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雨刮器 机构 设计

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雨刮器机构的设计,雨刮器,机构,设计

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【附件 2】毕业设计开题报告 学 校 代 码： 1605 毕业设计编号： 应天职业技术学院 机电工程系 毕业设计开题报告 2012 年 9 月 1 专业： 班 级 汽车 102 学生姓名 何佳勇 学 号 1066211 毕业设计题目 雨刮器机构的设计 任务书下达时 间 导教师（签字） 一、课题的来源、选题依据 最早的雨刮器是 由一个摇臂 与夹有 橡皮刮片的臂组成， 由司机手工操作。后来为了看位的需要， 在左右两侧都装上了 刮 水臂 ， 用连杆 连 接， 成为手动双刮水片， 也就是今天汽车雨刮器的 原始型。 后来的雨刮器用气压差来代替人力，称为真空雨刮器。 用一根管子接到发动机， 利用发动机的真空度来驱动 雨刮器里面的活塞，推动摇臂转动， 雨刮器就可以动作了。 40 年代初期， 汽车上陆续 安装了电动雨刮器取代真空雨刮器。不过，直到 80 年代初 ，我国一些客车和货车 仍然使用真空雨刮器。现在 ，汽车已经全部使用电动雨刮器了。 除了前挡风玻璃雨刮器外，许多乘用车还装置了后玻璃窗雨刮器，驾车者雨天能看到后面的东西。有些高级乘用车上的前照灯也安装有类似雨刮器的清洁装置。后玻璃窗雨刮器和前照灯清洁装置没有专门的四连杆机构，只在电动机上附加一个紧凑的转换机构，（例如齿条齿轮或四连杆机构），将旋转变为摆动。据欧美法规定，当前照灯脏污到照明度降到 20%时，前照灯清洗装置应当在8 秒内洗涤干净污垢，使照明度恢复到 80%。前照灯洗涤用的水由挡风玻璃雨刮器储水箱提供，其喷水嘴的位置要设置合理才能使车辆在任何速度下都能 使洗涤水喷到灯面上。 目前国内应用比较普遍的雨刮器形式总共有四种，分别为同向刮刷、对刮、单臂可控刮刷和普通单臂刮刷。前 2 种根据电机数目不同，可分为单电机驱动和双电机驱动。其中具备私服功能的双电机的对刮模式是目前比较先进的刮刷方式。 2 二、本课题研究 (及实践 )意义 雨刮器是汽车本身系统的重要组成部分之一，关系到汽车雨天行车安全性。据统计，全世界雨天行车 7%的交通事故是由驾驶员手动操作雨刮器引起的。 当司机关闭雨刮器时， 雨刮臂往往不停在 适当的位置， 阻碍司机的视线 。为解决这一问题， 雨刮器设有一个回位开关， 它控制雨刮 器电机 ，当雨刮臂停在 挡风玻璃下的适当位置时， 电机才会停止运转。 现今的雨刮器已经普遍采用快档、慢档、间歇控制档 。其中间歇控制档一般是利用电机的回位开关触点与电阻电容的 充放电功能 使雨刮器 按照一定周期刮扫 ，即每 动作一次停止 2时间， 对司机的干扰更少 。有些车辆的 雨刮器还装有电子调速器 ，该调速器附带感应功能， 能根据雨量的大小 自动调节 雨臂的摆动速度。 雨大刮水臂转得快， 雨小刮水臂转得慢 ，雨停刮水臂也停。 三、该课题研究 (及实践 )的基本内容、重点和难点 雨刮器看似简单，实际上构造并不简单，雨刮器总成含有电动机、减 速机、四连杆机构、刮水臂心轴、刮水片总成等。当司机按下雨刮器的开关时，电动机启动，电动机的转速经过蜗轮蜗杆的增扭作用驱动摇臂，摇臂带动四连杆机构，四连杆机构带动安装在前围板上的转轴左右摆动，最后由转轴带动雨刮片刮扫挡风玻璃。 1. 雨刮器的动力源来自电动机，它是整个雨刮器系统的核心。雨刮器电动机的质量要求是相当高的。 2 雨刮器的减速机一般与电机集成为一体，采用涡轮蜗杆机构， 结构紧凑 ，可获得很大的传动比 。 3. 电机减速机的输出轴带动四连杆机构 ，通过四连杆机构把电机轴的旋转运动改变为雨刮臂左右摆动的运动。 4. 雨刮臂是重要的安全件。它必须能有效的清楚雨水、雪和污垢；能 在 高温（摄氏零上 80 度）和低温（摄氏零下 30 度）下工作；能抗酸、碱、盐等有害物质腐蚀。使用寿命达到 15 万次挂刷循环。 本课题中，对雨刮臂 及其连杆机构 的研究是重点也是难点所在。 1 必须确定 电机各参数，根据电机转速以选择 蜗轮蜗杆的传动比 。 2 需要对四连杆机构非常熟悉，了解 成为四连杆机构 的 各连杆 长度 所需要满足的条件 ， 并且 需要对连杆机构进行 运动及 受力分析 ，通过计算确定材料是否符合 设计 要求 。 3. 四连杆机构 的急回特性及死点是 其中的重点难点。 在设计中必须对机构的急回特性进行验证以 确定机构的急回特性并不明显。 3 四、研究方法 (及实践手段 ) 雨刮器的电 机 采用直流永磁电动机，安装在前挡风玻璃上的雨刮器电动机一般与蜗轮蜗杆机械部分做成一体。蜗轮蜗杆机构的作用是减速增扭，其输出轴带动四连杆机构，通过四连杆机构把连续的旋转运动改变为左右摆动的运动。 雨刮器电机采用 3 刷结构以方便调速。间歇时间由间歇继电器控制，利用电机的回位开关触点与继电器电阻电容的冲放电功能使雨刮器按照一定周期刮扫。雨刮器的刮片胶条是直接清除玻璃上雨水和污垢的工具。刮片胶条通过弹簧条压向玻 璃表面，它的唇口必须与玻璃角度配合一致，方能达到所要求的性能。 一般情况下在汽车组合开关手柄上有雨刮器控制旋钮，设有低速、高速、间歇三个档位。手柄顶端是洗涤器按键开关，按下开关有洗涤水喷出，配合雨刮器洗涤挡风玻璃。洗涤器系统是目前汽车上很普遍的装置，它由储水箱、水泵、输水管、喷水嘴组成。其中储水箱一般是 的塑料罐，水泵是一种微型电动离心泵，通过它将储水箱的洗涤水输向喷水嘴，经 2喷水嘴的挤压作用将洗涤水分成细小的射流喷向挡风玻璃，配合雨刮器起到清洁挡风玻璃的作用。 传统雨刮器有如下特点： 1. 雨 刮采用对刮和同向刮刷方式布置， 这使得刮刷面积增大了 10%， 刮刷时盲区进一步减少。 2. 雨刮片更符合空气动力学 特性。 在关闭雨刮器的状态下， 雨刮将完全收进雨刮槽内， 这样就减少了空气阻力。 3. 雨刮片的空气动力学部件在车辆高速状态下的下压力更强， 避免了 下压力不强造成的刮刷不干净现象。 4. 雨刮器采用双电机设计左右雨刮间不存在机械连接，减少了噪声， 同时也节省了布置空间。 5. 伺服系统能在雨刮片接近 上刮刷位置时自动降低刮刷速度 进而达到上刮刷位置， 此时电机反转 则雨刮向相反方向刮刷， 这样大大降低了刷片突然反转造成的噪声。 6. 对于普通单臂刮 刷式 雨刮器而言， 结构最简单，成本最低， 但刮刷面积不够大是其最大缺点。 7. 对于单臂可控 刮刷式雨刮器而言， 刮刷面积最大是其最大优点， 但其结构和控制方式较复杂， 使用频率较低。 4 五、参考文献 (列出主要参考文献的作者、名称、出版社、出版时间 ) 1李朝晖 重庆：重庆大学出版社 2陈家珊，汽车构造 械工业出版社， 2005 3康华光 北京：高等