行李箱盖扭杆设计

1、Research & Development Center 行李箱盖扭杆K值的计算主讲人：洪秋鑫部 门：研发中心车工组时 间：2012年6月地 点：研发3楼大会议室1Research & Development Center 一、扭杆机构概述一、扭杆机构概述 二、扭杆机构组成及工作原理二、扭杆机构组成及工作原理 三、行李箱盖重力矩曲线的绘制三、行李箱盖重力矩曲线的绘制 四、行李箱盖扭杆四、行李箱盖扭杆K K值的计算值的计算 五、例子五、例子目录2Research & Development Center 扭杆机构概述扭杆机构概述扭杆弹簧（又称扭杆）是一种直接或间接与行李

2、箱盖左右铰链连接能协助车主打开行李箱盖并支撑其处于打开状态的两根有扭力特性的金属圆杆。扭杆定义及作用：扭杆定义及作用：定义：通过扭转产生弹性变形而输出扭矩，在行李箱盖开关过程中平衡行李箱盖的重力矩和铰链系统的摩擦力矩等，与获得用户满意的行李箱盖开关性能。作用：3Research & Development Center 行李箱盖扭杆弹簧有铰链连杆式无铰链连杆式扭杆机构概述扭杆机构概述扭杆的分类：扭杆的分类：4Research & Development Center 扭杆机构组成及工作原理扭杆机构组成及工作原理有连杆式：有连杆式： 5Research & Develop

3、ment Center 扭杆机构组成及工作原理扭杆机构组成及工作原理无连杆式：无连杆式： 6Research & Development Center 扭扭杆杆：扭杆是铰链重要的组成部：扭杆是铰链重要的组成部分分, ,它控制着行李箱盖开启力的它控制着行李箱盖开启力的大小和行李箱大小和行李箱盖单边关闭力的平单边关闭力的平衡等。衡等。扭杆机构组成及工作原理扭杆机构组成及工作原理7Research & Development Center 扭杆机构组成及工作原理扭杆机构组成及工作原理 扭杆机构由固定座1、铰链活动臂2、扭杆弹簧3构成，固定座固定在车身上，铰链活动臂一端与固定座通过销连

4、接，二者形成一个旋转副，铰链活动臂另一端通过螺栓固定在行李箱盖内板上，扭杆弹簧的一端有两拐角，一个拐角挂在固定座上，另一个拐角挂在铰链活动臂上，扭杆的另一端则连接在另一副铰链的固定座上。铰链机构可在行李箱盖开度范围内，通过扭力弹簧的作用，开启到任意位置，能保证行李箱盖有足够的开度，并在开启过程中不与车身其他部位干涉，开闭盖轻便灵活，并具有有足够的强度和刚度，运动正确、可靠、耐久。8Research & Development Center 行李箱盖重力矩曲线的绘制行李箱盖重力矩曲线的绘制 该重量G包含行李箱盖钣金（内板、外板、加强板、胶等）和装在其上的附件（锁体、灯具、铰链等），不含扭

5、杆弹簧。 根据行李箱盖数模（含附件）利用CATIA软件可以求出重量G以及重心点P的坐标位置。计算行李箱盖总重量计算行李箱盖总重量G G及重心及重心P P的坐标：的坐标：9Research & Development Center 行李箱盖重力矩曲线的绘制行李箱盖重力矩曲线的绘制1、通过行李箱盖开启时离地高度和开启到极限时行李箱盖到车身 的最小间隙值，求出铰链的旋转轴线N。2、根据铰链轴线和重心位置可以求出行李箱盖旋转到任意位置的 力臂NC，再根据重量可以求出任一位置的重力力矩M，M=G.NC3、以行李箱盖关闭状态为起点，完全打开状态为终点，每开启5 度为一个点，求出各点的力矩4、以开启

6、角度为横坐标，重力力矩为纵坐标，将各力矩点连接成 一条光滑曲线，此曲线即为行李箱盖重力力矩曲线。通过行李箱盖的开启角度计算重力矩通过行李箱盖的开启角度计算重力矩: :10Research & Development Center 行李箱盖重力矩曲线的绘制行李箱盖重力矩曲线的绘制行李箱盖重力矩曲线行李箱盖重力矩曲线: : 通过上一步骤的计算可绘制行李箱盖开启角度与行李箱盖重力矩变化的曲线（如图1所示）：注：开启角度按每5度为一个计算点。图111Research & Development Center 1、行李箱盖扭杆扭矩M、扭杆系数K、扭转角度存在线形关系 M=2K（2表示2根

7、扭杆弹簧）；2、扭杆弹簧的扭矩与角度关系应该是一条直线，然后确定该直 线的斜率，直线的斜率除以2就是扭杆系数K值；行李箱盖扭杆行李箱盖扭杆K值的计算值的计算K K值的计算方法：值的计算方法： 12Research & Development Center 行李箱盖扭杆行李箱盖扭杆K值的计算值的计算根据行李箱盖开启过程中重力矩和扭簧扭矩的关系，可把开启过程分为三个阶段：a、当锁扣拉丝拉开瞬间，扭杆的扭力矩大于行李箱盖的重力 矩，行李箱盖自动开启到一定高度后达到平衡点；b、行李箱盖重力矩和扭簧的扭力矩相等时，行李箱盖达到第 一平衡点，这时需在行李箱盖上作用一外力使得行李箱盖 达到另一平衡点

8、；C、当行李箱盖第二次达到平衡点后扭簧的扭力矩大于重力矩, 在扭力矩的作用下行李箱盖开到极限位置并保证行李箱盖在 极限位置不会受外界条件的影响而关闭。开启过程中重力矩和扭簧扭矩的关系开启过程中重力矩和扭簧扭矩的关系: :13Research & Development Center 例题例题A车行李箱盖的总重量为：11.42036Kg行李箱盖以5度为一计算点计算重力矩:图1由图1可得:M=535.841*cos(11+)*11.42036 (1)以无铰链连杆为例:14Research & Development Center 例题例题按每隔5度带入公式1得表1：开启度数/开启高

9、度重力臂重力矩0/7.689525.92729.430755/67.732532.86829.8191710/130.482535.75229.9805615/195.462534.5629.9138520/262.177529.29929.6194525/315.733520.0129.0996430/398.772506.76328.3583435/467.611489.69527.4032240/536.115468.82926.2355645/603.761444.43124.8702550/670.034416.6523.3156455/734.431385.69921.583636

10、0/796.461351.81219.6873265/855.685315.24717.6411570/911.533276.28315.4607375/963.74235.21713.1626979.25/1004.88198.8911.12984表1 重力矩15Research & Development Center 例题例题由表1数据可得到该行李箱盖的重力矩曲线图2所示:图2 重力矩曲线16Research & Development Center 例题例题根据技师经验（如图3、图4所示）: 开启: 行李箱盖在开启瞬间,开启的高度为30100mm能达到第一个平衡点; 在

11、达到第一平衡点后需人对行李箱盖施加一5Kg的外力使行李箱盖能达到第二个平衡点; 第二个平衡点一般位于行李箱盖开启到400600mm的高度范围; 关闭: 行李箱盖在开启最高点需人对它施加一1.53Kg的外力使行李箱盖直至关闭； 行李箱盖开启高度：16501700mm； 无铰链杆式的扭杆弹簧旋转角W等于行李箱盖开启角度。 17Research & Development Center 例题例题图318Research & Development Center 例题例题图419Research & Development Center 例题例题 通过技师提供的经验值代入公式1

12、计算出平衡点的重力矩,再连接两个平衡点计算出的重力矩得到一条直线,该直线的斜率即为扭杆的K*2值，在多个K值中选择较理想的一个。(计算过程及结果如表2、图5所示）开启度数/开启高度重力臂重力矩1.877/30529.0229.603837.596/100534.87429.9314230.089/400506.49128.3431244.72/600445.8924.9519表220Research & Development Center 例题例题图5051015202530350/7.6895/67.73210/130.48215/195.46220/262.17725/315.73330/398.77235/467.61140/536.11545/603.76150/670.03455/734.43160/796.46165/855.