4 设计计算说明书
4.1 设计计算说明书
4.1.1设计依据
1．XX车门三维数模
2．依据标准：
（1）QC/T636-2000汽车电动玻璃升降器。
（2）PF-60007A电动玻璃升降器总成技术条件。[12]
（3）SORC31-XBD001-A_玻璃升降器总成产品描述报告。[13]
4.1.2设计原则
设计玻璃升降器时，要求升降平顺，工作可靠，无冲击和阻滞现象，无碾轧声；操作轻便省力；具有防止手压时玻璃升降器发生逆转的制动机构。同时要求整个玻璃升降器系统中，玻璃以及玻璃升降器导轨的匹配合理。
4.1.3基本设计思想
1.结构形式选择
根据升降器真实数模，现前门采用绳轮式双滑道结构。
2.升降器的受力分析
在下面的示例中，W 是玻璃的重量，是常量，Fa 和Fb 分别是前、后滑槽对玻璃的阻力，对全滑槽类型是常量，但对部分滑槽类型是变量，Fc 是窗口下端密封条对玻璃运动的阻力，它不仅是变量而且它的真实位置随着玻璃的上升而移向前部，由于密封阻力的变化钢丝绳拉力P 也是个变量。由于阻力多为变量不便于分析计算所以取行业规范的通常经验值。
图4 绳轮式玻璃升降器运动受力图
4.1.4玻璃质量及滑道曲率的选取及确定
车窗玻璃现在普遍采用安全钢化玻璃，厚度为3.0-3.5mm。随着人们审美观的不断提高，对整体车型造型要求也越来越高，为了与整体造型风格相匹配，车门玻璃由以往的单曲率渐变为双曲率。但为了满足工艺要求，设计阶段玻璃最小曲率半径R最好能大于1000mm。避免因工艺难度太大导致的制造成本增加、产品合格率降低。[2]
玻璃的曲率为1178mm，滑道的曲率和玻璃是一个同心圆，所以升降器滑道曲率也为1178mm
车窗玻璃的厚度L=3mm
车窗玻璃的密度为ρ=2.5g/cm3
车窗玻璃的面积为S=4160cm2
通过以上数据确定车窗的质量m=S×L×ρ=3120g
4.1.5钢丝绳的选取
1.根据汽车玻璃升降器行业标准QC-T 636-2000钢丝绳的选取条件为[8]：
(1)拉线用钢丝绳为航空用钢丝绳，外径为Φ1.5 mm, 6×7+IWS(中间股)，既为7×7股。
(2)钢丝公称直径为φ0.17mm, 允许偏差±0.01，不圆度不大于0.01。
(3)钢丝用材料应符合GB699的规定，其硫磷含量各不大于0.03%。
(4)钢丝公称抗拉强度不小于1960Mpa。
(5)钢丝表面的锌层重量不小于15g/m2。
(6)钢丝表面的镀锌层均匀、连续、无裂纹和剥落现象。
(7)钢丝表面不得有裂纹、竹节、起刺和伤痕等到缺陷。
2.钢丝的力学性能：
(1)钢丝绳的最小破断拉力为1.99KN。
(2)钢绳在受力为最小破断拉力的60%之后，其弹性伸长率不大于0.9%，永久伸长率不大于0.2%.；经50000次模拟车门升降循环后，永久伸长率不大于0.1%。
4.1.6前门滑道
形状如图示，料厚: 1.5mm；材料：冷轧板。滑道长度485mm，滑道曲率R1178滑道内宽16.5mm，料厚1.5mm。两滑道间的平行距离由车门装卡孔确定。根据行业规范滑道的摩擦阻力通常为经验值：G2=3.92N/100mm
图5  前门滑道
4.1.7电机罩
形状如图示，出口角度114°，左右件对称，材料：聚甲醛(黑)
图6 电机罩
4.1.8拉索
（1）下拉索：形状如图示。材料为航空用钢丝绳。钢丝绳直径φ1.5mm，钢丝绳长度946.3mm，敷管长度203mm，导向管长度34mm。
7 下拉索
（2）上拉索：形状如图示。材料为航空用钢丝绳。钢丝绳直径φ1.5mm，钢丝绳长度995mm，敷管长度418mm，导向管长度30.5mm。
8 上拉索
（3）过渡拉索：形状如图示。材料为航空用钢丝绳。钢丝绳直径φ1.5mm，钢丝绳长度1146mm，敷管长度513mm，导向管长度30.5mm。
图9 过度拉索
4.1.9电动玻璃升降器总成图和运动过程
钢丝绳敷管
导向管调节块
缓冲弹簧
铆接头
汽车玻璃价格钢丝绳
导向管
敷管
铆接头
缓冲弹簧
铆接头调节块钢丝绳
敷管
图10 升降器总成
1右前-滑道玻璃托架总成  2后滑道及滑轮铆接总成  3 电动前门上拉索总成  4电动前门过度拉索总成  5前滑道及滑轮铆接总成  6电机罩总成  7 西门子B 型电机 8左前-滑道玻璃托架总成  9自攻螺钉  10电动前门下拉索总成  11缓冲块
运动过程分析：
（1）下降过程：电机顺时针转动时为下降过程。下降前两拉索的状态为：上拉索缠绕在电机轮上，下拉索处于未缠绕状态。运动开始后上拉索脱离缠绕，下拉索开始缠绕，形成滑块的下降过程。
（2）上升过程：电机逆时针转动时为上升过程。上升前两拉索的状态为：下拉索缠绕在电机轮上，上拉索处于未缠绕状态。运动开始后下拉索脱离缠绕，上拉索开始缠绕，形成滑块的下降过程。 4.1.10电机的选择
电机扭矩的计算：
根据基本参数得系统总载荷为玻璃重量及滑道阻力之合：12F F F =+（）。
（玻璃重量F 1、滑道最大阻力F 2=G 2×S 、S 为玻璃行程）
22  3.9210048519F G S N =⨯=÷⨯= 1  3.129.830.6F mg N ==⨯= 121930.649.6F F F N =+=+=（） 所需电机的扭矩 /60%M F r =（）
计算过程：