论文总字数：14524字

摘 要

现代汽车基本的性能已经不能满足人们的需求，如何舒适，安全，便捷地享受驾车过程成为首要焦点。于是汽车的各部分组件的功能也越来越受到重视。汽车车门玻璃升降器是完成汽车玻璃升降开闭的重要机构，又作为车门系统的重要构成。如何使玻璃升降器方便，高效的行使其功能成了一个重要问题。绳轮式玻璃升降器又因为其简单的结构，稳定的运行状况等优良性能在很多的车型上得到了应用。

文章在介绍了升降器以及Creo软件的发展背景后，又阐述了本文的研究意义和目的。对于市面上典型类型的升降器作了机构和原理方面的叙述，同时进行了综合性能的比较。然后重点在绳轮式玻璃升降器的设计方面，对其各种参数如布置方式，厚度等进行了初步确定。随后在选材和电机选取方面也进行了概括。利用了仿真软件对升降器模型进行了校核，在性能指标和失效形式方面也阐述了观点。

关键词：绳轮式；设计；升降器；结构性能

Design of rope wheel type window regulator based on Creo

Abstract

The basic performance of modern cars can no longer meet people"s needs. How to enjoy the driving process comfortably, safely and conveniently has become the primary focus. As a result, the functions of various parts of the car have also received more and more attention. The car door glass lifter is an important mechanism to complete the opening and closing of the car glass, and it is also an important component of the car door system. How to make the glass lifter convenient and efficiently perform its functions has become an important issue. The sheave type glass lifter has been applied to many car models because of its simple structure and stable running conditions.

After introducing the development background of the lifter and Creo software, the article expounds the research significance and purpose of this article. The typical types of elevators on the market are described in terms of mechanism and principle, and the comprehensive performance is compared. Then the emphasis is on the design of the rope wheel glass lifter, and its various parameters such as layout and thickness are preliminary determined. Subsequently, the material selection and motor selection were also summarized. The simulation software was used to verify the lifter model, and the views were also expounded on the performance indicators and failure modes.

Keywords: rope wheel, design, lifter,structural performance

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1绪论 1

1.1.1 玻璃升降器简介 1

1.1.2 Creo软件简介 1

1.2玻璃升降器国内外背景概况 1

1.2.1国内发展背景 1

1.2.2国外发展背景 2

1.3目的和意义 2

第二章 玻璃升降器的结构研究与分析 3

2.1简介 3

2.2玻璃升降器的结构和类型 3

2.2.1叉臂式玻璃升降器 4

2.2.2软轴式玻璃升降器 4

2.2.3绳轮式玻璃升降器 5

第三章 绳轮式玻璃升降器设计与布置 7

3.1车门玻璃 7

3.2挠度及相应参数 8

3.3厚度 8

3.4导槽导轨 9

3.5其他部件 10

3.5.1钢丝绳 10

3.5.2绕线盒 10

3.5.3滑块 10

3.6电机 11

3.7布置 12

第四章 建模仿真与校核 13

4.1建模 13

4.2仿真 14

4.3校核 15

4.3.1运动行程 15

4.3.2升降动力 15

第五章 性能和失效保护 17

5.1性能需求 17

5.2失效保护 17

第六章 总结和展望 18

6.1总结 18

6.2展望 18

致 谢 19

参考文献 20

引 言

1.1绪论

1.1.1玻璃升降器简介

汽车玻璃的升降主要是由玻璃升降器来控制的。它可以使车窗玻璃在玻璃导槽方向上自由升降，还需保证可在驾驶员需要时及时驻留在相应位置并不受外界干扰。

支承机构、传动结构、动力机构以及升降机构，这四个机构一起组成了玻璃升降器。动力机构一般是摇臂或者电动控制系统给升降器提供动力。升降机构一般是升降臂或者运动托架用来实现玻璃的升降。支承机构一般是玻璃托架或者导轨支架可以支承玻璃和升降器。传动机构一般是齿轮、齿板或者齿条完成升降器的动力转换。

1.1.2 Creo软件简介

现在工业化制造愈加精密，人们在进行机械设计时往往需要直接考虑用户的个性化需求。而Creo软件在这种复杂背景下，能有很快的响应速度。Creo是一个新的CAD设计软件包。它集成了来自三个PTC软件的Pro/Engineer参数化技术，Co Create直接建模技术和Product View三维显示技术。它强大的参数设计技术，以及VBAPI，VC 与Pro Toolkit的扩展功能，Java与J-Link的二次开发接口的结合，使其广泛用于机械，电子，模具，汽车，航空航天等行业。

1.2玻璃升降器国内外背景概况

1.2.1国内发展背景

中国的玻璃升降器发展是起源于日本和一些南洋商人，他们因为中国巨大的市场吸引力，在80年代末，将电动升降器引入了中国。当时玻璃升降器是作为汽车的配件而使用，可以满足人们改装汽车的需求。后来在1911年后，上海大众汽车有限公司正式将电动升降器作为一些汽车的标准配件，比如桑塔纳豪华型改装汽车。紧随而来的是一汽大众公司，他们在1993年也把电动升降器设为了汽车标准配件。这些公司的改变也带动了汽车配件厂商的研究。在经过了性能、道路、材料等严格的实验之后，由上海实业交通电器公司他们所研究的电动升降器技术标准得到了来自上海大众的技术肯定。电动升降器的发展由此在中国拉开序幕。1993年满足德国大众的电动升降器条件的绳轮式升降器出现。1999年，具有安全控制驱动模块的轿车车门板系统在上海问世，且开始大量供货。2000年7月，我国的第一个升降器标准也进行了发布，这个标准可以反映当时在国内的技术水平，且评估了国内的行业状况和结合了国外车企先进的行业标准。我国的玻璃升降器发展虽短暂但是很迅速，目前在自主研发方面很多国内企业已经可以做到，电动玻璃升降器逐渐在各种车型普及开来。随着国内技术水平的提高，升降器在性能上会更良好，结构会更优化，价格和重量方面也会更符合人意。

1.2.2国外发展背景

国外的升降电机第一代产品源自于60年代末，但产品不仅体积过大，结构也过于复杂，且无防水的设计。这是由于当时技术水平的限制。这一代产品主要运用在中高档轿车上。后来的第二代产品在70年代出现，重量和体积相比之前减小了很多，也有了排水孔的设置。这一代产品在70年代末开始普及。相对于前代产品，该代的结构紧凑，且第一次使用透气膜技术，大大提高了防水性能。又因为其电机性能也十分可靠，加之寿命长的特点，90年代的市场上主要就是这类产品。90年代末，第四代产品开始进入市场，该代产品运用了大量的新型材料和工艺，部件的体积和重量也减少明显，同时也可搭配防夹的电子模块。其优良的性能使其在国外慢慢取代第三代产品。现在环保材料也开始在升降器上使用，升降器的稳定性也因为一些具有电机过热、过压保护的电子元件的使用而得到提高。同时在保证系统强度和可靠性方面，采用了行星齿轮；在减少摩擦，运用了滚动定滑轮。这些在升降器传动机构上的改进，使其越来越适用于现代汽车。

1.3目的和意义

汽车的数量不断增加伴随的是人们对舒适性的重视。而玻璃升降器在保证汽车的功能多样和驾驶舒适性上又是不可或缺的存在。在完成玻璃升降的功能的同时，升降器它也影响着许多附属功能。可以说升降器的使用在日常驾驶方面十分频繁，直接影响着汽车驾驶体验。现在玻璃升降器因为国内各配件厂商的迅速发展，它在我国各类汽车应用极为广泛。因为重量较轻、结构也比多数升降器简单，加之噪音微弱、安装便捷等特点，绳轮式玻璃升降器在各类汽车上的应用也广泛开来。又因为玻璃升降器本身使用的频繁性，工作环境的严苛加之很少对其进行维护导致升降器的故障率在汽车各部件中名列前茅。因此在保证其可靠性的基础上，如何减少设计周期、开发成本、失效几率，如何提高质量、优化性能、简化结构是目前需要解决的问题。

第二章 玻璃升降器的结构研究与分析

2.1简介

升降器是汽车的重要组成部分，它具有升高或降低车窗玻璃，随时轻轻地打开和关闭车窗以及将玻璃固定在门上任何位置并抵抗外界干扰的功能。玻璃升降器是使用特定的驱动方法上下调节玻璃。当乘客需要向上移动车门玻璃时，可以使用升降器抬起玻璃并将其停在所需的位置。当玻璃需要向下移动时，玻璃的质量和提升器的动力克服了不同接触部件之间的摩擦，并提供了一定程度的减速作用力。它主要用作在上升过程中促进玻璃上升。在下降过程中，它既充当驱动力，又提供了稳定玻璃下降过程的阻力。

2.2玻璃升降器的结构和类型

随着汽车的不断改进和发展，玻璃升降器逐渐发展成两种类型的结构：臂式升降器、绳轮式升降器。臂式升降器又分有：单臂式升降器、叉臂式升降器；绳轮式升降器又分有：单导轨式升降器、双导轨式升降器。如果按操作方式的不同，果按操作方式的不同，又可以分成这样两种类型：手动升降器、电动升降器^[1]。

根据机械升降机构的不同工作原理，电动玻璃升降器可分为三种型式:绳轮式、臂式、软轴式。一般而论，绳轮式电动玻璃升降器可用于各种圆弧玻璃的车型中，但由于安装空间要求较大，目前主要用于玻璃圆弧较小的中高档轿车和高档面包车中;叉臂式电动玻璃升降器主要用于玻璃圆弧较大的载货汽车、面包车及中低档轿车中;软轴式电动玻璃升降器可用于各种玻璃圆弧的车型中,但运行噪声较大，目前主要用于玻璃圆弧适中的面包车及中低档轿车中^[2]。下图2.1是从各种性能来初步判断各种升降器的大概情况。

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