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（图纸+论文）轿车雨刮器结构设计与运动仿真（全套完整）

位装置，选择合适的比较分析不同雨刮器的控制方式，选择种分析比较其他车型的传动机构，选择合适的优化传动机构查阅参考资料中求解雨刮器的算法学习软件，实现雨刮器的运动仿真学习软件，建立雨刮器的三维模型。第章轿车雨刮器.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，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图.右雨刮曲柄摇杆机构计算图由三角形余弦定理得解得所以右摇杆为，右连杆为。根据曲柄摇杆各杆长度必须满足以下条件，如图.所示。中所以有.将公式两两相加，化简可得.图.四连杆机构根据以上计算，初选左右曲柄摇杆的尺寸，如图.所示。图.曲柄摇杆机构由上图可知此铰链四杆机构中有整转副，曲柄为。.刮水电机的选择及蜗轮蜗杆设计分析雨刮电机性能计算刮水器电机和刮片刮杆组装后，刮水器电机负载时的转矩可以用下列公式进行计算••式中刮水器电机负载时的转矩••刮片的片数刮片的长度刮片的压力传动杆传动系数作用在电机轴上的转矩作用在刮水器轴上的转矩设计中，值般取或小于。挡风玻璃表面与刮片胶条之间的摩擦系数。挡风玻璃表面状态十分湿润时。挡风玻璃表面状态干燥时。挡风玻璃表面状态由湿润向干燥过渡中间的半干燥时。因为在负载下工作的电机，其转矩假设为干燥或轻度的半干燥状态是公称转矩的，所以公称转矩可以右下式进行计算。公称转矩••这时，，。刮杆的压力其中刮杆的压力刮片的长度。当负载为最大时，电机功率根据电机输出特性曲线，负载为时查出电机转速高速热态高速冷态低速热态低速冷态图.电机输出特性曲线其中电机功率，从而选定电机额定功率电机内部的阻尼系数，轴承和转子，般。刮水器总成刮水电机性能计算刮水电机湿状态负载取.刮水电机半干燥状态负载取.公称转矩因为实际情况般为湿状态或者半干状态下刮刷，所以取这两个状态下的平均值来计算公称转矩当负载为最大时，电机功率根据电机输出特性曲线，负载为时，转速为根据上述计算，并且考虑制动功率和经验值，所选电机功率要大于计算功率。所以选择安徽宗申通宝型号电机。该产品采用高性能磁钢和优质的电磁线，具有良好的机械特性体积小，噪音低运行可靠。电机有双速和单速两种，有自动复位装置。该产品有多种型号，适用于轻重型载货车微型面包车轿车刮水器，安装方便。所选电机参数见表.。表.电机参数型号额定电压额定功率额定转速雨刮电机蜗轮蜗杆设计分析圆柱蜗杆传动的主要参数模数和压力角如图.所示，通过蜗杆轴线并垂直于涡轮轴线的平面，称为中间平面。由于蜗轮是用于与蜗杆形状相仿的滚刀，按范成原理切制轮齿，所以在中间平面内蜗轮与蜗杆的啮合就相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。蜗杆传动的设计计算都以中间平面的参数和几何关系为准。它们正确啮合条件是蜗杆轴向模数和轴向压力角应分别等于蜗轮端外观质量雨刮表面必须经防眩目处理，以防强光的反射造成对方驾驶员刺眼。般在金属件表面喷涂黑色无光或半光的环氧塑料，喷涂层应与基体有较强的结合，在零件的棱角处观察不应有剥落或漏喷，喷涂面应平整，光洁，不得有擦痕起泡挂料堆积等疵病。装配质量雨刮的各铰接部位均应灵活但又不可过份松动，非铰接中心轴线处的两平面间不应有明显的转动存在，例如接头与主体刮片与铰接座等。刮片的桥架之间铰接同上样，桥架脚与胶条的保持部应移动灵活，对刮片进行曲率变化，其反应应灵敏，释放外力后能迅速还原。刮杆对刮片的压力应合理。般对曲刮来讲，刮片每米长应有克的力，测力的方法如图.所示。图.刮杆对刮片的压力测量胶条的材料与质量刮片的刮拭性能及耐用度最终是反映在胶条上的。般胶条是用合成胶及氯丁胶制成，它应能在环境中耐年以上的老化寿命，并保持定的弹性恢复性能。硬度在邵尔氏度，在自然状态下应平直，两侧无弯曲波。如图.所示。工作时下压的姿态应合理图.，胶条工作部表面应光滑，棱角清晰，胶条刃口应平直图.。若表面进行氯化或石墨化处理则工作效果更好。图.胶条自然状态图两侧不应有波纹形刃口部工作部颈部保持部图.胶条工作状态图刃口好刃口差图.胶条刃口图刮水器传动机构刮水器传动机构尺寸种类变化繁多，无统的型号编制，因为它的专用性较强。其外形安装尺寸刮拭角等尺寸参数基本上是由汽车制造厂根据汽车前围的大小高低及布置空间等要求而确定的。因此，习惯上对传动机构的称呼是根据车型而定的。传动机构般由至三组曲柄摇杆机构及双摇杆机构组成，如图.所示。图.传动机构典型结构简图四连杆机构的杆件般由管材或槽钢制成。杆件间的铰接点均是球形关节结构，以弥补杆件运动平面在制造和安装上的误差，球铰节的外套由高能工程塑料制成，因此具有吸收冲击和减少噪音防止铰接点咬死等优点。在工作时运动灵活平稳，装配维修时由于是靠零件的弹性过盈进行轴向定位的，故不用专用工具即可方便拆卸。.雨刮器相关参数的选择雨刮器尺寸初定初定车窗面积刮片长度及刮扫角度如下图.车窗面积及雨刮初步设计图图.车窗面积及雨刮初步设计尺寸图根据已知轿车实际条件，初选雨刮器的右刮片长度为，左刮片长度为。曲柄与左摇杆之间的距离为，曲柄与右摇杆之间的距离为。初定左摇杆为。初定刮片刮扫角度为度。曲柄摇杆结构设计图.左雨刮曲柄摇杆机构计算图设曲柄长度为，左连杆长度为。当左摇杆运动到位置时当左摇杆运动到位置时，所以由图可知,测量出图中的长度为，则曲柄长度为，左连杆长度为。配体的尺寸精度，般用于以下的电机减速，以增大力矩，如图.所示。图.二级圆柱齿轮减速旋转输出结构蜗杆螺旋齿轮摆动输出的特点这种电机减速传动的特性与上述相同，但它还将旋转运动改变为摆动运动的套曲柄摇杆机构同时置于减速箱内，使刮水电机输出形式直接为摆动，如图.所示。在以内的刮水电机中，这种型式较常见，其特点是在车身前围安装方便，适应性很强，结构紧凑。摆动输出也有圆柱齿轮减速的，其基本特点相近。图.蜗杆螺旋齿轮减速摆动输出结构蜗杆螺旋齿轮减速旋转输出的特点这种减速有时会被称之为蜗轮蜗杆减速，但实际上刮水电机减速器是个斜齿轮与蜗杆吻合，所以严格讲应该称为螺旋齿轮减速。这类齿轮减速方式的优点是加工成本低噪音小冲击小结构紧凑但传动效率低，约为。般在以上的刮水电机中大多用此方式达到减速增大力矩，如图.所示。图.蜗杆圆柱齿轮减速旋转输出结构刮水电机的控制电路分析图.自动复位装置电枢短路制动雨刮电机继续转动电动刮水器的复位如图.刮水器自动复位装置示意图。在减速涡轮上，嵌有铜环，其中较大的片与电机外壳相连接而搭铁，触点臂用磷铜片制成有弹性，其端铆有触点，与蜗轮端面或铜片接触。当电源开关接通，把刮水器开关拉到挡低速挡时，电路为电池正极开关熔断丝电刷电枢绕组电刷接线柱接触片接线柱搭铁，此时电动机以低速运转。当刮水器开关拉到“Ⅱ”档时，电路为蓄电池正极开关熔断丝电刷电枢绕组电刷接线柱接触片接线柱搭铁，电动机以高速运转。当刮水器开关推到挡停止位置是，如果刮水器刮水片没有回到原始位置停放位置，由于触点与铜环接触，则电流继续流入电枢，其电路为蓄电池正极开关熔断丝电刷电枢绕组电刷接线柱接触片接线柱触点臂铜环搭铁，形成回路，如图.所示，电动机以低速运转直至蜗轮旋转到图.所示的特定位置，电路中断。由于电枢的惯性，电机不可能立即停止转动，电动机以发动机方式运行，此时电枢绕组通过触点臂与铜环接通而短路，电枢绕组产生很大的反电动势，产生制动力矩，电机停止转动，使刮水片复位到风窗玻璃的下部。电刷调速图.双速刮水电动机的变速原理结构原理电路原理刮水电动机通常采用改变两电刷间串联的导体数的方法进行调速，如图.所示。电刷为高低速公用电刷，用于低速，用于高速，与相差。电枢采用对称叠绕式。永磁式三刷电动机，是利用三个电刷来改变正负电刷之间串联的线圈数来实现变速的。当直流电动机工作时，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。如果使电枢旋转，外加电压必须克服反电动的作用，即，当电枢转速上升时，反电动势也相应上升，只有当外加电压几乎等于反电动势时，电枢的转速才趋于稳定。三刷式电动机旋转时，电枢绕组所产生的反电动势如图.所示，当开关拨向时，电源电压加在和之间。在电刷和之间有两条并联支路，条是有线圈串联起来的之路，另条是线圈串联起来的支路，即在电刷间有两条支路，各三个线圈。这些线圈产生的全部反电动势与电源电压平衡后，电动机便稳定旋转。由于有三个线圈串联的反电动势与平衡，故转速较低。轿车,雨刮器,结构设计,运动,仿真,毕业设计,全套,图纸本科学生毕业设计轿车雨刮器结构设计与运动仿真系部名称汽车与交通工程学院专业班级车辆工程班学生姓名指导教师职称讲师黑龙江工程学院二年六月摘要汽车雨刮器，是个很小却又不容忽视的汽车部件，它能擦亮汽车的挡风玻璃，使司机的视线更加清晰。其功能是将玻璃上的雨水尘埃泥污刮净，以获得清晰的视野，保证行车安全。有的国家已将雨刮器的技术状态列入车辆年检项目。本设计要求进行轿车雨刮器部件尺寸的设计，求解刮扫面积，电机选型，电路分析，利用软件进行运动分析，获得运动的轨迹和速度，并用绘出三维模型。运用三维建模软件与动力学仿真软件建立雨刮器模型，并进行运动仿真，分析雨刮器的运动曲线，对雨刮器做进步的设计，力求使刮刷区域进步增大，为生产实际提供理论参考。关键词雨刮器间歇电路控制虚拟设计摘要第章绪论.虚拟样机技术.虚拟样机技术的应用及发展.设计的目的意义.设计的基本内容与解决的主要问题研究的基本内容拟解决的主要问题第章轿车雨刮器.引言.汽车雨刮器的研究现状.刮水电机刮水电机型号的编制方法减速器的结构特点刮水电机的控制电路分析.雨刮器雨刮的组成和结构特点雨刮品质的评价刮水器传动机构.雨刮器相关参数的选择雨刮器尺寸初定曲柄摇杆结构设计.刮水电机的选择及蜗轮蜗杆设计分析雨刮电机性能计算雨刮电机蜗轮蜗杆设计分析.本章小结第章建模分析.功能简介.基于虚拟样机开发流程.曲柄摇杆机构改进.新模型建立.本章小结第章模型的建立与装配.三维建模技术在汽车行业的应用.零件模型的建立.零件模型的装配.本章小结第章模拟仿真.将装配模型导入中.给装配模型施加约束.给装配模型施加力和驱动进行仿真.绘制出仿真数据分析图.利用函数控制雨刮器进行间歇刮水.雨刮器刮扫面积的分析计算.本章小结结论参考文献致谢第章绪论.虚拟样机技术虚拟样机技术是种崭新的产品开发方法，它足种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法。这些数字模型即虚拟样机，将不同工程领域的开发模型结台在起，它从外观功能和行为上模拟真实产品．支持并行工程方法