CATIA的汽车后背门气动撑杆参数设计_安康.pdf

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1、AutoEngineer2010(6)FOCUS技术聚焦设计·创新CATIA的汽车后背门气动撑杆参数设计122安康毛春升盛勇生（1.武汉理工大学汽车工程学院；2.上海乘用车技术中心）摘要：气动撑杆使得汽车开启件使用更加方便，工作更加有效，为了方便有效地布置气动撑杆，使撑杆达到最优化设计，文章以轿车后背门为例，借助三维设计软件CATIA，从力学和运动学角度着重分析了上掀式后背门在开启过程中所受的各种力和力矩之间的关系。实现了对气动撑杆的参数设计，为进行后背门总成设计提供了有效参考。该方法已被应用于实际生产中，效果很好。关键词：CAITIA；后背门；气动撑杆；开启角度ParameterDe

2、signofBackDoorPneumaticLiftingBarBasedonCATIAAbstract:Pneumaticliftingbarfacilitatesautomobiletobemoreconvenientandtoworkmoreeffectively.Inordertolaythepneumaticliftingbarcorrectlyandmakeitsdesignmoreoptimized,withthehelpofthe3DsoftwareofCATIAandtakingthebackdoorasanexample,thispaperanalyzesther

3、elationshipbetweenvariousforcesandtorquessustainedbytheliftingtypebackdoorinthecourseofopeningfromtheperspectivesofmechanicsandkinematicsrespectively.Atlast,theparameterdesignofbackdoorpneumaticliftingbarisfulfilled.Thismethodhasprovidedeffectivereferencesfortheassemblydesignofbackdoorandithasal

4、readybeenappliedtopracticalproductionandyieldedgoodresults.Keywords:CATIA;Backdoor;Pneumaticliftingbar;Openingangle许多轿车和轻型客车都设置有后背门，以方便装示。卸货物和行李。后背门通常有平开式和上掀式2种结ᮇᄦ஽ᣁᣉጳ构。两者相比，上掀式后背门具有节省空间、开启轻便及关闭可靠等优点，因而被广泛应用。这种后背门ࡋᏣ需要借助助力撑杆来开启，当开启后背门时，撑杆内部的压缩气体膨胀，产生反作用力，绕铰链旋转轴线Ցᑀ᫃᧘ॷ产生力矩来克服重力矩（不计摩擦阻力），从而使后ඡү୞ీ背门开

5、启[1]。文章主要研究在后背门安装以及气动撑Ցᑀ᫃ࢻ᫃಴ܱ౜杆位置确定的情况下，来设计气动撑杆的参数。主要确定气动撑杆总长、行程以及最大撑杆力。文章以一款两厢轿车后背门为例，借助CATIA三维设计软件，Ցᑀ᫃进行气动撑杆参数设计。1实例介绍图1后背门结构示意图后背门为玻璃门，通过铰链固定于顶盖。绕铰链2受力分析在图1中，把2根气动撑杆放在yz平面上，可旋转轴线（虚拟）旋转开合。气动撑杆一端安装在后[2]以看出，2根气动撑杆略成“八”字形布置。但由于背门上，另一端固定在后背门门框外板上，如图1所-30-AutoEngineer第6期FOCUS技术聚焦Design-Innovation每根

6、撑杆侧倾一般小于10°，不会影响设计精确性，根据受力平衡，后背门关闭的设计条件为：2且后背门在运动过程中不考虑摩擦阻力，只受到重力F×LF≤G/2×LG。此时G=5.8kg×9.8m/s=56.84N，和气动撑杆的支撑力作用，因此可以将其简化为平面LF=27mm，LG=182mm，所以F≤191.6N。受力系统来分析。2.2全开位置时的受力分析（不考虑门锁及其他附件）2.1关闭位置时的受力分析（不考虑门锁及其他附件）后背门在全开位置时的受力简图，如图3所示。[3]后背门在关闭位置时的受力简图，如图2所示。根据人机工程布置，设计全开角度为58°。图2中，A为后背门开启旋转点，B为气动撑杆

7、上安根据受力平衡，后背门全开的设计条件为：装点，C为气动撑杆下安装点，D为后背门质心坐标，F×LF≥G/2×LG。此时LF=92.3mm，LG=260mm，所F为气动撑杆力，G为后背门质量，LF为气动撑杆力以F≥80.1N。臂，LG为重力力臂。x;0
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