雨刮器畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 如下圖1所示，雨刮器的一般結(jié)構(gòu)原理圖，雨刮器的動(dòng)力源來(lái)自電動(dòng)機(jī)，它是整個(gè)雨刮器系統(tǒng)的核心。雨刮器電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量要求是相當(dāng)高的。它采用直流永磁電動(dòng)機(jī)，安裝在前檔風(fēng)玻璃上的雨刮器電動(dòng)機(jī)一般與蝸輪蝸桿機(jī)械部分做成一體。蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的作用是減速增扭，其輸出軸帶動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)把連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)樽笥覕[動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。雨刮器電動(dòng)機(jī)采用3刷結(jié)構(gòu)以方便變速。間歇時(shí)間由間歇繼電器控制，利用電機(jī)的回位開關(guān)觸點(diǎn)與繼電器電阻電容的充放電功能使雨刮器按照一定周期刮掃。1.1.雨刮器簡(jiǎn)介07機(jī)械設(shè)計(jì)制造機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化及其自動(dòng)化5班班黃志文黃志文汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖1 電動(dòng)式雨刮器結(jié)

2、構(gòu)原理1-直流電動(dòng)機(jī)；2-蝸輪箱；3-底板；4、6-曲柄；5、7-連桿；8、10-擺桿；9、11-擺臂汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.設(shè)計(jì)內(nèi)容 本次要做的是雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，說(shuō)實(shí)在的，對(duì)于雨刮器，這個(gè)題材真的太不起眼了，好像也不太受關(guān)注，目前市場(chǎng)上，雨刮器的結(jié)構(gòu)基本上千篇一律，大同小異，實(shí)在沒(méi)什么要做設(shè)計(jì)，首先應(yīng)明確設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求，擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃，保證設(shè)計(jì)進(jìn)度、設(shè)計(jì)質(zhì)量，按時(shí)完成。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，提倡獨(dú)立思考、深入鉆研，主動(dòng)地、創(chuàng)造性地進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。要求設(shè)計(jì)態(tài)度嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍，反對(duì)不求甚解，這樣才能確保畢業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)到基本要求，并在設(shè)計(jì)思想、方法和技能等方面得到良好的訓(xùn)練和提高。汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

3、（1）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)。即根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)和工藝要求，構(gòu)思并選定機(jī)構(gòu)方案；（2）設(shè)計(jì)上述各機(jī)構(gòu)。根據(jù)選定的方案采用各機(jī)構(gòu)，如凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其組合機(jī)構(gòu)等，即具體機(jī)構(gòu)的尺度綜合；（3）根據(jù)已選定好的設(shè)計(jì)方案，求出各機(jī)構(gòu)的主要尺寸；（4）根據(jù)上面求得的尺寸，按比例畫出全部機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；據(jù)此對(duì)上述機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，即繪制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)線圖，或進(jìn)一步進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析設(shè)計(jì)內(nèi)容汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.設(shè)計(jì)方案比較方案1 簡(jiǎn)圖汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析：蝸輪1帶動(dòng)搖桿2轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)雨刷3上下移動(dòng)，從而達(dá)到刮水效果。 該方案優(yōu)點(diǎn)：雨刷刮水面積較大；結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡(jiǎn)單。該方案缺點(diǎn)：中間

4、固定部位過(guò)長(zhǎng)，影響視線；雨刷向上移動(dòng)的時(shí)，又將雨水向上刮，從而影響效率，實(shí)際上，這是一個(gè)很不成熟的方案。1 1蝸輪蝸輪3 3雨刷雨刷2 2搖桿搖桿汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案2 簡(jiǎn)圖1 1支座支座4 4連桿連桿5 5蝸輪蝸輪2 2搖桿搖桿3 3擺桿擺桿汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析：蝸輪5轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)搖桿2，搖桿2帶動(dòng)連桿4移動(dòng)，從而使擺桿3左右以一定頻率擺動(dòng)，達(dá)到刮水的效果。該方案優(yōu)點(diǎn)：1.整體構(gòu)建布局可以在汽車上較為容易實(shí)現(xiàn)；2.機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用；3.設(shè)置急回特性（推桿快，收桿慢），因?yàn)樵诠纹饞烨?，擋風(fēng)玻璃上附著的雨水量相對(duì)較多，對(duì)司機(jī)觀察前方路線不利，這時(shí)刮片需快速掛清雨水，而在回程時(shí)玻璃上雨量較少，這

5、時(shí)慢掛可進(jìn)一步刮凈雨水，是玻璃保持相對(duì)較長(zhǎng)的清晰度。同時(shí)急回特性的運(yùn)用也提高了雨刮器的工作效率；4.在雨刮器收桿的時(shí)候，刮片貼緊擋風(fēng)玻璃下沿時(shí)間較長(zhǎng)，這就可以讓雨刷器間隔工作。這個(gè)方案的工作部位是目前市場(chǎng)上最普遍，最常見的一種結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，我們可以從動(dòng)力部分出發(fā)，去設(shè)計(jì)更高效的雨刮器。汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案3 簡(jiǎn)圖柔性齒條刮水器結(jié)構(gòu)圖1 1齒輪箱齒輪箱4 4蝸輪蝸輪5 5柔性齒柔性齒條條2 2滑塊滑塊3 3連桿連桿汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析： 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)蝸輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，5再帶動(dòng)連桿3，而連桿3的另一端連接著滑塊2，滑塊2又連接著柔性齒條5，由此帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而齒輪與雨刷桿固結(jié)在一起的，

6、從而就帶動(dòng)了雨刷完成刮水動(dòng)作。該方案優(yōu)點(diǎn)： 兩個(gè)雨刷的軌跡可以通過(guò)對(duì)齒輪與齒條的初始嚙合位置控制，這完全省去了像連桿機(jī)構(gòu)那種復(fù)雜的軌跡計(jì)算，使設(shè)計(jì)起來(lái)更加簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)起來(lái)更方便。采用柔性齒條，從而使動(dòng)力傳輸一下子就簡(jiǎn)單了下來(lái)。缺點(diǎn)主要是可能對(duì)齒輪齒條的要求更高一些，要保證嚙合精度及材料要好。汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1 1支座支座4 4蝸輪蝸輪2 2連桿連桿3 3擺桿擺桿方案4 簡(jiǎn)圖雙連桿雨刷結(jié)構(gòu)汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析： 由蝸輪4轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)固結(jié)在其上的桿轉(zhuǎn)動(dòng)，因此帶動(dòng)連桿2，再由連桿2帶動(dòng)擺桿3轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成刮水動(dòng)作。該方案優(yōu)點(diǎn)： 顯然此機(jī)構(gòu)基本上是連桿機(jī)構(gòu)，所以從機(jī)構(gòu)上來(lái)看還是很簡(jiǎn)單的，個(gè)人覺得唯一

7、不足的是，好像各桿件的具體數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，各桿件的軌跡貌似還是有些復(fù)雜的。結(jié)合各方面的優(yōu)點(diǎn)最終方案選擇方案三，但是為便于計(jì)算，可將柔性齒條改為剛性直齒條，其工作原理完全相同，還是滑塊帶動(dòng)齒條往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但此時(shí)滑塊與齒條是在一條直線上運(yùn)動(dòng)，這樣便于計(jì)算行程，繼而便于對(duì)齒輪的相關(guān)數(shù)據(jù)的確定，詳見下。汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.4.最終方案最終方案汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)此圖是將方案三修改后的機(jī)構(gòu)圖，現(xiàn)將其整個(gè)運(yùn)動(dòng)敘述一下：此時(shí)是雨刷器的兩個(gè)極限位置，且這是一個(gè)急回設(shè)置，由圖中知，這是由電機(jī)作為動(dòng)力，以蝸輪蝸桿作為第一個(gè)動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)，再將動(dòng)力傳給搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)與滑塊固結(jié)的齒條的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)

8、與齒輪組齒輪固結(jié)的雨刷往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以完成刮水動(dòng)作。如圖，蝸輪是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的，初始狀態(tài)如圖B所示，此時(shí)雨刷停留在玻璃下沿，當(dāng)蝸輪沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)到如圖A所示，即剛好經(jīng)過(guò)了一個(gè)工作行程時(shí)，雨刷剛好從玻璃下沿順時(shí)針運(yùn)動(dòng)到豎直位置（如圖A所示），即雨刷也恰好經(jīng)過(guò)了一個(gè)工作行程，此時(shí)，蝸輪繼續(xù)沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)再次轉(zhuǎn)到如圖B的初始位置時(shí)，這一過(guò)程是回程過(guò)程，則雨刷也剛好從豎直位置沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)回玻璃下沿（如圖B所示），由此，一個(gè)工作周期結(jié)束，以后的運(yùn)動(dòng)總是周而復(fù)始的循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，齒輪組也有兩個(gè)極限位置，即90度的旋轉(zhuǎn)角度，從而帶動(dòng)固結(jié)在其上的雨刷擺動(dòng)。工作部分即

9、齒輪組汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)齒輪組確定相關(guān)數(shù)據(jù)：取m=1，z=17，則 分度圓直徑d=m*z=17mmP=*m=3.14*1=3.14mmha ha*m=m=1mmhf （ha*+c*）m=1.25m=1.25mms=*m/2=1.57mme=*m/2=1.57mmc=c*m=0.25mmdb=d*cos=20，m=1,ha*=1,z=17分度圓周長(zhǎng)C=*d=3.14*17=53.38mm,顯然齒輪的行程只有四分之一圓，故連接著齒條的滑塊的行程也只能是四分之一分度圓的周長(zhǎng)。則可進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸確定汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)搖桿滑塊機(jī)構(gòu) 此連桿機(jī)構(gòu)即作為傳動(dòng)部分，將蝸輪蝸桿的動(dòng)力傳

10、輸給齒條，從而帶動(dòng)雨刷的運(yùn)動(dòng)。此機(jī)構(gòu)不僅實(shí)現(xiàn)了雨刷的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了持續(xù)刮水的動(dòng)作，并且擁有急回特性，以免擋住開車者的視線時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由3.1知，搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的行程是由齒輪組齒輪的行程決定的，則 S=1/4C=1/4*d=1/4*3.14*17=13.345mm取導(dǎo)路偏距e=10mm，行程速度變化系數(shù)k=1.32，則 極位夾角=180*(k-1/k+1)=25，可測(cè)得，=24，則 AB桿與BC桿的長(zhǎng)度分別設(shè)為a，b，其值確定可用數(shù)學(xué)分析法和幾何法兩種方法求的， 數(shù)學(xué)分析法： (a+b)*sin=s*sin(+) (a-b)* sin=s* sin (a-b)* sin(+)=e (a-b)e聯(lián)立以上式子，便可求出a=5.464,b=18.660;汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)確定了數(shù)據(jù)后，雨刷器的總體方案效果圖如下汽車雨刮器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖中，綠色細(xì)實(shí)線代表雨刷器處于第一個(gè)極限位置，而黑色粗實(shí)線代表雨刷器處于第二個(gè)極限位置。 如圖，蝸輪是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的，初始狀態(tài)如圖B所示，此時(shí)雨刷停留在玻璃下沿，當(dāng)蝸輪沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)到如圖A所示，即剛好經(jīng)過(guò)了一個(gè)工作行程時(shí)