汽车风窗刮水器机构设计.docx

机电工程系
课程设计说明书
专 业：
机械电子工程
课 程：
机械原理课程设计
姓 名：
廖聪
学 号：
2015143227
班 级：
15级机械电子工程2班
时 间：
2017. 06. 26～2017. 06. 30
目 录
设计任务书 1
第一章 机械方案的设计及选择 3
功能要求 3
机械方案的设计及选择 3
第二章 机构结构设计 6
原始数据 6
图解法设计机构 6
解析法设计机构 7
第三章 机械系统运动简图绘制 8
8
8
第四章 解析法运动分析 9
建立机构位置方程 9
（消元法） 9
（几何法） 11
建立速度方程并求解 12
建立加速度方程并求解 12
运动分析程序 13
第五章 图解法运动分析 13
选取分析位置 13
分析位置机构运动简图绘制 13
速度分析 14
加速度分析 15
第六章 计算机编程 16
交互界面设计 16
数据输入有效性检验 17
主程序设计 17
结束退出程序设计 20
总 结 21
设计任务书
一、设计任务
汽车风窗刮水器机构
二、课程设计的目的
1、进一步巩固和加深我们所学的理论知识，并将它们应用于实际机构的分析研究和设计中，培养我们分析问题、解决问题的能力。
2、使我们得到机械运动方案设计的完整训练，并具有机构选型、组合以及确定传动方案的能力，培养我们开发和创新机械产品的能力。
3、使我们对于机械的运动学分析和设计有一较完整和系统的概念。
4、进一步提高我们的设计计算、分析、绘图、表达和使用技术资料的能力。
三、原始条件
1、工作条件
（1）曲柄AB由电机通过减速器带动单向转动；
（2）刮水器左右摆动角ψ=120°；
（3）刮水器左右平均速度相等，无急回特性；
2、精度及误差要求
摆角允许误差：±5%
3、原始数据：
组数
曲柄转速ω1
lCD
ψ
1
20r/min
60mm
120°
2
25r/min
60mm
120°
3
30r/min
60mm
120°
4
30r/min
65mm
120°
本设计小组为第3组数据。
四、任务图示
图1 汽车风窗刮水器机构
五、要求
（1）针对题目查阅、收集和研究及设计内容相关的参考文献及资料，在功能分析的基础上，拟定出至少两种机械系统运动方案；进行分析对比、评价选优，确定设计方案；
（2）机械系统中各机构的运动尺寸设计和有关结构参数的确定。
（3）绘制机械系统运动简图。
（4）用解析法对主体机构各位置（一个运动循环）进行运动分析，绘制主体机构执行构件的运动线图；用相对运动图解法对主体机构某一位置进行运动分析，并将结果及解析法比较。
（5）编写设计计算说明书。
第一章 机械方案的设计及选择
功能要求
根据任务书的要求和汽车风窗刮水器机构的工作实际，确定刮水器机械系统的功能要求。
（1）曲柄AB由电机通过减速器带动单向转动；
（2）刮水器左右摆动角ψ=120°；
（3）刮水器左右平均速度相等，无急回特性；
刮水器的启动及停止由控制系统控制，不在本课程设计范围。
机械方案的设计及选择
1、方案1：
图2 方案1结构草图
对心曲柄滑块机构没有急回特性，但从动件作滑块来回直线往复运动，需要将其转化为往复摆动的运动，为此，方案1主要包括以下两组机构：
（1）对心曲柄滑块机构
由主动件AB杆、连杆BC、滑块3和机架组成。滑块的两个极限位置为C1和C2。
（2）移动转块导杆机构
由移动转块4、摆杆5组成，其中转块及滑块4通过活动铰链相连，跟随构件4作平动，同时也作转动，带动摆杆5来回摆动。
特点分析：
（1）传动角分析
图3 曲柄滑块机构传动角分析图
一般曲柄滑块机构传动角分析见图，最小值为φ=90°处，图中最高点
cosγmin=a+eb
本方案第一机构为对心曲柄滑块机构，偏心距，e=0，
cosγmin=ab
可见，对心曲柄滑块机构最小传动角可以通过曲柄和连杆的长度来控制，容易满足最小传动角的要求。
不计转动导杆4及摆杆5之间的摩擦，第二机构的传动角始终为90°，传动性能较好。
（2）结构分析
方案1需要设置尺寸较大的滑轨，给构件3定向，加工复杂。
（3）