机械原理课程设计-汽车风窗刮水器.doc

中国地质大学江城学院机械原理课程设计说明书汽车风窗刮水器姓 名 陈勇 班 级 数控2班 学 号 2520110220 指导教师 刘 丽 明 2013年 6月 29日12目录一机构简介及参考数据1二刮水器机构相关数据的计算及分析22.1机构尺寸、极位夹角、传动角的计算22.2加速度，速度多边形的计算与分析2三设计方案比较及最终方案的确定43.1方案一运动简图43.2方案二运动简图43.3方案三运动简图54.1.MAD软件机构运动仿真图54.2.VB软件运动分析图74.3.VB软件运动线图84.4.VB运动仿真图10五.课程设计总结115.1机械原理课程设计总结：115.2设计过程115.3课程设计工作分工表125.4参考文献12一机构简介及参考数据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 汽车风窗刮水器机构简图及阻力线图设计参考数据见表1所示表1 设计数据内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单位数据30112060180100150.01500二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.LBC=180mm2.极位夹角=180 (k-1)(k+1) =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(b2+c2-(d-a)2)/2bcr1=180 - arcos(b2+c2-(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：VB=WABLABWAB=30/60 m/sLAB=60 mmVAB=0.188 m/s a B=WABLAB=0.592m/s选比例尺：v=VB/pb=9.42 (m/s)/m a=a B/pb=29.5(m/s)/m理论力学公式：VC=VB+VBC a C=a B+ a CBn+a CBt图2 由图2的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：VC =0.149 m/s VBC=0.031m/sa Cn=0.319m/s a BCn=0.005m/sa C =pc*a=0.59m/s对曲柄摇杆机构进行运动分析由王协伟和宋欣慰完成，计算及分析步骤和结果详见他们的说明书对曲柄摇杆进行动态分析由石剑锋和孙海鹏完成，计算及分析步骤和结果详见他们的说明书三设计方案比较及最终方案的确定3.1方案一运动简图凸轮副易磨损，且雨刷可能无法克服自身重力而停留在最高点无法与凸轮紧密接触，而且雨刷一挡住司机的视线所以排除此方案3.2方案二运动简图此方案十分符合实际使用情况，但题目要求不能有急回运动，所以此方案也排除3.3方案三运动简图电机齿轮系最终方案设计方案比较及最终方案的确定由蒋国平完成，详细过程见其说明书四MAD/VB运动分析及仿真4.1.MAD软件机构运动仿真图MAD软件机构运动仿真图截图如下面所示截图4.2.VB软件运动分析图4.3.VB软件运动线图 （角位移线图）（角速度线图）（角加速度线图）4.4.VB运动仿真图五.课程设计总结5.1机械原理课程设计总结：首先我们计算确定摇杆的长度，并用MAD画出了它的运动简图，之后用VB进行运动仿真。通过这次课程设计我学会了MAD/VB软件的基本操作掌握了更多的使用工具。并且在此设计过程中也培养了团队之间的协作精神。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。 纵观课程设计过程，我们各组员任务分配明确，相互沟通交流，互帮互助，工作有条不紊地前进。短短的5周让我们受益匪浅：首先要对问题认真重视，然后就是数学思想的完美性的思考，将机构放之现实生活中我们要考虑的问题，安全、稳定、美观、便捷、经济。这是最复杂和困难的，也是想的最多的地方，也是能够突出成绩的地方。我们在这方面想了很多，虽然有很多都没有在设计中体现出来，但总体上以满足要求。此外我们也参考了一些网上的资料，大多数都比我们的方案要复杂，完善。这也是我们此次设计的不足之处，可是我们确是在这些简单的零件组合与机构运动分析，对比，修改，调整中慢慢地喜欢上了一门原本被认为枯燥的课程。 总而言之，良好的团队精神与认真负责的态度在让我们受益良多的同时也圆满地完成了此次机械原理课程设计。5.2设计过程通过这次课程设计，我们收获很多,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手动脑带来的快乐，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。对选定的方案进行尺寸设计。在MAD/VB软件中设计出雨刮器机构，并对其进行仿真，得到各运动参数。在此次的机械原理课程设计中，我们对于某些机构的原理知识，有了更高有一层的认识，有感性的认识变为了理性的理解以及掌握。在设计过程中我们对于MAD/VB软件的使用变得越来越熟练，用于仿真分析的VB软件也更加娴熟系统了。完成这项课题，还得感谢刘丽明老师的帮助。5.3课程设计工作分工表课程设计工作任务负责人机械运动方案设计，讨论及确定蒋国平绘制机械系统运动简图及MAD/VB运动分析