机械原理课程设计——汽车前风窗雨刮器设计

汽车雨刷机构方案设计
小组成员：王宇 赵世明 张彬 王金良
2014年6月
工艺原理及 工艺动作过
程
方案设计动画 及机构简图
方案分析与选择
目录 CONTENTS
工艺原理及工艺动作过程（概述）： 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
刮雨 刮臂（与摇杆相连）
连杆（带动） 小电机（驱动） 工艺原理及工艺动作过程（细述）
主要参考文献
谢谢！
小组成员：王宇 赵世明 张彬 王金良 2014年6月
刮片（与刮臂相连一起在 摇杆驱动下摆动） 摇杆（往复运动）
曲柄（整周运动）
方案设计动画及机构简图
本低
雨刷机构设计方案一演示动画曲柄摇杆结构可以通过曲柄的转动带动摇杆摆动来完成刮刷 这一基本动作；而且其独特的急回特性能够较好提高雨刷对 雨水的刮刷效率，最终使机构顺利完成了雨刷设计的目的。
设计方案一机构示意图
设计方案三机构示意图
本低
雨刷机构设计方案四演示动画
本方案中通 过电动机带 动曲柄转动 ，从而实现 两个摇杆相 向运动，实 现擦拭动作
设计方案四机构示意图
以曲柄摇杆为基础的多杆机构，在原动曲柄的驱动 下，通过连杆实现从动杆的大摆角摆动
设计方案五机构示意图
1 方案一：体积小，结构简单。双臂同步无碰撞 2 方案二：摆杆摆动角度范围较小。 3 方案三：凸轮带动不稳定，凸轮与挡板有动摩擦；中间固定部位较长影响视线。 4 方案四：两摇杆双曲柄，较复杂，双臂不同步 5 方案五：工作可靠，但占用空间较大，容易出现死点。
本低
雨刷机构设计方案二演示动画
本方案中通过电动机带动曲柄转动，从而实现两个摇杆 同步运动，实现擦拭动。作此机构摆杆摆动角度范围较 小。

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。

8
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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。

燕山大学机械原理讨论课（汽车雨刷器）学院（系）：机械工程学院年级专业：2015级机械设计制造及其自动化专业学生姓名： **** 指导教师： ****完成日期： 2017.6.2目录一．研究背景和意义 (1)二．设计要求 (2)三. 各部分机构的设计方案 (3)四．方案工作原理及评定选择 (6)五．总结与心得 (9)六．参考文献 (10)一．研究背景和意义对于汽车雨刷器来说，对于人们在雨中开车解决了很多麻烦和问题。

如果汽车没有雨刷器在下雨行车中，就会给司机造成非常大的危险和麻烦。

雨刷器这项技术是自动化科学中与产业部门最紧密、服务最为广泛的一个。

自从世界的第一辆汽车的制造出来，雨刷器就被聪明的人们用在了这辆汽车上。

到了现在的这个时代，雨刷器也不断的在创新往更好的方面在发展。

如今的雨刷器不仅仅用于在汽车上面了，有些人家把这项技术用与在自己家里的门窗。

对于住在比较高的楼层里的人家，在打扫外面窗户卫生的时候就非常的危险。

如果安装了这项技术在给人们打扫外面窗户时就解决了这的这项麻烦而又危险的事情，给人的安全得到了很好的保证。

雨刷器现在被汽车普遍使用，使得现代控制理论逐渐工程化、实用化；各种雨刷器元件与线路向着集成化、数字化、功能化、模块化，微型化发展。

二．设计要求1. 稳定性：指当作用在系统上的干扰消失以后，系统能够恢复到原来稳定状态的能力;或者当给系统一个新的输入指令后，系统达到新的稳定运行状态的能力。

如果系统能够进入稳定状态，且过程时间短，则系统稳定性好;否则，若系统振荡越来越强烈，或系统进入等幅振荡状态，则属于不稳定系统。

机电一体化系统通常要求较高的稳定性2.响应特性：指的是输出量跟随输入指令变化的反应速度，决定了系统的工作效率。

响应速度与许多因素有关。

3.工作频率：指系统允许输入信号的频率范围。

当工作频率信号输入时，系统能够按技术要求正常工作;而其它频率信号输入时，系统不能正常工作。

在机电一体化系统中，工作频率一般指的是执行机构的运行速度。

. . . .. .. .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。

汽车车窗雨刮课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解汽车车窗雨刮的基本结构及其工作原理。

2. 学生能掌握汽车车窗雨刮的安装、使用和保养方法。

3. 学生了解汽车车窗雨刮相关的安全知识。

技能目标：1. 学生能够正确安装和拆卸汽车车窗雨刮。

2. 学生能够熟练使用汽车车窗雨刮，并解决使用过程中遇到的问题。

3. 学生能够对汽车车窗雨刮进行简单的维护和保养。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对汽车维修行业的兴趣，激发学习汽车相关知识的热情。

2. 学生树立安全意识，了解汽车车窗雨刮在驾驶安全中的重要性。

3. 学生养成爱护汽车设备、关注环保的良好习惯。

课程性质：本课程为汽车维修与保养课程的一部分，侧重于实际操作和技能培养。

学生特点：初三学生，具有一定的生活经验和动手能力，对汽车维修感兴趣。

教学要求：结合理论知识和实践操作，注重培养学生的动手能力和解决问题的能力。

将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 汽车车窗雨刮的结构与原理- 引导学生认识雨刮的各个组成部分，如雨刮片、驱动机构、控制系统等。

- 讲解雨刮的工作原理，包括间歇式和连续式雨刮的工作方式。

2. 汽车车窗雨刮的安装与使用- 指导学生如何正确安装和更换雨刮片。

- 介绍雨刮的使用方法，包括速度调节、角度调整等。

3. 汽车车窗雨刮的维护与保养- 教授学生如何对雨刮进行日常检查和保养。

- 讲解雨刮橡胶条的养护方法，延长雨刮使用寿命。

4. 汽车车窗雨刮相关安全知识- 强调正确使用雨刮的重要性，避免驾驶过程中视线不清。

- 介绍雨雪天气下如何使用雨刮，确保行车安全。

教学内容安排与进度：第一课时：汽车车窗雨刮的结构与原理第二课时：汽车车窗雨刮的安装与使用第三课时：汽车车窗雨刮的维护与保养第四课时：汽车车窗雨刮相关安全知识教材章节关联：本教学内容与教材中“汽车电气设备与维修”章节相关，重点涉及雨刮器的结构与维修部分。

通过对教学内容的系统学习，使学生掌握汽车车窗雨刮的相关知识和技能。

机械原理课程设计——汽车前风窗雨刮器设计(总18页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--目录前言 .........................................................错误!未定义书签。

1.课程设计目的和任务.....................................错误!未定义书签。

2.设计说明书的格式要求：.................................错误!未定义书签。

一、机械原理课程设计任务和简介...............................错误!未定义书签。

设计任务..................................................错误!未定义书签。

设计题目及其简介.........................................错误!未定义书签。

雨刮器设计的基本要求....................................错误!未定义书签。

二、方案分析和比较............................................错误!未定义书签。

概述.....................................................错误!未定义书签。

方案比较.................................................错误!未定义书签。

最终方案选定.............................................错误!未定义书签。

三、基本尺寸的确定............................................错误!未定义书签。

前风窗玻璃的尺寸.........................................错误!未定义书签。

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。

刮雨 刮臂（与摇杆相连）
连杆（带动） 小电机（驱动） 工艺原理及工艺动作过程（细述）
刮片（与刮臂相连一起在 摇杆驱动下摆动） 摇杆（往复运动）
曲柄（整周运动）
方案设计动画及机构简图
本低
雨刷机构设计方案一演示动画
曲柄摇杆结构可以通过曲柄的转动带动摇杆摆动来完成刮刷这 一基本动作；而且其独特的急回特性能够较好提高雨刷对雨水 的刮刷效率，最终使机构顺利完成了雨刷设计的目的。
主要参考文献
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小组成员：王宇 赵世明 张彬 王金良
2014年6月
机械原理课程设计汽车雨刷机构 PPT
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工艺原理及 工艺动作过
程
方案设计动画 及机构简图
方案分析与选择
目录 CONTENTS
工艺原理及工艺动作过程（概述）： 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
设计方案一机构示意图
本低
雨刷机构设计方案二演示动画
本方案中通过电动机带动曲柄转动，从而实现两个摇杆 同步运动，实现擦拭动。作此机构摆杆摆动角度范围较 小。
设计方案二机构示意图
本低
雨刷机构设计方案三演示动画
此机构由凸 轮机构组成， 凸轮的转动 带动雨刷向 上运动，达 到最高度时， 雨刷因弹力 和重力随凸 轮向下运动。
设计方案三机构示意图
本低
雨刷机构设计方案四演示动画
本方案中通 过电动机带 动曲柄转动 ，从而实现 两个摇杆相 向运动，实 现擦拭动作
设计方案四机构示意图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
以曲柄摇杆为基础的多杆机构，在原动曲柄的驱动 下，通过连杆实现从动杆的大摆角摆动

设计方案三机构示意图
11
本低
雨刷机构设计方案四演示动画
12
本方案中通 过电动机带 动曲柄转动 ，从而实现 两个摇杆相 向运动，实 现擦拭动作
设计方案四机构示意图
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以曲柄摇杆为基础的多杆机构，在原动曲柄的驱动 下，通过连杆实现从动杆的大摆角摆动
设计方案五机构示意图
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1 方案一：体积小，结构简单。双臂同步无碰撞
设二演示动画
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本方案中通过电动机带动曲柄转动，从而实现两个摇杆 同步运动，实现擦拭动。作此机构摆杆摆动角度范围较 小。
设计方案二机构示意图
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本低
雨刷机构设计方案三演示动画
10
此机构由凸 轮机构组成， 凸轮的转动 带动雨刷向 上运动，达 到最高度时， 雨刷因弹力 和重力随凸 轮向下运动。
汽车雨刷机构方案设计
小组成员：王宇 赵世明 张彬 王金良
2014年6月
工艺原理及 工艺动作过
程
方案设计动画 及机构简图
方案分析与选择
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工艺原理及工艺动作过程（概述）： 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
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刮雨 刮臂（与摇杆相连）
连杆（带动） 小电机（驱动） 工艺原理及工艺动作过程（细述）
2 方案二：摆杆摆动角度范围较小。 3 方案三：凸轮带动不稳定，凸轮与挡板有动摩擦；中间固定部位较长影响视线。 4 方案四：两摇杆双曲柄，较复杂，双臂不同步
5 方案五：工作可靠，但占用空间较大，容易出现死点。
机构方案比较
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方案分析与选择
综上五种方案，方案一简单实用，并且节省材料，设置了急回特性 （ 推杆快，收杆慢），急回特性的运用提高了雨刷器的工作效率, 整体构建布局较易在汽车上实现，可行性好。所以最终选择方案一 。

雨刷机构的种类和结构
传统式雨刷机构
由电动马达驱动两个雨刷 臂进行前后往复摆动以清 除挡风玻璃上的雨水。
悬挂式雨刷机构
通过悬挂系统将雨刷臂悬 挂在挡风玻璃上，实现更 广泛的清洗范围。
无骨雨刷机构
采用弹性条作为支撑结构， 更加灵活且适应性强，Fra bibliotek 高了清洗效果。
雨刷机构的工作原理
雨刷机构通过电动马达或驱动装置将雨刷臂带动，使雨刷片来回摆动，通过 与挡风玻璃的接触，清除雨水和杂物。
机械原理课程设计汽车雨 刷机构
在本次课程设计中，我们将深入了解汽车雨刷机构的定义，种类和结构，并 探讨其工作原理。我们还将讨论设计要求和考虑因素以及常见的故障分析和 解决方法。最后，我们将展望雨刷机构的改进和创新。
汽车雨刷机构的定义
了解汽车雨刷机构是保证行车安全的关键。雨刷机构是指安装在汽车前挡风 玻璃上的清洗装置，用于清除雨水和杂物。
雨刷机构的设计要求和考虑因素
1 清洗效果
2 可靠性
确保雨刷机构能够有效清除挡风玻璃上的 水滴和污物。
确保雨刷机构能够长时间稳定工作，不易 损坏。
3 安全性
4 噪音
确保雨刷机构的操作和设计不会对驾驶安 全造成影响。
减少雨刷机构工作时产生的噪音，提供更 好的行车体验。
常见的雨刷机构故障分析和解决方法
1
雨刷片破损
更换破损的雨刷片以保证清洗效果。
2
驱动装置故障
检查并修复电动马达或驱动装置的问题。
3
雨刷臂松动
重新固定雨刷臂以确保稳定性。
雨刷机构的改进和创新
为提高清洗效果和用户体验，新型雨刷机构采用声波清洗技术、智能感应系 统以及自适应清洗模式等创新设计。

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。

课程设计工作分工表
课程设计工作任务 机械运动方案设计，讨论 及确定 绘制机械系统运动简图 机构运动设计及分析 资料整理，编制课程设计 说明书 负责人 孙洪波 吕世伟 张显伟 吕世伟 孙洪波 孙洪波 吕世伟 张显伟
参 考 文 献
设计目的及要求
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。 1. 对曲柄摇杆机构进行运动分析 作机构1-2个位置的速度多边形和加速度多边形，以 上内容与后面的动态静力分析一起画在2号图纸上， 整理计算说明书。 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运动副反力及应加于曲柄上 的平衡力矩。作图部分画在运动分析的图纸上，整 理计算说明书。
得到的结构简图
为零可得 ∑fx=0 ∑fy=0 ∑M=0 得出结论
机械原理课程设计总结：
在学完机械原理这门课程的同时，作为一名合格的机电学生， 需要将所学的应用到实际设计机构中去，提高我们综合运用 机械原理课程理论分析的能力，并结合生产实际来分析和解 决工程问题。根据已知机械的工作要求，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，让我们对机构设计有一个较完整的概念。同时也训 练我们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。完成了整个课程设计，收获颇多，尤其是在 软件应用上面，同时对机械原理的知识有了更进一步的认识。
设计过程
通过这次课程设计，我们真是收获颇丰,不仅温 习、巩固了课本上学所学知识，而且使让我们在 实际操作中学会了多动脑带来的快乐，团体合作 的力量以及相互讨论的好处。 对于设计流程：参与课程设计的选题，对刮水器 的机构进行构思，设计方案和设计思路。绘制刮 水器的机构简图。 感谢我们的指导教师 ：包玉花

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。