汽车雨刷设计机构---燕山大学-机械原理PPT课件

,小组成员：林银福吴俊武蒋阅任成伟指导老师：宜亚丽2013级机自八班,汽车雨刷机构方案设计,1,.,机构原理简介：,汽车风窗刮水器是用于汽车刮水刷的驱动装置。如图(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。,2,.,3,.,方案设计动画及机构简图：,方案一,方案二,方案三,总结,4,.,方案一介绍：,分析：曲柄2转动带动摇杆3，摇杆3带动雨刷4上下移动，从而达到刮水效果。,优点：雨刷刮水面积较大；结构相对较简单。缺点：中间固定部位4过长，影响视线；雨刷向上移动的时，又将雨水向上刮，从而影响效率.,返回,5,.,6,.,方案二介绍：,分析：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。,优点：结构新颖。缺点：两摇杆双曲柄，较复杂，双臂不同步。,返回,7,.,8,.,方案三简介：,分析：曲柄2转动带动摇杆3，摇杆3带动连杆移动，从而使摆杆5、6左右以一定频率摆动，达到刮水的效果。,优缺点分析,返回,9,.,优点：1.整体构建布局可以在汽车上较为容易实现；2.机构简单实用，在满足运动要求前提下大大节省了材料；3.设置了急回特性（推杆快，收杆慢），因为在刮片起挂前，挡风玻璃上附着的雨水量相对较多，对司机观察前方路线不利，这时刮片需快速挂清雨水，而在回程时玻璃上雨量较少，这时慢挂可进一步刮净雨水，是玻璃保持相对较长的清晰度。同时急回特性的运用也提高了雨刮器的工作效率；4.在雨刮器收杆的时候，刮片贴紧挡风玻璃下沿时间较长，这就可以让雨刷器间隔工作，剩去了需脉冲控制让雨刷器间隔工作这一步。,10,.,11,.,方案一,方案二,方案三,结构简单，影响视线,结构新颖，但较为复杂，且双臂不同步.,巧妙应用急回特性，简单实用,综上所述，我们采用方案三,12,.,机构尺寸的确定：,上图是一前风窗的尺寸示意图,经搜索资料和文献我们选择一款轿车尺寸为标准，于是可知其前风窗大概尺寸L1为1100mm，L2为850mm，L3为1400mm，L4为900mm。,13,.,机构尺寸的确定：,根据急回运动，而且我们想让雨刷旋转，所以我们设计的尺寸CD=4cm,l1=4cm,l2=12cm,l3=12cm,l4=13cm,比例尺u=11.25mm/1mm。,14,.,机构尺寸的确定：,经过计算，这个雨刷经过的面积基本符合我们的要求。面积S=854777.78mm2=0.85477778m2,15,.,运动学分析：,图解法速度分析：,16,.,速度分析：,17,.,加速度分析：,18,.,加速度分析：,19,.,动力学分析：,20,.,动力学分析：,21,.,解析法机构分析：,22,.,解析法方程：,23,.,解析法方程：,24,.,解析法图线（使用matlab软件编程）,25,.,解析法图线（使用matlab软件编程）,26,.,Matlab代码：,主要利用syms.ezplot.来编写程序。,functioncreatefigure(X1,Y1)%CREATEFIGURE(X1,Y1)%X1:x数据的矢量%Y1:y数据的矢量%由MATLAB于17-Jun-201514:46:52自动生成%创建figurefigure1=figure;%创建axesaxes1=axes(Parent,figure1,PlotBoxAspectRatio,434342.385.575,.DataAspectRatio,111);box(axes1,on);hold(axes1,all);%创建plotplot(X1,Y1);%创建xlabelxlabel(x);%创建ylabelylabel(y);,27,.,%创建titletitle(x=Y_1,y=-2atan(56cos(Y_1)+131)/(48sin(Y_1)+2/(2304sin(Y_1)2-(104cos(Y_1)-25)2+(48cos(Y_1)-156)2);functioncreatefigure(X1,Y1)%CREATEFIGURE(X1,Y1)%X1:x数据的矢量%Y1:y数据的矢量%由MATLAB于17-Jun-201515:13:35自动生成%创建figurefigure1=figure;%创建axesaxes1=axes(Parent,figure1,PlotBoxAspectRatio,434342.33423,.DataAspectRatio,111);box(axes1,on);hold(axes1,all);%创建plotplot(X1,Y1);%创建xlabelxlabel(x);%创建ylabelylabel(y);%创建title,28,.,title(x=Y_1,y=(3sin(2atan(56cos(Y_1)+131)/(48sin(Y_1)+2/(2304sin(Y_1)2-(104cos(Y_1)-25)2+(48cos(Y_1)-156)2)+2atan(216cos(Y_1)-709)/(112sin(Y_1)+2/(12544sin(Y_1)2-(104cos(Y_1)-345)2+(112cos(Y_1)-364)2)/(80sin(2atan(216cos(Y_1)-709)/(112sin(Y_1)+2/(12544sin(Y_1)2-(104cos(Y_1)-345)2+(112cos(Y_1)-364)2)-Y_1);functioncreatefigure(X1,Y1)%CREATEFIGURE(X1,Y1)%X1:x数据的矢量%Y1:y数据的矢量%由MATLAB于17-Jun-201515:49:42自动生成%创建figurefigure1=figure;%创建axesaxes1=axes(Parent,figure1,PlotBoxAspectRatio,434342.33423,.,29,.,DataAspectRatio,111);box(axes1,on);hold(axes1,all);%创建plotplot(X1,Y1);%创建xlabelxlabel(x);%创建ylabelylabel(y);%创建titletitle(x=Y_1,y=-(6sin(2atan(56cos(Y_1)+131)/(48sin(Y_1)+2/(2304sin(Y_1)2-(104cos(Y_1)-25)2+(48cos(Y_1)-156)2)+2atan(216cos(Y_1)-709)/(112sin(Y_1)+2/(12544sin(Y_1)2-(104cos(Y_1)-345)2+(112cos(Y_1)-364)2)/(6400cos(2atan(216cos(Y_1)-709)/(112sin(Y_1)+2/(12544sin(Y_1)2-(104cos(Y_1)-345)2+(112cos(Y_1)-364)2)-Y_1)+(343sin(2atan(56cos(Y_1)+131)/(48sin(Y_1)+2/(2304sin(Y_1)2-(104cos(Y_1)-25)2+(48cos(Y_1)-156)2)+2atan(216cos(Y_1)-709)/(112sin(Y_1)+2/(12544sin(Y_1)2-(104cos(Y_1)-345)2+(112cos(Y_1)-364)2)2)/(3200sin(Y_1+2atan(56cos(Y_1)+131)/(48sin(Y_1)+2/(2304sin(Y_1)2-(104cos(Y_1)-25)2+(48cos(Y_1)-156)2)2)+(27cos(2atan(56cos(Y_1)+131)/(48sin(Y_1)+2/(2304sin(Y_1)2-(104cos(Y_1)-25)2+(48cos(Y_1)-156)2)+2atan(216cos(Y_1)-709)/(112sin(Y_1)+2/(12544sin(Y_1)2-(104cos(Y_1)-345)2+(112cos(Y_1)-364)2)sin(2atan(56cos(Y_1)+131)/(48sin(Y_1)+2/(2304sin(Y_1)2-(104cos(Y_1)-25)2+(48cos(Y_1)-156)2)+2atan(216cos(Y_1)-709)/(112sin(Y_1)+2/(12544sin(Y_1)2-(104cos(Y_1)-345)2+(112cos(Y_1)-364)2)2)/(3200sin(2atan(216cos(Y_1)-709)/(112sin(Y_1)+2/(12544sin(Y_1)2-(104cos(Y_1)-345)2+(112cos(Y_1)-364)2)-Y_1)2);,30,.,速度误差分析:,31,.,速度误差分析：,32,.,加速度误差分析：,33,.,加速度误差分析：,34,.,Inventor三维绘图：,35,.,36,.,运动循环图：,37,.,成员感想：,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，