汽車后備箱開啟機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與仿真

楊勇

摘 要：本文采用機(jī)構(gòu)再生運(yùn)動(dòng)鏈創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法對(duì)汽車后備箱開啟機(jī)構(gòu)進(jìn)行了機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，經(jīng)過一般化運(yùn)動(dòng)鏈、運(yùn)動(dòng)鏈數(shù)綜合、再生運(yùn)動(dòng)鏈以及運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)化，形成汽車后備箱開啟機(jī)構(gòu)新方案，并對(duì)新方案進(jìn)行了尺寸設(shè)計(jì)與三維運(yùn)動(dòng)仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證了汽車后備箱開啟機(jī)構(gòu)與尺寸新方案的可行性。

關(guān)鍵詞：后備箱開啟機(jī)構(gòu)；再生運(yùn)動(dòng)鏈；創(chuàng)新設(shè)計(jì)；仿真

1 引言

目前轎車可分為兩廂式和三廂式轎車，三廂式轎車可分為四連桿鉸鏈配氣彈簧和彎管式鉸鏈配拉桿彈簧或扭桿彈簧兩種開啟方式。在三廂式轎車中采用四連桿配氣彈簧開啟方式的轎車后行李箱蓋開啟比較平穩(wěn)，但成本較高，多用于中高端轎車；采用彎管鉸鏈配拉桿彈簧或者扭桿彈簧開啟方式的轎車成本較低，但開啟過程不平穩(wěn)，多用于低端轎車。

汽車后備箱開啟機(jī)構(gòu)屬于連桿機(jī)構(gòu)，汽車生產(chǎn)企業(yè)為規(guī)避不同廠家的專利壁壘，怎么設(shè)計(jì)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)獨(dú)創(chuàng)性的后備箱開啟機(jī)構(gòu)呢？本文采用機(jī)構(gòu)再生運(yùn)動(dòng)鏈創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，可以形成多種不同的新方案。

2 汽車后備箱開啟機(jī)構(gòu)典型機(jī)構(gòu)

汽車后備箱除去必要的儲(chǔ)物功能外，還有運(yùn)動(dòng)性能和運(yùn)動(dòng)順序的一系列具體要求。后備箱打開至最大時(shí)候與車身底盤（即后備箱箱底）有一固定夾角，以確定后備箱開合角度；后備箱開啟的過程，不能突然且迅猛，需要平緩且穩(wěn)定的，以防止車身結(jié)構(gòu)碰撞發(fā)生損壞，因此多采用液壓缸或彈簧作為后備箱開啟機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件。常見汽車后備箱開啟機(jī)構(gòu)如圖 1所示，為典型六桿機(jī)構(gòu)。

3 汽車后備箱開啟機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

再生運(yùn)動(dòng)鏈法是根據(jù)機(jī)構(gòu)的桿組組成原理，把一個(gè)特定的機(jī)構(gòu)抽象為一般化的運(yùn)動(dòng)鏈，再按再生運(yùn)動(dòng)鏈步驟與轉(zhuǎn)化規(guī)則，根據(jù)該機(jī)構(gòu)在產(chǎn)品中的約束條件演化出眾多的再生運(yùn)動(dòng)鏈，然后按逆推程序得到相當(dāng)數(shù)量的機(jī)構(gòu)見圖，以供新產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

現(xiàn)對(duì)圖 1中汽車后備箱開啟機(jī)構(gòu)原機(jī)構(gòu)進(jìn)行一般化處理。首先，取消車身機(jī)架 6，原動(dòng)件構(gòu)件 5；然后將移動(dòng)副 G一般化為轉(zhuǎn)動(dòng)副得到的一般化運(yùn)動(dòng)鏈。為了便于抽象為圖論圖形，消除尺度影響，可表示為跟一般化運(yùn)動(dòng)鏈，如圖 2所示，屬于“Stephensons linkage”。

該機(jī)構(gòu)為含有一個(gè)移動(dòng)副的六桿機(jī)構(gòu)，其運(yùn)動(dòng)鏈數(shù)綜合可以省略，直接得到兩個(gè)一般化運(yùn)動(dòng)鏈構(gòu)型，分別為原來的“ Stephensons linkage”和新增加的“ Watts linkage”。對(duì)于后備箱開啟機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)鏈特定化時(shí)需要符合設(shè)計(jì)要求與約束的條件如下：必須有一個(gè)構(gòu)件作為車身（機(jī)架），必須有兩個(gè)構(gòu)件作為原動(dòng)件（氣動(dòng)頂桿）根據(jù)后備箱開啟機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求與約束條件，對(duì)其運(yùn)動(dòng)鏈特定化步驟，可以得到新型后備箱開啟機(jī)構(gòu)簡圖，如圖 3所示。

4 結(jié)論

本文采用機(jī)構(gòu)再生運(yùn)動(dòng)鏈創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法對(duì)汽車后備箱開啟機(jī)構(gòu)進(jìn)行了機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，形成汽車后備箱開啟機(jī)構(gòu)新方案，并利用機(jī)械原理尺寸設(shè)計(jì)方法對(duì)新方案進(jìn)行了尺寸設(shè)計(jì)，得到滿足運(yùn)動(dòng)要求的各個(gè)桿件尺寸。

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