機械原理課程設計汽車風窗刮水器

1、機械原理課程設計汽車風窗刮水器機械原理課程設計說明書設計題目：汽車風窗刮水器機構設計與分析 學 院 ： 班 級 ： 設計者 ： 指導老師： 時 間 ： 目錄一、機構簡介及設計數(shù)據(jù)21.1機構簡介及設計數(shù)據(jù)21.2設計內(nèi)容3二、刮水器機構相關數(shù)據(jù)的計算及分析4 2.1機構尺寸、即為家教、傳動角的計算4 2.2加速度，速度多邊形的計算與分析4 2.3曲柄搖桿機構動態(tài)靜力分析13三、課程設計總結15 3.1機械原理課程設計總結15 3.2收獲與感想15 3.3參考文獻15一機構簡介及設計數(shù)據(jù)1.1機構簡介與設計數(shù)據(jù)（1）機構簡介汽車風窗刮水器是用于汽車刮水刷的驅(qū)動裝置。如圖1- (a)所示，風窗刮水

2、器工作時，由電動機帶動齒輪裝置1-2，傳至曲柄搖桿裝置2'-3-4。電動機單向連續(xù)轉動，刮水桿4作左右往復擺動，要求左右擺動的平均速度相同。其中，刮水刷的工作阻力矩如圖1- (b)所示。圖1 汽車風窗刮水器（a）機動示意圖；（b）工作阻力矩曲線（2）設計數(shù)據(jù)設計參考數(shù)據(jù)見表1所示表1 設計數(shù)據(jù)內(nèi)容曲柄搖桿機構設計及運動分析曲柄搖桿機構動態(tài)靜力分析符號單位數(shù)據(jù)30112060180100150.015001.2設計內(nèi)容（1）對曲柄搖桿機構進行運動分析。作機構12個位置的運動速度和加速度線圖，構件4的角速度與角加速度線圖。（2）對曲柄搖桿機構進行動態(tài)靜力分析。確定機構一個位置的各個運動副反

3、力及應加于曲柄上的的平衡力矩。二刮水器機構相關數(shù)據(jù)的計算及分析2.1機構尺寸、極位夾角、傳動角的計算（1）LBC=180mm（2）極位夾角=180 (k-1)(k+1) =0°可見該機構無急回作用，可以達到擺臂左右擺動速度相同的要求。（3）傳動角r=arcos(b2+c2-(d-a)2)/2bcr1=180 - arcos(b2+c2-(d-a)2)/2bc計算得 r= r1=302.2加速度，速度多邊形的計算與分析1.由已知條件可得：VB=WAB×LABWAB=30/60 m/sLAB=60 mmVAB=0.188 m/s a B=WAB²×LAB=0

4、.592 m²/s選比例尺： v=VB/pb=9.42 (m/s)/m a=a B/pb=29.5(m²/s)/m理論力學公式：VC=VB+VBC a C=a B+ a CBn+a CBt2.機構12個位置的速度、加速度線圖和位置圖（1）由圖1的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到：VC =0 VBC=0.188m/sa Cn=0 a BCn=0.197m/s²a C =pc*a=1.6225 m/s²（2）由圖2的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到：VC =0.139 m/s VBC=0.056m/sa Cn=0.280m/s² a

5、 BCn=0.018m/s²a C =pc*a=0.472m/s²（3）由圖3的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到：VC =0.149 m/s VBC=0.031m/sa Cn=0.319m/s² a BCn=0.005m/s²a C =pc*a=0.59m/s²（4）由圖4的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到：VC =0.188 m/s VBC=0m/sa Cn=0.513m/s² a BCn=0m/s²a C =pc*a=0.56 m/s²（5）由圖5的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到：VC

6、 =0.194 m/s VBC=0.016m/sa Cn=0540m/s² a BCn=0.002m/s² a C =pc*a=0.53 m/s²（6）由圖6的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到：VC =0.155 m/s VBC=0.026m/sa Cn=0.349m/s² a BCn=0.004m/s²a C =pc*a=0.68 m/s²（7）由圖7的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到：VC =0 m/s VBC=0.188m/sa Cn=0m/s² a BCn=0.197m/s²a C =pc*

7、a= 0.91m/s²（8）由圖8的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到：VC =0.116 m/s VBC=0.226m/sa Cn=0.196m/s² a BCn=0.284m/s²a C =pc*a=0.15 m/s²（9）由圖9的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到：VC =0.119 m/s VBC=0.188m/sa Cn=0.118m/s² a BCn=0.197m/s²a C =pc*a=0.24 m/s²（10）由圖10的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到：VC =0.188 m/s VBC=

8、0m/sa Cn=0.512m/s² a BCn=0m/s²a C =pc*a=0.47 m/s²（11）由圖11的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到：VC =0.232 m/s VBC=0.148m/sa Cn=0.780m/s² a BCn=0.121m/s²a C =pc*a=0.97 m/s²（12）由圖12的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺得到：VC =0.221 m/s VBC=0.312m/sa Cn=0.708m/s² a BCn=0.542m/s²a C =pc*a=1.09 m/s&#

9、178;由計算數(shù)據(jù)及電腦輔助程序可得轉動副B、C、S4的各個運動曲線：（1）運動副C的位移、速度、加速度曲線：（2）運動副B的位移、速度、加速度曲線:（3）運動副S4的位移、速度、加速度曲線：2.3曲柄搖桿機構動態(tài)靜力分析（1）通過計算機輔助程序可以得到動態(tài)靜力分析計算結果：轉動副A、B、C的受力矢量端圖為：轉動副D的受力矢量端圖為：（2）應加于曲柄上的平衡力矩為：三、課程設計總結3.1機械原理課程設計總結機械原理課程設計能夠培養(yǎng)機械類專業(yè)學生創(chuàng)新能力，是學生綜合運用機械原理課程所學理論知識和技能解決實際問題，獲得工程技術訓練的必不可少的實踐性教學環(huán)節(jié)。機械原理課程設計教學所要達到的目的是：1

10、、培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的設計思想，訓練學生綜合運用機械原理課程的理論知識，并結合生產(chǎn)實際來分析和解決工程問題的能力。2、通過制定設計方案、合理選擇機構的類型、正確地對機構的運動和受力進行分析和計算，讓學生對機構設計有一個較完整的概念。3、訓練學生收集和運用設計資料以及計算、制圖和數(shù)據(jù)處理及誤差分析的能力，并在此基礎上利用計算機基礎理論知識，初步掌握編制計算機程序并在計算機上計算來解決機構設計問題的基本技能。機械原理課程設計教學的任務是：機械原理課程設計通常選擇一般用途的機構為題目，根據(jù)已知機械的工作要求，對機構進行選型與組合，設計出幾種機構方案，并對其加以比較和確定，然后對所選定方案中的機構進行運動和動力分析，確定出最優(yōu)的機構參數(shù)，繪制機構運動性能曲線。3.2收獲與感想 這次為期7天的機械原理課程設計，雖然時間短暫，卻讓我們得到了非常充分的鍛煉，為了完成這次課程設計，我們會上網(wǎng)查閱相關資料，會去圖書館查閱相關文獻，會相互討論解決問題，會激烈的爭論一個個的疑點，在不斷的完善與爭論中，各種設計方案趨于完善，這種學習氛圍是我所向往的。在完成課程設計題目的過程中，我會經(jīng)?；ㄙM一整天的