1、1汽車風扇刮水器汽車風扇刮水器課程設(shè)計說明書課程設(shè)計說明書設(shè)計者：設(shè)計者：班級：班級：學號：學號：指導老師：指導老師：2013 年年 12 月月 27 日日目目 錄錄一一.設(shè)計設(shè)計題題目目.11.1 課程設(shè)計目的和任務.11.2 課程設(shè)計內(nèi)容與基本要求.21.3 機構(gòu)簡介.4二二. 設(shè)計方設(shè)計方案案比較比較.52.1 設(shè)計方案一.52.2 最終設(shè)計方案.6 2.3 原始數(shù)據(jù).6 三、刮水器機構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)的三、刮水器機構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)的計計算及分析算及分析.6 四四. 虛擬樣機實體建模與仿真虛擬樣機實體建模與仿真. .11 4.1 ADAMS/VIEW 的樣機建模.11五五. 虛擬樣機仿真結(jié)果分析虛擬樣

2、機仿真結(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 .12六六. 課程設(shè)計總結(jié)課程設(shè)計總結(jié).136.1 機械原理課程設(shè)計總結(jié).136.2 設(shè)計過程.136.3 設(shè)計展望.146.4 設(shè)計工作分工表.146.5 參考文獻.151一題目：汽車風扇刮水器一題目：汽車風扇刮水器1.11.1 課程設(shè)計目的和任務課程設(shè)計目的和任務機械原理課程設(shè)計能夠培養(yǎng)機械類專業(yè)學生創(chuàng)新能力，是學生綜合運用機械原理課程所學理論知識和技能解決實際問題，獲得工程技術(shù)訓練的必不可少的實踐性教學環(huán)節(jié)。機械原理課程設(shè)計教學所要達到的目的是：1、培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓練學生

3、綜合運用機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、合理選擇機構(gòu)的類型、正確地對機構(gòu)的運動和受力進行分析和計算，讓學生對機構(gòu)設(shè)計有一個較完整的概念。3、訓練學生收集和運用設(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，并在此基礎(chǔ)上利用計算機基礎(chǔ)理論知識，初步掌握編制計算機程序并在計算機上計算來解決機構(gòu)設(shè)計問題的基本技能。機械原理課程設(shè)計教學的任務是：機械原理課程設(shè)計通常選擇一般用途的機構(gòu)為題目，根據(jù)已知機械的工作要求，對機構(gòu)進行選型與組合，設(shè)計出幾種機構(gòu)方案，并對其加以比較和確定，然后對所選定方案中的機構(gòu)進行運動和動力分析，確定出最優(yōu)的機構(gòu)參數(shù)，繪

4、制機構(gòu)運動性能曲線。31.21.2 課程設(shè)計內(nèi)容和基本要求課程設(shè)計內(nèi)容和基本要求機械原理課程設(shè)計是在機械原理課程完成后集中進行的教學環(huán)節(jié)，它是在教師指導下由學生獨立完成的。每個學生都應明確課程設(shè)計的任務和要求，擬定設(shè)計計劃，保證設(shè)計進度、設(shè)計質(zhì)量，按時完成課程。在設(shè)計過程中，提倡獨立思考、深入鉆研，主動地、創(chuàng)造性地進行設(shè)計工作。要求設(shè)計態(tài)度嚴肅認真、一絲不茍，反對不求甚解，這樣才能確保課程設(shè)計達到教學基本要求，并在設(shè)計思想、方法和技能等方面得到良好的訓練和提高。1)1) 機械原理課程設(shè)計步驟機械原理課程設(shè)計步驟（1）機構(gòu)運動方案設(shè)計。即根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)和工藝要求，構(gòu)思并選定機構(gòu)方案；（2）設(shè)

5、計上述各機構(gòu)。根據(jù)選定的方案采用各機構(gòu)，如凸輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)及其組合機構(gòu)等，即具體機構(gòu)的尺度綜合，求出機構(gòu)的主要尺寸；（3）根據(jù)上面求得的尺寸，按比例畫出全部機構(gòu)的運動簡圖及運動循環(huán)圖；（4）據(jù)此對上述機構(gòu)進行運動分析，并進行基于 ADAMS 軟件的機構(gòu)建模與運動仿真。即繪制機構(gòu)的運動線圖，或進一步進行運動和動力分析；（5）編寫設(shè)計說明書。2)2) 設(shè)計說明書編寫要求設(shè)計說明書編寫要求課程設(shè)計說明書是學生證明自己設(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，能提高學生的技術(shù)概括能力和表達能力。

6、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，學生在校期間就應加強這方面的訓練。課程設(shè)計說明書應在課程設(shè)計過程中逐步形成，課程設(shè)計結(jié)束時，再作必要的補充和整理。而設(shè)計說明書的內(nèi)容視設(shè)計任務而定，大致包括：（1）設(shè)計題目（包括設(shè)計條件和要求） 。（2）機構(gòu)運動簡圖或設(shè)計方案的確定。（3）全部原始數(shù)據(jù)。4（4）完成設(shè)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）繪出計算機程序框圖，寫出自編的程序。或?qū)⒒?ADAMS 軟件的機構(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)果進行

7、分析討論，寫出課程設(shè)計的收獲和體會。（9）列出主要參考文獻資料。3)3) 設(shè)計說明書的格式要求：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，都應有大小標題，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，學生應該學會整理設(shè)計數(shù)據(jù)、繪制圖表和簡圖，用工程術(shù)語表達設(shè)計成果的方法。（4）對所用公式和數(shù)據(jù)，應標明來源參考資料的編號和頁次。（5）說明書應加上封面，并與圖紙一起裝訂成冊。51.3 機構(gòu)的簡介機構(gòu)的簡介1.刮水器的功用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

8、動機構(gòu)將電機連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動化為刮片的往復掛刷運動，清除車窗上的水滴或污垢，保持清晰的視野。2.刮水器的機構(gòu)簡介及運動原理刮水器的機構(gòu)簡介及運動原理汽車風窗刮水器是用于汽車刮水刷的驅(qū)動裝置。如圖 1- (a)所示，風窗刮水器工作時，由電動機帶動齒輪裝置 1-2，傳至曲柄搖桿裝置 2-3-4。電動機單向連續(xù)轉(zhuǎn)動，刮水桿 4 作左右往復擺動，要求左右擺動的平均速度相同。其中，刮水刷的工作阻力矩如圖 1- (b)所示。 3.刮水器的運動簡圖刮水器的運動簡圖6二、方案設(shè)計比較二、方案設(shè)計比較2.1 方案一方案一分析:電機 A 轉(zhuǎn)動，帶動凸輪 1、2 轉(zhuǎn)動，使?jié)L子推桿上下移動，從而達到掛水效果。該方案優(yōu)點：

9、雨刷掛水面積較大，響應快速，機構(gòu)簡單緊湊。該方案缺點：中間固定部位較長，影響視線，凸輪廓線與推桿之間為點線接觸，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。72.2 最終設(shè)計方案：最終設(shè)計方案：2.3 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)符號1nKABl1xDCL4G4SJ1M單位minr mmN2mkgmmN 數(shù)據(jù)40112060160100150.01500三、刮水器機構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)的三、刮水器機構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)的計計算及分析算及分析 1.mmLBC160 2.極位夾角： （該機構(gòu)無急回作用，擺臂可勻速擺11180kk0動） 3.傳動角8bcadcbarr2cos222bcadcbarr2cos1

10、802221得:491rr4.加速度、速度多邊形計算與分析 已知：min40rn 得： ABABBLvsmsmAB19. 434 smLasmvmmLABABBABAB22052. 1251. 060 選比例尺： 12.428 .83bpapbvBaBV理論力學公式：tCBnCBBCBCBcaaaavvv支座 A、D 的水平距 離為 160, ，且, mmmmLAB60CDABLL，由運動機構(gòu)的左極限和右極限分析可以得到：mmLBC160ABCDCDCE3322330cosmmLAB60在左極限位置時:9ABABBLVsmAB60240sradAB187. 4mmLAB60smVAB251.

11、0smLaABABnB22052. 1速度矢量圖和加速度矢量圖如下：由理論力學公式得： , , BCBcvvv0cvsmvCB251. 010 tCBnCBBCaaaa0nca加速度關(guān)系圖smLLVaCBCBCBnCB22394. 0 nCBnBtcaaa30sinsmatc29 . 2. 0cvBCBcvvvsmvCB251. 011 tCBnCBBCaaaa0nca smLaABABnB22052. 10ncasmLLVaCBCBCBnCB22398. 0加速度分析圖可得： nBnCBtcaaa60cossmatc2308. 112由圖的速度多邊形及加速度多邊形，根據(jù)比例尺可得: smvs

12、mvBCc251. 00smasmasmaCnBCnC222627. 00683.0四、四、ADMAS 仿真與建模仿真與建模13五、五、ADAMS 仿真結(jié)果分析仿真結(jié)果分析 利用 ADAMS 仿真軟件對已建立模型的搖桿的位移、速度、加速度進行數(shù)據(jù)分析，并輸出所需要的數(shù)據(jù)及曲線，如下：位移：位移：速度速度：加速度：加速度：14六六. .課程設(shè)計總結(jié)課程設(shè)計總結(jié)6.16.1 機械原理課程設(shè)計總結(jié)：機械原理課程設(shè)計總結(jié)： 在學完在校的眾多課程的同時，作為一名合格的機電學生，需要將所學的應用到實際設(shè)計機構(gòu)中去，提高我們綜合運用理論分析的能力，并結(jié)合生產(chǎn)實際來分析和解決工程問題。根據(jù)已知機械的工作要求，

13、通過制定設(shè)計方案、合理選擇機構(gòu)的類型、正確地對機構(gòu)的運動和受力進行分析和計算，讓我們對機構(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。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)點的速度加速度問題，仿真數(shù)據(jù)分析等都讓我們花費了大量的時間。繪制雨刮器的運動簡圖也是一項麻煩的工作，需要耐心和認真。但在繪圖的同時也很好地復習了 CAD 的運用。縱觀本次設(shè)計過程，短短的一個星期讓我受益匪淺：首先要對問題認真重視，然后就是數(shù)學思想的完美性的思考，將機構(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

14、理念。6.26.2 設(shè)計過程設(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、鞏固了課本上學所學知識，而且使讓我們在實際操作中學會了多動腦帶來的快樂，團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，對刮水器的機構(gòu)進行構(gòu)思，設(shè)計方案和設(shè)計思路。繪制刮水器的機構(gòu)簡圖。對選定的方案進行尺寸設(shè)計。在 ADMAS 軟件中設(shè)計出雨刮器機構(gòu)，并對其進行仿真，得到各運動參數(shù)。在此次的機械原理課程設(shè)計中，我們對于某些機構(gòu)的原理知識，有了更高15有一層的認識，有感性的認識變?yōu)榱死硇缘睦斫庖约罢莆铡Ｔ谠O(shè)計過程中我們用于仿真分析的 ADMAS 也更加嫻熟系統(tǒng)了。6.36.3 設(shè)計展望設(shè)計展望生

15、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，應先了解一下雨刷的工作原理。原來，雨刷是借馬達的轉(zhuǎn)動作用，靠連接棒轉(zhuǎn)變成一來一往的運動，并將此作用力傳達至雨刷臂及雨刷本身。當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，當雨刷在較易更換的位置時將馬達開關(guān)定在 OFF。2.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。4.將雨刷盡量按原來的方式插入，使其固定。5.將擋風玻璃弄濕，觀察