交叉臂式玻璃升降器布置設計

唐小艷，雷學明

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

交叉臂式玻璃升降器布置設計

唐小艷，雷學明

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

∶車門玻璃升降器作為側門系統中一個重要功能件，它保證了玻璃調整范圍和操縱靈活性的性能指標、承載著開啟和關閉車窗所需的舒適性要求、外觀美學要求，另外還有安全性要求、乘坐舒適性要求等等。文章主要結合自身設計工作經驗，闡述了交叉臂式玻璃升降器的基本布置和設計原理及方法。

∶交叉臂式玻璃升降器；布置；設計原理

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.032

CLC NO.: U463.83+5Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)09-86-02

1、交叉臂式玻璃升降器設計概述

一般來說，交叉臂式升降器由“主動臂1”、“短導槽2”、“從動臂3”、“齒板4”、“鎖止機構5”、“平衡卷簧6”，“玻璃托架7”等組成。如下圖1所示：

圖1　典型交叉臂式升降器結構

2、交叉臂式玻璃升降器設計

2.1根據玻璃實際運行軌跡進行升降行程匹配分析

玻璃升降必要行程<玻璃升降器可能行程，玻璃升降器成立；

同時，要保證玻璃升降器上、下止點與鈑金及其他件間隙在10mm以上。

圖2　行程匹配圖

2.2升降器大小的選擇

升降器大小是指主臂長度，主臂長度小，則升降器交叉支撐的寬度小，玻璃的穩定性差；相反，主臂長度越大，升降器支撐玻璃的穩定性越好。

主臂長度受到以下因素的限制：

主臂頂端滾輪運動圓弧軌跡應與門鎖布置區保證10mm以上的間隙；

主臂長度增加需要相應增大扇形齒板半徑，增加升降器質量。

升降器支撐中心區與玻璃質心線的布置。

圖3　支撐中心區域與玻璃質心的布置

支撐中心區域與玻璃質心的布置如圖所示，交叉臂的旋轉中心從上止點運動到下止點時在Y方向的投影區稱為升降器支撐中心區。交叉臂式升降器支撐玻璃的兩個支撐點比繩輪式升降器支撐點寬得多，在升降器支撐中心區內玻璃質心的少量偏移對升降器支撐玻璃的穩定性幾乎沒有影響。

3、交叉臂式玻璃升降器的布置

3.1升降器與玻璃受力分析

圖5　升降器上升階段受力分析

如圖5所示對對玻璃進行受力分析有：

式中：F'為升降器上升時玻璃受的力是兩側呢槽對玻璃的摩擦力；為內、外劈水條對玻璃的摩擦力；G'為玻璃所受的重力。

對升降器進行受力分析：

式中：i是升降器大、小齒輪的傳動比；R'是升降器主臂長；α為中位線夾角；M是手柄的啟動力矩。

聯立式（1）、（2）有：

可知：在上止點處平衡彈簧對玻璃的支撐力最小，升降器所需要的驅動力矩M達到最大；當玻璃下降到下止點時平衡彈簧收縮最大、反彈力最大，升降器所需克服的力矩也會達到最大值。

3.2升降器傳動比的選取

齒輪傳動比越大，升降器驅動機構所需要的啟動力矩越小，因此設計時可減少小齒輪齒數、增加大齒輪齒數，從而達到增大升降器傳動比目的。而手動升降器傳動比越大玻璃運行速度越慢。

推薦傳動比取值12～28之間。

3.3平衡彈簧的設計計算

平衡彈簧厚度2～3.5mm，寬度5～9mm，彈簧鋼卷制4～6圈的螺旋狀卷簧，除了在升降器上升、下降時起到緩沖作用外，他還是玻璃上升、下降過程的蓄能裝置。在玻璃下降時，平衡彈簧旋緊而張力增大，使玻璃下降較平穩；而玻璃上升時，彈簧的張開彈力可減輕升降器主動驅動部分的部分負擔，提高零件的壽命。

3.4大、小齒輪設計

為使升降器的齒輪副傳動比增大，小齒輪齒數應盡可能小?？紤]到傳動副的平穩性、折齒強度以及加工性，一般取齒輪所允許的最小值6～8齒，模數取2.0或2.25.為達到國家汽車玻璃升降器行業標準（QC/T626）中14.7Nm的過載負荷而不斷齒的要求，通常采用加大小齒輪變為系數、齒根圓或采用模數大一些的小齒輪，以使小齒輪單齒折齒強度達到20Nm左右。

大齒輪(齒板)一般采用25號鋼板，因為一般鋼板厚度在3.5mm以下，熱處理容易變形，因此對于外形尺寸大的大齒輪不適合通過進行滲碳、淬火等熱處理工藝提高齒面硬度，只能采用含碳量較高、表面硬度高的鋼板，以提高大齒輪耐磨性。

4、結論

本論文概述了叉臂式升降器的設計選擇、布置的計算方法。在產品設計中通過產品設計分析、要點確認等，減少了反復設計，避免設計問題的出現，此論文應用于此類型的所有車門玻璃升降器的設計及布置，方便我公司后期各車型叉臂式升降器的設計與開發工作。

[1] 莫建偉,韋樂俠.汽車交叉臂式玻璃升降器設計要點討論[J]. 汽車技術,2009,4:19～22.

Door Checker Layout and Design

Tang Xiaoyan, Lei Xueming
（Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601）

As an important part of the door system, the glass elevator ensures the glass to adjust the scope and the flexibility of the performance .It Bears the comfort and beauty of the opening and closing of the glass.Combined with our work experience, this paper expounds the basic layout and design principles of the fork arm type glass elevator.

Fork arm type glass elevator; Layout; Design principles

∶U463.83+5

∶A

∶1671-7988 (2016)09-86-02

唐小艷（1990—），女，助理工程師，就職于安徽江淮汽車股份有限公司，從事車門設計。