0 引言
汽车座椅属于汽车的基本装置是汽车的重要安全部件。在汽车中它将人体和车
等为一体的系统工程产品。随着我国汽车工业的迅猛发展人们对汽车的乘坐舒适性及安全性等方面的要求越来越高。其中作为影响汽车舒适性和安全性的重要内饰部件——汽车座椅的设计、研发已越来越引起汽车业界的重视。
本毕业设计分析了人与座椅的人机关系，并且结合我国国民对汽车座椅的使用要求，以人机工程学、汽车设计等学科的理论为依据，以国家和国际标准为准则，对驾驶座椅进行了设计。，从人的安全、健康的角度，现代人越来越多地的时间在汽车中度过，座椅的安全与舒适直接影响到人们的健康与安全。尤其是对人们脊椎的伤害。从社会的角度，汽车走进千家万户，人们对汽车的情感也有所转变，从以前的遥远、到现在的占有，将来必将转变为挑剔。因此汽车座椅的发展也要跟上时代的步伐，所以本设计进行汽车八方向座椅结构设计。
1 轿车电动座椅的介绍
轿车的座椅是衡量轿车档次的重要依据，因此轿车设计师十分重视电动座椅的设计，从材料到形状，尽量做得完美无缺。在造型方面，充分考虑人体尺寸、人体重量、乘坐姿势和体压分布等因素，应用人体工程学的研究成果和先进技术，制造出乘坐舒适、久坐不乏的座椅。
1.1桥车的国内外研究现状及发展水平的相关介绍
目前国内汽车座椅基本上是一种固定的姿势，人长时间保持一种相对稳定的坐姿很容易疲劳，从提高驾乘人员舒适度的角度，给出一种新型电动座椅的设计思路。对于可以调节的汽车电动座椅的研究，国内发现尚少。尤其在目前，国内市场上所见电动座椅大多出现在进口汽车上，汽车电动座椅有两向移动、四向移动、六向移动等多种类型。两向电动座椅只能作前后水平移动：四向电动座椅除前后水平移动外，还可以升降：六向电动座椅除了够控制上述移动外，座椅的座位前部和靠背还可以分别升降。大多数电动座椅使用永磁型电动机，通过装在左座侧板上或左门扶手上的肘节式控制开关控制电流路线和方向。可使某一电动机按不同方向转动。大多数永磁型电动机内装有断路器，以防电动机过载。许多福特汽车电动座椅的电动机在磁铁外壳内装有3个独立的电枢。有的电动座椅使用串激电动机(如通用公司生产的某些汽车)，用2个磁场线圈使电动机能作双向转动。这种电动机一般使用继电器以控制电流方向，因此当开关换向时，可以听到继电器吸合的咔嗒声。电动座椅使用的电动机的数量多的可达8个。本方案是一种机械设计制造学、人体工程学与电子技术相结合的八个方向(座椅水平平行前后移动、座椅前端上下升降、座椅后端上下升降、座椅靠背的角度旋转)调节。汽车电动座椅一般由双向电动机、传动装置和座椅调节器等组威。传动装置包括变速器、联轴装置和电磁阀。座椅调节器的主要部件是螺旋千斤顶和齿轮传动机构。传动装置和座椅调节器之间用软轴连接。通过座椅调节器实现对座椅的调节。方案的思路就是电动座椅是利用电动机的动力来调整座椅位置、靠背的倾斜度等，自动适应不同体型的驾驶员与乘员的乘坐舒适性要求。
现代轿车的驾驶者座椅和前部成员座椅多是电动可调的，又称电动座椅。座椅是与人接触最密切的部件，人们对轿车平顺性的评价多是通过座椅的感受作出的。因此电动座椅是直接影响轿车质量的关键部件之一。轿车电动座椅以驾驶者的座椅
为主。从服务对象出发，电动座椅必须要满足便利性和舒适性两大要求。也就是说驾驶者通过键钮操纵，既可以将座椅调整到最佳位置上，使驾驶者获得最好的视野，得到易于操纵方向盘、踏板、变速杆等操纵件的便利，还可以获得最舒适和最习惯的乘坐角度。为了满足这些要求，世界汽车生产大国的有关厂家都竞相采用机械和电子技术手段，制造出可调整的电动座椅。
现代轿车的电动座椅是由坐垫、靠背、靠枕、骨架、悬挂和调节机构等组成，其中调节机构由控制器、可逆性直流电动机和传动部件组成，是电动座椅中最复杂和最关键的部分，可逆性直流电动机必须体积小，负荷能力要大；而机械传动部件运行时要求要有十分良好的稳定性，噪音要低。控制器的控制键钮设置在驾驶者操纵方便的地方；一般在门内侧的扶手上面。有些轿车的控制器还设有微电脑，有记忆能力，只要按下某一记忆按钮，即可自动将电动座椅调整到存储的位置上。
可逆性直流电动机一般有三个以上，他们受控制其控制并分别驱动某个调整方向的传动部件。传动部件有蜗杆轴、蜗轮、心轴和齿条等。调整时，主动轴在电动机的驱动下，带动从动轴转动，从而将心轴旋入或旋出，即座椅下降或上升。如果蜗轮又与齿条啮合，蜗轮转动将齿条移动，即令座椅前移或后移。目前调节机构可以调节座椅的水平移动和垂直移动，靠背的角度移动和靠枕的高度移动，即所谓“六向可调式”。现在先进的技术还可调节座椅底座的前后、座椅底座前方的上下、座椅底座后方的上下及座椅靠背的前后摆动，此即“八向可调式”，乘员可以根据自己的身材将座椅调到一个合适的位置。
过去的轿车以交通为唯一目的，今天的轿车设计思想则倡导人与车的融合，座椅就是这个设计思想中极其重要的环节。现代轿车座椅涉及到电子学、人体工程学、工业设计学等方面的领域，随着汽车技术的发展，轿车座椅已从一个简单的部件发展到一个比较复杂和精度程度要求比较高的部件。现代轿车已经不是一个单纯的运载工具，他已经是“人、汽车与环境”的组合体。座椅作为汽车使用者的直接支撑装置，在车厢部件中具有非同小可的重要性。汽车座椅的主要功能是为驾驭者提供便于操纵、舒适、安全个不易疲劳的驾驶座位。座椅设计适应同时满足以下五点基本要求
(1)座椅的合理布置；
(2)座椅外形要符合人体生理功能；
(3)座椅应具有调节机构；
(4)座椅有良好的振动特性；
(5)座椅必须十分安全可靠。
1.2本次课程设计的提出及相关问题
随着人类生活水平的不断提高和科学技术的蓬勃发展，汽车作为一种更为广泛的交通工具被用于人们的日常生活中，汽车的种类越来越多，功能越来越齐全，不断地向智能化发展，人们对汽车的便利性、舒适度的要求更是越来越高。过去的轿车以交通为唯一目的，现在的轿车设计思想则倡导人与车的融合，座椅就是这个设计思想中极其重要的环节。现在的轿车的驾驶者座椅和前部成员座椅是电动可调的，又称电动座椅，座椅是与人接触的最为密切的部件，人们对桥车平顺性的评价多是通过座椅的感受作出的。因此，电动座椅是直接影响轿车质量的关键部件之一，现代轿车座椅涉及到电子学、人体工程学、工业设计学等方面的领域，随着汽车技术的发展，轿车座椅巳从一个简单的部件发展到一个比较复杂和精确程度要求比较高的部件。所以我本次课程设计的题目是基于蜗轮蜗杆传动的八向可调式轿车电动座椅设计，本次设计是在轿车普通座椅的基础上，设计一种基于蜗轮蜗杆传动的座椅前后可调、座椅前部高低可调，座椅后部高低可调，靠背部角度可调的八向可调经济型轿车座椅，要求操纵方便，运动平稳，安全可靠，低噪音。
在经过认真思考和查阅相关资料后，我认为本次课程设计主要是解决以下主要问题：查阅相关资料，了解电动座椅的发展的动态。由于座椅是衡量轿车档次的重要依据，因此电动座椅在具体设计时应该需要引起重视，在工艺结构造型方面，则需要移动，即令座椅前移或后移。充分考虑人体尺寸、人体重量、乘坐姿势和体压分布等因素。方案的关键是基于蜗轮蜗杆传动的结构设计，实现要求的八向位传动。并能合理的安排电动机、各机构在座椅上的布局。座椅是支撑和保护人体的构件，必须十分安全可靠，所以要进行蜗轮蜗杆传动机构的刚度计算。大多数电动座椅采用永磁式电动机，查阅相关资料，合理选用电动机，还要考虑其在座椅中的相对位置。
1.3轿车座椅人体工程学的应用及尺寸参数
1.3.1人体工程学的应用
坐姿是人体较自然的姿势，也是进行各种操作经常采用的姿势。座椅与人们的
生活息息相关，无论是工作、学习、出门旅行、在家休息都离不开座椅。人的坐姿是个相当复杂的问题，虽然座椅伴随人类的生活己经有几千年的历史了，但是关于座椅的设计问题至今仍然是值得研究的课题。在生物学中，当坐立时，人的身体由脊椎、胯骨、腿和脚支撑。主要用来支撑人体重量的关节为胯骨和腰椎，腰椎的第三、第四腰椎为整个脊椎骨中受力最大的部位。所以腰椎也就比上方的椎骨大而且硬得多。坐姿时，尾椎将受到压力而往前弯，有缓冲震荡的作用。坐骨构成了胯骨最下方的部位，其后下方的坐骨结节为L字母形状，当人们坐着的时候，此处往下顶住来支撑身体的重量。长期的姿势不良、受伤或者疾病，伤害就会发生在脊椎弯曲的地方，如胸弯过分弯曲就会造成圆肩或驼背;腰部脊椎过分弯曲，会造成脊椎的侧弯或是脊椎的前凸症、后凸症。当人们在椅子上时，若坐姿不良，骨盆很容易下陷，仔细摸骨盆两侧，发现整个骨盆往后倾，整个人会感到胸廓与腰杆交界处造成腰酸背疼、驼背。长期使用电脑的上班族而言，坐姿不良通常是造成腰酸背疼得最主要的凶手。人们的脊椎在坐姿情况下就像是一根杠杆，如果头部向前倾，为了支撑前倾的头部，骨头的韧带就会产生一个拉力，当力量超过韧带所能负荷的范围，这个力量就会转移到背后的肌肉上，于是肌肉便持续暴露在张力之下。久而久之，就会出现颈部、背部、腰部肌肉酸痛的症状。
坐姿状态下，支撑身体的是脊柱、骨盆、腿和脚。脊柱是人体的主要支柱，由24节椎骨以及5块骸骨(已连成一体)和4块尾骨(己连成一体)连结组成，如图1.1所示，其中椎骨自上而下又分为颈椎(共7节)、胸椎(共12节)、腰椎(共5节)三部分，每两节椎骨之间由软骨组织和韧带相联系，使人体得以进行屈伸、侧曲和扭转动作等有限度的活动。颈椎支撑头部，肋椎与肋骨构成胸腔，腰椎、骸骨和椎间盘承担人体坐姿的主要负荷。
图1.1人体脊椎构造图图1.2人体在不同状态下腰椎弯曲形状由于腰椎几乎承受着人的上体的全部重量，并且要实现弯腰、侧曲、扭转等人体运动，所以最容易损伤或腰曲变形。从侧面观察脊柱，可看到脊柱呈现颈、胸、腰、骸四个弯曲部位，其中颈曲和腰曲凸向前，胸曲和骸曲凸向后。脊柱的自然弯曲弧形应如图1.1所示，椎骨的支承表面相互位置正常，椎间盘没有错位的趋势。一旦人体改变这种自然弯曲状态，会引起惟间盘压力改变，使腰部疼痛。图1.2所示为人体在各种不同姿势下的腰椎弯曲形状。曲线C是最接近人体脊柱自然弯曲状态的坐姿，椎间盘上的压力可较正常分布。因此，欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然弯曲形态，躯干与大腿之间须有大约135°的夹角，且座椅应使坐者的腰部有适当支撑，以便腰曲弧形自然弯曲，腰背肌肉处于放松状态。人坐着时，大腿和上身的重量必须由座椅来支承。人体结构在骨盆下面有两块圆骨，称为坐骨结节，如图1.3所示。这两块小面积能够支持大部分上身的重量。座面上的臀部压力分布是在坐骨结节处最大，由此向外压力逐渐减小，直至与座而前缘接触的大腿下部，压力为最小。座垫的柔软程度要适当，坐骨部分的座垫应当是支承性的，它要承受加在座位上的大约60%的重量，而其余部分则应当比它更柔软些，以便能够把重量分布在更大约面积上。座椅靠背上的压力分布，应当是肩脚骨和腰椎骨两个部位最
高，此即靠背设计中所谓的“两点支承”准则。
靠背的两点支承中，上支承点为肩脚骨提供凭靠，称为肩靠，其位置相当于第5~65节胸椎之间的高度；下支承点为腰曲部分提供凭靠，称为腰靠，其位置相当于第4~5节腰椎之间的高度。不同用途的座椅，两点支承的作用不一样，休息用的座椅，体、腿夹角较大(舒适角度约为115°)，坐着时身体向后倾斜，只要肩部分支承稳靠，没有腰靠也能得到舒适的坐姿，因此是以肩靠起主要作用；而一般操作用座椅，由于操作的要求，身体需要略向前倾，肩胖骨部分几乎接触不到靠背，因
此只有腰靠起支撑作用，
图1.3股骨正常位置一般无需设置肩靠。腰靠支承是使背疼和疲劳减到最轻的主要措施，否则，将只靠肌肉来维持腰曲弧形，势必引起腰部肌肉疲劳和损伤。考虑到人的身材高矮不同，对某些座椅应当具有能调节腰靠位置的装置。腿的主动脉紧靠着大腿下表面和膝盖的后面，在这个部位上，任何持续的压力都会给人造成极端的不好适和肿胀感觉需要借助于适当减短座深、把座垫前缘修圆和采用较软的泡沫塑料座垫等措施来防止发生这种情况。同时，还
要使座面离地板的高度足够低，以便使脚能踩着地板，让人的这个重要部位感觉不到有任何压力。坐骨下面的座面应当近似是水平的。图1.3表示带有股骨的骨盆部位的前视图，股骨在股节中从连接骨盆的球孔向外伸去。用平的座位，股骨的这一部分在坐骨平面之上，因此不承受过分的压迫。座椅的设计必须有可能让人经常地改变自己的姿势和位置，以便减轻压力和活动伸展各部分肌肉。
人在坐姿状态下，体重作用在座面和靠背上的压力分布称为坐态体压分布，它与坐姿及座椅的结构密切相关，图1.4为人体在靠背和座垫上最适宜的体压分布，对于体压的研究是目前人们对座椅进行研究的主要方法和参数。体压分布的测量一般采用等高线的形式反映压力分布状况。就座者的骨盆可以比喻为倒立的锥体，与椅面接触的主要是臀部两块薄肌肉层下的坐骨。由坐骨向外，压力逐渐减少。为了减少臀部下部的压力，座面一般应设计成软垫，其柔软程度以使坐骨出支承人体的60%左右的重量为宜，采用软性坐垫，增大臀部与座面的接触面积，就改善了这种压力集中的现象，使整个臀
图1.4人体在靠背和座垫上最适宜的体压分布
部均承担体重的压力，减缓坐骨下支点处的疲劳，可以延长就座时间。但不论什么座面，不论哪种姿势，长时间采取一种坐姿总会产生静力疲劳。因此，任何一种座椅在设计时都应考虑变换坐姿的可能性。人体与座椅之间的压力分布称为坐姿的体压分布，坐姿的体压分布是影响乘坐舒适性的重要因素。人就坐时，身体重量的大部分(约80% )经过臀部、背部隆起部分及其附着的肌肉压在坐椅面上。
图 1.5为座椅各部位的受力分布示意图。
图1.5座椅各部位的受力分布
1.3.2轿车座椅尺寸参数
国家标准GB/0000-28《中国成年人人体尺寸》按照人机工程学的要求提供了我国成年人人体尺寸的基本数据，座椅的座位空间及座椅的尺寸应保证适应人体舒适坐姿的生理特征，提供实现舒适做态的支承条件。GB/14774-1993《工作座椅一般人类工效学要求》给出了工作座椅的基本结构和主要参数，使工作座椅设计的基本依据。根据以上标准，结合轿车车内空间和驾乘人员的调节要求，确定如下参数。
（1）椅面高度：定义为椅面前缘至驾驶员驻点的垂直距离。选定驾驶员座椅椅面高度可调范围为280-380mm。
（2）椅面宽度：座椅坐垫两侧宽度。防止驾乘者在出现离心力时臂部产生横向滑动，要在座椅椅面两侧附加额外防滑凸起设计，所以椅面总宽选定512mm。
（3）椅面深度：指椅面前缘至靠背前面水平距离。深度过大时躯干相对前移，腰部得不到良好的支撑，引起疲劳；过小时，大腿得不到良好的支撑。所以为了保障驾乘者的臂部和大腿部被充分支撑和包裹，椅面深度选定520mm。
（4）靠背高度：靠背最下端到最顶端的距离。为保证座椅靠背在具有角度倾斜时同样可以保证对驾乘者的支撑，所以靠背高度选定607mm。
（5）靠背宽度：靠背两侧最宽的距离。为避免和减少驾乘者腰背部在座椅上产生横向滑移，靠背宽度选定500mm。
（6）靠背倾角：靠背倾角是指靠背与椅面水平方向的夹角，为满足驾驶舒适、安全性以及休息时的便利性、靠背倾角调节范围为80°—170°。
（7）椅面倾角：指椅面与水平之间的夹角。轿车夹角，为满足驾驶舒适安全性
以及休息时的便利性、靠背倾角调节范围的椅面倾角应兼顾安全性和舒适、性，一般为2°—10°。
（8）头枕尺寸：根据GB/11550-1995《汽车座椅头枕性能要求和试验方法》，确定头枕高度为208mm，宽度为230mm，厚度为100mm，头枕可调范围0-100mm。
2 电动座椅水平移动系统方案的确定
2.1前后移动方案的选定
2.1.1传动调节装置的确定
传动装置的作用是将电动机的动力传给座椅调节位置，使其完成座椅的调整，主要有联轴器软轴、减速器与螺纹千斤顶或蜗轮蜗杆传动机构组成。经过分析可知：由于电动机轴与传动轴的直径相差不大，因此可直接相连，采用螺纹锁紧的简易联轴器。
传动轴的选择根据电动机的安装位置的不同有以下几种：
当采用单相电动机时，传动轴选用锥齿轮与轴相连。
图2.1单轴电动机输出
当采用双轴输出电机时如下图所示：
图2.2双轴电动机输出
对以上两种方案进行比较，采用双轴输出电机与传动轴直接相连可使传动链变得相对紧凑，传动更加平稳。
2.1.2传动方案的确定
第一种方案如下图所示：
图2.3齿轮齿条传动机构
此种方案看似结构简单，但实际有以下缺点：
在执行机构方面采用齿轮和齿条相啮合，传动时的载荷不能太大，而要传递80kg重量的载荷所需要的转矩较大，则需要增加齿轮的尺寸。
其次，齿轮的安装从受力角度来分析并不利于啮合，如齿轮齿条的间隙一扩大就会容易产生噪声和误齿合，这种现象是绝不应该出现的。
第二种方案如下图所示：
图2.4锥齿轮丝杠传动机构
在这种方案中，减速器选用锥齿轮，，锥齿轮的设计和制造、安装较为方便，但是考虑到座椅的尺寸情况采用蜗轮蜗杆减速器更为适合，蜗轮蜗杆具有大的传动比和自锁功能，而且也可传递空间交错的两轴运动，给制造带来了方便，并且体积小便于安装、传动平稳等特点，正好适用于系统的减速。
根据以上两种方案的论证与总结得出第三种方案：
图2.5蜗轮蜗杆丝杠传动机构
采用丝杆螺母这种传动方案即能满足电动座椅的功能要求，而且结构紧凑，便于安装调试。最大的优点就是造价便宜，且传动平稳、噪声小并且有向自锁的优点是本次设计较理想的选择。
2.2水平滑动电机的选择
2.2.1丝杆电机的选择
根据要求移动导轨的移动距离为100~160mm，全程移动所需时间为8~10s选择移动的最大距离为120mm，所需时间为8s，座椅的移动速度：v=s/t=120mm/8s=0.015m/s （2.1）
由于导轨与螺母相连，所以螺母移动的速度为0.015m/s，根据螺母与丝杆的配合关系通过公式：
v=L·n （2.2）
初选丝杆的半径为8.5mm，螺距为3mm，代入公式得：
n丝=v/l=v/p=15*100/3=300r/min
根据丝杆的转速初选电机的转速为300r/min。
2.2.2选择电动机类型
首选电动机要根据电源（交流或直流），工作条件（温度、环境、空间尺寸等）和载荷特点、性质、大小、启动性能、过载情况。
电动座椅上的电动机作用是为了电动座椅的调节机构提供动力，此类电动机多采用双向电动机，即电枢的旋转方向随电流的方向的改变而改变，使电动机按不同的电流方向进行正转或反转以达到座椅调节的目的。为防止电动机过载，电动机内装有熔断丝，以确保电气设备的安全。
无刷直流电机的优点是：
①电机外特性好，非常符合电动车辆的负载特性，尤其是电机具有可贵的低速大转矩特性，能够提供大的起动转矩，满足车辆的加速要求。
②速度范围宽，电机可以在任何转速下稳定大转矩高效率运行，这是无刷直流电机的独有特性，这进一步提高整车效率。
③电机效率高，尤其是在轻载车况下，电机仍能保持较高的效率，这对珍贵的电池能量是很重要的。
④过载能力强，这种电机比 Y 系列电动机可提高过载能力 2 倍以上，满足车辆的突起堵转需要。
⑤再生制动效果好，因电机转子具有很高的永久磁场，在汽车下坡或制动时电机可完全进入发电机状态，给电池充电，同时起到电制动作用，减轻机械刹车负担。
⑥电机体积小、重量轻、比功率大、可有效地减轻重量、节省空间。
⑦电机无机械换向器，采用全封闭式结构，防止尘土进入电机内部，可靠性高。
⑧电机控制系统比异步电机简单。
缺点是电机本身比交流电机复杂，控制器比有刷直流电机复杂。
根据以上条件我们选用用磁性双向轴输出的直流电动机的sz系列。
2．3选择电动机的容量
电动机的容量（功率）选择是否适合，对电动机的工作和经济性都有影响。ηη容量小于工作要求，则不能工作机的正常工作，或使电动机因长期的超载运行而过早损坏；容量选择过大，则对电动机的价格高，传动能力又不能充分利用，由于电动机经常在载荷下运转，其效率和功率因数都较低，从而造成能源的浪费。
对于比较稳定，长期运转的机械，通常按照电机的额动工率进行选择，而不必校核电动机的发热和启动转矩，选择电动机容量时应保证电动机的额定功率Ped等于或稍大于工作机所需的电动机功率Pd，即：
Ped≥Pd
工作及所需电动机的功率为Pd=Pw/ηkw (2.3) 式中：Pw——工作及所需功率，指输入工作机轴的功率kw
η——由电动机至工作机的总效率
工作机所需功率Pw，应有工作机的工作阻力和运动参数（线速度或转速）计
算求得： Pw=FV/1000 kw或Pw= Tnw/9550 kw(2.4) 式中：F——工作及的阻力N
V——工作机的线速度，如运输机输送带的线速度m/s
T——工作机的阻力矩N*m
nw——工作机的转速r/min
根据本次设计要求：涡轮蜗杆的传动比大而且反行程具有自锁功能，常取Z=4，
即四头蜗杆，其传递效率为0.80~0.92 球轴承的效率为0.99 联轴器的效率为0.99
丝杆的效率为0.45
功率传递流向：电机 ------涡轮蜗杆------- 丝杆螺母
传递装置的总效率应为组成传动装置的各个运动副效率的乘积即：0.246 （2.5）
工作机的转速为nw=n丝=300r/min
根据以上特性初选电动机的转速为3000r/min，功率10w，电压24v
工作机的阻力力矩就是涡轮上的转矩T.
T=9.55*1000*580.75*10/（3000/10）=238.75 N/mm (2.6）
故工作及所需要的输入Pw2
Pw=Tnw/9550ηω= 283.75×300÷9500÷0.75=10w (2.7)
在丝杆上消耗的功率：
座椅的平行负荷能力110kg，则分担在丝杆上的为55kg，可计算出：
N=(G/2)cosθ=55×9.8×cosθ (2.8)
b是人与丝杆的夹角，而且很小，取b=6°则N=536N，摩擦力
f=G/2sinθ=9.8×55sin6°=56.34N (2.9)
在丝杆上消耗的功率Pw丝=f*v丝=56.34*0.015w=0.845w (2.10) 又Pw=Pw丝在工作机实际需要的电动机输出功率Pd
Pd=Pw/η=0.845÷0.246=3.43w (2.11)
由于sz系列是双轴输出式直流电机所以总功率为Pw总=2Pd=6.86w，根据所
计算出的功率和转速，所选电机如下：
电机的型号为：45sz01
电机的转速为：3000r/min
电机的功率为：10w 电机的电压为：24v
电机的电枢/励磁为：111/0.33
电机的允许正反转速差为：200r/min
校核所选电机的转矩根据公式： T1=Td*i0*η01 （2.12）式中：Td——电动轴的输出转矩Nm?
T1——工作轴的输入转矩，即等于涡轮上的转矩T将公式变形后如下：
(2.13)
通过以上的计算，说明所选电动机是满足要求的，所以水平移动部分的电机选用45sz01型号的永磁式双轴输出直流电机。
3 水平移动系统中蜗轮蜗杆的设计
3.1选择蜗杆传动类型
根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆。
3.2选择材料
考虑到蜗杆传动的功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢，故希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45~55HRC。涡轮用铸锡磷青铜ZcuSn10P1，金属模铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸造HT100制造。
3．3按齿面接触疲劳强度进行计算
根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。传动中心距
3.3.1确定作用在蜗杆上的转矩T
2
取Z1=4；故取效率为η=0.9；
3.3.2载荷系数的确定
因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数kβ=1，由《机械设计》表11-5，选区使用系数Ak=1, 由于转数不高，冲击不大，可取动态系数Vk=1.0,则
k=kβ*k
v *k
A
=1×1×1=1 （3.3）
3.3.3确定弹性影响系数Z
E
因选用的是铸锡磷青铜涡轮和钢蜗杆，故EZ=160Mpa1/2
3.3.4确定接触系数Z
p
先假设蜗杆分度圆直径d
1和传动中心距a的比值d
1
/a=0.35，从《机械设计》
图11-18中可查的Z
P
=2.9。
3.3.5确定许用应力
根据涡轮选用的材料为σ铸锡磷青铜ZcuSn10P1，金属膜铸造，蜗杆螺旋齿面
硬度大于45HRC，可从表11——7中查出涡轮的基本许用应力,[σ]=268Mpa。应力循环次数
寿命系数
则
3.3.6中心距的计算
取中心距a=50mm，因i=10.，故从表11——2中取模数m=2，蜗杆分度圆直径d1=22.4，这时d1/a=0.65，从11——18中可直接插的系数'pZ=2.45，因为'pZ小于Zp，因此以上计算结果可用。
3.4蜗杆与涡轮的主要参数与几何尺寸
3.4.1蜗杆
轴向齿距Pa=π*m=6.28mm，直径系数q=d
1
/m=22.4/2=11.2mm，齿顶圆直径，齿根圆直径
d a1=d
1
+2h
a1
=d
1
+2h
a*m
=22.4+2×1×2=26.4mm
d a2=d
1
-2h
f1
=d
1
-2(h
a*m
+c)=22.4-2(1×2+0.25×2)=17.4mm
分度圆导程角：tanr=mz
1/d
1
=z
1
/q=4/11.2
r=19°39' 14" （3.9）蜗杆轴向齿厚：s
a
=0.5πm=0.5×π×2=3.14 （3.10）
3.4.2蜗轮
蜗轮齿数Z2=39，变位系数 X
2
=-0.1 ，验算传动比i=9.75
这时传动比误差2.5%，是允许的。
蜗轮分度圆直径：d
2=mz
2
=2×39=78mm （3.11）
蜗轮喉圆直径:d
a2=d
2
+2h
a2
=78+2×0.9=79.8mm （3.12）
蜗轮齿根圆直径： d
a3=d
2
-2h
f2
=78-2×2×1.35=72.6mm （3.13）
蜗轮咽喉母直径： r
g2=a-2d
a2
=10.1mm （3.14）
3.5校核齿根弯曲疲劳强度
当量齿数
(3.16)
根据X
2=-0.1，z
v2
=46.69，从图11——19中可查齿形系数Y
Fa2
=2.35,螺旋角系
数（3.17）
许用弯曲应力
从表中11——8中查的[σ
F ]=[σ
F
]’*K
fv
由ZcuSn1应力0P1制造的蜗杆的基本
许用弯曲应力[σ
F
]'=56Mpa 寿命系数
3.6验算效率η
已知
从表11——18中用插值法查的fv=0.0283 ，=1.1621，代入式中的η=0.87大于原估计值。
3.7精度等级公差
考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，是属于通用机械减速器，从GB/T10089——1988圆柱蜗杆、涡轮精度中选择8级精度，侧隙种类种类为f，标注为8f，GB/T10089——1988。然后由有关手册查的要求的公差项目及表面粗糙度。
3.8蜗轮蜗杆传动的基本几何尺寸
根据《机械设计》表11-3，算出普通圆柱蜗杆传动基本几何尺寸。其参数如下所示：
中心距 50
蜗轮头数 4
蜗轮齿数 39
齿形角 20
模数 2
直径系数 11.2
分度圆导成角 19°39' 14"
变位系数 -0.1
传动比 10
蜗杆轴向齿距 6.28
蜗杆导程 25.12
蜗杆分度圆直径 22.4
蜗杆齿顶圆直径 26.4
蜗杆齿根圆直径 17.4
顶隙 0.5
蜗杆齿顶高 2
汽车座椅结构设计
————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：
0 引言 汽车座椅属于汽车的基本装置是汽车的重要安全部件。在汽车中它将人体和车身联系在一起直接关系到乘员的驾乘舒适性和安全性。一百多年来,随着汽车的发展和人们要求的不断提高汽车座椅已不再是单纯满足乘坐和美观需要的车身部件而是关系到汽车的驾乘舒适性和安全性集人机工程学、机械振动、控制工程等为一体的系统工程产品。随着我国汽车工业的迅猛发展人们对汽车的乘坐舒适性及安全性等方面的要求越来越高。其中作为影响汽车舒适性和安全性的重要内饰部件——汽车座椅的设计、研发已越来越引起汽车业界的重视。 本毕业设计分析了人与座椅的人机关系，并且结合我国国民对汽车座椅的使用要求，以人机工程学、汽车设计等学科的理论为依据,以国家和国际标准为准则,对驾驶座椅进行了设计。,从人的安全、健康的角度，现代人越来越多地的时间在汽车中度过,座椅的安全与舒适直接影响到人们的健康与安全。尤其是对人们脊椎的伤害。从社会的角度,汽车走进千家万户，人们对汽车的情感也有所转变,从以前的遥远、到现在的占有，将来必将转变为挑剔。因此汽车座椅的发展也要跟上时代的步伐,所以本设计进行汽车八方向座椅结构设计。
１轿车电动座椅的介绍 轿车的座椅是衡量轿车档次的重要依据,因此轿车设计师十分重视电动座椅的设计，从材料到形状，尽量做得完美无缺。在造型方面,充分考虑人体尺寸、人体重量、乘坐姿势和体压分布等因素,应用人体工程学的研究成果和先进技术，制造出乘坐舒适、久坐不乏的座椅。 １.１桥车的国内外研究现状及发展水平的相关介绍 目前国内汽车座椅基本上是一种固定的姿势,人长时间保持一种相对稳定的坐姿很容易疲劳,从提高驾乘人员舒适度的角度，给出一种新型电动座椅的设计思路。对于可以调节的汽车电动座椅的研究,国内发现尚少。尤其在目前,国内市场上所见电动座椅大多出现在进口汽车上,汽车电动座椅有两向移动、四向移动、六向移动等多种类型。两向电动座椅只能作前后水平移动：四向电动座椅除前后水平移动外，还可以升降：六向电动座椅除了够控制上述移动外,座椅的座位前部和靠背还可以分别升降。大多数电动座椅使用永磁型电动机,通过装在左座侧板上或左门扶手上的肘节式控制开关控制电流路线和方向。可使某一电动机按不同方向转动。大多数永磁型电动机内装有断路器，以防电动机过载。许多福特汽车电动座椅的电动机在磁铁外壳内装有3个独立的电枢。有的电动座椅使用串激电动机（如通用公司生产的某些汽车）,用2个磁场线圈使电动机能作双向转动。这种电动机一般使用继电器以控制电流方向,因此当开关换向时,可以听到继电器吸合的咔嗒声。电动座椅使用的电动机的数量多的可达8个。本方案是一种机械设计制造学、人体工程学与电子技术相结合的八个方向（座椅水平平行前后移动、座椅前端上下升降、座椅后端上下升降、座椅靠背的角度旋转)调节。汽车电动座椅一般由双向电动机、传动装置和座椅调节器等组威。传动装置包括变速器、联轴装置和电磁阀。座椅调节器的主要部件是螺旋千斤顶和齿轮传动机构。传动装置和座椅调节器之间用软轴连接。通过座椅调节器实现对座椅的调节。方案的思路就是电动座椅是利用电动机的动力来调整座椅位置、靠背的倾斜度等，自动适应不同体型的驾驶员与乘员的乘坐舒适性要求。 现代轿车的驾驶者座椅和前部成员座椅多是电动可调的，又称电动座椅。座椅是与人接触最密切的部件，人们对轿车平顺性的评价多是通过座椅的感受作出的。因此电动座椅是直接影响轿车质量的关键部件之一。轿车电动座椅以驾驶者的座椅
汽车座椅设计现状及发展方向 前言：现代汽车座椅与汽车安全性、 舒适性紧密相关。设计具有先进水准的座椅 是当今汽车发展中的一个重要课题。 摘要：本文将对现代汽车座椅的设计方式，设计特点，以及未来的设计方向做简 要的论述。主要从座椅材料，调整，设计等方面做基本的分析和说明。 首先对当前汽车座椅的组成及功用等做简要分析说明: 一、 座椅表面材料。主要指织物和真皮等多种材料。选择标准以舒适，手感，透气 性为主。一般座椅的表面材料与整车的内饰相协调。 二、 座椅调节形式。对于汽车座椅必须满足调整便利性和舒适性两大要求，也就是 说驾驶员通过调节操纵， 可以将座椅调整到最佳位置上以获得最好视野。 易于操纵方向盘、 踏板、变速杆等。 调节形式有手动和电动两种。手动调节方式需要成员通过手柄放松座椅的锁止机构， 然后通过改变身体的座姿和位置来带动座椅移动。 电动座椅调节机构由控制器， 可逆性直 流电动机和传动部件组成。直流电动机受控制器控制并分别驱动某个调整方向的传动部件 （如蜗杆轴，蜗轮等）。蜗轮与齿条啮合，蜗轮轮转动将齿条移动使座椅前移或后移。电 动调节的座椅在调节时，座椅是施力方，乘客只需要扳动控制键就可以了。电动座椅的使 用，让驾驶员能轻松的找到最适合自己的驾驶姿势， 提供良好的视野，提高了行车安全性， 并能工巧匠效减轻驾驶疲劳。 三、 前后排座椅调节方向。座椅方向的调节是由座椅调角器、座椅导轨和座椅升降机 构来完成的，在每种调节机构上，座椅都能完成两个或两个以上方向的调节。 座椅调角器用于连接汽车座椅椅座和椅背，对乘员提供安全保护和增强座椅舒适性。 并在椅背内添加了机械装置用于减少追尾事故对颈椎造成的伤害。如下图所示： 学院：工程技术学院 专业：车辆工程 姓名：王 强 学号： 20040707104
汽车座椅相关设计规范 一、范围 本标准按国家标准、行业标准及生产经验规定的汽车座椅设计规范； 本标准适用于骐铃牌各系车型座椅的设计。 二、目的 规范座椅设计要求。 三、定义 3.1 座椅 seat 供一个成年乘员乘坐且有完整装饰并与车辆结构为一体或分体的乘坐设施。它包括单独的座椅或长条座椅的一个座位。 3.2 固定装置 anchorage 将座椅总成固定到车辆结构上的装置。包括车身上受影响的部件。 3.3 调节装置 adjustment system 能将座椅或其部件的位置调整到适应乘员乘坐姿态的装置。该装置应有如下功能：
纵向位移 longitudinal displacement 垂直位移 vertical displacement 角位移 angular displacement 3.4 锁止装置 locking system 使座椅及部件保持在使用位置的装置。 3.5 头枕 head restraint 用于限制成年乘员头部相对于其躯干后移，以减轻在发生碰撞事故时颈椎可能受到的损伤程度的装置。 3.6 “R”点“R”point GB11551——2003中附录C定义的乘坐基准点。 3.7 基准线 reference line GB11551——2003中附录C附件1图C.1中所示的通过三维人体模型的线。 三、技术要求 应包括产品的具体性能指标、技术要求、质量目标，专项试验、整机/整车试验以及国内外公司的匹配要求等内容。 3.1舒适性 1）座椅泡沫造型应符合人机工程学的要求，并给出A面的分析报告。 2）人体乘坐时，最大布置人体与骨架（硬物）间距≥30mm。 3）选用高回弹的优质冷发泡沫，性能指标见附表3.4要求。 4）选用优质复合面料，面料与泡沫采用火焰复合方式，提高面料的舒适度和环保性。 5) 前排座椅的舒适性设计参考应当满足人机工程相关法规和行业标准(根据设计可作相应调整)； 6）座椅各零部件的外露部分不得有易于伤人的尖角锐边，各部结构不得存在可能造成的挤压、剪钳伤人部分。 7）工作座椅的结构材料和装饰材料应耐用、阻燃、无毒。坐垫、腰靠、扶手的覆盖层应使用柔软、防滑、透气性好、吸汗的不导电材
汽车座椅设计 摘要：运用人机工程学原理，针对汽车驾驶座持，从驾驶员生理特性与作业环境两个方面分析了影响驾驶舒适性及安全性的原因，在此基础上从坐姿舒适性，振动舒适性，操作舒适性，安全性等四个方面论述了人机工程学在汽车座椅设计中的应用，完成了对汽车驾驶座椅从分析到设计的系列开发过程。 关键词：人机工程汽车设计座椅 引言：交通事故统计分析表明，疲劳驾驶是造成交通事故的主要原冈。驾驶座椅是影响驾驶与乘坐舒适程度的重要设施，对于减少驾驶员疲劳程度，降低事故发生率有重要作用，汽车驾驶员座椅设计优劣与否直接关系到驾驶质量与安全。人机工程学是一门综合性较强的新兴交叉学科，它是从人的生理和心理特点出发，研究人、机、环境相互关系和相互作用的规律；其目的是让人在使用机械的过程中，感到“安全、健康、舒适、高效”。汽车设计是否符合人机工程要求，不仅关系到有效利用车内空间及提高乘用舒适性，而且影响整车内外造型和尺寸参数，进而影响整车性能和市场竞争力。 一、舒适驾乘首要在于座椅设计 通过对汽车座椅设计中的人机因素分析,即尺度、形态、功能、色彩四方面的具体分析,寻求汽车座椅设计与人机工程学的关系,从而论证目前汽车座椅设计中人机工程学应用的一些局限性,即学科内涵与目标的矛盾、共性原则与个性需求的矛盾、统计与个案的矛盾以及合理与合情的矛盾,通过对这些应用矛盾的透析,探求出汽车座椅设计中人机工程学应用的原则,从而最终为汽车座椅产品设计中人机工程学的应用探索出一条道路。 而人机工程学在汽车座椅设计中的作用主要体现在以下几方面： 1、为确定汽车空间范围提供依据。 2、为设计汽车座椅提供依据。 3、为确定感觉器官的适应能力提供依据。 二、汽车座椅的人机工程设计 汽车驾驶座椅的人机工程学分析，安全舒适的汽车驾驶座椅的设计必须满足以下要求：意识坐姿舒适性（静态舒适性）；二是振动舒适性（动态舒适性）；三是操作舒适性；四是安全性（包括主动安全性及被动安全性两个方面）。 上述要求具体到驾驶座椅的设计中满足驾驶员坐姿舒适性的座椅尺寸结构设计、满足驾驶员振动舒适性的座椅抗振减振设计、满足操作舒适性的座椅空间位置设计以及满足驾驶员的安全性的汽车驾驶座椅主动安全性及被动安全性的设计。 1、座椅结构设计 驾驶座椅结构设计的研究把注意力集中在人体生理结构特点对驾驶舒适程度的影响上，寻求最佳的座椅结构形式、尺寸、轮廓形状及材料选择。 （1）座椅结构设计 为了保证座垫上合理的体压分布，座垫应坚实平坦。太软的椅子容易令使用者曲起身子，全身肌肉和骨骼受力不均，从而导致腰酸背痛现象的产生。研究表明：过于松软的椅面，使臀部与大腿的肌肉受压面积增大，不仅增加了躯干的不稳定性，而且不易改变坐姿，容易产生疲劳。 依据靠背上体压分布不均匀原则，在座椅靠背设计时应保证有靠背两点支撑，即就是人体背部和腰部的合理支撑。汽车座椅设计时应提供形状和位置适宜的两点支撑，第一支撑部位位于人体第5—6胸椎之间的高度上，作为肩靠；第二支撑设置在腰曲部位，作为腰靠。
汽车座椅设计规范 一、范围 本标准按国家标准、行业标准及生产经验规定的汽车座椅设计规范； 本标准适用于骐铃牌各系车型座椅的设计。 二、目的 规范座椅设计要求。 三、定义 3.1 座椅 seat 供一个成年乘员乘坐且有完整装饰并与车辆结构为一体或分体的乘坐设施。它包括单独的座椅或长条座椅的一个座位。 3.2 固定装置 anchorage 将座椅总成固定到车辆结构上的装置。包括车身上受影响的部件。 3.3 调节装置 adjustment system 能将座椅或其部件的位置调整到适应乘员乘坐姿态的装置。该装置应有如下功能：
纵向位移 longitudinal displacement 垂直位移 vertical displacement 角位移 angular displacement 3.4 锁止装置 locking system 使座椅及部件保持在使用位置的装置。 3.5 头枕 head restraint 用于限制成年乘员头部相对于其躯干后移，以减轻在发生碰撞事故时颈椎可能受到的损伤程度的装置。 3.6 “R”点“R”point GB11551——2003中附录C定义的乘坐基准点。 3.7 基准线 reference line GB11551——2003中附录C附件1图C.1中所示的通过三维人体模型的线。 三、技术要求 应包括产品的具体性能指标、技术要求、质量目标，专项试验、整机/整车试验以及国内外公司的匹配要求等内容。 3.1舒适性 1）座椅泡沫造型应符合人机工程学的要求，并给出A面的分析报告。 2）人体乘坐时，最大布置人体与骨架（硬物）间距≥30mm。 3）选用高回弹的优质冷发泡沫，性能指标见附表3.4要求。 4）选用优质复合面料，面料与泡沫采用火焰复合方式，提高面料的舒适度和环保性。 5) 前排座椅的舒适性设计参考应当满足人机工程相关法规和行业标准(根据设计可作相应调整)； 6）座椅各零部件的外露部分不得有易于伤人的尖角锐边，各部结构不得存在可能造成的挤压、剪钳伤人部分。 7）工作座椅的结构材料和装饰材料应耐用、阻燃、无毒。坐垫、腰靠、扶手的覆盖层应使用柔软、防滑、透气性好、吸汗的不导电材
人机工程学在汽车座椅设计中的应用 摘要：运用人机工程学原理，针对汽车驾驶座持，从驾驶员生理特性与作业环境两个方面分析了影响驾驶舒适性及安全性的原因，在此基础上从坐姿舒适性，振动舒适性，操作舒适性，安全性等四个方面论述了人机工程学在汽车座椅设计中的应用，完成了对汽车驾驶座椅从分析到设计的系列开发过程。 关键词：汽车驾驶座椅人机工程学设计 一、引言 随着时代的发展，当今社会已由工业社会向信息社会即后工业社会过渡，人类赖以生存的生活空间和生活方式，处处都是经过设计并不断完善的设计世界。现代设计，作为一种广泛的文化活动，已成为人们生活中的一部分。人们开始追求高品质的舒适生活,于是按照人体工程学设计的产品也就越来越受到大众的欢迎。人体工程学的产品也就成了现代社会人们追求的目标。先以汽车座椅为例,人体工程学的家具并不是人们头脑中所想象的仅有数据符合的座椅,它还包括除了人体生理数据之外的很多因素。它的设计原则除了常见的尺度设计原则,人体机能和环境设计原则,健康设计原则外还应该讲求黄金分割比的设计原则。并指出在这些原则的指导下好的人体工程学座椅是功能与美学相结合的产品,可以为人带来身心两方面的享受。 二、舒适驾乘首要在于座椅设计 通过对汽车座椅设计中的人机因素分析,即尺度、形态、功能、色彩四方面的具体分析,寻求汽车座椅设计与人机工程学的关系,从而论证目前汽车座椅设计中人机工程学应用的一些局限性,即学科内涵与目标的矛盾、共性原则与个性需求的矛盾、统计与个案的矛盾以及合理与合情的矛盾,通过对这些应用矛盾的透析,探求出汽车座椅设计中人机工程学应用的原则,从而最终为汽车座椅产品设计中人机工程学的应用探索出一条道路。 而人机工程学在汽车座椅设计中的作用主要体现在以下几方面： 1、为确定汽车空间范围提供依据。 2、为设计汽车座椅提供依据。 3、为确定感觉器官的适应能力提供依据。 三、汽车座椅人机工程学分析 1、人体坐姿生理特性分析
10.16638/https://www.doczj.com/doc/f111513149.html,ki.1671-7988.2019.02.015 汽车座椅舒适性设计要求的探讨 郝利生，张智勇 （泰极爱思（郑州）汽车座椅研发有限公司，河南郑州451450） 摘要：随着经济和生活水平的提高，购买汽车的需求不断增加，对汽车消费需求也从耐用和安全提升到了更舒适的驾车体验。汽车不但要美观、大气、符合主流消费者的观念，同时整车需要更好的安全保障；而汽车座椅的舒适性可以为驾驶员和乘坐者提供更为舒适的乘车环境，从而提高车辆的实用性能。所以，为了保证驾驶者有更好的乘车感受，汽车企业对于座椅的设计也日益重视，这就需要在设计过程中，必须要将座椅的舒适性性能充分考虑。关键词：汽车座椅；舒适性能；设计；探讨 中图分类号：U461.4 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2019)02-43-02 Discussion on design requirements for comfort of car seats Hao Lisheng, Zhang Zhiyong ( Taiji Aisi (Zhengzhou) Car Seat R&D Co. Ltd., Henan Zhengzhou 451450 ) Absrtact: With the improvement of economy and living standard, the demand for buying automobiles is increasing, and the demand for automobile consumption has also increased from durability and safety to a more comfortable driving experience. The car should not only be beautiful, atmospheric, in line with the concept of mainstream consumers, but also need better safety protection. The comfort of the car seat can provide more comfortable driving environment for drivers and passengers, thus improving the practical performance of the vehicle. Therefore, in order to ensure that drivers have a better ride experi -ence, automotive companies pay more and more attention to the design of seats, which requires that in the design process, the comfort performance of seats must be fully considered. Keywords: car seat; comfort performance; design; Explore CLC NO.: U461.4 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)02-43-02 1 汽车座椅的舒适性能提高乘客乘车感受 第一点，汽车座椅作为汽车内部饰件的主要组成部分，是汽车使用过程中与消费者接触时间最长的部件，因此，座椅舒适性显得尤为重要。首先，座椅构造及外观造型要和整体内饰构建相搭配、协调；其次，对于座椅外观材料选择也更讲究，不仅需要美观，更需要易于清洁，环保。消费者购买车辆对座椅的舒适性要求已经扩展到人体机能的感知领域，即所谓的看、听、闻、感受等方面。随着互联网大面积普及，消费者能通过各种渠道对汽车和座椅舒适性的了解，使得对汽车的舒适性能和安全性能提出了更高的要求。汽车座椅的构造在人体机能学领域仍在初级阶段，其发展潜能是巨大的。对于消费者来说，汽车除了外形吸引人以外，更为重要方面就是驾乘舒适性了，毕竟外观是认知，舒适是体验。 第二点，在人体机能学研究领域，汽车的座椅的开发加入了科学技术，结合人体构造，研究出更适合人们乘坐的汽车座椅。对于汽车座椅的要求，应该从广大消费者的需求上考虑，国内诸如吉林大学、武汉理工大学等高校致力于对不同人群对座椅构造的需求，积累了大量的数据，但这仅限于高校的研究而已，并未达到产研合作，真正将汽车座椅舒适性设计还是落在广大的汽车制造商和座椅供应商身上，因为汽车制造商忽略了客户对座椅舒适性要求，就会导致销量的 作者简介：郝利生，就职于泰极爱思（郑州）汽车座椅研发有限公 司。 43
汽车座椅的设计
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机械工程学院毕业设计（论文） 题目：新概念汽车座椅的设计 专业：车辆工程 班级：车辆113 姓名：刘双双 学号： 1608110313 指导教师：董福龙 日期： 2015-5-3
目录 新概念汽车座椅的设计 引言： 近年来，汽车行业发展十分迅速，汽车在全球范围内的普及率持续增高。尤其 是在我国，汽车销售量呈每年递增的趋势。汽车座椅是汽车的重要组成部分，同时 也是人和汽车接触最多的零部件，它不仅影响驾驶员驾驶的舒适性，而且也影响着 车辆内饰的风格、等级和豪华程度。因此，我国的汽车座椅行业作为汽车工业的重 要配套行业，面临着巨大的机遇和挑战。 从目前情况上看，我国汽车座椅存在着很多的问题，首先是有透气性差，不能 够及时将座椅上的潮气散发。夏天的时候，汽车暴露在阳光下时，车内温度很高， 空调调节需要好久才能达到制冷的效果，这就使乘员感到不舒适，消费者只能被动 的接受，十分难受。其次就是不能升降，同样高度的座椅，不同的人坐着的舒适度 不同，这就意味着这样的座椅与部分人不协调。对于上述问题，我提出的新概念汽 车座椅的设计主要是在汽车座椅的内部添加制冷和制热双向调节装置和升降装置 [1]。这种装置可以把人机工程学与汽车座椅融汇到一起，为消费者提供更加舒适 的乘坐环境。 关键词：汽车座椅；调温器；升降机构；人机工程学； Foreword: In recent years, the automotive industry is developing very rapidly, the popularity of cars worldwide rate continued to increase. Especially in China's auto sales, a trend of increasing every year. Car seat is an important part of the car, also is the people and cars in contact with most of the parts. It not only affects the comfort of the driver, but also affect the style of the interior of the vehicle, grades, and the degree of luxury. Therefore, the car seat industry in China as an important supporting industry of the automobile industry, are faced with great opportunities and challenges. From the point of view of the current situation, China's automobile seat exist a lot of problems, first of all is with poor air permeability, can not be timely to distribute moisture on the seat. Summer, auto exposure in the sun, the temperature inside the car is very high,
任我通汽车整车座椅制作设计教程； 首先制作汽车座椅目的是：个性，舒适，丢弃残旧内饰，进行整改翻新； 整车座椅制作改装设计开发方法与流程 交通事故统计分析表明，疲劳驾驶是造成交通事故的主要原因。驾驶座椅是影响驾驶与乘坐舒适程度的重要设施，对于减少驾驶员疲劳程度，降低事故发生率有重要作用，汽车驾驶员座椅设计优劣与否直接关系到驾驶质量与安全。故座椅的设计开发在整车的设计中尤为重要。
一、座椅组成及术语1座椅总成的组成
1）座椅（seat） 供一个成年乘员乘坐且有完整装饰并与车辆结构为一体或分体的乘坐设施。它包括单独的座椅或长条座椅的一个座位。 2）固定装置（anchorage） 将座椅总成固定到车辆结构上的装置。包括车身上受影响的部件。 3）调节装置（adjustment system） 能将座椅或其部件的位置调整到适应乘员乘坐姿态的装置。 该装置应有如下功能： A. 纵向位移（longitudinal displacement） B. 垂直位移（vertical displacement） C. 角位移（angular displacement） 4）锁止装置（locking system） 使座椅及部件保持在使用位置的装置。 5）头枕（head restraint） 用于限制成年乘员头部相对于其躯干后移，以减轻在发生碰撞事故时颈椎可能受到的损伤程度的装置。 2相关术语
1）“H”点(“H”point) 二维或三维人体模型样板中人体躯干与大腿的连接点即胯点(HipPoint)。 2）“R”点“（R”point） GB11551—2003中附录C定义的乘坐基准点。基准线（referenceline）为 GB11551—2003中附录C附件1图C.1中所示的通过三维人体模型的线。 3）加速踏板踵点（AHP） 在加速踏板未压缩时,人体模型的踵点在被压塌的地板覆盖件上的点。 4）拇趾参考点(BOF) 在侧视图上过AHP点作人体样板鞋底的切线在该切线上离AHP点203mm处的一个点。 5）踏板装置角 在侧视图上踏板平面与水平面的夹角。 6）踏平面角 驾驶员以正常驾驶姿势踏在加速踏板上时在侧视图上鞋底平面与水平面的夹角。 7）坐姿舒适性
汽车座椅设计现状及发展方向 学院：工程技术学院专业：车辆工程 姓名：王强学号：20040707104 前言：现代汽车座椅与汽车安全性、舒适性紧密相关。设计具有先进水准的座椅是当今汽车发展中的一个重要课题。 摘要：本文将对现代汽车座椅的设计方式，设计特点，以及未来的设计方向做简要的论述。主要从座椅材料，调整，设计等方面做基本的分析和说明。 首先对当前汽车座椅的组成及功用等做简要分析说明： 一、座椅表面材料。主要指织物和真皮等多种材料。选择标准以舒适，手感，透气性为主。一般座椅的表面材料与整车的内饰相协调。 二、座椅调节形式。对于汽车座椅必须满足调整便利性和舒适性两大要求，也就是说驾驶员通过调节操纵，可以将座椅调整到最佳位置上以获得最好视野。易于操纵方向盘、踏板、变速杆等。 调节形式有手动和电动两种。手动调节方式需要成员通过手柄放松座椅的锁止机构，然后通过改变身体的座姿和位置来带动座椅移动。电动座椅调节机构由控制器，可逆性直流电动机和传动部件组成。直流电动机受控制器控制并分别驱动某个调整方向的传动部件（如蜗杆轴，蜗轮等）。蜗轮与齿条啮合，蜗轮轮转动将齿条移动使座椅前移或后移。电动调节的座椅在调节时，座椅是施力方，乘客只需要扳动控制键就可以了。电动座椅的使用，让驾驶员能轻松的找到最适合自己的驾驶姿势，提供良好的视野，提高了行车安全性，并能工巧匠效减轻驾驶疲劳。 三、前后排座椅调节方向。座椅方向的调节是由座椅调角器、座椅导轨和座椅升降机构来完成的，在每种调节机构上，座椅都能完成两个或两个以上方向的调节。 座椅调角器用于连接汽车座椅椅座和椅背，对乘员提供安全保护和增强座椅舒适性。并在椅背内添加了机械装置用于减少追尾事故对颈椎造成的伤害。如下图所示：
0 引言 汽车座椅属于汽车的基本装置是汽车的重要安全部件。在汽车中它将人体和车身联系在一起直接关系到乘员的驾乘舒适性和安全性。一百多年来，随着汽车的发展和人们要求的不断提高汽车座椅已不再是单纯满足乘坐和美观需要的车身部件而是关系到汽车的驾乘舒适性和安全性集人机工程学、机械振动、控制工程等为一体的系统工程产品。随着我国汽车工业的迅猛发展人们对汽车的乘坐舒适性及安全性等方面的要求越来越高。其中作为影响汽车舒适性和安全性的重要饰部件——汽车座椅的设计、研发已越来越引起汽车业界的重视。 本毕业设计分析了人与座椅的人机关系，并且结合我国国民对汽车座椅的使用要求，以人机工程学、汽车设计等学科的理论为依据，以国家和国际标准为准则，对驾驶座椅进行了设计。，从人的安全、健康的角度，现代人越来越多地的时间在汽车中度过，座椅的安全与舒适直接影响到人们的健康与安全。尤其是对人们脊椎的伤害。从社会的角度，汽车走进千家万户，人们对汽车的情感也有所转变，从以前的遥远、到现在的占有，将来必将转变为挑剔。因此汽车座椅的发展也要跟上时代的步伐，所以本设计进行汽车八方向座椅结构设计。
1 轿车电动座椅的介绍 轿车的座椅是衡量轿车档次的重要依据，因此轿车设计师十分重视电动座椅的设计，从材料到形状，尽量做得完美无缺。在造型方面，充分考虑人体尺寸、人体重量、乘坐姿势和体压分布等因素，应用人体工程学的研究成果和先进技术，制造出乘坐舒适、久坐不乏的座椅。 1.1桥车的国外研究现状及发展水平的相关介绍 目前国汽车座椅基本上是一种固定的姿势，人长时间保持一种相对稳定的坐姿很容易疲劳，从提高驾乘人员舒适度的角度，给出一种新型电动座椅的设计思路。对于可以调节的汽车电动座椅的研究，国发现尚少。尤其在目前，国市场上所见电动座椅大多出现在进口汽车上，汽车电动座椅有两向移动、四向移动、六向移动等多种类型。两向电动座椅只能作前后水平移动：四向电动座椅除前后水平移动外，还可以升降：六向电动座椅除了够控制上述移动外，座椅的座位前部和靠背还可以分别升降。大多数电动座椅使用永磁型电动机，通过装在左座侧板上或左门扶手上的肘节式控制开关控制电流路线和方向。可使某一电动机按不同方向转动。大多数永磁型电动机装有断路器，以防电动机过载。许多福特汽车电动座椅的电动机在磁铁外壳装有3个独立的电枢。有的电动座椅使用串激电动机(如通用公司生产的某些汽车)，用2个磁场线圈使电动机能作双向转动。这种电动机一般使用继电器以控制电流方向，因此当开关换向时，可以听到继电器吸合的咔嗒声。电动座椅使用的电动机的数量多的可达8个。本方案是一种机械设计制造学、人体工程学与电子技术相结合的八个方向(座椅水平平行前后移动、座椅前端上下升降、座椅后端上下升降、座椅靠背的角度旋转)调节。汽车电动座椅一般由双向电动机、传动装置和座椅调节器等组威。传动装置包括变速器、联轴装置和电磁阀。座椅调节器的主要部件是螺旋千斤顶和齿轮传动机构。传动装置和座椅调节器之间用软轴连接。通过座椅调节器实现对座椅的调节。方案的思路就是电动座椅是利用电动机的动力来调整座椅位置、靠背的倾斜度等，自动适应不同体型的驾驶员与乘员的乘坐舒适性要求。 现代轿车的驾驶者座椅和前部成员座椅多是电动可调的，又称电动座椅。座椅是与人接触最密切的部件，人们对轿车平顺性的评价多是通过座椅的感受作出的。因此电动座椅是直接影响轿车质量的关键部件之一。轿车电动座椅以驾驶者的座椅
0 引言 汽车座椅属于汽车得基本装置就是汽车得重要安全部件。在汽车中它将人体与车身联系在一起直接关系到乘员得驾乘舒适性与安全性。一百多年来，随着汽车得发展与人们要求得不断提高汽车座椅已不再就是单纯满足乘坐与美观需要得车身部件而就是关系到汽车得驾乘舒适性与安全性集人机工程学、机械振动、控制工程等为一体得系统工程产品。随着我国汽车工业得迅猛发展人们对汽车得乘坐舒适性及安全性等方面得要求越来越高。其中作为影响汽车舒适性与安全性得重要内饰部件——汽车座椅得设计、研发已越来越引起汽车业界得重视。 本毕业设计分析了人与座椅得人机关系，并且结合我国国民对汽车座椅得使用要求，以人机工程学、汽车设计等学科得理论为依据，以国家与国际标准为准则，对驾驶座椅进行了设计。，从人得安全、健康得角度，现代人越来越多地得时间在汽车中度过，座椅得安全与舒适直接影响到人们得健康与安全。尤其就是对人们脊椎得伤害。从社会得角度，汽车走进千家万户，人们对汽车得情感也有所转变，从以前得遥远、到现在得占有，将来必将转变为挑剔。因此汽车座椅得发展也要跟上时代得步伐，所以本设计进行汽车八方向座椅结构设计。
1 轿车电动座椅得介绍 轿车得座椅就是衡量轿车档次得重要依据，因此轿车设计师十分重视电动座椅得设计，从材料到形状，尽量做得完美无缺。在造型方面，充分考虑人体尺寸、人体重量、乘坐姿势与体压分布等因素，应用人体工程学得研究成果与先进技术，制造出乘坐舒适、久坐不乏得座椅。 1、1桥车得国内外研究现状及发展水平得相关介绍 目前国内汽车座椅基本上就是一种固定得姿势，人长时间保持一种相对稳定得坐姿很容易疲劳，从提高驾乘人员舒适度得角度，给出一种新型电动座椅得设计思路。对于可以调节得汽车电动座椅得研究，国内发现尚少。尤其在目前，国内市场上所见电动座椅大多出现在进口汽车上，汽车电动座椅有两向移动、四向移动、六向移动等多种类型。两向电动座椅只能作前后水平移动：四向电动座椅除前后水平移动外，还可以升降：六向电动座椅除了够控制上述移动外，座椅得座位前部与靠背还可以分别升降。大多数电动座椅使用永磁型电动机，通过装在左座侧板上或左门扶手上得肘节式控制开关控制电流路线与方向。可使某一电动机按不同方向转动。大多数永磁型电动机内装有断路器，以防电动机过载。许多福特汽车电动座椅得电动机在磁铁外壳内装有3个独立得电枢。有得电动座椅使用串激电动机(如通用公司生产得某些汽车)，用2个磁场线圈使电动机能作双向转动。这种电动机一般使用继电器以控制电流方向，因此当开关换向时，可以听到继电器吸合得咔嗒声。电动座椅使用得电动机得数量多得可达8个。本方案就是一种机械设计制造学、人体工程学与电子技术相结合得八个方向(座椅水平平行前后移动、座椅前端上下升降、座椅后端上下升降、座椅靠背得角度旋转)调节。汽车电动座椅一般由双向电动机、传动装置与座椅调节器等组威。传动装置包括变速器、联轴装置与电磁阀。座椅调节器得主要部件就是螺旋千斤顶与齿轮传动机构。传动装置与座椅调节器之间用软轴连接。通过座椅调节器实现对座椅得调节。方案得思路就就是电动座椅就是利用电动机得动力来调整座椅位置、靠背得倾斜度等，自动适应不同体型得驾驶员与乘员得乘坐舒适性要求。 现代轿车得驾驶者座椅与前部成员座椅多就是电动可调得，又称电动座椅。座椅就是与人接触最密切得部件，人们对轿车平顺性得评价多就是通过座椅得感受作出得。因此电动座椅就是直接影响轿车质量得关键部件之一。轿车电动座椅以驾驶
汽车中的座椅是影响驾驶与乘坐舒适程度的重要设施，而驾驶员的座椅就更为重要。舒适而操纵方便的驾驶座椅，可以减少驾驶员疲惫程度，降低故障的发生率[1]。汽车驾驶员座椅设计优劣与否直接关系到驾驶质量。 本文以人因分析为手段，以设计出公道的驾驶座椅来满足驾驶员人体安全、舒适为设计目标，得到结论：驾驶座椅安全性设计应着重考虑人（驾驶员）坐姿生理特性及人体对车内振动、微天气的反应等两大方面。并从主动安全性设计、被动安全性设计两个方面详尽分析了驾驶座椅安全性设计的思路。 1. 人—座椅系统安全性设计中人的因素分析 任何系统实际上都是人机系统，人机系统包括人、机、环境三个方面[2]。显然驾驶员-座椅也属于人机系统研究的范畴。人机系统的安全模式多以人的行为为主体，即以人为本。对人机系统的研究始于第二次世界大战。在设计和使用高度复杂的军事装备中，人们逐步熟悉到必须把人和机器作为一个整体，在系统设计中必须考虑人的因素。 1.1 人（驾驶员）坐姿生理特性分析 （1）坐姿时脊柱形态 人坐着时，身体主要由脊柱、骨盆、腿和脚支承。脊柱位于人体的背部中心，是构成人体的中轴。人处于不同的坐姿时，脊柱形态不同，只有座椅的结构和尺寸设计使驾驶员的脊柱形态接近于正常自然状态，才会减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷，防止驾驶疲惫发生。 （2）坐姿体压分布 当座椅上的人处于坐姿状态时，人的身体重量作用于座垫和靠背上的压力分布称作坐姿的体压分布[3]。可见，坐姿体压分布包括座垫上的体压分布和靠背上的体压分布两部分。 ①座垫上的体压分布 根据人体组织的解剖学特性可知，坐骨结节处是人体最能耐受压力的部位，适合于承重，而大腿下靠近表面处因有下肢主动脉分布，故不宜承受重压。据此座垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来分布，即在坐骨处压力最大，向四周逐渐减少，自大腿部位时压力降至最低值，这是座垫设计的压力分布不均匀原则。图1为坐姿时座垫上的体压分布[4]。
后排汽车座椅 篇一：豪华轿车后排座椅西南交通大学本科毕业（）豪华轿车后排座椅设计年级：2009级学号：20097541 姓名：王峰专业：工程机械指导老师：杨大治老师2013年06月院系机械工程系专业机械设计制造及其自动化（工程机械）年级2009级姓名王峰题目豪华轿车后排座椅设计指导教师：杨大治老师评语指导教师(签章) 评阅人评语评阅人(签章) 成绩答辩委员会主任(签章) 年月日毕业设计（）任务书班级2009级工程机械学生姓名王峰学号20097541 发题日期：2013 年2 月25 日完成日期：2013 年6 月14日题目豪华轿车后排座椅设计1、本论文的目的、意义毕业设计是对学生四年学习生涯的一次，它以点带线，以线带面地将整个大学四年的知识体系贯穿始终，使学生在做毕业设计的过程中，能进一步掌握和巩固所学基础理论、基本技能和专业知识，并在科学实践中丰富和完善所学的理论知识。该毕业设计是一个豪华轿车后排座椅设计课题，有较强的实用价值。多功能的座椅对于提高汽车乘员乘坐舒适性，降低疲劳感，提供更多样的功能需求有着很重要的作用。本设计要求学生能运用所学知识，独立设计出适合豪华轿车使用的后排座椅，该同学的设计侧重点在后排座椅机构机械及动力装置的选型、结构参数的计算和校核。通过本次毕业设计，要培养和锻炼学生独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际问题的能力，尤其注重培养学生的创新精神和实践能力。同时也培养学生文档编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具书使用等基本工作实践能力，不仅锻炼学生在遇到困难时冷静分析，独立思考及解决问题的能力，而且培养学生和同学之间相互讨论，相互学习的良好习惯。2、学生应完成的任务（1）、完成毕业设计选题，用中文和外文写出的毕业设计论文摘要；（2）、