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机电工程系课程设计说明书专业：机械电子工程课程：机械原理课程设计姓名：廖聪学号：2015143227班级：15级机械电子工程2班时间：2017. 06. 26～2017. 06. 30目录设计任务书 (1)第一章机械方案的设计与选择 (3)1.1 功能要求 (3)1.2 机械方案的设计与选择 (3)第二章机构结构设计 (6)2.1 原始数据 (6)2.2 图解法设计机构 (6)2.3 解析法设计机构 (7)第三章机械系统运动简图绘制 (8)3.1选定比例尺 (8)3.2运动简图绘制 (8)第四章解析法运动分析 (9)4.1 建立机构位置方程 (9)4.2位置方程求解（消元法） (9)4.3位置方程求解（几何法） (11)4.4 建立速度方程并求解 (12)4.5 建立加速度方程并求解 (12)4.6 运动分析程序 (13)第五章图解法运动分析 (13)5.1 选取分析位置 (13)5.2 分析位置机构运动简图绘制 (13)5.3 速度分析 (14)5.4 加速度分析 (15)第六章计算机编程 (16)6.1 交互界面设计 (16)6.2 数据输入有效性检验 (17)6.3 主程序设计 (17)6.4 结束退出程序设计 (20)总结 (21)设计任务书一、设计任务汽车风窗刮水器机构二、课程设计的目的1、进一步巩固和加深我们所学的理论知识，并将它们应用于实际机构的分析研究和设计中，培养我们分析问题、解决问题的能力。
2、使我们得到机械运动方案设计的完整训练，并具有机构选型、组合以及确定传动方案的能力，培养我们开发和创新机械产品的能力。
3、使我们对于机械的运动学分析和设计有一较完整和系统的概念。
4、进一步提高我们的设计计算、分析、绘图、表达和使用技术资料的能力。
三、原始条件1、工作条件（1）曲柄AB由电机通过减速器带动单向转动；（2）刮水器左右摆动角 ；（3）刮水器左右平均速度相等，无急回特性；2、精度与误差要求摆角允许误差：±5%3、原始数据：本设计小组为第3组数据。
三、各部分传到机构的选型
四、机械传动方案
经过小组成员讨论分析，对于汽车风窗刮水器的方案设计，我们提供了三种可以选择的方案。
传动方案一：采用连续回转、涡轮蜗杆、齿轮齿条、凸轮滑块等机构来实现雨刮臂刮水的目的。
传动方案二：采用连续回转、涡轮摇臂、凸轮滑块等机构来实现雨刮臂刮水的目的。
传动方案三：采用连续回转、涡轮摇臂、凸轮滑块等机构来实现雨刮臂刮水的
目的。
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摆杆复位装置（凸轮滑块）
/酬开夫
摆杆复位装置的作用是当汽车风窗刮水器电动机出现故障而无法提供电能时使刮水片恢复到初始位置。
汽车风扇刮水器设计方案1.1课程设计目的和任务机械原理课程设计能够培养机械类专业学生创新能力，是学生综合运用机械原理课程所学理论知识和技能解决实际问题，获得工程技术训练的必不可少的实践性教学环节。
机械原理课程设计教学所要达到的目的是：1、培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用机械原理课程的理论知识，并结合生产实际来分析和解决工程问题的能力。
2、通过制定设计方案、合理选择机构的类型、正确地对机构的运动和受力进行分析和计算，让学生对机构设计有一个较完整的概念。
3、训练学生收集和运用设计资料以及计算、制图和数据处理及误差分析的能力，并在此基础上利用计算机基础理论知识，初步掌握编制计算机程序并在计算机上计算来解决机构设计问题的基本技能。
机械原理课程设计教学的任务是：机械原理课程设计通常选择一般用途的机构为题目，根据已知机械的工作要求，对机构进行选型与组合，设计出几种机构方案，并对其加以比较和确定，然后对所选定方案中的机构进行运动和动力分析，确定出最优的机构参数，绘制机构运动性能曲线。
1.2课程设计容和基本要求机械原理课程设计是在机械原理课程完成后集中进行的教学环节，它是在教师指导下由学生独立完成的。
每个学生都应明确课程设计的任务和要求，拟定设计计划，保证设计进度、设计质量，按时完成课程。
在设计过程中，提倡独立思考、深入钻研，主动地、创造性地进行设计工作。
要求设计态度严肃认真、一丝不苟，反对不求甚解，这样才能确保课程设计达到教学基本要求，并在设计思想、方法和技能等方面得到良好的训练和提高。
1)机械原理课程设计步骤（1）机构运动方案设计。
即根据给定的原始数据和工艺要求，构思并选定机构方案；（2）设计上述各机构。
根据选定的方案采用各机构，如凸轮机构、连杆机构、齿轮机构、间歇运动机构及其组合机构等，即具体机构的尺度综合，求出机构的主要尺寸；（3）根据上面求得的尺寸，按比例画出全部机构的运动简图及运动循环图；（4）据此对上述机构进行运动分析，并进行基于ADAMS软件的机构建模与运动仿真。
机械原理说明书雨刷设计林银福吴俊武蒋阅任成伟机械原理课程设计说明书设计题目: 汽车雨刷机构（风挡刮水器）班级:13 级机自八班姓名:林银福吴俊武任成伟蒋阅教师:宜亚丽2015年 7 月 3 日目录1.选择和设计题目1.1项目的题目1.2选题的意义2.功能分析2.1功能分析2.2功能分解2.3功能求解3.方案选择及评价3.1方案选择3.2方案确定4.传动机构的尺寸5. 图解法分析5.1速度分析5.2加速度分析5.3力分析6.解析法分析6.1解析法机构简图 6.2解析法方程6.3解析法图线6.4 matlab代码7.误差分析7.1速度误差分析7.2加速度误差分析8.机构三维仿真及运动循环图8.1inventor三维绘图8.2运动循环图9.课程设计总结9.1机械原理课程设计总结9.2设计过程10.参考文献附录1 MA TLA B程序代码附录2 详细图解法、解析法过程1.选择和设计题目1.1项目的题目为汽车设计雨刷机构（风挡刮水器），刮水器通过在挡风玻璃上不断来回移动擦除积水，保持车窗洁净。
1.2选题的意义雨刷器是安装在风窗上的重要附件，它的作用是扫除风窗玻璃上妨碍视线的雨雪和尘土，保证驾驶者在车内可以拥有良好的前方视野。
因此，它对于行车安全具有重要的作用。
2.功能分析2.1功能分析雨刷器的功能是用于交通器的挡风玻璃上，清除表面的积水。
2.2功能分解雨刷器的功能是用于交通器的挡风玻璃上，清除表面的积水。
可以按照功能把机构分为：(1)减速机构--把电动机的高转速转换为雨刷器可以接受的低转速。
(2)刮水机构--把低转速转换到最末端雨刷的结构。
2.3功能求解（1）减速机构可以采用变速器或者齿轮机构（因传动比太大采用蜗轮蜗杆）等来实现，但是变速器显然比蜗轮蜗杆结构性能更好（蜗轮蜗杆结构易磨易坏）。
所以我们采用电动机连接变速器再连接刮水机构来实现这个功能。
（2）刮水机构可以采用曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、凸轮机构等不同机构实现，但是考虑到机构的简单性、材料性能的要求等因素。
目录一．设计任务书 (1)1.1刮水器的功用 (1)1.2 刮水器的机构简介及运动原理 (1)1.3刮水器的运动简图 (2)二．设计数据 (2)三．刮水器机构相关数据的计算及分析 (3)3.1 计算极位夹角 (3)3.2 计算ＢＣ的长度 (3)3.3 计算AB杆和ＣＤ杆的关系 (4)四.加速度，速度多边形的计算分析 (4)4.1 方案一的速度加速度分析： (7)4.2 方案二速度和加速度分析： (9)五.动态静力分析 (9)5.1对两方案进行受力分析 (9)六. ＭＡＤ仿真建模分析速度与加速度 (10)６.１仿真运动轨迹 (13)６.２分析速度与加速度图线 (14)七.心得体会 (15)八．参考文献 (16)一．设计任务书1.1刮水器的功用为了保证汽车在雪雨天有良好的视野，各种车辆均配有刮水器，它利用连杆运动机构将电机连续旋转运动化为刮片的往复挂刷运动，清除车窗上的水滴或污垢，保持清晰的视野。
1.2 刮水器的机构简介及运动原理汽车风窗刮水器是利用汽车刮水的驱动装置，如运动简图所示：风窗刮水器工作时，由电动机带动齿轮装置1-2，传至曲柄摇杆装置2＇-3-4，将电动机单向连续转动，转化为刷片4做往复摆动，其左右摆动的平均速度相同。
1.3刮水器的运动简图二．设计数据设计内容曲柄摇杆机构设计及运动分析曲柄摇杆机构动态静力分析符号n1k φL AB x L DS4Ｇ4ＪS4Ｍ1单位r∕min（°）mm mm mm Ｎ㎞·㎡Ｎ·㎜数据30 1 120 60 180 100 １５０．０１５００30 1 120 ８０180 100 １５０．０１５００三．刮水器机构相关数据的计算及分析3.1 计算极位夹角 θ=180 (k-1)(k+1) ∴θ=0°可见该机构无急回作用，可以达到摆臂左右摆动速度相同的要求。
3.2 计算ＢＣ的长度∵L AE =180㎜, L AB =60㎜，且L AB =L CE,∴L BC =180㎜ 3.3 计算AB 杆和ＣＤ杆的关系 ∵cos30˚=CE/CD=23AB ∴CD=332AB四.加速度，速度多边形的计算分析4.1 方案一的速度加速度分析： 如下图所示速度与加速度多边形如下p 'b 'c ''c 'mm LAB60=在左极限位置, 由已知条件可得:W L VAB AB B⨯=60m/s π230(÷⨯=）WAB∴anc =L W AB AB ⨯2=0.592m ²/s选取比例尺μv =0.01(m/s)/mm,μa =0.1(m ²/s)/mm 由理论力学公式得:0,=+=VV V V CBCBC, s m V BC /188.0=∵a a a a tbc nBC B C ++= ，∴s m LL V a BC BC BC n BC /195.022=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= ∴a a a n BC n Bt C +=︒⨯30sin s m a t C /573.12= s m a C /573.1p`c`2au =⨯=在右极限位置：速度与加速度多边形如下∵0,=+=V V V V C BC B C ∴s m V BC /188.0=∵0,=++=a a a a a nC t BC n BCB C an B=L W ABAB ⨯2=/s 0.592m 2,0=a nC∴s m L L V a BC BC BC n BC /195.022=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 由加速度分析图可得a a a n B nBC tC =+︒⨯60cos, s m a t C /792.02=s m a C /792.0p`c`2au =⨯=4.2 方案二速度和加速度分析：速度与加速度多边形如下 p 'b 'c ''c 'L AB =80mm在左极限位置, 由已知条件可得:W L VAB AB B⨯=60m/s π230(÷⨯=）WAB∴anc =L W AB AB ⨯2=0.789m ²/s选取比例尺μv =0.01(m/s)/mm,μa =0.1(m ²/s)/mm 由理论力学公式得∵0,=+=V V V V C BC B C ∴s m V BC /251.0=∵0,=++=a a a a a n C t BC n BCB C ∴s m L LV a BC BCBC nBC /350.022=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= ∵a a a n B n BC tC =+︒⨯60cos ，∴s m a t C /278.22= s m a C /278.2p`c`2au =⨯= 在右极限位置：速度与加速度多边形如下∵0,=+=V V V V C BC B C ， ∴s m V BC /251.0=∵0,=++=a a a a a n C t BC n BCB Cs m L L V a BC BC BC n BC /350.022=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 由加速度分析图可得a a a n B n BC t C =+︒⨯60cos ，s m o a t C /878.2=s m a C /878.0p`c`2a u =⨯= 五.动态静力分析5.1对两方案进行受力分析惯性力F S4=G/g ×a C =15÷9.8×1.573=2.408N惯性力矩ＭＳ４＝ＪＳ４×a C =０.５＊１.５７３＝０.７８７Ｎ·ｍ对方案二，同理可得惯性力F S4=G/g ×a C =15÷9.8×２.２７８＝３.４８７Ｎ惯性力矩ＭＳ４＝ＪＳ４×a C =０.５×２.２７８＝１.１３９Ｎ·ｍ由功用要求分析可得，应选取惯性力及惯性力矩较小，对杆件冲击力较小的方案一六.ＭＡＤ仿真建模分析速度与加速度６.１仿真运动轨迹６.２分析速度与加速度图线方案一方案二加速度比较方案一方案二由图分析可得：方案一的在两极限位置的速度差较方案二的小，且方案一的加速度比方案二的要小。
. . . .. .. .机械原理课程设计说明书设计题目：汽车风窗刮水器机构设计与分析学院：班级：设计者：指导老师：时间：目录一、机构简介及设计数据31.1机构简介及设计数据错误!未定义书签。
1.2设计容3二、刮水器机构相关数据的计算及分析错误!未定义书签。
2.1机构尺寸、即为家教、传动角的计算错误!未定义书签。
2.2加速度，速度多边形的计算与分析错误!未定义书签。
2.3曲柄摇杆机构动态静力分析13三、课程设计总结153.1机械原理课程设计总结153.2收获与感想153.3参考文献15一．机构简介及设计数据1.1机构简介与设计数据（1）机构简介汽车风窗刮水器是用于汽车刮水刷的驱动装置。
如图1- (a)所示，风窗刮水器工作时，由电动机带动齿轮装置1-2，传至曲柄摇杆装置2'-3-4。
电动机单向连续转动，刮水杆4作左右往复摆动，要求左右摆动的平均速度相同。
其中，刮水刷的工作阻力矩如图1- (b)所示。
图1 汽车风窗刮水器（a ）机动示意图；（b ）工作阻力矩曲线（2）设计数据设计参考数据见表1所示表1 设计数据容 曲柄摇杆机构设计及运动分析曲柄摇杆机构动态静力分析符号 1nKϕAB l 1x 4DS L 4G 4S J 1M单位 r/min()︒mmN2m kg ⋅ mm N ⋅数据30112060180100150.015001.2设计容（1）对曲柄摇杆机构进行运动分析。
作机构12个位置的运动速度和加速度线图，构件4的角速度与角加速度线图。
（2）对曲柄摇杆机构进行动态静力分析。
确定机构一个位置的各个运动副反力及应加于曲柄上的的平衡力矩。
二．刮水器机构相关数据的计算及分析2.1机构尺寸、极位夹角、传动角的计算（1）L BC=180mm（2）极位夹角θ=180 (k-1)(k+1) ∴θ=0°可见该机构无急回作用，可以达到摆臂左右摆动速度相同的要求。
（3）传动角r′=arcos(b^2+c^2-{(d-a)}^2)/2bcr1′=180 - arcos(b^2+c^2-{(d-a)}^2)/2bc计算得r′= r1′=302.2加速度，速度多边形的计算与分析1.由已知条件可得：V B=W AB×L ABW AB=30π/60 m/sL AB=60 mm∴V AB=0.188 m/s∴a B=W AB²×L AB=0.592 m²/s选比例尺：μv=V B/pb=9.42 (m/s)/mμa=a B/p`b`=29.5(m²/s)/m理论力学公式：V C=V B+V BCa C=a B+ a CB^n+a CB^t2.机构12个位置的速度、加速度线图和位置图（1）由图1的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0V BC=0.188m/sa C^n=0a BC^n=0.197m/s²a C =p`c`*μa=1.6225m/s²（2）由图2的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C=0.139 m/sa C^n=0.280m/s²a BC^n=0.018m/s²a C =p`c`*μa=0.472m/s²（3）由图3的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.149 m/sV BC=0.031m/sa C^n=0.319m/s²a BC^n=0.005m/s²a C =p`c`*μa=0.59m/s²（4）由图4的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V BC=0m/sa C^n=0.513m/s²a BC^n=0m/s²a C =p`c`*μa=0.56m/s²（5）由图5的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.194 m/sV BC=0.016m/sa C^n=0540m/s²a BC^n=0.002m/s²a C =p`c`*μa=0.53m/s²（6）由图6的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.155 m/sV BC=0.026m/sa C^n=0.349m/s²a BC^n=0.004m/s²a C =p`c`*μa=0.68m/s²（7）由图7的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0 m/sV BC=0.188m/sa C^n=0m/s²a BC^n=0.197m/s²a C =p`c`*μa= 0.91m/s²（8）由图8的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.116 m/sV BC=0.226m/sa C^n=0.196m/s²a BC^n=0.284m/s²a C =p`c`*μa=0.15m/s²（9）由图9的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.119 m/sV BC=0.188m/sa C^n=0.118m/s²a BC^n=0.197m/s²a C =p`c`*μa=0.24m/s²（10）由图10的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.188 m/sV BC=0m/sa C^n=0.512m/s²a BC^n=0m/s²a C =p`c`*μa=0.47m/s²（11）由图11的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.232 m/sV BC=0.148m/sa C^n=0.780m/s²a BC^n=0.121m/s²a C =p`c`*μa=0.97m/s²（12）由图12的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.221 m/sV BC=0.312m/sa C^n=0.708m/s²a BC^n=0.542m/s²a C =p`c`*μa=1.09m/s²由计算数据及电脑辅助程序可得转动副B、C、S4的各个运动曲线：（1）运动副C的位移、速度、加速度曲线：（2）运动副B的位移、速度、加速度曲线:（3）运动副S4的位移、速度、加速度曲线：2.3曲柄摇杆机构动态静力分析（1）通过计算机辅助程序可以得到动态静力分析计算结果：转动副A、B、C的受力矢量端图为：转动副D的受力矢量端图为：（2）应加于曲柄上的平衡力矩为：三、课程设计总结3.1机械原理课程设计总结机械原理课程设计能够培养机械类专业学生创新能力，是学生综合运用机械原理课程所学理论知识和技能解决实际问题，获得工程技术训练的必不可少的实践性教学环节。
机械原理课程设计雨刷器一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握雨刷器的基本机械原理，包括齿轮传动、连杆机构和电机驱动等；2. 学习并了解雨刷器各部件的功能及相互之间的关系；3. 掌握雨刷器的设计原则和步骤，能运用相关知识对其进行分析和改进。
技能目标：1. 培养学生运用机械原理解决实际问题的能力，能运用所学知识设计简单的雨刷器；2. 提高学生的动手操作能力，通过小组合作完成雨刷器的组装和测试；3. 培养学生运用CAD等软件绘制雨刷器零部件图纸的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理的热爱和兴趣，激发其创新意识；2. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与表达能力；3. 增强学生的环保意识，使其认识到机械设计在节能环保方面的重要性。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实践操作能力和创新能力。
通过雨刷器的设计与制作，使学生在掌握基本机械原理的基础上，培养解决实际问题的能力。
同时，注重培养学生的团队协作精神和环保意识，使其成为具有综合素质的机械设计人才。
二、教学内容1. 理论知识：- 齿轮传动原理及其在雨刷器中的应用；- 连杆机构原理及其在雨刷器中的应用；- 电机驱动原理及其在雨刷器中的应用；- 雨刷器各部件的结构与功能。
2. 实践操作：- 雨刷器设计原则与步骤；- 小组合作进行雨刷器设计；- 利用CAD软件绘制雨刷器零部件图纸；- 雨刷器的组装与测试。
3. 教学大纲安排：- 理论知识部分（2课时）：讲解齿轮传动、连杆机构、电机驱动等基本原理，分析雨刷器各部件结构与功能；- 实践操作部分（3课时）：引导学生运用理论知识进行雨刷器设计，小组合作完成设计、绘图、组装和测试；- 总结与评价（1课时）：对学生的设计作品进行展示、评价，总结课程收获。
教学内容依据课程目标和学科特点进行选择和组织，注重科学性和系统性。
教学过程中，教师需结合教材相关章节，指导学生循序渐进地掌握雨刷器设计的相关知识，提高学生的实践操作能力。
机械原理课程设计雨刮一、教学目标本课程旨在通过研究“雨刮”的机械原理，让学生掌握以下知识目标：1.了解雨刮系统的基本构成和工作原理。
2.理解机械系统中摩擦、传动和能量转换的基本概念。
3.学习机械设计中的力学原理，如牛顿运动定律和摩擦力等。
4.培养学生运用机械原理分析和解决问题的能力。
5.能够运用所学生理解并绘制简单的机械系统图。
6.动手操作能力，通过实验理解并验证机械原理。
情感态度价值观目标：1.培养学生对机械设计和创新的兴趣，增强工程思维。
2.培养学生勇于探索、实事求是的态度，面对机械问题能够坚持不懈。
二、教学内容本节课的教学内容围绕“雨刮”的机械原理展开，教学大纲安排如下：1.导言：介绍雨刮系统在日常生活中的重要性及其机械原理的普遍应用。
2.机械原理基础知识：回顾牛顿运动定律、摩擦力等基本概念。
3.雨刮系统构成：讲解雨刮的主要组成部分及其功能。
4.工作原理分析：通过图纸和模型分析雨刮的机械传动过程。
5.实际案例研究：讨论其他类似机械系统的设计与应用。
6.实验操作：分组进行雨刮机制的模型制作和测试，验证所学生理论。
三、教学方法为提高学生对机械原理的理解和兴趣，将采用以下教学方法：1.讲授法：用于讲解基本概念和理论框架。
2.案例分析法：通过分析具体案例，让学生了解理论在实际中的应用。
3.实验法：通过动手实验，加深对机械原理的理解和记忆。
4.分组讨论法：鼓励学生相互交流想法，培养团队协作能力。
四、教学资源为实现教学目标，将利用以下教学资源：1.教材和参考书：提供理论知识的基础阅读材料。
2.多媒体资料：包括视频、动画等，用于形象展示雨刮的工作原理。
3.实验设备：包括雨刮模型和必要的工具，用于实验操作和验证。
4.网络资源：提供额外的学习材料和案例研究，供有兴趣深入了解的学生自学。
五、教学评估为全面评估学生对“雨刮”机械原理课程的掌握情况，将采取以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与度、提问和小组讨论等方式评估学生的积极性。
机械原理课程设计目录一.设计题目.............................. 1..1.1 课程设计目的和任务................... 1.1.2 课程设计内容与基本要求............... 1.1.3 机构简介............................. 4..1.4 参考数据............................. 5..1.5 设计要求............................. 5..二. 设计方案比较......................... 6..2.1 设计方案一........................... 6..2.2 设计方案二........................... 7..2.3 设计方案三........................... 8..2.4 最终设计方案......................... 9..三.速度，加速度多边形计算与分析......... 1. 03.1 速度、加速度多边形计算与分析 (10)四.虚拟样机实体建模与仿真............... 1. 34.1ADAMS 的样机建模.................... 1. 3五.虚拟样机仿真结果分析................. 1. 45.1 滑块水平位移仿真曲线 (14)5.2 滑块水平运动速度仿真曲线 (14)5.3 滑块水平运动加速度仿真曲线 (15)5.5 带刮片摆杆角速度仿真曲线（二） . 15六 . 课程设计总结 ....................... 1..66.1 机械原理课程设计总结 ................ 1. 66.2 设计过程 ............................ 1..76.3 设计展望............................ 1..7 6.4 参考文献............................ 1...8 6.5 心得体会............................ 185.4 带刮片摆杆角速度仿真曲线（一） 15一．题目：汽车风窗刮水器1.1 课程设计目的和任务下雨的时候，大车小车前档风玻璃上的雨刮器就会齐齐动作，两只雨刮片以固定的转轴柱为中心作摆动，将前档风玻璃的雨水刮去，还司机一个有效的视野。
机电工程系课程设计说明书专业：机械电子工程课程：机械原理课程设计姓名：廖聪学号：2015143227班级：15级机械电子工程2班时间：2017. 06. 26～2017. 06. 30目录设计任务书 (1)第一章机械方案的设计与选择 (3)1.1 功能要求 (3)1.2 机械方案的设计与选择 (3)第二章机构结构设计 (6)2.1 原始数据 (6)2.2 图解法设计机构 (6)2.3 解析法设计机构 (7)第三章机械系统运动简图绘制 (8)3.1选定比例尺 (8)3.2运动简图绘制 (8)第四章解析法运动分析 (9)4.1 建立机构位置方程 (9)4.2位置方程求解（消元法） (9)4.3位置方程求解（几何法） (11)4.4 建立速度方程并求解 (12)4.5 建立加速度方程并求解 (12)4.6 运动分析程序 (13)第五章图解法运动分析 (13)5.1 选取分析位置 (13)5.2 分析位置机构运动简图绘制 (13)5.3 速度分析 (14)5.4 加速度分析 (15)第六章计算机编程 (16)6.1 交互界面设计 (16)6.2 数据输入有效性检验 (17)6.3 主程序设计 (17)6.4 结束退出程序设计 (20)总结 (21)设计任务书一、设计任务汽车风窗刮水器机构二、课程设计的目的1、进一步巩固和加深我们所学的理论知识，并将它们应用于实际机构的分析研究和设计中，培养我们分析问题、解决问题的能力。
2、使我们得到机械运动方案设计的完整训练，并具有机构选型、组合以及确定传动方案的能力，培养我们开发和创新机械产品的能力。
3、使我们对于机械的运动学分析和设计有一较完整和系统的概念。
4、进一步提高我们的设计计算、分析、绘图、表达和使用技术资料的能力。
三、原始条件1、工作条件（1）曲柄AB由电机通过减速器带动单向转动；（2）刮水器左右摆动角ψ=120°；（3）刮水器左右平均速度相等，无急回特性；2、精度与误差要求摆角允许误差：±5%3、原始数据：本设计小组为第3组数据。
雨刷器机械原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解雨刷器的基本结构，掌握其工作原理；2. 学生能够解释雨刷器各部件的功能及相互关系；3. 学生能够了解雨刷器的分类及在不同车型中的应用。
技能目标：1. 学生能够通过观察、分析，运用所学知识解释雨刷器在实际应用中的问题；2. 学生能够运用绘图、计算等手段，设计简单的雨刷器机械结构；3. 学生能够运用团队合作的方式，完成雨刷器模型的搭建和调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对汽车工程技术的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生勇于尝试、积极探究的科学精神；3. 增强学生的团队合作意识，培养合作解决问题的能力。
课程性质：本课程为初中阶段《科学》学科相关内容，以实验和实践为主，结合理论知识的传授。
学生特点：初中学生具备一定的观察能力和动手能力，对新鲜事物充满好奇心，但可能缺乏系统性的分析和解决问题的方法。
教学要求：注重理论与实践相结合，引导学生主动参与、积极思考，培养学生动手操作能力和问题解决能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化的指导。
通过课程学习，使学生达到预定的知识、技能和情感态度价值观目标。
二、教学内容1. 雨刷器的基本结构- 介绍雨刷器的各部件名称、功能及相互关系；- 分析雨刷器的工作原理及其在汽车上的作用。
2. 雨刷器的分类及选型- 按照不同的分类方法，介绍雨刷器的种类；- 讲解不同车型选用雨刷器的原则及注意事项。
3. 雨刷器的设计与制作- 学习雨刷器设计的基本原则和方法；- 指导学生运用绘图软件绘制雨刷器结构图；- 组织学生分组制作雨刷器模型，并进行调试。
4. 雨刷器在实际应用中的问题及解决方案- 分析雨刷器在使用过程中可能出现的故障；- 探讨故障产生的原因，并提出相应的解决方案。
教学内容依据课程目标，结合课本相关章节进行组织。
教学大纲安排如下：第一课时：雨刷器的基本结构和工作原理；第二课时：雨刷器的分类及选型；第三课时：雨刷器设计与制作（一）；第四课时：雨刷器设计与制作（二）；第五课时：雨刷器在实际应用中的问题及解决方案。
课程设计汽车雨刮器一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握汽车雨刮器的工作原理、结构及其在汽车中的应用。
通过本课程的学习，学生将能够：1.描述汽车雨刮器的主要组成部分和功能。
2.解释汽车雨刮器的工作原理。
3.分析汽车雨刮器在不同气候条件下的使用方法。
4.评估汽车雨刮器对驾驶安全的重要性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.汽车雨刮器的结构：介绍汽车雨刮器的各个组成部分，如刮片、电机、连杆等。
2.汽车雨刮器的工作原理：讲解汽车雨刮器如何通过电机驱动刮片进行刮水。
3.汽车雨刮器的使用方法：分析在不同气候条件下，如何正确使用汽车雨刮器。
4.汽车雨刮器的重要性：阐述汽车雨刮器对驾驶安全的重要作用。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下几种教学方法：1.讲授法：教师通过讲解，让学生了解汽车雨刮器的结构、工作原理等基本知识。
2.讨论法：学生分组讨论汽车雨刮器的使用方法及其重要性，促进学生思考。
3.案例分析法：分析实际案例，让学生了解汽车雨刮器在使用过程中可能遇到的问题及解决方法。
4.实验法：安排实验室实践，让学生亲自动手操作汽车雨刮器，加深对知识的理解。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用与汽车雨刮器相关的基础教材，为学生提供理论知识的学习。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，生动展示汽车雨刮器的工作原理和实际应用。
4.实验设备：准备汽车雨刮器实物和实验器材，让学生进行实地操作和观察。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，占总评的30%。
2.作业：布置与课程相关的基础作业，评估学生的知识掌握情况，占总评的30%。
3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作能力和观察分析能力，占总评的20%。
机械原理课程设计--汽车风窗刮水器院－系：工学院机械系专业：机械工程及自动化年级： 2011级学生姓名：***学号： ************指导教师：***2013年8月目录一.设计题目 (1)1.1课程设计目的和任务 (1)1.2课程设计内容与基本要求 (2)1.3机构简介 ..................................................... 错误!未定义书签。
1.4参考数据 (5)1.5设计要求 (5)二. 设计方案比较 (6)2.1设计方案一 (6)2.2设计方案二 (7)2.3设计方案三 (8)2.4最终设计方案 ............................................. 错误!未定义书签。
三.虚拟样机实体建模与仿真 ............................ 错误!未定义书签。
3.1ADAMS/V IEW 的样机建模 ..................... 错误!未定义书签。
四.虚拟样机仿真结果分析 (10)4.1滑块水平位移仿真曲线 (10)4.2块水平运动速度仿真曲线 (10)4.3滑块水平运动加速度仿真曲线 (11)4.4带刮片摆杆角速度仿真曲线 (11)4.5带刮片白杆角速度仿真曲线 (11)五. 课程设计总结 (12)5.1机械原理课程设计总结 (12)5.2设计过程 (13)5.3设计展望 (14)5.4设计工作分工表 (15)5.5参考文献 (15)一．题目：汽车风扇刮水器1.1课程设计目的和任务机械原理课程设计能够培养机械类专业学生创新能力，是学生综合运用机械原理课程所学理论知识和技能解决实际问题，获得工程技术训练的必不可少的实践性教学环节。
机械原理课程设计教学所要达到的目的是：1、培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用机械原理课程的理论知识，并结合生产实际来分析和解决工程问题的能力。
武汉工程科技学院机械原理课程设计说明书汽车风窗刮水器机构姓名班级学号指导教师年月日前言 (3)1.课程设计的目的 (3)2.课程设计的任务 (3)一.方案分析和比较 (3)1.概述 (3)2.方案比较 (4)3.最终方案选定 (6)二．机构的功能、简介和数据 (7)1.刮水器的功用 (7)2. 刮水器的机构简介及运动原理 (7)3．刮水器的运动简图 (7)4．原始数据 (7)5.设计内容 (8)三.刮水器机构相关数据的计算及分析 (8)四. 加速度，速度多边形的计算与分析 (8)五.总结 (18)六.收获与感想 (18)七.参考文献 (19).1.课程设计的目的机械原理课程是培养学生具有进行机械系统运动方案设计初步能力的技术基础课。
课程设计则是机械原理课程的实践环节。
其基本目的是：①通过课程设计，综合运用机械原理课程的理论和实践知识，分析和解决与本课程有关的实际问题，并使所学的知识进一步巩固、加深。
②使学生得到拟定运动方案的训练，并具有机械选型与组合以及传动方案的能力，培养学生开发和创新机械产品的能力。
③使学生对运动学和动力学的分析与设计有一套完整的概念。
④通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅有关资料的能力。
2.课程设计的任务机械原理的任务一般可分为以下几部分：①根据机械的工作要求，进行机械的选型与组合。
②设计该机械系统的几种运动方案，对各种运动方案进行对比和选择，确定运动方案。
③对选定方案中的机构进行设计和分析。
④拟定、绘制机构运动循环图。
⑤进行机械动力分析与设计。
一.方案分析和比较1.概述根据雨刮器的传动连杆机构不同可分为对向式刮刷和平行式刮刷，根据刮水器臂可分为单臂雨刮器和双臂雨刮器。
单臂式雨刮器刮水范围较小效率比较高但没有双臂式的刮得清洁也没有双臂式的刮刷范围大，对向式雨刮器会影响驾驶员的视线，也会干扰驾驶员的正常驾驶，为此目前汽车前风窗几乎均采用双臂平行式刮刷形式的雨刮器。
机械原理
课程设计说明书
设计题目：汽车风窗刮水器机构设计与分析学院：
班级：
设计者：
指导老师：
时间：
目录
一、机构简介及设计数据 (2)
1.1机构简介及设计数据 (2)
1.2设计容 (3)
二、刮水器机构相关数据的计算及分析 (4)
2.1机构尺寸、即为家教、传动角的计算 (4)
2.2加速度，速度多边形的计算与分析 (4)
2.3曲柄摇杆机构动态静力分析 (13)
三、课程设计总结 (15)
3.1机械原理课程设计总结 (15)
3.2收获与感想 (15)
3.3参考文献 (15)
一．机构简介及设计数据
1.1机构简介与设计数据
（1）机构简介
汽车风窗刮水器是用于汽车刮水刷的驱动装置。
如图1- (a)所示，风窗刮水器工作时，由电动机带动齿轮装置1-2，传至曲柄摇杆装置2'-3-4。
电动机单向连续转动，刮水杆4作左右往复摆动，要求左右摆动的平均速度相同。
其中，刮水刷的工作阻力矩如图1- (b)所示。
图1 汽车风窗刮水器
（a）机动示意图；（b）工作阻力矩曲线
（2）设计数据
设计参考数据见表1所示
表1 设计数据
1.2设计容
（1）对曲柄摇杆机构进行运动分析。
作机构12个位置的运动速度和加速度线图，构件4的角速度与角加速度线图。
（2）对曲柄摇杆机构进行动态静力分析。
确定机构一个位置的各个运动副反力及应加于曲柄上的的平衡力矩。
二．刮水器机构相关数据的计算及分析
2.1机构尺寸、极位夹角、传动角的计算
（1）L BC=180mm
（2）极位夹角θ=180 (k-1)(k+1) ∴θ=0°
可见该机构无急回作用，可以达到摆臂左右摆动速度相同的要求。
（3）传动角
r′=arcos(b^2+c^2-{(d-a)}^2)/2bc
r1′=180 - arcos(b^2+c^2-{(d-a)}^2)/2bc
计算得r′= r1′=30
2.2加速度，速度多边形的计算与分析
1.由已知条件可得：
V B=W AB×L AB
W AB=30π/60 m/s
L AB=60 mm
∴V AB=0.188 m/s
∴a B=W AB²×L AB=0.592 m²/s
选比例尺：μv=V B/pb=9.42 (m/s)/m
μa=a B/p`b`=29.5(m²/s)/m 理论力学公式：V C=V B+V BC
a C=a B+ a CB^n+a CB^t
2.机构12个位置的速度、加速度线图和位置图（1）由图1的速度多边形及
加速度多边形，根据比例尺得到：
V C =0
V BC=0.188m/s
a C^n=0
a BC^n=0.197m/s²
a C =p`c`*μa=1.6225 m/s²
（2）由图2的速度多边形及
加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.139 m/s
V BC=0.056m/s
a C^n=0.280m/s²
a BC^n=0.018m/s²
a C =p`c`*μa=0.472m/s²
（3）由图3的速度多边形及
加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.149 m/s
V BC=0.031m/s
a C^n=0.319m/s²
a BC^n=0.005m/s²
a C =p`c`*μa=0.59m/s²
（4）由图4的速度多边形及
加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.188 m/s
V BC=0m/s
a C^n=0.513m/s²
a BC^n=0m/s²
a C =p`c`*μa=0.56 m/s²
（5）由图5的速度多边形及
加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.194 m/s
V BC=0.016m/s
a C^n=0540m/s²
a BC^n=0.002m/s²
a C =p`c`*μa=0.53 m/s²
（6）由图6的速度多边形及
加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.155 m/s
V BC=0.026m/s
a C^n=0.349m/s²
a BC^n=0.004m/s²
a C =p`c`*μa=0.68 m/s²
（7）由图7的速度多边形及
加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0 m/s
V BC=0.188m/s
a C^n=0m/s²
a BC^n=0.197m/s²
a C =p`c`*μa= 0.91m/s²
（8）由图8的速度多边形及
加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.116 m/s
V BC=0.226m/s
a C^n=0.196m/s²
a BC^n=0.284m/s²
a C =p`c`*μa=0.15 m/s²
（9）由图9的速度多边形及
加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.119 m/s
V BC=0.188m/s
a C^n=0.118m/s²
a BC^n=0.197m/s²
a C =p`c`*μa=0.24 m/s²
（10）由图10的速度多边形及
加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.188 m/s
V BC=0m/s
a C^n=0.512m/s²
a BC^n=0m/s²
a C =p`c`*μa=0.47 m/s²
（11）由图11的速度多边形及
加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.232 m/s
V BC=0.148m/s
a C^n=0.780m/s²
a BC^n=0.121m/s²
a C =p`c`*μa=0.97 m/s²
（12）由图12的速度多边形及
加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.221 m/s
V BC=0.312m/s
a C^n=0.708m/s²
a BC^n=0.542m/s²
a C =p`c`*μa=1.09 m/s²
由计算数据及电脑辅助程序可得转动副B、C、S4的各个运动曲线：（1）运动副C的位移、速度、加速度曲线：
（2）运动副B的位移、速度、加速度曲线:
（3）运动副S4的位移、速度、加速度曲线：
2.3曲柄摇杆机构动态静力分析
（1）通过计算机辅助程序可以得到动态静力分析计算结果：
转动副A、B、C的受力矢量端图为：
转动副D的受力矢量端图为：
（2）应加于曲柄上的平衡力矩为：
三、课程设计总结
3.1机械原理课程设计总结
机械原理课程设计能够培养机械类专业学生创新能力，是学生综合运用机械原理课程所学理论知识和技能解决实际问题，获得工程技术训练的必不可少的实践性教学环节。
机械原理课程设计教学所要达到的目的是：
1、培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用机械原理课程的理论知识，并结合生产实际来分析和解决工程问题的能力。
2、通过制定设计方案、合理选择机构的类型、正确地对机构的运动和受力进行分析和计算，让学生对机构设计有一个较完整的概念。
3、训练学生收集和运用设计资料以及计算、制图和数据处理及误差分析的能力，并在此基础上利用计算机基础理论知识，初步掌握编制计算机程序并在计算机上计算来解决机构设计问题的基本技能。
机械原理课程设计教学的任务是：机械原理课程设计通常选择一般用途的机构为题目，根据已知机械的工作要求，对机构进行选型与组合，设计出几种机构方案，并对其加以比较和确定，然后对所选定方案中的机构进行运动和动力分析，确定出最优的机构参数，绘制机构运动性能曲线。
3.2收获与感想
这次为期7天的机械原理课程设计，虽然时间短暂，却让我们得到了非常充分的锻炼，为了完成这次课程设计，我们会上网查阅相关资料，会去图书馆查阅相关文献，会相互讨论解决问题，会激烈的争论一个个的疑点，在不断的完善与争论中，各种设计方案趋于完善，这种学习氛围是我所向往的。
在完成课程设计题目的过程中，我会经常花费一整天的时间去完善方案，每当完成一个步骤后，总会有发自心的成就感。
同时，不断的讨论与探讨所导至的不止是对知识理解的加深，同时还有对解题和思考方式的拓展，百利而无一害。
因此，这次课程设计我的收获比看起来的大很多。
3.3参考文献
（1）《机械原理教程》（第3版）伟社主编西北工业大学（2）《机械原理课程设计指导书》戴娟主编高等教育。
