汽车座椅调角是座椅靠背和底座之问的主要承力部件，人体作用在靠背的力完全是由调角器的锁机构承担的。为保证成员的安全，尤其是在汽车碰撞时座椅不至于拉脱，需要对调角器进行严格的实验。某型汽车座椅调角器在极端实验工况下发生拉脱现象，不符合安全标准。由于调角器的整体尺寸较小，尤其是锁齿板和内齿轮圈齿的尺寸太小，锁齿板宽度仅为20mm，齿高为0.7mm，无法通过实验方法测的各个部位应力情况。因此，分析调角器失效的原因，强度分析方法便成为行之有效的唯一途径。
      当座椅需要调整角度时，转动凸轮轴3带动凸轮6转动，使锁齿板5同内齿轮圈2脱离啮合，调整靠背角度。调整完成后凸轮轴3在弹性垫圈7的作用力下转动并带动凸轮6，使锁齿板5同内齿轮圈2啮合。从调角器的工作原理可以看出，座椅靠背同底座之问的作用力主要是在锁齿板、内齿轮圈和固定座之问传递的。实验过程中的破坏也是发生在锁齿板和内齿轮圈的齿，以及固定座凸台的端部。抱箍主要是起导向作用，保证内齿轮圈和固定座可以发生相对转动。
      在调角器实验过程中，产生破坏的各个部位为：锁齿板、齿轮圈啮合齿，固定座的凸台端部。而抱箍、凸轮轴、凸轮、弹性垫圈没有发生损坏。因此该座椅调角器分析的有限元模型只包括锁齿板、固定座和内齿轮圈三个零件。
      为保证有限元分析计算结果的精度，选用六面体单元辅以少量五面体单元。啮合齿的齿高为0.7mm，为保证齿形的连续性在啮合部位单元的尺寸选取0.1 mm。为减小有限元模型的规模同时保证计算精度，锁齿板和内齿圈其他部位的单元尺寸选取0.5mm，固定座单元尺寸选取1.5mm。锁齿板和内齿圈、固定座之问定义接触，计算齿接触和弯曲应力。固定座、内齿圈和锁齿板的材料均为钢，弹性模量为210GPa，泊松比为0.3。但固定座选用的是45钢，屈服强度为335MPa，内齿圈和锁齿板为合金钢，屈服强度为820MPa，最终完成的座椅调角器有限元分析模型。
      从座椅调角器经过有限元分析结果得出：齿板和内齿轮圈啮合的齿处应力比较大，三个齿板及与之相啮合的内齿轮圈部应力分布情况相似。虽然应力都小于材料的屈服强度，但比较接近屈服强度。在齿板和内齿圈啮合部位，齿板两侧的齿应力较大，中问部位齿的应力较小。这是由于在啮合时，齿板受到固定座凸台的阻挡，使座椅的位移受到限制，因而受力时首先是两侧的齿变形，最后才是中间的齿变形。但是，由于原结构中齿板同固定座凸台的高度不同，从而使齿板在啮合时产生一定的倾覆，造成了齿板上下两个面的受力不均。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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