汽車雨刮器設(shè)計全解-共18頁

1、設(shè)計者：班級：汽車風(fēng)扇刮水器課程設(shè)計說明書心口 子»:指導(dǎo)老師：2013年 12月 27日目錄1 . 設(shè)計題目 11.1 課程設(shè)計目的和任務(wù) 11.2 課程設(shè)計內(nèi)容與基本要求 21.3 機(jī)構(gòu)簡介 錯誤！未定義書簽。2 . 設(shè)計方案比較 52.1 設(shè)計方案一 52.2 最終設(shè)計方案 62.3 原始數(shù)據(jù) .664 . 虛擬樣機(jī)實體建模與仿真 114.1 ADAMS/V IEW 的樣機(jī)建模115 . 虛擬樣機(jī)仿真結(jié)果分析125.1 位移仿真曲線 125.2 速度仿真曲線 125.3 加速度仿真曲線 126 . 課程設(shè)計總結(jié)136.1 機(jī)械原理課程設(shè)計總結(jié)136.2 設(shè)計過程136.3 設(shè)計

2、展望146.4 設(shè)計工作分工表146.5 參考文獻(xiàn)15.題目：汽車風(fēng)扇刮水器1.1 課程設(shè)計目的和任務(wù)機(jī)械原理課程設(shè)計能夠培養(yǎng)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力，是學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械原理課程所學(xué)理論知識和技能解決實際問題，獲得工程技術(shù)訓(xùn)練的必不可少的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。機(jī)械原理課程設(shè)計教學(xué)所要達(dá)到的目的是：1、培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械原理課程的理論知識，并結(jié)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(shè)計方案、合理選擇機(jī)構(gòu)的類型、正確地對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動和受力進(jìn)行分析和計算，讓學(xué)生對機(jī)構(gòu)設(shè)計有一個較完整的概念。3、訓(xùn)練學(xué)生收集和運(yùn)用設(shè)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

3、在此基礎(chǔ)上利用計算機(jī)基礎(chǔ)理論知識，初步掌握編制計算機(jī)程序并在計算機(jī)上計算來解決機(jī)構(gòu)設(shè)計問題的基本技能。機(jī)械原理課程設(shè)計教學(xué)的任務(wù)是：機(jī)械原理課程設(shè)計通常選擇一般用途的機(jī)構(gòu)為題目，根據(jù)已知機(jī)械的工作要求，對機(jī)構(gòu)進(jìn)行選型與組合，設(shè)計出幾種機(jī)構(gòu)方案，并對其加以比較和確定，然后對所選定方案中的機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動和動力分析，確定出最優(yōu)的機(jī)構(gòu)參數(shù)，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動性能曲線。1.2 課程設(shè)計內(nèi)容和基本要求機(jī)械原理課程設(shè)計是在機(jī)械原理課程完成后集中進(jìn)行的教學(xué)環(huán)節(jié)，它是在教師指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立完成的。每個學(xué)生都應(yīng)明確課程設(shè)計的任務(wù)和要求，擬定設(shè)計計劃，保證設(shè)計進(jìn)度、設(shè)計質(zhì)量，按時完成課程。在設(shè)計過程中，提倡獨(dú)立思考、深入鉆

4、研，主動地、創(chuàng)造性地進(jìn)行設(shè)計工作。要求設(shè)計態(tài)度嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍， 反對不求甚解，這樣才能確保課程設(shè)計達(dá)到教學(xué)基本要求，并在設(shè)計思想、方法和技能等方面得到良好的訓(xùn)練和提高。1） 機(jī)械原理課程設(shè)計步驟（ 1）機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案設(shè)計。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，求出機(jī)構(gòu)的主要尺寸；（ 3） 根據(jù)上面求得的尺寸，按比例畫出全部機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖及運(yùn)動循環(huán)圖；（4）據(jù)此對上述機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析，并進(jìn)行基于 ADAM歆件的機(jī)構(gòu)建模與 運(yùn)動仿真。即繪制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動線

5、圖，或進(jìn)一步進(jìn)行運(yùn)動和動力分析；（ 5）編寫設(shè)計說明書。（ ） 設(shè)計說明書編寫要求課程設(shè)計說明書是學(xué)生證明自己設(shè)計正確合理并供有關(guān)人員參考的文件，它是課程設(shè)計的重要組成部分。收集整理課程設(shè)計報告工作關(guān)系到課程設(shè)計的成敗， 通過這項工作，能提高學(xué)生的技術(shù)概括能力和表達(dá)能力。編寫說明書也是科技工作者必須掌握的基本技能之一。因此， 學(xué)生在校期間就應(yīng)加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練。課程設(shè)計說明書應(yīng)在課程設(shè)計過程中逐步形成，課程設(shè)計結(jié)束時，再作必要的補(bǔ)充和整理。而設(shè)計說明書的內(nèi)容視設(shè)計任務(wù)而定，大致包括：（ 1）設(shè)計題目（包括設(shè)計條件和要求）。（ 2）機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖或設(shè)計方案的確定。（ 3）全部原始數(shù)據(jù)。（ 4）完成設(shè)

6、計所用方法及其原理的簡要說明。（ 5）建立設(shè)計所需的數(shù)學(xué)模型并列出必要的計算公式、計算過程及說明，寫出設(shè)計計算結(jié)果。（6）繪出計算機(jī)程序框圖，寫出自編的程序?；?qū)⒒贏DAMSC件的機(jī)構(gòu)建模與仿真方法過程描述出來。（ 7）用表格列出計算結(jié)果并畫出主要曲線圖。（ 8）對設(shè)計結(jié)果進(jìn)行分析討論，寫出課程設(shè)計的收獲和體會。（ 9）列出主要參考文獻(xiàn)資料。（ ） 設(shè)計說明書的格式要求：（1）說明書一般用A4紙打印，要求步驟清楚、敘述簡明、文句通順、書寫 端正。（ 2）對每一自成單元的內(nèi)容，都應(yīng)有大小標(biāo)題，使其醒目突出，建議加上 目錄。（ 3）通過課程設(shè)計說明書的編寫，學(xué)生應(yīng)該學(xué)會整理設(shè)計數(shù)據(jù)、繪制圖表 和

7、簡圖，用工程術(shù)語表達(dá)設(shè)計成果的方法。（ 4）對所用公式和數(shù)據(jù)，應(yīng)標(biāo)明來源參考資料的編號和頁次。（ 5）說明書應(yīng)加上封面，并與圖紙一起裝訂成冊。1.3機(jī)構(gòu)的簡介1 .刮水器的功用為了保證汽車在雪雨天有良好的視野， 各種車輛均配有刮水器，它利用連桿 運(yùn)動機(jī)構(gòu)將電機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動化為刮片的往復(fù)掛刷運(yùn)動， 清除車窗上的水滴或污 垢，保持清晰的視野。2 .刮水器的機(jī)構(gòu)簡介及運(yùn)動原理汽車風(fēng)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(fēng)窗刮水器工作時，由電動機(jī)帶動齒輪裝置1-2,傳至曲柄搖桿裝置2'-3-4。電動機(jī)單向連續(xù) 轉(zhuǎn)動，刮水桿4作左右往復(fù)擺動，要求左右擺動的平均速度相同。其中，刮

8、水刷 的工作阻力矩如圖1-(b)所示。3 .刮水器的運(yùn)動簡圖(a)(b)二、方案設(shè)計比較2.1 方案一分析:電機(jī)A轉(zhuǎn)動，帶動凸輪1、2轉(zhuǎn)動，使?jié)L子推桿上下移動，從而達(dá)到掛水效該方案優(yōu)點(diǎn)：雨刷掛水面積較大，響應(yīng)快速，機(jī)構(gòu)簡單緊湊。該方案缺點(diǎn)：中間固定部位較長，影響視線，凸輪廓線與推桿之間為點(diǎn)線接觸， 易磨損，凸輪制造較困難，雨刷向上移動時，又將雨水向上刮，影響效率。2.2 最終設(shè)計方案:2.3原始數(shù)據(jù)符號niK9l ABX1LDCG4JS4S4M1單位r/mine)mmN1-2kg mN mm數(shù)據(jù)40112060160100150.01500三、刮水器機(jī)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)的計算及分析1. Lbc = 1

9、60mm2 .極位夾角：e =i80(k-ilk+i)，e=o二(該機(jī)構(gòu)無急回作用，擺臂可勻速 擺動)3 .傳動角.b2 +c2 -(d -a 2r 二 ar cos2bcr1 =180 ar cos222b c T：d a2bc得：r = r1 = 494.加速度、速度多邊形計算與分析已知：n = 40 r min得:Vb - - ab Lab4ab = - - m s 4.19m sLab =60 mm.Vab =0.251 m s22 -選比例尺:= 83.8b= 42.12Vc =VbVbcab = ' ab Lab =1.052 m s理論力學(xué)公式:aC 二 aB '

10、 aCB' aCB=Lcd,.支座 A、D的水平距 離為160mm, Lab = 60mm , 且Lab，Lbc =160mm ,由運(yùn)動機(jī)構(gòu)的左極限和右極限分析可以得到:CE32.3cos30 = = CD = 'CD23ABLab =60mm在左極限位置時VB 二 AB LAB40 2二0 AB = -60 msab =4.187 rad . sLAB =60mm.Vab = 0.251m sn 22a b = ab LAB = 1.052 m - s速度矢量圖和加速度矢量圖如下：VBCC由理論力學(xué)公式得：Vc =Vb +vbcVc=0, Vcb =0.251 m/s, ac

11、 = aB ' aCB' aCB- ac = 0加速度關(guān)系圖. aCB = VCBLcb -0.394m2,sLCBaC Msin30 "= an+aCB 二 aC=2.9m2/sVc =0Vcb VbcVcb = 0.251m.s- ac 二 aB - Ocb - acBaCn = 0aB = AbLab = 1.052 m2,s . a： = 0n aCBLcb -0.398m2. s加速度分析圖可得: at Mcos60 - + aCB =aB - at = 1.308m2/s CCB BC由圖的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺可得aC = 0.683m2

12、sVc =0m sn 2aBC = 0m . sVbc = 0.251m s2ac = 0.627 m s四、ADMAS仿真與建模五、ADAMS仿真結(jié)果分析利用ADAMS&真軟件對已建立模型的搖桿的位移、速度、加速度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并輸出所需要的數(shù)據(jù)及曲線，如下：位移：刖通情5塔：ITrme Me亡卜2D13-12-27 11:31:13-部WE叁UE生度 I £呂當(dāng)速加速度:wenjtin 1Analysis: Last.RunTllhaxisf'2013-12-27 11:3WEfua SUE)1404中且事六.課程設(shè)計總結(jié)6.1 機(jī)械原理課程設(shè)計總結(jié)：在學(xué)完在校的

13、眾多課程的同時，作為一名合格的機(jī)電學(xué)生，需要將所學(xué)的應(yīng) 用到實際設(shè)計機(jī)構(gòu)中去，提高我們綜合運(yùn)用理論分析的能力，并結(jié)合生產(chǎn)實際來 分析和解決工程問題。根據(jù)已知機(jī)械的工作要求，通過制定設(shè)計方案、合理選擇 機(jī)構(gòu)的類型、正確地對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動和受力進(jìn)行分析和計算，讓我們對機(jī)構(gòu)設(shè)計有 一個較完整的概念。在整個課程設(shè)計的過程中，我們做到分工合作，明確每個人的任務(wù)。在這次 雨刮器的設(shè)計過程中我們遇到了不少的困難，例如計算各節(jié)點(diǎn)的速度加速度問 題，仿真數(shù)據(jù)分析等都讓我們花費(fèi)了大量的時間。 繪制雨刮器的運(yùn)動簡圖也是一 項麻煩的工作，需要耐心和認(rèn)真。但在繪圖的同時也很好地復(fù)習(xí)了CAD勺運(yùn)用?？v觀本次設(shè)計過程，短短的一

14、個星期讓我受益匪淺： 首先要對問題認(rèn)真重視，然 后就是數(shù)學(xué)思想的完美性的思考， 將機(jī)構(gòu)放之現(xiàn)實生活中我要考慮的問題， 還翻 閱了大量有關(guān)雨刮器設(shè)計的書籍，更好地了解了雨刮器的設(shè)計原理和設(shè)計理念。6.2 設(shè)計過程通過這次課程設(shè)計，我們真是收獲頗豐，不僅溫習(xí)、鞏固了課本上學(xué)所學(xué)知 識，而且使讓我們在實際操作中學(xué)會了多動腦帶來的快樂，團(tuán)體合作的力量以及相互討論的好處。對于設(shè)計流程：參與課程設(shè)計的選題，對刮水器的機(jī)構(gòu)進(jìn)行構(gòu) 思，設(shè)計方案和設(shè)計思路。繪制刮水器的機(jī)構(gòu)簡圖。對選定的方案進(jìn)行尺寸設(shè)計。 在ADMA歆件中設(shè)計出雨刮器機(jī)構(gòu)，并對其進(jìn)行仿真，得到各運(yùn)動參數(shù)。在此次 的機(jī)械原理課程設(shè)計中，我們對于某

15、些機(jī)構(gòu)的原理知識，有了更高有一層的認(rèn)識， 有感性的認(rèn)識變?yōu)榱死硇缘睦斫庖约罢莆?。在設(shè)計過程中我們用于仿真分析的ADMAS也更加嫻熟系統(tǒng)了6.3 設(shè)計展望生活中我們發(fā)現(xiàn)，雨下得很大時使用雨刷感覺不錯，可是當(dāng)下小雨啟動雨刷時，就會發(fā)現(xiàn)雨刷會在玻璃面上留下擦拭不均的痕跡； 還有的時候會卡在玻璃上 造成視線不良。這種情況表明雨刷已硬化。若排除此故障，應(yīng)先了解一下雨刷的 工作原理。原來，雨刷是借馬達(dá)的轉(zhuǎn)動作用，靠連接棒轉(zhuǎn)變成一來一往的運(yùn)動， 并將此作用力傳達(dá)至雨刷臂及雨刷本身。 當(dāng)雨刷的橡膠部分硬化時，雨刷便無法 與玻璃面緊密貼合，或者雨刷一有了傷痕便會造成擦拭上的不均勻，形成殘留污 垢。雨刷或雨刷橡膠片的更換很簡單，但在更換時應(yīng)注意，車型及年份不同，雨 刷的安裝方法及長度不同。有的雨刷只需要更換橡膠片即可。1 .雨刷臂如果是可立式的就立起來，如果是不可立的屏蔽式，先將玻璃面弄 濕，當(dāng)雨刷在較易更換的位置時將馬達(dá)開關(guān)定在 OFF2 .雨刷的安裝方法有U鉤型、螺絲鎖定型。鉤型者只要將鉤子拉起來雨刷即 可拔下。3 .取下來的雨刷最好與新裝的雨刷的長度比一比，看看是否相同，再觀察一下安裝方法是否相同。