阀。座椅调节器的主要部件是螺旋千斤顶和齿轮传动机构。传动装置和座椅调节器之间用软轴连接。通过座椅调节器实现对座椅的调节。方案的思路就是电动座椅是利用电动机的动力来调整座椅位置、靠背的倾斜度等，自动适应不同体型的驾驶员与乘员的乘坐舒适性要求。
现代轿车的驾驶者座椅和前部成员座椅多是电动可调的，又称电动座椅。座椅是与人接触最密切的部件，人们对轿车平顺性的评价多是通过座椅的感受作出的。因此电动座椅是直接影响轿车质量的关键部件之一。轿车电动座椅以驾驶者的座椅
为主。从服务对象出发，电动座椅必须要满足便利性和舒适性两大要求。也就是说驾驶者通过键钮操纵，既可以将座椅调整到最佳位置上，使驾驶者获得最好的视野，得到易于操纵方向盘、踏板、变速杆等操纵件的便利，还可以获得最舒适和最习惯的乘坐角度。为了满足这些要求，世界汽车生产大国的有关厂家都竞相采用机械和电子技术手段，制造出可调整的电动座椅。
现代轿车的电动座椅是由坐垫、靠背、靠枕、骨架、悬挂和调节机构等组成，其中调节机构由控制器、可逆性直流电动机和传动部件组成，是电动座椅中最复杂和最关键的部分，可逆性直流电动机必须体积小，负荷能力要大；而机械传动部件运行时要求要有十分良好的稳定性，噪音要低。控制器的控制键钮设置在驾驶者操纵方便的地方；一般在门内侧的扶手上面。有些轿车的控制器还设有微电脑，有记忆能力，只要按下某一记忆按钮，即可自动将电动座椅调整到存储的位置上。
可逆性直流电动机一般有三个以上，他们受控制其控制并分别驱动某个调整方向的传动部件。传动部件有蜗杆轴、蜗轮、心轴和齿条等。调整时，主动轴在电动机的驱动下，带动从动轴转动，从而将心轴旋入或旋出，即座椅下降或上升。如果蜗轮又与齿条啮合，蜗轮转动将齿条移动，即令座椅前移或后移。目前调节机构可以调节座椅的水平移动和垂直移动，靠背的角度移动和靠枕的高度移动，即所谓“六向可调式”。现在先进的技术还可调节座椅底座的前后、座椅底座前方的上下、座椅底座后方的上下及座椅靠背的前后摆动，此即“八向可调式”，乘员可以根据自己的身材将座椅调到一个合适的位置。
过去的轿车以交通为唯一目的，今天的轿车设计思想则倡导人与车的融合，座椅就是这个设计思想中极其重要的环节。现代轿车座椅涉及到电子学、人体工程学、工业设计学等方面的领域，随着汽车技术的发展，轿车座椅已从一个简单的部件发展到一个比较复杂和精度程度要求比较高的部件。现代轿车已经不是一个单纯的运载工具，他已经是“人、汽车与环境”的组合体。座椅作为汽车使用者的直接支撑装置，在车厢部件中具有非同小可的重要性。汽车座椅的主要功能是为驾驭者提供便于操纵、舒适、安全个不易疲劳的驾驶座位。座椅设计适应同时满足以下五点基本要求
(1)座椅的合理布置；
(2)座椅外形要符合人体生理功能；
(3)座椅应具有调节机构；
(4)座椅有良好的振动特性；
(5)座椅必须十分安全可靠。
1.2本次课程设计的提出及相关问题
随着人类生活水平的不断提高和科学技术的蓬勃发展，汽车作为一种更为广泛的交通工具被用于人们的日常生活中，汽车的种类越来越多，功能越来越齐全，不断地向智能化发展，人们对汽车的便利性、舒适度的要求更是越来越高。过去的轿车以交通为唯一目的，现在的轿车设计思想则倡导人与车的融合，座椅就是这个设计思想中极其重要的环节。现在的轿车的驾驶者座椅和前部成员座椅是电动可调的，又称电动座椅，座椅是与人接触的最为密切的部件，人们对桥车平顺性的评价多是通过座椅的感受作出的。因此，电动座椅是直接影响轿车质量的关键部件之一，现代轿车座椅涉及到电子学、人体工程学、工业设计学等方面的领域，随着汽车技术的发展，轿车座椅巳从一个简单的部件发展到一个比较复杂和精确程度要求比较高的部件。所以我本次课程设计的题目是基于蜗轮蜗杆传动的八向可调式轿车电动座椅设计，本次设计是在轿车普通座椅的基础上，设计一种基于蜗轮蜗杆传动的座椅前后可调、座椅前部高低可调，座椅后部高低可调，靠背部角度可调的八向可调经济型轿车座椅，要求操纵方便，运动平稳，安全可靠，低噪音。
在经过认真思考和查阅相关资料后，我认为本次课程设计主要是解决以下主要问题：查阅相关资料，了解电动座椅的发展的动态。由于座椅是衡量轿车档次的重要依据，因此电动座椅在具体设计时应该需要引起重视，在工艺结构造型方面，则需要移动，即令座椅前移或后移。充分考虑人体尺寸、人体重量、乘坐姿势和体压分布等因素。方案的关键是基于蜗轮蜗杆传动的结构设计，实现要求的八向位传动。并能合理的安排电动机、各机构在座椅上的布局。座椅是支撑和保护人体的构件，必须十分安全可靠，所以要进行蜗轮蜗杆传动机构的刚度计算。大多数电动座椅采用永磁式电动机，查阅相关资料，合理选用电动机，还要考虑其在座椅中的相对位置。
1.3轿车座椅人体工程学的应用及尺寸参数
1.3.1人体工程学的应用
坐姿是人体较自然的姿势，也是进行各种操作经常采用的姿势。座椅与人们的
生活息息相关，无论是工作、学习、出门旅行、在家休息都离不开座椅。人的坐姿是个相当复杂的问题，虽然座椅伴随人类的生活己经有几千年的历史了，但是关于座椅的设计问题至今仍然是值得研究的课题。在生物学中，当坐立时，人的身体由脊椎、胯骨、腿和脚支撑。主要用来支撑人体重量的关节为胯骨和腰椎，腰椎的第三、第四腰椎为整个脊椎骨中受力最大的部位。所以腰椎也就比上方的椎骨大而且硬得多。坐姿时，尾椎将受到压力而往前弯，有缓冲震荡的作用。坐骨构成了胯骨最下方的部位，其后下方的坐骨结节为L字母形状，当人们坐着的时候，此处往下顶住来支撑身体的重量。长期的姿势不良、受伤或者疾病，伤害就会发生在脊椎弯曲的地方，如胸弯过分弯曲就会造成圆肩或驼背;腰部脊椎过分弯曲，会造成脊椎的侧弯或是脊椎的前凸症、后凸症。当人们在椅子上时，若坐姿不良，骨盆很容易下陷，仔细摸骨盆两侧，发现整个骨盆往后倾，整个人会感到胸廓与腰杆交界处造成腰酸背疼、驼背。长期使用电脑的上班族而言，坐姿不良通常是造成腰酸背疼得最主要的凶手。人们的脊椎在坐姿情况下就像是一根杠杆，如果头部向前倾，为了支撑前倾的头部，骨头的韧带就会产生一个拉力，当力量超过韧带所能负荷的范围，这个力量就会转移到背后的肌肉上，于是肌肉便持续暴露在张力之下。久而久之，就会出现颈部、背部、腰部肌肉酸痛的症状。
坐姿状态下，支撑身体的是脊柱、骨盆、腿和脚。脊柱是人体的主要支柱，由24节椎骨以及5块骸骨(已连成一体)和4块尾骨(己连成一体)连结组成，如图1.1所示，其中椎骨自上而下又分为颈椎(共7节)、胸椎(共12节)、腰椎(共5节)三部分，每两节椎骨之间由软骨组织和韧带相联系，使人体得以进行屈伸、侧曲和扭转动作等有限度的活动。颈椎支撑头部，肋椎与肋骨构成胸腔，腰椎、骸骨和椎间盘承担人体坐姿的主要负荷。
图1.1人体脊椎构造图图1.2人体在不同状态下腰椎弯曲形状由于腰椎几乎承受着人的上体的全部重量，并且要实现弯腰、侧曲、扭转等人体运动，所以最容易损伤或腰曲变形。从侧面观察脊柱，可看到脊柱呈现颈、胸、腰、骸四个弯曲部位，其中颈曲和腰曲凸向前，胸曲和骸曲凸向后。脊柱的自然弯曲弧形应如图1.1所示，椎骨的支承表面相互位置正常，椎间盘没有错位的趋势。一旦人体改变这种自然弯曲状态，会引起惟间盘压力改变，使腰部疼痛。图1.2所示为人体在各种不同姿势下的腰椎弯曲形状。曲线C是最接近人体脊柱自然弯曲状态的坐姿，椎间盘上的压力可较正常分布。因此，欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然弯曲形态，躯干与大腿之间须有大约135°的夹角，且座椅应使坐者的腰部有适当支撑，以便腰曲弧形自然弯曲，腰背肌肉处于放松状态。人坐着时，大腿和上身的重量必须由座椅来支承。人体结构在骨盆下面有两块圆骨，称为坐骨结节，如图1.3所示。这两块小面积能够支持大部分上身的重量。座面上的臀部压力分布是在坐骨结节处最大，由此向外压力逐渐减小，直至与座而前缘接触的大腿下部，压力为最小。座垫的柔软程度要适当，坐骨部分的座垫应当是支承性的，它要承受加在座位上的大约60%的重量，而其余部分则应当比它更柔软些，以便能够把重量分布在更大约面积上。座椅靠背上的压力分布，应当是肩脚骨和腰椎骨两个部位最
高，此即靠背设计中所谓的“两点支承”准则。
靠背的两点支承中，上支承点为肩脚骨提供凭靠，称为肩靠，其位置相当于第5~65节胸椎之间的高度；下支承点为腰曲部分提供凭靠，称为腰靠，其位置相当于第4~5节腰椎之间的高度。不同用途的座椅，两点支承的作用不一样，休息用的座椅，体、腿夹角较大(舒适角度约为115°)，坐着时身体向后倾斜，只要肩部分支承稳靠，没有腰靠也能得到舒适的坐姿，因此是以肩靠起主要作用；而一般操作用座椅，由于操作的要求，身体需要略向前倾，肩胖骨部分几乎接触不到靠背，因
此只有腰靠起支撑作用，
图1.3股骨正常位置一般无需设置肩靠。腰靠支承是使背疼和疲劳减到最轻的主要措施，否则，将只靠肌肉来维持腰曲弧形，势必引起腰部肌肉疲劳和损伤。考虑到人的身材高矮不同，对某些座椅应当具有能调节腰靠位置的装置。腿的主动脉紧靠着大腿下表面和膝盖的后面，在这个部位上，任何持续的压力都会给人造成极端的不好适和肿胀感觉需要借助于适当减短座深、把座垫前缘修圆和采用较软的泡沫塑料座垫等措施来防止发生这种情况。同时，还
要使座面离地板的高度足够低，以便使脚能踩着地板，让人的这个重要部位感觉不到有任何压力。坐骨下面的座面应当近似是水平的。图1.3表示带有股骨的骨盆部位的前视图，股骨在股节中从连接骨盆的球孔向外伸去。用平的座位，股骨的这一部分在坐骨平面之上，因此不承受过分的压迫。座椅的设计必须有可能让人经常地改变自己的姿势和位置，以便减轻压力和活动伸展各部分肌肉。
人在坐姿状态下，体重作用在座面和靠背上的压力分布称为坐态体压分布，它与坐姿及座椅的结构密切相关，图1.4为人体在靠背和座垫上最适宜的体压分布，对于体压的研究是目前人们对座椅进行研究的主要方法和参数。体压分布的测量一般采用等高线的形式反映压力分布状况。就座者的骨盆可以比喻为倒立的锥体，与椅面接触的主要是臀部两块薄肌肉层下的坐骨。由坐骨向外，压力逐渐减少。为了减少臀部下部的压力，座面一般应设计成软垫，其柔软程度以使坐骨出支承人体的60%左右的重量为宜，采用软性坐垫，增大臀部与座面的接触面积，就改善了这种压力集中的现象，使整个臀
图1.4人体在靠背和座垫上最适宜的体压分布
部均承担体重的压力，减缓坐骨下支点处的疲劳，可以延长就座时间。但不论什么座面，不论哪种姿势，长时间采取一种坐姿总会产生静力疲劳。因此，任何一种座椅在设计时都应考虑变换坐姿的可能性。人体与座椅之间的压力分布称为坐姿的体压分布，坐姿的体压分布是影响乘坐舒适性的重要因素。人就坐时，身体重量的大部分(约80% )经过臀部、背部隆起部分及其附着的肌肉压在坐椅面上。
图 1.5为座椅各部位的受力分布示意图。
图1.5座椅各部位的受力分布
1.3.2轿车座椅尺寸参数
国家标准GB/0000-28《中国成年人人体尺寸》按照人机工程学的要求提供了我国成年人人体尺寸的基本数据，座椅的座位空间及座椅的尺寸应保证适应人体舒适坐姿的生理特征，提供实现舒适做态的支承条件。GB/14774-1993《工作座椅一般人类工效学要求》给出了工作座椅的基本结构和主要参数，使工作座椅设计的基本依据。根据以上标准，结合轿车车内空间和驾乘人员的调节要求，确定如下参数。
（1）椅面高度：定义为椅面前缘至驾驶员驻点的垂直距离。选定驾驶员座椅椅面高度可调范围为280-380mm。
（2）椅面宽度：座椅坐垫两侧宽度。防止驾乘者在出现离心力时臂部产生横向滑动，要在座椅椅面两侧附加额外防滑凸起设计，所以椅面总宽选定512mm。
（3）椅面深度：指椅面前缘至靠背前面水平距离。深度过大时躯干相对前移，腰部得不到良好的支撑，引起疲劳；过小时，大腿得不到良好的支撑。所以为了保障驾乘者的臂部和大腿部被充分支撑和包裹，椅面深度选定520mm。
（4）靠背高度：靠背最下端到最顶端的距离。为保证座椅靠背在具有角度倾斜时同样可以保证对驾乘者的支撑，所以靠背高度选定607mm。
（5）靠背宽度：靠背两侧最宽的距离。为避免和减少驾乘者腰背部在座椅上产生横向滑移，靠背宽度选定500mm。
（6）靠背倾角：靠背倾角是指靠背与椅面水平方向的夹角，为满足驾驶舒适、安全性以及休息时的便利性、靠背倾角调节范围为80°—170°。
（7）椅面倾角：指椅面与水平之间的夹角。轿车夹角，为满足驾驶舒适安全性
以及休息时的便利性、靠背倾角调节范围的椅面倾角应兼顾安全性和舒适、性，一般为2°—10°。
（8）头枕尺寸：根据GB/11550-1995《汽车座椅头枕性能要求和试验方法》，确定头枕高度为208mm，宽度为230mm，厚度为100mm，头枕可调范围0-100mm。
2 电动座椅水平移动系统方案的确定
2.1前后移动方案的选定
2.1.1传动调节装置的确定
传动装置的作用是将电动机的动力传给座椅调节位置，使其完成座椅的调整，主要有联轴器软轴、减速器与螺纹千斤顶或蜗轮蜗杆传动机构组成。经过分析可知：由于电动机轴与传动轴的直径相差不大，因此可直接相连，采用螺纹锁紧的简易联轴器。
传动轴的选择根据电动机的安装位置的不同有以下几种：
当采用单相电动机时，传动轴选用锥齿轮与轴相连。
图2.1单轴电动机输出
当采用双轴输出电机时如下图所示：
图2.2双轴电动机输出
对以上两种方案进行比较，采用双轴输出电机与传动轴直接相连可使传动链变得相对紧凑，传动更加平稳。
2.1.2传动方案的确定
第一种方案如下图所示：
图2.3齿轮齿条传动机构
此种方案看似结构简单，但实际有以下缺点：
在执行机构方面采用齿轮和齿条相啮合，传动时的载荷不能太大，而要传递80kg重量的载荷所需要的转矩较大，则需要增加齿轮的尺寸。
其次，齿轮的安装从受力角度来分析并不利于啮合，如齿轮齿条的间隙一扩大就会容易产生噪声和误齿合，这种现象是绝不应该出现的。
第二种方案如下图所示：
图2.4锥齿轮丝杠传动机构
在这种方案中，减速器选用锥齿轮，，锥齿轮的设计和制造、安装较为方便，但是考虑到座椅的尺寸情况采用蜗轮蜗杆减速器更为适合，蜗轮蜗杆具有大的传动比和自锁功能，而且也可传递空间交错的两轴运动，给制造带来了方便，并且体积小便于安装、传动平稳等特点，正好适用于系统的减速。
根据以上两种方案的论证与总结得出第三种方案：
图2.5蜗轮蜗杆丝杠传动机构
采用丝杆螺母这种传动方案即能满足电动座椅的功能要求，而且结构紧凑，便于安装调试。最大的优点就是造价便宜，且传动平稳、噪声小并且有向自锁的优点是本次设计较理想的选择。
2.2水平滑动电机的选择
2.2.1丝杆电机的选择
根据要求移动导轨的移动距离为100~160mm，全程移动所需时间为8~10s选择移动的最大距离为120mm，所需时间为8s，座椅的移动速度：v=s/t=120mm/8s=0.015m/s （2.1）
由于导轨与螺母相连，所以螺母移动的速度为0.015m/s，根据螺母与丝杆的配合关系通过公式：
v=L·n （2.2）
初选丝杆的半径为8.5mm，螺距为3mm，代入公式得：
n丝=v/l=v/p=15*100/3=300r/min
根据丝杆的转速初选电机的转速为300r/min。
2.2.2选择电动机类型
首选电动机要根据电源（交流或直流），工作条件（温度、环境、空间尺寸等）和载荷特点、性质、大小、启动性能、过载情况。
电动座椅上的电动机作用是为了电动座椅的调节机构提供动力，此类电动机多采用双向电动机，即电枢的旋转方向随电流的方向的改变而改变，使电动机按不同的电流方向进行正转或反转以达到座椅调节的目的。为防止电动机过载，电动机内装有熔断丝，以确保电气设备的安全。
无刷直流电机的优点是：
①电机外特性好，非常符合电动车辆的负载特性，尤其是电机具有可贵的低速大转矩特性，能够提供大的起动转矩，满足车辆的加速要求。
②速度范围宽，电机可以在任何转速下稳定大转矩高效率运行，这是无刷直流电机的独有特性，这进一步提高整车效率。
③电机效率高，尤其是在轻载车况下，电机仍能保持较高的效率，这对珍贵的电池能量是很重要的。
④过载能力强，这种电机比 Y 系列电动机可提高过载能力 2 倍以上，满足车辆的突起堵转需要。
⑤再生制动效果好，因电机转子具有很高的永久磁场，在汽车下坡或制动时电机可完全进入发电机状态，给电池充电，同时起到电制动作用，减轻机械刹车负担。
⑥电机体积小、重量轻、比功率大、可有效地减轻重量、节省空间。
⑦电机无机械换向器，采用全封闭式结构，防止尘土进入电机内部，可靠性高。
⑧电机控制系统比异步电机简单。
缺点是电机本身比交流电机复杂，控制器比有刷直流电机复杂。
根据以上条件我们选用用磁性双向轴输出的直流电动机的sz系列。
2．3选择电动机的容量
电动机的容量（功率）选择是否适合，对电动机的工作和经济性都有影响。ηη容量小于工作要求，则不能工作机的正常工作，或使电动机因长期的超载运行而过早损坏；容量选择过大，则对电动机的价格高，传动能力又不能充分利用，由于电动机经常在载荷下运转，其效率和功率因数都较低，从而造成能源的浪费。
对于比较稳定，长期运转的机械，通常按照电机的额动工率进行选择，而不必校核电动机的发热和启动转矩，选择电动机容量时应保证电动机的额定功率Ped等于或稍大于工作机所需的电动机功率Pd，即：
Ped≥Pd
工作及所需电动机的功率为Pd=Pw/ηkw (2.3) 式中：Pw——工作及所需功率，指输入工作机轴的功率kw
η——由电动机至工作机的总效率
工作机所需功率Pw，应有工作机的工作阻力和运动参数（线速度或转速）计
算求得： Pw=FV/1000 kw或Pw= Tnw/9550 kw(2.4) 式中：F——工作及的阻力N
V——工作机的线速度，如运输机输送带的线速度m/s
T——工作机的阻力矩N*m
nw——工作机的转速r/min
根据本次设计要求：涡轮蜗杆的传动比大而且反行程具有自锁功能，常取Z=4，
即四头蜗杆，其传递效率为0.80~0.92 球轴承的效率为0.99 联轴器的效率为0.99
丝杆的效率为0.45
功率传递流向：电机 ------涡轮蜗杆------- 丝杆螺母
传递装置的总效率应为组成传动装置的各个运动副效率的乘积即：0.246 （2.5）
工作机的转速为nw=n丝=300r/min
根据以上特性初选电动机的转速为3000r/min，功率10w，电压24v
工作机的阻力力矩就是涡轮上的转矩T.
T=9.55*1000*580.75*10/（3000/10）=238.75 N/mm (2.6）
故工作及所需要的输入Pw2
Pw=Tnw/9550ηω= 283.75×300÷9500÷0.75=10w (2.7)
在丝杆上消耗的功率：
座椅的平行负荷能力110kg，则分担在丝杆上的为55kg，可计算出：
N=(G/2)cosθ=55×9.8×cosθ (2.8)
b是人与丝杆的夹角，而且很小，取b=6°则N=536N，摩擦力
f=G/2sinθ=9.8×55sin6°=56.34N (2.9)
在丝杆上消耗的功率Pw丝=f*v丝=56.34*0.015w=0.845w (2.10) 又Pw=Pw丝在工作机实际需要的电动机输出功率Pd
Pd=Pw/η=0.845÷0.246=3.43w (2.11)
由于sz系列是双轴输出式直流电机所以总功率为Pw总=2Pd=6.86w，根据所
计算出的功率和转速，所选电机如下：
电机的型号为：45sz01
电机的转速为：3000r/min
电机的功率为：10w 电机的电压为：24v
电机的电枢/励磁为：111/0.33
电机的允许正反转速差为：200r/min
校核所选电机的转矩根据公式： T1=Td*i0*η01 （2.12）式中：Td——电动轴的输出转矩Nm?
T1——工作轴的输入转矩，即等于涡轮上的转矩T将公式变形后如下：
(2.13)
通过以上的计算，说明所选电动机是满足要求的，所以水平移动部分的电机选用45sz01型号的永磁式双轴输出直流电机。
3 水平移动系统中蜗轮蜗杆的设计
3.1选择蜗杆传动类型
根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆。
3.2选择材料
考虑到蜗杆传动的功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢，故希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45~55HRC。涡轮用铸锡磷青铜ZcuSn10P1，金属模铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸造HT100制造。
3．3按齿面接触疲劳强度进行计算
根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。传动中心距
3.3.1确定作用在蜗杆上的转矩T
2
取Z1=4；故取效率为η=0.9；
3.3.2载荷系数的确定
因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数kβ=1，由《机械设计》表11-5，选区使用系数Ak=1, 由于转数不高，冲击不大，可取动态系数Vk=1.0,则
k=kβ*k
v *k
A
=1×1×1=1 （3.3）
3.3.3确定弹性影响系数Z
E
因选用的是铸锡磷青铜涡轮和钢蜗杆，故EZ=160Mpa1/2
3.3.4确定接触系数Z
p
先假设蜗杆分度圆直径d
1和传动中心距a的比值d
1
/a=0.35，从《机械设计》
图11-18中可查的Z
P
=2.9。
3.3.5确定许用应力
根据涡轮选用的材料为σ铸锡磷青铜ZcuSn10P1，金属膜铸造，蜗杆螺旋齿面
硬度大于45HRC，可从表11——7中查出涡轮的基本许用应力,[σ]=268Mpa。应力循环次数
寿命系数
则
3.3.6中心距的计算
取中心距a=50mm，因i=10.，故从表11——2中取模数m=2，蜗杆分度圆直径d1=22.4，这时d1/a=0.65，从11——18中可直接插的系数'pZ=2.45，因为'pZ小于Zp，因此以上计算结果可用。
3.4蜗杆与涡轮的主要参数与几何尺寸
3.4.1蜗杆
轴向齿距Pa=π*m=6.28mm，直径系数q=d
1
/m=22.4/2=11.2mm，齿顶圆直径，齿根圆直径
d a1=d
1
+2h
a1
=d
1
+2h
a*m
=22.4+2×1×2=26.4mm
d a2=d
1
-2h
f1
=d
1
-2(h
a*m
+c)=22.4-2(1×2+0.25×2)=17.4mm
分度圆导程角：tanr=mz
1/d
1
=z
1
/q=4/11.2
r=19°39' 14" （3.9）蜗杆轴向齿厚：s
a
=0.5πm=0.5×π×2=3.14 （3.10）
3.4.2蜗轮
蜗轮齿数Z2=39，变位系数 X
2
=-0.1 ，验算传动比i=9.75
这时传动比误差2.5%，是允许的。
蜗轮分度圆直径：d
2=mz
2
=2×39=78mm （3.11）
蜗轮喉圆直径:d
a2=d
2
+2h
a2
=78+2×0.9=79.8mm （3.12）
蜗轮齿根圆直径： d
a3=d
2
-2h
f2
=78-2×2×1.35=72.6mm （3.13）
蜗轮咽喉母直径： r
g2=a-2d
a2
=10.1mm （3.14）
3.5校核齿根弯曲疲劳强度
当量齿数
(3.16)
根据X
2=-0.1，z
v2
=46.69，从图11——19中可查齿形系数Y
Fa2
=2.35,螺旋角系
数（3.17）许用弯曲应力
从表中11——8中查的[σ
F ]=[σ
F
]’*K
fv
由ZcuSn1应力0P1制造的蜗杆的基本
许用弯曲应力[σ
F
]'=56Mpa 寿命系数
3.6验算效率η
已知
从表11——18中用插值法查的fv=0.0283 ，=1.1621，代入式中的η=0.87大于原估计值。
3.7精度等级公差
考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，是属于通用机械减速器，从GB/T10089——1988圆柱蜗杆、涡轮精度中选择8级精度，侧隙种类种类为f，标注为8f，GB/T10089——1988。然后由有关手册查的要求的公差项目及表面粗糙度。
3.8蜗轮蜗杆传动的基本几何尺寸
根据《机械设计》表11-3，算出普通圆柱蜗杆传动基本几何尺寸。其参数如下所示：
中心距 50
蜗轮头数 4
蜗轮齿数 39
齿形角 20
模数 2
直径系数 11.2
分度圆导成角 19°39' 14"
变位系数 -0.1
传动比 10
蜗杆轴向齿距 6.28
蜗杆导程 25.12
蜗杆分度圆直径 22.4
蜗杆齿顶圆直径 26.4
蜗杆齿根圆直径 17.4
顶隙 0.5
蜗杆齿顶高 2
(最新)设施规划与物流分析 课程设计说明书工业工程工厂设计
设施规划与物流分析课程设计说明书 姓名： 学号: 专业： 院系： 指导教师： 日期：
目录 简介 (1) 第一章基本要素分析 (4) 第二章物流分析 (9) 第三章作业单位飞物流相互关系分析 (20) 第四章作业单位间综合相互关系分析 (22) 第五章作业单位间物流与非物流相互关系合并.25第六章绘制作业单位面积相关图 (28) 第七章绘制工厂总平面布置可行方案 (29) 第八章评价择优 (31) 参考文献 (32)
课程设计题目：减速器厂总平面布置设计 一、课程设计的目的 设施规划与物流分析课程设计是设施规划与物料搬运课程的重要实践教学环节，主要是培养学生如何分析、发现现有生产企业布置方面存在的问题，并加以改善的工作能力，是学生综合运用所学专业知识，完成工厂布置设计工作而进行的一次基本训练。其目的是培养学生： 1 能正确运用工业工程基本原理及有关专业知识，学会由产品入手对工厂生产系统进行调研分析的方法。 2 通过对减速器工厂布置设计的实际操作，熟悉布置设计方法中的各种图例符号和表格，系统布置设计方法的规范设计程序。 3 通过课程设计，培养学生如何编写有关技术文件。 4 通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析和解决实际问题的能力。 二、课程设计内容与要求 《减速器厂总平面布置设计》内容与要求如下： 1 减速器厂物流分析。 2 减速器厂作业单位相互关系分析。 3 作业单位位置相关图，相当于A3图样的坐标纸一张。 4 作业单位面积相关图，相当于A3图样的坐标纸一张。 5 减速器厂总平面布置图，A1图样二张。 6 评价择优选出最佳总平面布置图。 7 编写设计说明书，工作量不少于5000字。 注：为了便于书写，此说明书部分图表中作业单位用以下代码表示（按需要自行增减） 1——原材料库 2——铸造车间 3——热处理车间 4——机加工车间 5——精密车间 6——标准件、半成品库 7——组装车间性能实验室 8——成品库 9——办公、服务楼 10——设备维修车间 11——锻造车间 12——橡塑车间 4、原始条件：见附件 5、时间安排： 1）产品调查和工艺调查 2天 2）工厂平面布置状况调查1天 3）物流分析 2天 4）作业单位相互关系分析，绘制作业单位位置相关图、作业单位面积相关图 5天 5）布置方案图 2天 6）编写设计说明书 2天 7）答辩 1天
座椅设计规范
座椅设计规范
纵向位移 longitudinal displacement 垂直位移 vertical displacement 角位移 angular displacement 3.4 锁止装置 locking system 使座椅及部件保持在使用位置的装置。 3.5 头枕 head restraint 用于限制成年乘员头部相对于其躯干后移，以减轻在发生碰撞事故时颈椎可能受到的损伤程度的装置。 3.6 “R”点“R”point GB11551——2003中附录C定义的乘坐基准点。 3.7 基准线 reference line GB11551——2003中附录C附件1图C.1中所示的通过三维人体模型的线。 三、技术要求 应包括产品的具体性能指标、技术要求、质量目标，专项试验、整机/整车试验以及国内外公司的匹配要求等内容。 3.1舒适性 1）座椅泡沫造型应符合人机工程学的要求，并给出A面的分析报告。 2）人体乘坐时，最大布置人体与骨架（硬物）间距≥30mm。 3）选用高回弹的优质冷发泡沫，性能指标见附表3.4要求。 4）选用优质复合面料，面料与泡沫采用火焰复合方式，提高面料的舒适度和环保性。 5) 前排座椅的舒适性设计参考应当满足人机工程相关法规和行业标准(根据设计可作相应调整)； 6）座椅各零部件的外露部分不得有易于伤人的尖角锐边，各部结构不得存在可能造成的挤压、剪钳伤人部分。 7）工作座椅的结构材料和装饰材料应耐用、阻燃、无毒。坐垫、腰靠、扶手的覆盖层应使用柔软、防滑、透气性好、吸汗的不导电材
料制造。 8）若坐垫直接固定在底板上（通常为后排座椅坐垫），一般泡沫上表面到底板的距离不小于50㎜； 9）在震动和乘员进行座椅特性操作的过程中，不得有摩擦声音和尖刻声音等异响。 3.2外形尺寸要点 1）座面：座面表面有两种基本形式，一种是纵向（座深方向）平展的，其倾角为0°-5°；另一种是纵向前沿拱起的。任意一种形式的座面，其横向高度差都不应小于25mm；座面前沿拱起的高度h1最小应为40mm，起拱半径R1最小为40mm，最大为120mm。座椅前沿纵向起拱时，前部倾角α1=4°-5°，后部倾角α2=10°-15°，两角顶交点位于距座面前沿座深2/3处；纵向高度差h2不得大于40mm。当坐垫为弹性结构时，最下层支撑部分应有一定的刚性，中间弹性层变形量不宜过大（坐垫厚度不宜大于30mm）。 2）腰靠：腰靠角度调节量应不小于20°；腰靠的形状应保证使人体压力尽量分布均匀。腰靠若装有软垫，则其沿座深方向垂直剖面内的曲率半径应大于1400mm。 3）头枕：头枕到顶棚间隙，经验值为，驾驶员头部到顶棚间隙大于50mm，乘客头部到顶棚间隙大于30mm，保证乘员头部有足够的活动空间；头枕中心线与靠背中心线应保持0°-20°夹角。根据 GB 11550-1995汽车座椅头枕性能要求及试验方法: 头枕位置尺寸，沿平行于躯干基准线测量头枕顶端到R点长度，驾驶员座椅为700mm以上，其他座椅为650mm以上；由头枕顶端沿平行于躯干基准线方向向下65mm处或者由R点沿平行于躯干基准线向上635mm处，头枕的外形宽度以座椅中心面为对称面，左右各应宽85mm以上（既头枕最小宽170mm）；位置可以调节的头枕外形高度沿平行于躯干基准线方向测量为100mm以上。 4）扶手：工作座椅若设扶手，则扶手的有关尺寸应满足以下条件：扶手上缘与座面间的垂直距离为230+20mm；两扶手内缘间的水平距离最大不超过500mm；扶手长度为200-280mm；扶手前沿与座面前沿的水平距离为90-170mm；扶手倾角，固定式为0°-5°，可调式为0°-20°。 5) 靠背：靠背的基准角度与水平面成105°-115°；前排座椅靠背高度不低于800mm；后排高度不低于700mm。
工业工程从入门到精通
工业工程从入门到精i 工业工程简介： 1.工业工程定义 最具有权威性的和今天被广泛采用的美国工业工程学会（SIE ）于佃95年正式提出，后经修订的定义： 工业工程，是对人员，物料，设备，能源和信息所组成的集成系统进行设计，改善和设置的一门学科。它综合运用数学，物理学，和社会科学方面的专门知识和技术，以及工程分析和设计的原理与方法，对该系统所取得的成果进行确定，预测评价。 《美国大百科名书》（佃82年出版）对IE 的解释是：工业工程是一个组织中的人，物料和设备的使用及其费用作详细分析研究，这种工作由工业工程师完成，目的是使组织能够提高生产率，利润
和效率。 工业工程专家Philipe Hicks博士指出：工 业工程的目标就是设计一个生产系统及该系统的控制方法，使它以最低的成本生产具有特定质量水平的某种或几种产出，并且这种生产必须是在保证工 人和最终用户的健康和安全 条件下进行 从上可看出，工业工程的目标就是使生产系统投入的要素得有效利用，降低成本，保证质量和安 全，提高生产率，获得最佳效益。 2.工业工程研究范围： 美国国家标准ANSI-294（佃82年修订版），把IE分为仃个分支：生物力学，成本管理；数据处理与系统设计；销售与市场；工程经济；设施规划；材料加工（含工具设计。工艺研究，自动化等）；应用数学（含运筹学，管理经济学，统计质量控制，统计学）；组织规划；生产规划与控制（含库存管理，运输路线，调度和发货等）；实用心理学；方法研究作业测定；人的因素；工资管理；人体测量；安全；职业卫生与医学。 3.现代IE的基本工作内容及特点： 1）核心是降低成本，提高质量和生产率。—
汽车座椅结构设计
汽车座椅结构设计
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0 引言 汽车座椅属于汽车的基本装置是汽车的重要安全部件。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。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再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。随着我国汽车工业的迅猛发展人们对汽车的乘坐舒适性及安全性等方面的要求越来越高。其中作为影响汽车舒适性和安全性的重要内饰部件——汽车座椅的设计、研发已越来越引起汽车业界的重视。 本毕业设计分析了人与座椅的人机关系，并且结合我国国民对汽车座椅的使用要求，以人机工程学、汽车设计等学科的理论为依据,以国家和国际标准为准则,对驾驶座椅进行了设计。,从人的安全、健康的角度，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。尤其是对人们脊椎的伤害。从社会的角度,汽车走进千家万户，人们对汽车的情感也有所转变,从以前的遥远、到现在的占有，将来必将转变为挑剔。因此汽车座椅的发展也要跟上时代的步伐,所以本设计进行汽车八方向座椅结构设计。
１轿车电动座椅的介绍 轿车的座椅是衡量轿车档次的重要依据,因此轿车设计师十分重视电动座椅的设计，从材料到形状，尽量做得完美无缺。在造型方面,充分考虑人体尺寸、人体重量、乘坐姿势和体压分布等因素,应用人体工程学的研究成果和先进技术，制造出乘坐舒适、久坐不乏的座椅。 １.１桥车的国内外研究现状及发展水平的相关介绍 目前国内汽车座椅基本上是一种固定的姿势,人长时间保持一种相对稳定的坐姿很容易疲劳,从提高驾乘人员舒适度的角度，给出一种新型电动座椅的设计思路。对于可以调节的汽车电动座椅的研究,国内发现尚少。尤其在目前,国内市场上所见电动座椅大多出现在进口汽车上,汽车电动座椅有两向移动、四向移动、六向移动等多种类型。两向电动座椅只能作前后水平移动：四向电动座椅除前后水平移动外，还可以升降：六向电动座椅除了够控制上述移动外,座椅的座位前部和靠背还可以分别升降。大多数电动座椅使用永磁型电动机,通过装在左座侧板上或左门扶手上的肘节式控制开关控制电流路线和方向。可使某一电动机按不同方向转动。大多数永磁型电动机内装有断路器，以防电动机过载。许多福特汽车电动座椅的电动机在磁铁外壳内装有3个独立的电枢。有的电动座椅使用串激电动机（如通用公司生产的某些汽车）,用2个磁场线圈使电动机能作双向转动。这种电动机一般使用继电器以控制电流方向,因此当开关换向时,可以听到继电器吸合的咔嗒声。电动座椅使用的电动机的数量多的可达8个。本方案是一种机械设计制造学、人体工程学与电子技术相结合的八个方向（座椅水平平行前后移动、座椅前端上下升降、座椅后端上下升降、座椅靠背的角度旋转)调节。汽车电动座椅一般由双向电动机、传动装置和座椅调节器等组威。传动装置包括变速器、联轴装置和电磁阀。座椅调节器的主要部件是螺旋千斤顶和齿轮传动机构。传动装置和座椅调节器之间用软轴连接。通过座椅调节器实现对座椅的调节。方案的思路就是电动座椅是利用电动机的动力来调整座椅位置、靠背的倾斜度等，自动适应不同体型的驾驶员与乘员的乘坐舒适性要求。 现代轿车的驾驶者座椅和前部成员座椅多是电动可调的，又称电动座椅。座椅是与人接触最密切的部件，人们对轿车平顺性的评价多是通过座椅的感受作出的。因此电动座椅是直接影响轿车质量的关键部件之一。轿车电动座椅以驾驶者的座椅
汽车座椅设计现状及发展方向
汽车座椅设计现状及发展方向 前言：现代汽车座椅与汽车安全性、 舒适性紧密相关。设计具有先进水准的座椅 是当今汽车发展中的一个重要课题。 摘要：本文将对现代汽车座椅的设计方式，设计特点，以及未来的设计方向做简 要的论述。主要从座椅材料，调整，设计等方面做基本的分析和说明。 首先对当前汽车座椅的组成及功用等做简要分析说明: 一、 座椅表面材料。主要指织物和真皮等多种材料。选择标准以舒适，手感，透气 性为主。一般座椅的表面材料与整车的内饰相协调。 二、 座椅调节形式。对于汽车座椅必须满足调整便利性和舒适性两大要求，也就是 说驾驶员通过调节操纵， 可以将座椅调整到最佳位置上以获得最好视野。 易于操纵方向盘、 踏板、变速杆等。 调节形式有手动和电动两种。手动调节方式需要成员通过手柄放松座椅的锁止机构， 然后通过改变身体的座姿和位置来带动座椅移动。 电动座椅调节机构由控制器， 可逆性直 流电动机和传动部件组成。直流电动机受控制器控制并分别驱动某个调整方向的传动部件 （如蜗杆轴，蜗轮等）。蜗轮与齿条啮合，蜗轮轮转动将齿条移动使座椅前移或后移。电 动调节的座椅在调节时，座椅是施力方，乘客只需要扳动控制键就可以了。电动座椅的使 用，让驾驶员能轻松的找到最适合自己的驾驶姿势， 提供良好的视野，提高了行车安全性， 并能工巧匠效减轻驾驶疲劳。 三、 前后排座椅调节方向。座椅方向的调节是由座椅调角器、座椅导轨和座椅升降机 构来完成的，在每种调节机构上，座椅都能完成两个或两个以上方向的调节。 座椅调角器用于连接汽车座椅椅座和椅背，对乘员提供安全保护和增强座椅舒适性。 并在椅背内添加了机械装置用于减少追尾事故对颈椎造成的伤害。如下图所示： 学院：工程技术学院 专业：车辆工程 姓名：王 强 学号： 20040707104
(完整版)汽车座椅相关设计参考资料
汽车座椅相关设计规范 一、范围 本标准按国家标准、行业标准及生产经验规定的汽车座椅设计规范； 本标准适用于骐铃牌各系车型座椅的设计。 二、目的 规范座椅设计要求。 三、定义 3.1 座椅 seat 供一个成年乘员乘坐且有完整装饰并与车辆结构为一体或分体的乘坐设施。它包括单独的座椅或长条座椅的一个座位。 3.2 固定装置 anchorage 将座椅总成固定到车辆结构上的装置。包括车身上受影响的部件。 3.3 调节装置 adjustment system 能将座椅或其部件的位置调整到适应乘员乘坐姿态的装置。该装置应有如下功能：
纵向位移 longitudinal displacement 垂直位移 vertical displacement 角位移 angular displacement 3.4 锁止装置 locking system 使座椅及部件保持在使用位置的装置。 3.5 头枕 head restraint 用于限制成年乘员头部相对于其躯干后移，以减轻在发生碰撞事故时颈椎可能受到的损伤程度的装置。 3.6 “R”点“R”point GB11551——2003中附录C定义的乘坐基准点。 3.7 基准线 reference line GB11551——2003中附录C附件1图C.1中所示的通过三维人体模型的线。 三、技术要求 应包括产品的具体性能指标、技术要求、质量目标，专项试验、整机/整车试验以及国内外公司的匹配要求等内容。 3.1舒适性 1）座椅泡沫造型应符合人机工程学的要求，并给出A面的分析报告。 2）人体乘坐时，最大布置人体与骨架（硬物）间距≥30mm。 3）选用高回弹的优质冷发泡沫，性能指标见附表3.4要求。 4）选用优质复合面料，面料与泡沫采用火焰复合方式，提高面料的舒适度和环保性。 5) 前排座椅的舒适性设计参考应当满足人机工程相关法规和行业标准(根据设计可作相应调整)； 6）座椅各零部件的外露部分不得有易于伤人的尖角锐边，各部结构不得存在可能造成的挤压、剪钳伤人部分。 7）工作座椅的结构材料和装饰材料应耐用、阻燃、无毒。坐垫、腰靠、扶手的覆盖层应使用柔软、防滑、透气性好、吸汗的不导电材
汽车座椅面套设计
SDE介绍 1SDE总括 SDE是一个完整的座椅设计环境，通过使用三维CAD型面作为护面平面展开图（样板）的目标，从而最初的造型需求得到保证。 SDE围绕设计到制造过程，完全集成于CATIA V5, NX 和 Pro/E，由于三维环境下围绕单一来源主模型，造型到制造无缝连接。SDE的核心功能包括3D到2D 的展开，已经经过汽车公司实际设计和生产所验证，另外SDE基于CAD的设计方法和制造输出被广泛验证。 2SDE技术特点 2.1完全集成于三维CAD VISTAGY公司的座椅设计环境提供完全集成于商业CAD系统的三维设计解决方案，包括Catia V5, NX和ProE。SDE直接从CAD模型运行，无需另外转换。事实上，所有的设计公司都正在转为三维CAD设计，护面、泡沫、结构及其他组都已经使用三维CAD软件来设计三维模型。 SDE通过增强或者扩展主流三维CAD的功能来使客户获益，SDE支持： -高级曲面 -逆向工程 -参数化建模 -PDM和 ERP 集成 -包含变量和选项的装配件、零件的强有力管理 -造型 2.2PDM、ERP集成 由于SDE的数据是存储在CAD模型中的，无外部的文件，所以SDE数据能够被管理CAD模型的PDM系统轻松管理。事实上，SDE和所有的PDM系统兼容，无任何的差别或偏向，这样就能保证用户根据自己的需求选择最好的解决方案。另外，如果用户的PDM,DMU或者ERP系统需要的话，VISTAGY公司的EnCapta技术可以使用开放标准的如XML的格式文件来表达SDE的数据。
2.3三维座椅专业设计环境 SDE是三维专业的设计环境，用于汽车内饰并且主要是用于复杂的汽车座椅系统的设计。SDE主要通过以下节省座椅研发时间和成本： -捕捉完整而详细的三维座椅结构模型； -捕捉护面材料、复合泡沫等的所有信息； -捕捉缝线、样式、缝纫回针等所有信息； -捕捉卡条和附件等所有信息； -捕捉如加热/冷却系统，重量传感器，标签等硬件的所有信息； -对上述所有信息排序、列表、查找； -在下游对上述信息重用，生成BOM表、成本模型、生产计划、缝制说明、工程图、裁切文件、PPAP、ELV等； -准确无误、快速地对设计进行修改更新。 最终，SDE在三维环境下设计拥有巨大优势，通过保持三维护面定义与下游的二维数据如平面展开图（样板）相关联，可以在上游三维环境下完成更改，二维数据会随之快速自动更新，这样就能保证三维护面的主数据源定义简单、快速、一致。 这样，关于座椅数据的所有管理如护面、泡沫、测试、生产计划、成本等都是同步的并且是准确无误的。 2.4基于座椅结构的单一数据源主模型 SDE的基础是座椅结构定义，包括织物或皮革料片，缝纫或缝制线，衬背材料，卡条和附件，硬件如传感器、加热或湿度控制元件、标签、安全装置等都可以在设计最开始进行定义。在平行设计过程中，这一完整而详细的三维模型可以作为单一数据源的主模型而被不同的组如造型、护面、泡沫、结构等使用。
汽车座椅设计-参考模板
汽车座椅设计 摘要：运用人机工程学原理，针对汽车驾驶座持，从驾驶员生理特性与作业环境两个方面分析了影响驾驶舒适性及安全性的原因，在此基础上从坐姿舒适性，振动舒适性，操作舒适性，安全性等四个方面论述了人机工程学在汽车座椅设计中的应用，完成了对汽车驾驶座椅从分析到设计的系列开发过程。 关键词：人机工程汽车设计座椅 引言：交通事故统计分析表明，疲劳驾驶是造成交通事故的主要原冈。驾驶座椅是影响驾驶与乘坐舒适程度的重要设施，对于减少驾驶员疲劳程度，降低事故发生率有重要作用，汽车驾驶员座椅设计优劣与否直接关系到驾驶质量与安全。人机工程学是一门综合性较强的新兴交叉学科，它是从人的生理和心理特点出发，研究人、机、环境相互关系和相互作用的规律；其目的是让人在使用机械的过程中，感到“安全、健康、舒适、高效”。汽车设计是否符合人机工程要求，不仅关系到有效利用车内空间及提高乘用舒适性，而且影响整车内外造型和尺寸参数，进而影响整车性能和市场竞争力。 一、舒适驾乘首要在于座椅设计 通过对汽车座椅设计中的人机因素分析,即尺度、形态、功能、色彩四方面的具体分析,寻求汽车座椅设计与人机工程学的关系,从而论证目前汽车座椅设计中人机工程学应用的一些局限性,即学科内涵与目标的矛盾、共性原则与个性需求的矛盾、统计与个案的矛盾以及合理与合情的矛盾,通过对这些应用矛盾的透析,探求出汽车座椅设计中人机工程学应用的原则,从而最终为汽车座椅产品设计中人机工程学的应用探索出一条道路。 而人机工程学在汽车座椅设计中的作用主要体现在以下几方面： 1、为确定汽车空间范围提供依据。 2、为设计汽车座椅提供依据。 3、为确定感觉器官的适应能力提供依据。 二、汽车座椅的人机工程设计 汽车驾驶座椅的人机工程学分析，安全舒适的汽车驾驶座椅的设计必须满足以下要求：意识坐姿舒适性（静态舒适性）；二是振动舒适性（动态舒适性）；三是操作舒适性；四是安全性（包括主动安全性及被动安全性两个方面）。 上述要求具体到驾驶座椅的设计中满足驾驶员坐姿舒适性的座椅尺寸结构设计、满足驾驶员振动舒适性的座椅抗振减振设计、满足操作舒适性的座椅空间位置设计以及满足驾驶员的安全性的汽车驾驶座椅主动安全性及被动安全性的设计。 1、座椅结构设计 驾驶座椅结构设计的研究把注意力集中在人体生理结构特点对驾驶舒适程度的影响上，寻求最佳的座椅结构形式、尺寸、轮廓形状及材料选择。 （1）座椅结构设计 为了保证座垫上合理的体压分布，座垫应坚实平坦。太软的椅子容易令使用者曲起身子，全身肌肉和骨骼受力不均，从而导致腰酸背痛现象的产生。研究表明：过于松软的椅面，使臀部与大腿的肌肉受压面积增大，不仅增加了躯干的不稳定性，而且不易改变坐姿，容易产生疲劳。 依据靠背上体压分布不均匀原则，在座椅靠背设计时应保证有靠背两点支撑，即就是人体背部和腰部的合理支撑。汽车座椅设计时应提供形状和位置适宜的两点支撑，第一支撑部位位于人体第5—6胸椎之间的高度上，作为肩靠；第二支撑设置在腰曲部位，作为腰靠。
座椅设计规范3-3
汽车座椅设计规范 一、范围 本标准按国家标准、行业标准及生产经验规定的汽车座椅设计规范； 本标准适用于骐铃牌各系车型座椅的设计。 二、目的 规范座椅设计要求。 三、定义 3.1 座椅 seat 供一个成年乘员乘坐且有完整装饰并与车辆结构为一体或分体的乘坐设施。它包括单独的座椅或长条座椅的一个座位。 3.2 固定装置 anchorage 将座椅总成固定到车辆结构上的装置。包括车身上受影响的部件。 3.3 调节装置 adjustment system 能将座椅或其部件的位置调整到适应乘员乘坐姿态的装置。该装置应有如下功能：
纵向位移 longitudinal displacement 垂直位移 vertical displacement 角位移 angular displacement 3.4 锁止装置 locking system 使座椅及部件保持在使用位置的装置。 3.5 头枕 head restraint 用于限制成年乘员头部相对于其躯干后移，以减轻在发生碰撞事故时颈椎可能受到的损伤程度的装置。 3.6 “R”点“R”point GB11551——2003中附录C定义的乘坐基准点。 3.7 基准线 reference line GB11551——2003中附录C附件1图C.1中所示的通过三维人体模型的线。 三、技术要求 应包括产品的具体性能指标、技术要求、质量目标，专项试验、整机/整车试验以及国内外公司的匹配要求等内容。 3.1舒适性 1）座椅泡沫造型应符合人机工程学的要求，并给出A面的分析报告。 2）人体乘坐时，最大布置人体与骨架（硬物）间距≥30mm。 3）选用高回弹的优质冷发泡沫，性能指标见附表3.4要求。 4）选用优质复合面料，面料与泡沫采用火焰复合方式，提高面料的舒适度和环保性。 5) 前排座椅的舒适性设计参考应当满足人机工程相关法规和行业标准(根据设计可作相应调整)； 6）座椅各零部件的外露部分不得有易于伤人的尖角锐边，各部结构不得存在可能造成的挤压、剪钳伤人部分。 7）工作座椅的结构材料和装饰材料应耐用、阻燃、无毒。坐垫、腰靠、扶手的覆盖层应使用柔软、防滑、透气性好、吸汗的不导电材
(完整版)工业工程基本知识点汇总
1, 简述什么叫生产线平衡? 依照流动生产线的工程顺序,从生产目标算出作业周期时间,将作业分割或结合,使各个工位的工作负荷达到均匀,提高生产效率的技法叫生产线平衡; 2, 一般在什么情况下必须进行现场改善? 1), 生产系统发生变更时; 2), 因技术的进步变化时; 3), 设计变更时; 4), 现状的工场布置效率低时; 5), 生产量常有增减时; 6), 现场必须移动时; 7), 新产品投入时 5,请说说作为一名IE工程师应具备哪些条件? 问题的创造能力,问题的解决能力,抽象化能力,综合能力,创造能力,经济性价值判断能力,理解人际关系能力,表现能力,推销自己的能力等; 6.标准时间由作业时间,宽放时间组成; 7.生产的四要素指的是人员,机械设备,原材料和方法 8.生产效率指的是在单位时间内实际生产的合格品数量与标准产能的比值; 9.作业周期指的是加工对象从投入至产出所需要的总时间 10.通常作业的基本动作有:伸手,搬运\,抓取,放手,拆卸,安置,旋转,加压等 11.影响生产质量的因素有: 人员,机器,设备,方法,环境及材料等 12.通常产品投放流水线时主要依据工程作业流程图文件进行排拉作业; 13. ‘5S’管理中,5S指的是整理,整顿,清扫,清洁,素养 14, ○--- (加工) ◇---- (质量检查) □--- (数量检查) ▽----- (储存) 15.质量改善循环‘PDCA’指的是计划,执行,检查,矫正 16. ‘PTS’指的是预定动作时间标准法; 17,ISO是(国际化标准组织INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION INTERNATIONAL ORGANIZATION STANDARDIZATION) 18, ISO-2000版体系文件包括: 质量手册/QM,程序文件/QP,作业指导书/OP,窗体/WI四阶文件; 19.ERP （Enterprise Resourse Planning）企业资源规划。它是一个以管理会计为核心的信息系统，识别和规划企业资源，从而获取客户订单，完成加工和交付，最后得到客户付款。ERP将企业内部所有资源整合在一起，对采购、生产、成本、库存、分销、运输、财务、人力资源进行规划，从而达到最佳资源组合，取得最佳效益。 20.MRPⅡ（制造资源计划）是先进的现代企业管理模式，目的是合理配置企业的制造资源，包括财、物、产、供、销等因素，以使之充分
小型客车座椅结构设计
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
Abstract Car seat is an important auto body parts, generally by the seat and its skeleton, and skeleton back, head and skeleton, and the corresponding orientation, regulators 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 comfort. 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 reasonableness 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 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 point 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
工业工程的意义
新时代IE的意义 重视改善,追求效果. 重视创新,追求成长. 重视整合,追求卓越. 由于它的内容强调综合地提高劳动生产率、降低生产成本、保证产品质 量，使生产系统能够处于最佳运行状态而获得最高之整体效益，所以近数十年来一直受到各国的重视，尤其是那些经历过或正在经历工业化变革的国 家或地区，如美国、日本、四小龙及泰国等地方，都有将其视为促进经济发展的主要工具，同时相对地IE技术在这种环境下亦得到迅速的成长。 美国工业工程学会（AIIE）对工业工程的定义 “工业工程是对人、物料、设备、能源、和信息等所组成的集成系统，进行设计、改善和实施的一门学科，它综合运用数学、物理、和社会科学的 专门知识和技术，结合工程分析和设计的原理与方法，对该系统所取得的成果进行确认、预测和评价。”从上述的定义，读者或许可获知一个大概 。概括而言，所有人类及非人类参与的活动，只要有动作出现的，都可应用工业工程的原理原则，以及工业工程的一套系统化的技术，经由最佳途径 达到目的。譬如工业工程中的动作连贯性分析(operation sequence)，由于人类的任何一种动作都有连贯性，因此把各动作经仔细分析，分成一个个微 细单元，删掉不必要的动作，合并可连接的动作，以达到工作简化、动作经济、省时省工之目的。工业工程又分传统IE和现代IE。传统IE是通过时 间研究与动作研究，工厂布置，物料搬运，生产计划和日程安排等，以提高劳动生产率。现代IE以运筹学和系统工程作为理论基础，以计算机作为先进 手段，兼容并蓄了诸多新学科和高新技术。 日本对工业工程（IE）的新定义 日本IE协会（JIIE）成立于1959年。当时对IE的定义是在美国AIIE于1955年的定义的基础上略加修改而制定的。其定义如下：“IE是对人、材料 、设备所集成的系统进行设计、改善和实施。为了对系统的成果进行确定、预测和评价，在利用数学、自然科学、社会科学中的专门知识和技术的同 时，还采用工程上的分析和设计的原理和方法。”此后，根据AIIE的修改和补充，又在“人、材料、设备”上加上了信息和能源。JIIE根据IE长期 （特别战后）在日本应用所取得的成果和广泛的应用，IE不论在理论上和方法上都取得了很大的发展。JIIE深感过去的定义已不适于现代的要求，故对 IE重新定义。其定义如下：“IE是这样一种活动，它以科学的方法，有效地利用人、财、物、信息、时间等经营资源，优质、廉价并及时地提供市
人机工程学在汽车座椅设计中的应用
人机工程学在汽车座椅设计中的应用 摘要：运用人机工程学原理，针对汽车驾驶座持，从驾驶员生理特性与作业环境两个方面分析了影响驾驶舒适性及安全性的原因，在此基础上从坐姿舒适性，振动舒适性，操作舒适性，安全性等四个方面论述了人机工程学在汽车座椅设计中的应用，完成了对汽车驾驶座椅从分析到设计的系列开发过程。 关键词：汽车驾驶座椅人机工程学设计 一、引言 随着时代的发展，当今社会已由工业社会向信息社会即后工业社会过渡，人类赖以生存的生活空间和生活方式，处处都是经过设计并不断完善的设计世界。现代设计，作为一种广泛的文化活动，已成为人们生活中的一部分。人们开始追求高品质的舒适生活,于是按照人体工程学设计的产品也就越来越受到大众的欢迎。人体工程学的产品也就成了现代社会人们追求的目标。先以汽车座椅为例,人体工程学的家具并不是人们头脑中所想象的仅有数据符合的座椅,它还包括除了人体生理数据之外的很多因素。它的设计原则除了常见的尺度设计原则,人体机能和环境设计原则,健康设计原则外还应该讲求黄金分割比的设计原则。并指出在这些原则的指导下好的人体工程学座椅是功能与美学相结合的产品,可以为人带来身心两方面的享受。 二、舒适驾乘首要在于座椅设计 通过对汽车座椅设计中的人机因素分析,即尺度、形态、功能、色彩四方面的具体分析,寻求汽车座椅设计与人机工程学的关系,从而论证目前汽车座椅设计中人机工程学应用的一些局限性,即学科内涵与目标的矛盾、共性原则与个性需求的矛盾、统计与个案的矛盾以及合理与合情的矛盾,通过对这些应用矛盾的透析,探求出汽车座椅设计中人机工程学应用的原则,从而最终为汽车座椅产品设计中人机工程学的应用探索出一条道路。 而人机工程学在汽车座椅设计中的作用主要体现在以下几方面： 1、为确定汽车空间范围提供依据。 2、为设计汽车座椅提供依据。 3、为确定感觉器官的适应能力提供依据。 三、汽车座椅人机工程学分析 1、人体坐姿生理特性分析
汽车座椅舒适性设计要求的探讨
10.16638/https://www.360docs.net/doc/e83095303.html,ki.1671-7988.2019.02.015 汽车座椅舒适性设计要求的探讨 郝利生，张智勇 （泰极爱思（郑州）汽车座椅研发有限公司，河南郑州451450） 摘要：随着经济和生活水平的提高，购买汽车的需求不断增加，对汽车消费需求也从耐用和安全提升到了更舒适的驾车体验。汽车不但要美观、大气、符合主流消费者的观念，同时整车需要更好的安全保障；而汽车座椅的舒适性可以为驾驶员和乘坐者提供更为舒适的乘车环境，从而提高车辆的实用性能。所以，为了保证驾驶者有更好的乘车感受，汽车企业对于座椅的设计也日益重视，这就需要在设计过程中，必须要将座椅的舒适性性能充分考虑。关键词：汽车座椅；舒适性能；设计；探讨 中图分类号：U461.4 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2019)02-43-02 Discussion on design requirements for comfort of car seats Hao Lisheng, Zhang Zhiyong ( Taiji Aisi (Zhengzhou) Car Seat R&D Co. Ltd., Henan Zhengzhou 451450 ) Absrtact: With the improvement of economy and living standard, the demand for buying automobiles is increasing, and the demand for automobile consumption has also increased from durability and safety to a more comfortable driving experience. The car should not only be beautiful, atmospheric, in line with the concept of mainstream consumers, but also need better safety protection. The comfort of the car seat can provide more comfortable driving environment for drivers and passengers, thus improving the practical performance of the vehicle. Therefore, in order to ensure that drivers have a better ride experi -ence, automotive companies pay more and more attention to the design of seats, which requires that in the design process, the comfort performance of seats must be fully considered. Keywords: car seat; comfort performance; design; Explore CLC NO.: U461.4 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)02-43-02 1 汽车座椅的舒适性能提高乘客乘车感受 第一点，汽车座椅作为汽车内部饰件的主要组成部分，是汽车使用过程中与消费者接触时间最长的部件，因此，座椅舒适性显得尤为重要。首先，座椅构造及外观造型要和整体内饰构建相搭配、协调；其次，对于座椅外观材料选择也更讲究，不仅需要美观，更需要易于清洁，环保。消费者购买车辆对座椅的舒适性要求已经扩展到人体机能的感知领域，即所谓的看、听、闻、感受等方面。随着互联网大面积普及，消费者能通过各种渠道对汽车和座椅舒适性的了解，使得对汽车的舒适性能和安全性能提出了更高的要求。汽车座椅的构造在人体机能学领域仍在初级阶段，其发展潜能是巨大的。对于消费者来说，汽车除了外形吸引人以外，更为重要方面就是驾乘舒适性了，毕竟外观是认知，舒适是体验。 第二点，在人体机能学研究领域，汽车的座椅的开发加入了科学技术，结合人体构造，研究出更适合人们乘坐的汽车座椅。对于汽车座椅的要求，应该从广大消费者的需求上考虑，国内诸如吉林大学、武汉理工大学等高校致力于对不同人群对座椅构造的需求，积累了大量的数据，但这仅限于高校的研究而已，并未达到产研合作，真正将汽车座椅舒适性设计还是落在广大的汽车制造商和座椅供应商身上，因为汽车制造商忽略了客户对座椅舒适性要求，就会导致销量的 作者简介：郝利生，就职于泰极爱思（郑州）汽车座椅研发有限公 司。 43
汽车座椅的现状及发展趋势
安徽汽车职业技术学院 毕业论文 课题：汽车座椅的现状及发展趋势 专业：汽车检测与维修技术 学生姓名：魏涛 指导教师：王岑 2012年11月1日
摘要; 本文主要介绍汽车座椅的发展现状以及来发展趋势的预测。汽车在我国的发展比较晚，而汽车座椅是 人与汽车直接接触的界面，人们驾乘汽车的舒适性主要与座椅有关，在汽车界也属于重点发展对象之一。 因此，我们需要对汽车座椅的发展状况有所掌握，对汽车座椅的发展历程有所了解，根据当今的市场对和 座椅的发展状况进行评估、分析，从而更好的掌握中国汽车座椅的未来发展趋势，建设更强劲的中国汽车。本文通过对汽车座椅的阐述从性能，发展历程，市场现状的分析，面临的问题和对为来汽车座椅的猜想进 行的汽车座椅发展趋势的阐述。个人研究的重点:汽车座椅的性能、设计，发展现状，发展历程，发展面临的问题，市场分析，未来趋势的预测。 关键词：发展状况，市场需求，分析预测，发展趋势。 Abstract; This paper mainly introduces the current situation of the development of the car seat and to the development trend of the prediction. Car in the development of our country is late, and the car seat is in direct contact with the car of the interface, people coming by car comfort with the main seat in motor-dom also belong to focus on the development of one of the object. Therefore, we need to the development of the car seat, a solid grasp of the development of car seat to understand somewhat, according to the current market for and seat developing situation of the evaluation, analysis, so as to better grasp China car seat of the trend of future development, building a more robust Chinese car. This article through to the car seat on the performance, the development course, present market situation analysis, are faced with the problem and to guess to car seat of car seat the development trend of the paper. Individual research key points: the performance of the car seat, design, development present situation, the development, the development of the problems they faced, and market analysis, the prediction of future trends. Keywords; development, market demand, analysis, forecast development trend.