汽车风窗刮水器说明书
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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。
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:
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机械原理课程设计——汽车风窗刮水器
目录
一、机构简介及设计数据 (4)
1.1机构简介及设计数据 .................................... 错误!未定义书签。
1.2设计内容 (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 (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)
1。
【关键字】设计机械原理课程设计说明书温州大学机电工程学院2010年6月机械原理设计说明书题目: 汽车风刷刮水器学院: 机电工程学院专业: 汽车服务工程班级: 08汽车服务本姓名: 骆铁城谢治陆阳学号: 024 032 023指导老师: 李振哲目录2.4最终设计方案一.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。
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课程设计内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。
汽车辅助电器设备(电动刮水器)(常用版)(可以直接使用,可编辑完整版资料,欢迎下载)汽车辅助电器设备(电动刮水器)模块化教学校本教材上海交通职业技术学院汽车工程系·汽车运用技术教研室汽车辅助电器设备学习目标:1.知道汽车各种辅助电器设备结构组成及正确使用。
2.会结合电路图正确诊断排除各种辅助电器设备系统的故障。
一、电动刮水器(一)电动刮水器的功能为了保证汽车在雨天或雪天时有良好的视线,确保行车安全,在汽车挡风玻璃装有刮水器。
一般汽车的前风窗上装有两个刮水片,有些汽车后窗也装有一个刮水片,有些高级轿车的前大灯上也装有刮水片。
刮水器的作用:清扫风窗玻璃上的雨水、雪或尘土,保证汽车在雨天或雪天时,驾驶员有良好的视线,确保行驶安全。
汽车上采用的刮水器根据其动力不同分为真空式、气动式和电动式三种。
目前在汽车上广泛采用的电动刮水器。
普遍具有高速、低速及间歇三个工作档位,而且除了变速之外,还有自动回位的功能(二)电动刮水器的基本结构与工作原理1.电动风窗刮水器的组成电动风窗刮水器主要是由直流电动机、蜗轮箱、曲柄、连杆、摆杆、刮(水)片等组成。
2.电动风窗刮水器的工作原理电动机轴端的蜗杆驱动涡轮4,涡轮4带动摇臂6旋转,摇臂6使拉杆往7复运动,从而带动刮水片左右摆动。
电动机电流由车辆电源供应,永磁式刮水器电动机具有体积小、重量轻、结构简单等优点,因此目前在国内外汽车广泛应用。
永磁式刮水器电动机的磁场由永久磁铁提供。
3 永磁式刮水器电动机的变速原理永磁式刮水器电动机的磁场由永久磁铁提供。
利用三个电刷来改变正负电刷之间串联的线圈数,实现变速。
永磁电动机工作时,在电枢内同时产生反电动势,其方向与电枢电流的方向相反。
要使电动机旋转,外加电压必须克服反电动势的作用。
当电动机转速升高时,反电动势增加,只有当外加电压等于反电动势时,电枢的转速才能稳定。
(三).永磁式刮水器的自动复位与制动为了不影响驾驶员的视线,要求刮水器片自动复位,不管在什么时候切断电源,刮水器的橡皮刷都能自动在风窗玻璃的下部。
目录第1章轿车雨刮器 (1)1.1引言 (1)1.2汽车雨刮器的研究现状 (1)1.3雨刮器 (4)1.3.1雨刮的组成和结构特点 (4)1.3.2雨刮品质的评价 (5)1.3.3刮水器传动机构 (7)1.4雨刮器相关参数的选择 (7)1.4.1雨刮器尺寸初定 (7)1.4.2曲柄摇杆结构设计 (9)第2章ADAMS建模分析 (12)2.1ADAMS功能简介 (12)2.2基于ADAMS虚拟样机开发流程 (13)2.3曲柄摇杆机构改进 (14)2.4新模型建立 (14)2.5本章小结 (16)第3章Pro/E模型的建立与装配 (17)3.1三维CAD建模技术在汽车行业的应用 (17)3.2零件模型的建立 (18)3.3零件模型的装配 (22)3.4本章小结 (24)第4章模拟仿真 (25)4.1将Pro/E装配模型导入ADAMS中 (25)4.2给Pro/E装配模型施加约束 (27)4.3给Pro/E装配模型施加力和驱动进行仿真 (28)4.4绘制出仿真数据分析图 (31)4.5利用函数控制雨刮器进行间歇刮水 (41)4.6雨刮器刮扫面积的分析计算 (42)4.7本章小结 (43)结论 (44)参考文献 (45)第1章轿车雨刮器1.1引言汽车风窗玻璃上时常会附着雨雪和尘土,如果不及时擦拭干净,将会影响驾驶员的视线,对行车安全带来很大不利。
为了确保挡风玻璃清洁明亮,汽车上都装有风窗雨刮器。
其功能是将玻璃上的雨水、尘埃、污垢刮净,以获得清晰的视野,保证行车安全。
汽车雨刮器,是一个很小却又不容忽视的汽车部件,它能擦亮汽车的“双眼”,使司机的视线更加清晰。
汽车雨刮器是用来清扫汽车风窗玻璃上的雨雪和尘埃的装置,一旦它失去作用,将直接影响到司机雨天驾驶视野的清晰度。
雨刮器看似结构简单,但是从驱动电机到最终的刮刀的结构尺寸和运动方式都决定雨刮器的性能。
雨刮器虽然是汽车的附件,但很多汽车制造企业将雨刮器列为汽车的安全部件, 并将雨刮器的一些功能特性(如刮刷频率)列为安全特性,由此可见,雨刮器与汽车的安全性能有着紧密的关系,是我们不容忽视的汽车部件。
GB150851994汽车风窗玻璃刮水器洗涤器的性能要求及试验方法汽车风窗玻璃刮水器、洗涤器的性能要求及试验方法GB 15085—94 Motor vehicles—Windshield wipers and washer systems—Performance requirements and test methods1 主题内容与适用范畴本标准规定了汽车风窗玻璃刮水器、洗涤器的性能要求和试验方法。
类汽车。
本标准适用于M12 引用标准GB 11555汽车风窗玻璃除霜系统的性能要求及试验方法3术语3.1刮水器刮片装有刮水胶条用以刮刷风窗玻璃外表面的部件。
3.2 刮水器刮刷面积刮水器刮片刷过的风窗玻璃外表面上的面积3.3 喷嘴将洗涤液引向风窗玻璃外表面的器件。
喷嘴方向是可调的。
3.4 喷射性在洗涤器系统正常工作情形下喷嘴喷射洗涤液至风窗玻璃目标位置上的能力。
3.5 洗涤液硬度低于205g/t的水并加入适量商用添加剂的水溶液。
3.6 目标位置由汽车制造厂家规定的,洗涤液喷射到风窗玻璃外表面上的位置。
4 性能要求每辆汽车均须装备刮水器和洗涤器4.1 风窗玻璃刮水器系统4.1.1 刮水器的刮刷面积应覆盖A区域的98%以上,B区域的80%以上。
A、B区域按GB 11555中第5章有关规定进行确定。
4.1.2 刮水器系统至少应具备两种刮刷频率。
高频必须不小于45次/min,低频不得小于20次/min,且高频与低频之差应不小于15次/min(刮水器工作时刮片的一个往返运动为一次)。
4.1.3 刮水器关闭时,刮片应自动返回至其初始位置。
4.1.4 刮水器工作时能承担15s的外力阻挡负荷,之后所有部件仍能工作。
4.1.5 刮水器系统在外界温度-18±3℃的干燥风窗上应能连续工作2min。
对刮刷面积不作特定要求。
4.2 风窗玻璃洗涤器系统4.2.1 洗涤器应有能力在常温下供给足够的液体,将占A区域60%以上的面积清洗洁净。
车用风窗玻璃电动刮水器总成技术要求风窗玻璃电动刮水器总成技术要求范围本文规定了风窗玻璃电动刮水器总成的技术要求和试验方法。
规范性引用文件下列文件中的条款通过本文的引用而成为本文的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本文,然而,鼓励根据本文达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本文。
GB 2828.1 按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB 4942.2 低压电器外壳防护等级GB 10069.1旋转电机噪声测定方法及限值GB 15085-2007 汽车风窗玻璃刮水器、洗涤器的性能要求及试验方法JB 4159-1985 热带电工产品通用技术要求QC/T 44-1997 汽车风窗玻璃电动刮水器技术条件QC/T 46-1992 汽车用风窗玻璃电动刮水器型式与尺寸QC/T 625-1999 汽车用涂镀层和化学处理层QC/T 29090-1992 汽车用刮水电动机技术条件DIN 50021 使用各种氯化钠溶液的喷雾检验SAE J903C 轿车挡风玻璃刮水系统CISPR 25-2002 Radio Disturbance Characteristics For the Production of Receivers Used on Board Vehicles,Boats and Vehicles Limits and Methods of Measurement 78/318/EEC The Wiper and Washer Systems of Motor Vehicles定义1.1 风窗玻璃电动刮水器总成风窗玻璃电动刮水器总成(以下简称刮水器总成)是指由电动机驱动、能刮刷风窗玻璃外表面上雨水、霜雪和灰尘等物质的装置。
1.2 刮水器刮片刮水器刮片(以下简称刮片)是指用于有效刮净汽车风窗玻璃外表面的部件,能承受刮杆的压紧力并有一个适于安装和固定胶条的支架。
一.设计任务书
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。
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。
3.刮水器的运动简图
二.原始数据
设计内容曲柄摇杆机构的设计及运动分析
三.刮水器机构相关数据的计算及分析
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
四.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=0.592m²/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.
由图二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
3.
由图三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 =p`c`*μa=0.472m/s²
4.
由图四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 =p`c`*μa=0.59m/s²
5.
由图五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
6.
由图六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 =p`c`*μa=0.53 m/s²
7.
由图七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 =p`c`*μa=0.68 m/s²
8.
由图八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
9.
由图九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
10.
由图十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
11.
由图十一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
12.
由图十二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
13.
由图十三速度多边形和加速度多边形,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
六.参考文献
(1)张伟社主编《机械原理教程》
西北工业大学出版社2006
(2)裘建新主编《机械原理课程设计指导》
高等教育出版社2005
(3)王洪民主编《机械原理课程设计指导书》
高等教育出版社2005
(4)赵文军主编《机械原理》
西安交通大学出版社2003
七.心得体会
一个周的机械原理设计就要结束了。
在这一周里,我们付出了辛勤的劳动和大量的时间。
虽然这让我们付出了无数的汗水,但是我们还是收获很大的。
在设计和计算尺寸时,我和同学进行了激烈的讨论,随着讨论的深入,我们的设计也逐渐清晰.在计算尺寸时,我发现有的机构不太理想,于是又找资料从新设计.得到组员的认可之后,我门进一步完善了设计.
最难的还是对Auto-CAD、公式编辑器等软件的不熟悉,一切都要从头开始学.设计完了的时候.我负责的说明书草稿,最伤心的是在打了一中午的字后,计算机发生故障.一切又从头开始.这让我懊悔了好久,打字打得腰疼手酸,坐了一个下午.
整个过程虽然比较累,但收获也不少.第一我有了设计的经验,为以后的设计打下了良好的基础.第二我懂得了如何与其他人配合工作.第三这次设计使我认识到自己的不足之处,比如说对一些基本的软件不熟悉.也认识到基础知识的重要性.感谢这次课程设计,使我学到了这么多新知识!。