外擺式車(chē)門(mén)畢設(shè)說(shuō)明書(shū)大型客車(chē)車(chē)門(mén)總成設(shè)計(jì)

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1、 大型客車(chē)車(chē)門(mén)總成設(shè)計(jì) 車(chē)門(mén)是汽車(chē)車(chē)身的主要部件之一，它不僅為司乘人員上下車(chē)提供方便的條件，而且與整車(chē)動(dòng)力性（空氣動(dòng)力性）、舒適性（風(fēng)流噪聲、密封等）和使用性能（開(kāi)啟方便靈活）等有著密切的關(guān)系，同時(shí)對(duì)整車(chē)造型起著協(xié)調(diào)作用，并直接影響車(chē)身外形的美觀。 一、明確車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)的要求 1．具有必要的開(kāi)度，并能使車(chē)門(mén)停在最大開(kāi)度上，以保證上、下車(chē)方 便； 2．安全可靠。關(guān)閉時(shí)能鎖住，行車(chē)或撞車(chē)時(shí)不會(huì)自動(dòng)打開(kāi)； 3．開(kāi)關(guān)方便，操縱方便——升降玻璃，鎖止等，或在低氣壓下（≤0.3MPa） 也能開(kāi)啟靈活; 4.具有良好的密封性——涉及密封膠條特性、設(shè)計(jì)精度、間隙大小、配 合精

2、度等； 5．具有足夠的剛度，不易變形下沉，行車(chē)時(shí)不振響； 6．制造工藝好，易于沖壓成形，便于安裝附件和維護(hù)調(diào)整； 7.外形上與整車(chē)協(xié)調(diào)； 8．操縱機(jī)構(gòu)必須易于接近，便于調(diào)整保養(yǎng)。 二、設(shè)計(jì)外擺式車(chē)門(mén)的初衷與想法 近年來(lái)，隨著客車(chē)技術(shù)的發(fā)展和造型技術(shù)的進(jìn)步，以及對(duì)客車(chē)乘坐舒適性要求的不斷提高，在長(zhǎng)途和旅游客車(chē)上，外擺式車(chē)門(mén)逐漸代替了傳統(tǒng)的折疊式車(chē)門(mén)。相對(duì)于折疊式車(chē)門(mén)，外擺式車(chē)門(mén)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.開(kāi)度大，保證上下車(chē)方便； 2.具有良好的密封性，且密封簡(jiǎn)單； 3.開(kāi)關(guān)方便、靈巧，操縱方便； 4.剛性較好、不易變形下沉, 行車(chē)時(shí)不易產(chǎn)生振動(dòng)噪聲； 5.外形與整車(chē)協(xié)調(diào), 無(wú)凹陷

3、, 行車(chē)時(shí)空氣阻力小, 造型美觀； 6.制造工藝好，便于沖壓成型。 三、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)： 外擺門(mén)設(shè)計(jì)除了要滿足客車(chē)車(chē)門(mén)設(shè) 計(jì)的一般要求外，還須滿足以下要求： ①啟閉靈活、平穩(wěn)，開(kāi)關(guān)速度適中， 接近關(guān)閉時(shí)應(yīng)緩沖，行駛中能有效鎖止； ②乘客門(mén)可由駕駛員、售票員單獨(dú) 控制或共同控制，但必須設(shè)有表示乘客 門(mén)所處狀態(tài)的信號(hào)裝置； ③在可能夾住乘客的乘客門(mén)邊緣，應(yīng)在其每扇門(mén)的全長(zhǎng)上安裝寬度至少為４０mm的橡膠密封條； ④除城市客車(chē)外，其余客車(chē)都應(yīng)安裝門(mén)鎖； ⑤車(chē)門(mén)所用的密封膠條應(yīng)無(wú)漏光、無(wú)脫空等明顯的裝配缺陷； ⑥車(chē)門(mén)無(wú)開(kāi)裂和銹蝕，不得有可能使人至

4、傷的尖銳突出物； ⑦內(nèi)、外裝飾材料應(yīng)具有阻燃性； ⑧必須使用安全玻璃（一般為鋼化玻璃），且符合GB9656的要求； ⑨門(mén)窗不允許張貼遮陽(yáng)膜之類(lèi)的妨礙駕駛員視野的裝飾物或附加物。 四、外擺門(mén)的結(jié)構(gòu) 外擺式乘客門(mén)的門(mén)扇靠回轉(zhuǎn)臂支撐, 依靠轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)門(mén)扇作 近似于平行移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。 右圖為該類(lèi)車(chē)門(mén)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 門(mén)體通過(guò)兩個(gè)銷(xiāo)軸與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的 兩轉(zhuǎn)臂連接, 兩轉(zhuǎn)臂焊接在轉(zhuǎn)軸 上, 轉(zhuǎn)軸底端裝在軸承座的推力 軸承內(nèi), 軸承座固定在地板骨架 上, 轉(zhuǎn)軸上端靠軸套支架固定于 門(mén)框上。在門(mén)體的下部設(shè)置一導(dǎo) 向桿, 它的一端用球鉸與門(mén)體相 連, 另一端用球鉸固定在門(mén)踏步

5、 骨架的下部。 五、外擺門(mén)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 1.外擺式乘客門(mén)的結(jié)構(gòu)參數(shù)模型 外擺式乘客門(mén)的結(jié)構(gòu)參數(shù)模型 L：門(mén)框的寬度； O：轉(zhuǎn)軸中心； D：下拉桿的活動(dòng)鉸支點(diǎn)； E：下拉桿的固定鉸支點(diǎn)； F‘：主動(dòng)臂活動(dòng)鉸支點(diǎn)； F ：門(mén)扇處于開(kāi)啟位置時(shí)的主動(dòng)臂活動(dòng)鉸支點(diǎn)。 2.外擺式乘客門(mén)的運(yùn)動(dòng)原理 外擺式乘客門(mén)的運(yùn)動(dòng)原理即四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)化如下圖。 當(dāng)桿c繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，桿a也按桿c同一方向運(yùn)動(dòng)，而桿b則作平行移動(dòng)。如果將桿b作成門(mén)體，桿c作為主動(dòng)

6、臂，桿a作為下拉桿（約束桿），桿d作為車(chē)體，則此機(jī)構(gòu)即構(gòu)成外擺式平移乘客門(mén)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。 外擺式乘客門(mén)運(yùn)動(dòng)原理圖 3.外擺式乘客門(mén)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方法 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)具體就是確定： 轉(zhuǎn)軸中心點(diǎn)O的位置； 主動(dòng)臂活動(dòng)鉸支點(diǎn)F的位置； 下拉桿的活動(dòng)鉸支點(diǎn)D及下拉桿的固定鉸支點(diǎn)E的位置。 ⑴ 轉(zhuǎn)軸中心點(diǎn)O的位置、主動(dòng)臂（彎臂）活動(dòng)鉸支點(diǎn)F的置的確定 主動(dòng)臂帶動(dòng)乘客門(mén)運(yùn)動(dòng)，它的長(zhǎng)短和位置將會(huì)直接影響乘客門(mén)的運(yùn)動(dòng)、開(kāi)度和位置，確定O點(diǎn)、F點(diǎn)的方法有作圖法和計(jì)算法。 采用作圖法確定O點(diǎn)和F點(diǎn)的位置時(shí)，先定其中一點(diǎn)，通過(guò)作圖法求作另一點(diǎn)。以下介紹利用作圖法先確定O點(diǎn)，

7、再確定F點(diǎn)的方法。 ①作兩條與門(mén)體內(nèi)蒙皮相平行且距離為e的直線(c值已經(jīng)確定)； ②初定a1=1/2*l，初定x值； ③以O(shè)點(diǎn)為圓心，OF1為半徑畫(huà)圓，交q線于F‘1； ④x1為a值取a1時(shí)對(duì)應(yīng)的殘留量，比較x1與x的大小，當(dāng)x1在x所允許的變化范圍內(nèi)時(shí)即可確定F1的位置就是F點(diǎn)的位置； ⑤當(dāng)x1不能滿足條件時(shí)，加大或減小a ，同樣方法，給a取值a2，重復(fù)③④，直到滿足條件為止。但是有一點(diǎn)，a的值不能太小，即F點(diǎn)不能離門(mén)寬中心太遠(yuǎn)。否則就要考慮O點(diǎn)位置的調(diào)整。 ⑵下拉桿兩端的鉸接中心點(diǎn)D、E位置的確定 為了車(chē)門(mén)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中盡可能的平穩(wěn)，約束

8、桿與車(chē)門(mén)的鉸接點(diǎn)應(yīng)盡量布置在車(chē)門(mén)的靠近前邊緣的地方，且應(yīng)盡量位于門(mén)體厚度方向的中央，這樣下拉桿（約束桿）的活動(dòng)鉸支點(diǎn)D就確定了。 下拉桿（約束桿）的固定鉸支點(diǎn)E的確定： a.連接D和D1，并作其垂直平分線，那么E點(diǎn)必位于垂直平分線上； b.作直線DE平行于OF,交DD1的垂直平分線于E點(diǎn)，則OFDE為平行四邊形，此時(shí)門(mén)體必能做平移運(yùn)動(dòng)； c.分析用上述方法作出的E點(diǎn)是否符合要求。 ⑶ 外擺式乘客門(mén)的運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算(即特征點(diǎn)T的軌跡) 說(shuō)明：X軸與車(chē)身縱向平行，且指向車(chē)后方，Y軸與車(chē)身橫向平行，且指向車(chē)外，轉(zhuǎn)軸中心O與坐標(biāo)原點(diǎn)

9、O重合。φ1, φ2, φ3, φ4, φ5分別為L(zhǎng)1,L2,L3,L4,L5與OX方向的夾角。 通過(guò)車(chē)門(mén)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，即O、F、D、E點(diǎn)的確定過(guò)程可知，在具體確定固定鉸接點(diǎn)的過(guò)程中，我們首先應(yīng)考慮采用完全的平行四連桿機(jī)構(gòu)，以保證車(chē)門(mén)的平動(dòng)特性，并在客觀允許的條件下盡可能的將D、E點(diǎn)外移，以使該平行四連桿機(jī)構(gòu)的四個(gè)鉸接點(diǎn)位于同一直線上。同時(shí)盡量縮短下拉桿和彎臂的長(zhǎng)度，這樣可以保證車(chē)門(mén)開(kāi)啟瞬間T點(diǎn)的速度方向與車(chē)身橫向的夾角很小，接近于垂直，從而保證車(chē)門(mén)與門(mén)框的間隙可以很小，又保證了車(chē)門(mén)的完全平動(dòng)的特性。 六、外擺門(mén)的提升量的確定 原則：門(mén)體提升量的大小必須

10、與： ①門(mén)框和門(mén)體的密封膠條尺寸、形狀； ②限位鎖止塊的尺寸、形狀； 這四方面相協(xié)調(diào)。 ③門(mén)泵所允許的提升量； ④門(mén)框及門(mén)體鋁型材的尺寸、形狀。 Z：門(mén)體的提升量； Z1：由限位鎖止塊所決定的門(mén)體的最小提升量； Z2：門(mén)框上部與門(mén)框密封膠條1的短部下平面之間的距離； Z3：兩膠條根部頂平面之間的距離； Z4：門(mén)框密封膠條1的長(zhǎng)部的長(zhǎng)度； Z5：門(mén)框密封膠條1的短部下平面與門(mén)體密封膠條2的根部頂平面之 間的距離。 七、外擺門(mén)的密封 乘客門(mén)是灰塵、雨水、噪聲進(jìn)入客車(chē)內(nèi)的

11、主要通道之一，乘客門(mén)密封性的好壞關(guān)系到客車(chē)的乘坐舒適性。 良好的密封不僅可以防塵防雨，還可以起到隔絕車(chē)外噪音的作用。 防雨密封限值 防塵密封限值 車(chē)門(mén)屬于活動(dòng)部件，只能采用密封膠條來(lái)進(jìn)行密封。 乘客門(mén)的密封包括門(mén)體前、后邊框密封，門(mén)體上邊框密封，門(mén)體下部密封。 1.門(mén)體前、后邊框密封 門(mén)體的前、后邊框采用右圖所示的雙密封結(jié)構(gòu)可以獲得良好的密封效果。 2.門(mén)體上邊框密封 門(mén)體前、后邊框密封 門(mén)體上邊框密封 3

12、.門(mén)體下部的密封 此處的密封應(yīng)根據(jù)門(mén)扇與踏步處的結(jié)構(gòu)形式，密封形式采取右圖的密封結(jié)構(gòu)。膠條被門(mén)扇上提時(shí)壓縮，形成良好的密封。 八、外擺門(mén)的骨架設(shè)計(jì) 外擺門(mén)的骨架比較簡(jiǎn)單，其骨架設(shè)計(jì)中最重要的問(wèn)題及難點(diǎn)是保證車(chē)門(mén)的弧度與側(cè)圍弧度和車(chē)門(mén)立柱的配合。 九、外擺式車(chē)門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 采用擺動(dòng)式氣缸驅(qū)動(dòng) 其結(jié)構(gòu)及工作原理 1、基本外形如圖1所示，它由氣動(dòng)閥門(mén)定位器、空氣過(guò)濾減壓器和氣缸三大部分組成。外形連接尺寸見(jiàn)表1 2、工作原理 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的比例動(dòng)作，受閥門(mén)定位器的控制，按輸入信號(hào)的不同分電信號(hào)

13、閥門(mén)定位器和氣信號(hào)閥門(mén)定位器兩種形式，前者接受0-10或4-20mA的直流電信號(hào)，后者接受0.02-0.1MPa的氣信號(hào)。 ①電信號(hào)閥門(mén)定位器工作原理 1、 輸出臂 2、連桿 3、付杠桿 4、氣缸 5、力矩馬達(dá) 6、凸輪 7、主杠桿 8、反饋彈簧 9、調(diào)零彈簧 10、噴嘴 11、放大器 電信號(hào)閥門(mén)定位器原理如圖2所示。定位器的主杠桿受到三個(gè)作用力：即信號(hào)電流流過(guò)線圈在力矩馬達(dá)上產(chǎn)生的力（該力與電流強(qiáng)度成正比）及反饋彈簧的拉力和調(diào)零彈簧的拉力，當(dāng)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，以上

14、三個(gè)力對(duì)支點(diǎn)的力矩之和等于零，此時(shí)安裝在主杠桿上的擋板處于兩噴嘴的中間位置，兩只放大器的輸出壓力相等，即上下缸壓力相等，活塞停留在某一位置不能動(dòng)作。當(dāng)增加信號(hào)電流時(shí)，力矩馬達(dá)輸出力隨之增加，假定力的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，則主杠桿作逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，使擋板離開(kāi)左噴嘴而靠近右噴嘴，使上缸背壓升高，下缸背壓降低。由于上下缸存在壓差，使活塞桿上下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿凸輪到杠桿帶動(dòng)反饋彈簧伸長(zhǎng)主杠桿受力作順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，直至被拉回原來(lái)的位置。由于活塞桿的行程與輸入信號(hào)成線性關(guān)系，就可以通過(guò)改變電流信號(hào)使活塞停留在預(yù)定的位置，實(shí)現(xiàn)被調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的比例動(dòng)作。 ②氣信號(hào)定位器工作原理 如果用波紋管組件取代力矩馬達(dá)

15、組件就行成圖3所示的氣信號(hào)定位器動(dòng)作原理圖。其動(dòng)作原理與電信號(hào)定位器完全相同。若要改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用方式，只要將波紋管和遷移彈簧二位置互換即可實(shí)現(xiàn)。 1、 輸出臂 2、連桿 3、付杠桿 4、氣缸 5、遷移彈簧 6、波紋管 7、凸輪 8、主杠桿 9、反饋彈簧 10、調(diào)零彈簧 11、噴嘴 12、放大器 ③自鎖型 在普通的氣路上增加自瑣閥，達(dá)到斷氣或氣源壓力不足的自瑣目的，其他原理與普通型相同。 ④自瑣反饋型 在自瑣型的基礎(chǔ)上增設(shè)閥位傳送器，可實(shí)現(xiàn)斷氣、斷電、斷信號(hào)的自鎖及閥位反饋功能，其他原理與普通型相同。 九、結(jié)束語(yǔ) 以上僅就客車(chē)外擺式乘客門(mén)的

16、結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)作了一般性的介紹。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，還需根據(jù)具體車(chē)型的具體結(jié)構(gòu)不斷地調(diào)整。 按上述方法作圖后, 應(yīng)按比例制作簡(jiǎn)單的模型, 驗(yàn)證其是否與門(mén)框立柱發(fā)生干涉, 并保證車(chē)門(mén)與門(mén)框周邊間隙最小。 另外, 設(shè)計(jì)中還應(yīng)校核支撐機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度, 以免由于支撐機(jī)構(gòu)強(qiáng)度不足而引起車(chē)門(mén)下垂、傾斜, 造成關(guān)閉不嚴(yán)、門(mén)鎖失靈、行駛中振響等故障。 外擺式乘客門(mén)具有許多優(yōu)點(diǎn), 現(xiàn)在世界上大部分客車(chē)都采用了這種乘客門(mén)結(jié)構(gòu)。此外，也有一些廠家采用電動(dòng)外擺式乘客門(mén)。 外擺式乘客門(mén)也存在一些不足, 如開(kāi)啟時(shí)要求車(chē)外空間較大, 而關(guān)閉時(shí)轉(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)又占據(jù)了車(chē)內(nèi)較大空間。所以, 外擺式乘客門(mén)大多用于旅游客車(chē)和長(zhǎng)途客車(chē)上。 13