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原文传递汽车空调送风模式控制机构优化设计研究

论文题名：	汽车空调送风模式控制机构优化设计研究
关键词：	汽车空调;送风模式控制机构;模式分配盘;ADAMS软件;拉索操纵力;仿真优化
摘要：	汽车空调作为汽车舒适性的重要保障之一，日益受到汽车生产厂家和用户的重视。汽车空调有一项重要功能是控制空气流向和分配，实现不同模式下的空气调节。空调的送风模式主要有吹脸、吹脚、除霜三大模式，以及在此基础上增加的吹脸/吹脚、吹脚/除霜复合模式。汽车空调的送风模式分配盘作为汽车空调控制系统中调节送风模式的关键部件，涉及吹脸/除霜、吹脚两个风门的耦合运动，其结构设计的优劣直接关系到模式控制的精确性和操纵力的轻便性。目前常用的送风模式控制机构是拉索机构和凸轮机构的组合机构，可以进一步简化为曲柄摇块机构，摆动导杆机构与滚子摆动从动件盘形沟槽凸轮机构的组合机构，其中的曲柄摇块机构是以导杆为主动件，曲柄在有限角度范围内摆动的曲柄摇块演化机构;摆动导杆机构是曲柄在有限的角度范围内摆动的摆动导杆机构;凸轮机构是一个凸轮盘带动两个摆杆的特殊凸轮机构。该组合机构结构十分紧凑，能很好的节省装配空间，除了拉索为钢丝和塑料套管组合外，其它构件的材料都是工程塑料，材料成本低，注塑成型工艺简单，生产成本也十分低。但是该组合机构是一种纯机械的控制机构，缺少反馈机制，要很好的实现对吹脸和吹脚风门的准确控制，各个零件的设计和制造精度都必须很高，如此就增大了模式分配盘凸轮轮廓曲线的设计难度，如何保证空调在指定送风模式下其它送风口无漏风情况和如何优化控制机构的载荷以减小操作力并避免旋钮回弹是设计中的难点。　　本文以某汽车空调为例，分析了送风模式控制机构的组成及各基础机构的工作原理和运动特性，给出了送风模式控制机构的基本设计方法，包括机构的简化方法，行程的计算方法，运动规律曲线的获得方法，凸轮轮廓曲线的产生方法，以及零件的设计方法，为精确设计控制机构提供了可靠的保证;对送风模式控制机构进行了力学分析，并通过理论计算推导出了凸轮控制机构的力传递公式，确定了拉力的优化参数;利用ADAMS，结合Pro/E建立了送风模式控制机构动力学分析模型，进行了动力学的仿真分析，研究了风门、联动臂、模式盘及拉索运动规律，模式盘凸轮压力角和拉索的载荷大小等;在仿真分析的基础上利用ADAMS建立了送风模式控制机构优化模型，将操纵机构操纵力作为优化目标，将风门摇臂与联动臂连接点的初始位置坐标以及联动臂与模式分配盘连接点的初始位置坐标作为一类设计变量，将吹脸吹脚风门运动规律上不影响模式控制的参数点作为另一类设计变量，以模式分配盘上的两段沟槽凸轮的压力角大小为约束条件，通过自动求解、最终得到最优化的风门控制机构关键点坐标和运动规律设计参数值;提供了利用ADAMS快速精确的生成凸轮轮廓曲线的方法，考虑到ADAMS建模的复杂性，给出了凸轮轮廓曲线数据导出和导入其它软件快速建模的方法，最后利用优化设计后的参数值，改进了机构，将拉索拉力减小了百分之四十三，有效的提高了操作的方便性。
作者：	何理
专业：	机械设计及理论
导师：	丁毅
授予学位：	硕士
授予学位单位：	陕西科技大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文