1、 河北工业大学城市学院毕业设计说明书 作 者： 陈慧超 学 号： 085265 系： 机械工程 专业： 车辆工程 题 目： 汽车座椅头枕冲击试验装置设计 指导者： 武一民 教授 评阅者： 2012 年 06 月 01 日河北工业大学城市学院 2012 届毕业设计说明书毕 业 设 计 （ 论 文 ） 中 文 摘 要汽车座椅头枕冲击试验装置设计摘要：汽车座椅头枕是汽车上与人体接触最密切的部件，汽车座椅不但要乘坐舒适，还应能承受人体重量，同时还应能经受车辆诸如起步、加速、制动等重复动作和碰撞事故的冲击，汽车座椅头枕是汽车上重要的被动安全系统之一。每年的汽车乘员伤亡事故中，有相当大的比例是有成员与座椅
2、的二次碰撞或车辆固定件失效一起的。因此,国家和行业制定了一系列的技术标准和试验方法, 对汽车座椅头枕的要求越来越严格。本文主要介绍汽车座椅和根据国标、行业标准及试验方法研制汽车座椅头枕冲击试验装置。.关键词: 汽车座椅 汽车座椅试验 试验设备研制河北工业大学城市学院 2012 届毕业设计说明书毕 业 设 计 （ 论 文 ） 外 文 摘 要Car Seat and Headrest Impact Test Design of the DeviceAbstract ：Car seat and headrest is a part car with human body contact most c
3、losely ，Car seat not only want to take the comfortable, should also be able to withstand the human body weight, also should be able to withstand vehicles such as the beginning, accelerate, brake repetitive movements and the impact of the crash. car seat headrest is important in the car of the passiv
4、e safety system . The crew accidents each year that a large proportion of the members and the seat is a secondary collision or vehicle fixed a failure cause. Therefore, the nation and industry to develop a series of technical standard and test methods of car seat headrest requirements more and more
5、strictly.This paper mainly introduces the car seats according to the national standard, the industry standard and test methods ，to develop car seat and headrest impact test device. .Keywords: car seats, tryout of car seats, development of experiment Equipment河北工业大学城市学院 2012 届毕业设计说明书目 录1 绪论11.1 设计座椅头
6、枕冲击试验装置的意义 11.2 汽车座椅头枕国、内外发展状况 2 1.3 本次设计主要任务 3 2 汽车座椅头枕的国家标准42.1 汽车座椅行业标准 42.2 汽车头枕行业标准 82.3 对汽车座椅头枕的结构和分类 103 国家规定汽车座椅头枕相关试验133.1 汽车座椅动态舒适性试验方法 133.2 汽车座椅头枕性能要求和试验方法 144 座椅头枕冲击试验装置结构分析和设计164.1 总体尺寸的确定 174.2 摆锤总成的设计 184.3 绕绳机构总成设计 19 4.4 CAXA 图纸设计 214.5 使用说明 26结论与展望 27参考文献28 致谢 29河北工业大学城市学院 2012 届毕
7、业设计说明书1 绪论1.1设计座椅头枕冲击试验装置的意义汽车作为一种交通工具，它的实际已经日趋完善。从它的诞生起，加速了世界工业化的进程。并给人们生活带来了极大的方便，是现代交通史上的一次重大突破，在现代化的今天，汽车在国民经济和人们的日常生活中正起着巨大的作用。同时社会的需求也给汽车工业提出了越来越高的要求,其中座椅头枕作为汽车重要组成部分，其行业标准非常严格。汽车座椅是汽车内饰部件最重要的组成部分，也是与驾乘者联系最为密切的部件，近年来越来越多地受到了人们的重视。根据 J.D.Power 的一项市场调查显示，汽车座椅设计和车辆外形设计已成为消费者选购汽车的 2 个主要因素，而消费者选择汽车
8、座椅的要求依次为安全性、舒性、轻便。一个性能优良的驾驶座椅除了为驾驶人员提供一个与人体生理特点相适应的舒适而稳定的坐姿、良好的野位置、具备一定的操纵空间和安全空间外,最重要是减轻传给驾驶人员身体的振动和冲击,满足振动舒适性评价标准。头枕是为了提高汽车乘坐人员乘坐舒适性和安全性而设置的一种辅助装置。头枕的主要作用是在汽车受到冲撞时，具有防止反弹的作用，以保护驾乘人员的头、颈椎部位不受损伤。早期，汽车的研究主要是为汽车的动力性，经济型，制动性等。随着时代的发展，各行各业的现代化程度的不断提高，以及计算机技术的发展，人们很快解决了上述主要性能之后，把各项技术和精力转移到汽车各方面。如：汽车乘坐的舒适
9、性 平顺性，操纵稳定性，安全靠性等等一些细微的地方上来，而河北工业大学城市学院 2012 届毕业设计说明书影响这些因素的一个重要部件就是汽车座椅。汽车座椅是汽车中将乘员，驾驶员和车身联系在一起的部件。它的功能是，在规定的条件下，能够为驾驶员和乘客提供舒适的位置。正因它对汽车行驶的平顺性，乘坐舒适性，安全性及操作方便性有很大影响，每年的汽车乘员伤亡事故中，有相当大的比例是由乘员与座椅的二次碰撞引起的，基于以上因素，汽车座椅的设计越来越受到人们的重视。此次试验设备检验汽车座椅头枕性能，保证座椅头枕的合格性，车辆安全方面有重要意义。1.2 汽车座椅头枕国、内外发展状况汽车座椅不仅代表着很重要的汽车价
10、值，而且还包含了浓重的感情色彩，那就是对乘客负责的态度。基于这些原因，一款新型汽车在开发初期就会提出对座椅设计的要求。汽车座椅设计从消费者的需求出发，赋予产品新的功能，提高座椅的品质，给消费者提供更加舒适、安全和愉悦的驾乘体验。目前，高品质的汽车座椅已经成为汽车设计人员乃至整车个性化设计风格的重要考核标准之一，同时也是保障汽车安全性能的一部分。安全、舒适、美观的汽车座椅往往会成为一款汽车的一大亮点和卖点所以，随着国内外汽车工业的高速发展，对汽车座椅要求越来越高，国内外汽车生产企业及汽车零部件生产企业也在不断地加大对汽车座椅的研发力度.在座椅的新结构、新工艺、新材料的研发及应用领域下工夫顺应汽车
11、技术“绿色”和安全的发展潮流.轻量化、模块化，以及更注重安全性、环保型、舒适性，将会成为未来汽车座椅设计的发展趋势。1 轻量化要求鉴于汽车节能及降低汽车重量这一发展趋势，座椅的减重也被斌予重大意义。目前，已经有部分汽车及零配件生产厂家运用了各种高强度钢材及铝合金等材料代替原有材料，满足了座椅强度的要求，同时又能降低座椅重量。2 模块化将各种标准化部件组合成独特的模块，形成不同的平台化结构。进行河北工业大学城市学院 2012 届毕业设计说明书产品开发时，可以从一整套灵活机动的组合构件中有选择地组成座椅系统，不仅能减少投资，同时还能节省研发时间和成本。3 安全性为了增强座椅的安全性，各种新技术也将
12、越来越多地运用到座椅系统中，例如自适应主动头枕、带有被带或者安全带的靠背支撑系统，保护头部、躯体臀的安全气囊等。4 舒适性座椅的舒适性不仅要让驾乘人员坐在座椅上时感到舒服，还应综合考虑驾乘人员的各种感官知觉(比如视觉、触觉、听觉和嗅觉)、心里感觉和功能性感觉(是否符合人体工程)等，这将在未来的座椅设计中变得越来越重要。电动座椅、腰托和按摩系统、座椅加热的通风装里、双密度的坐垫泡沫等技术的普及也将大大提升座椅的舒适性。5 环保性目前，在座椅的设计和开发过程更注重采用“绿色”和可再生环保材料，例如采用可再生的原材料生产发泡产品等。另外，轻量化的产品设计.即采用更少的材料也是提高产品环保性1.3本次
13、设计的主要任务查阅相关的汽车座椅及头枕设计方法试验方法及国家标准，了解汽车座椅结构及实验装置。熟悉 CAXA、UG 等计算分析软件，撰写前期报告。根据标准，计算分析实验装置，设计装置结构，绘制装置相关图纸。本次参照汽车座椅头枕国家标准的冲击要求，设计一套座椅冲击试验装置，本次毕业设计要求首先对实验装置进行计算分析，设计装置的具体结构形式，绘制装置的 CAXA 图纸。通过这次毕业设计认真深入回顾大学里所学的知识。毕业设计设计 汽车制造、汽车理论、理论力学、材料力学等各方面的知识。通过不断思考不断计算，学会设计过程中的探索 ，培养自己独立设计，查询书籍，计算数据的能力。河北工业大学城市学院 201
14、2 届毕业设计说明书2. 汽车座椅头枕的国家标准2.1 汽车座椅行业标准2.1.1 一般要求（1） 座椅总成应符合标准要求，并按经规定程序批准的产品图样和技术文件制造（2） 座椅表面不得有任何可能危及乘员安全的粗糙面或尖棱，应符GB-11552-1999 的要求（3） 所有面套应符合其对应图样的缝制及外观要求（4） 座椅表面应无污染、破损、开裂等缺陷以及客户不能接受的褶皱（5） 座椅 H 点的测量啊按 GB/T11563-1995.应满足设计要求，允许误差 15mm。 躯干角度误差3。假人的型号采用 SAE J826-2002 的规定。（6） 安装扭矩应满足设计图样要求。（7） 座椅安装位置尺
15、寸应满足设计要求，采用验具检验。（8） 座椅处于任何给定的位置，滑道手柄应能够复位。滑道调节后应能够锁定座椅。2.1.2 性能要求（1）面料性能要求座椅面套的面料性能要求和试验方法应满足客户要求（2）非金属材料的排放性能试验座椅非金属材料的排放性能试验应满足以下条件：A）可凝结水试验按照 SAE J1756-1994 的试验方法，其界定值为：G 3mg;B) 气味测试按照 SAE J1351-1993 测试方法，其界定值为：气味评分小于或等于 3.5（3）燃烧特性河北工业大学城市学院 2012 届毕业设计说明书烧特性和试验方法按 GB 8410。（4）座椅系统强度要求座椅系统强度要求和试验方法
16、按 GB 14167（5）正面碰撞要求正面碰撞要求通过汽车向前的碰撞试验，对配置假人的座椅状况进行验证分析， 要求在减速时，假人不允许冲撞其他物体。座椅零件及止动和调节装置不准碎裂或拉断，允许弯曲。靠背松开装置仍需保持功能完好。（6）后部碰撞要求后部碰撞要求通过汽车向后的碰撞试验，对配置假人的座椅状况进行验证分析， 在碰撞时，靠背可弯曲，但不允许冲撞其他物体。座椅零件不允许碎裂或拉断， 座椅和地板之间的固定装置不允许扯断，座椅止动装置不允许松开，切保持其功能完好。靠背松开装置仍需保持完好。（7）侧面气囊系统及其附属的座椅面套实验要求侧面气囊系统及其附属的座椅面套试验要求保证座椅靠背的侧向气囊总
17、成的质量和性能，对安装有侧向气囊的座椅靠背总成进行爆破试验。试验后，侧向气囊靠背总成或靠背面套仅允许在规定位置上爆开，不允许零件松动，气囊经受住充气过程考研，保证充分时间要求。（8）静态刚性试验静态刚性试验验证前座椅骨架的刚度，前座椅骨架在 500N 的作用下，弹性变形应不大于预定值。（9）颠簸和蠕动试验颠簸和蠕动试验验证座椅的骨架、泡沫和面套的疲劳寿命，在 100次/min 的频率下，进行坐垫 100 000 次、靠背 50 000 次的振动试验，试验后的样品应无异常情况出现，座椅骨架无裂缝，泡沫无变形，面料和衬垫无破损、H 点最大变动在额定范围内。河北工业大学城市学院 2012 届毕业设计
18、说明书（10）模拟人体进出座椅试验模拟人体进出座椅试验对带面套的座椅进行面料耐磨性试验，模拟人体进出 15 000 次的座椅试验，试验后的座椅面套不应出现断裂、结团、不应脱散和漏底，不允许出现磨损，缝线不允许断裂（11）前坐垫向下强度试验前排座椅坐垫向下强度试验是对座椅的坐垫进行的强度试验，验证坐垫骨架、座椅操作机构的强度，试验后的座椅骨架和坐垫骨架的固定支架应无破裂，高度调节机构和滑道所止机构无破裂，滑道锁止机构不失效，并可以打开。（12）纵向调节疲劳试验纵向调节疲劳试验后，滑道的操纵和解锁都应该是轻松灵活；功能正常，座椅可以均匀地进行调节。（13）靠背骨架总成强度试验靠背骨架总成强度试验应
19、在座椅靠背达到最大负载时（靠背骨架变形时承受的最大负荷） ，靠背骨架和调角器应无损伤。（14）靠背骨架总成刚度试验靠背骨架总成刚度试验将座椅骨架总成固定在试验夹具上，放到试验台上并调节至设计位置。在靠背顶部中心处，垂直于靠背向后施加试验力，在 15s 内递增 1000N。卸载后测得的塑性变形应不超过10mm。（15） 靠背骨架总成耐久性试验靠背骨架总成耐久性试验将座椅骨架总成，固定在试验台上。在靠背顶部中心处施加一个水平向后方向 0300N 的循环载荷，次数为 10 000 次，频率为 30 次/min 在 10 000 次循环载荷后，前座椅骨架总成不允许出现裂缝。（16） 靠背骨架总成间隙试验靠背骨架总成间隙试验是测量座椅靠背在持续加载前后的变化，要求座椅靠背在持续加载前后应是主观无间隙的。在加载力到达 25 N 时，座椅靠背的间隙不超过 3.5 mm. 当加载力到达 147 N 时，加载点最大
