轎車雨刮器結構設計【說明書+CAD+PROE】

轎車雨刮器結構設計【說明書+CAD+PROE】,說明書+CAD+PROE,轎車雨刮器結構設計【說明書+CAD+PROE】,轎車,雨刮器,結構設計,說明書,仿單,cad,proe SY-025-BY-3 開題報告 學生姓名 系部 專業(yè)、班級 指導教師姓名 職稱 從事 專業(yè) 是否外聘 □是■否 題目名稱 轎車雨刮器結構設計與運動仿真 一、課題研究現狀、選題目的和意義 研究現狀： 雨刮器總成含有電動機、減速機、四連桿機構、刮水臂心軸、掛水片總成等。當司機按下雨刮器的開關時，電動機啟動，電動機的轉速經過蝸輪蝸桿的減速增扭作用驅動擺臂，擺臂帶動四連桿機構、四連桿機構帶動安裝在前圍板上的轉軸左右擺動，最后由轉軸帶動雨刮片刮掃擋風玻璃。 雨刮器的種類很多, 按安裝位置分, 有頂置、底置、側置、前后置和內外置等;按雨刮范圍分, 有局部雨刮、整體雨刮、單面雨刮和雙面雨刮;按運動方式分, 有四桿機構左右擺動式、導軌式直線和弧線運動式;按制作材料分,有普通黑膠體雨刮器、透明塑料體雨刮器和磁性體雨刮器。目前,車輛上廣泛使用的是曲柄連桿機構黑膠體雨刮器。 國外對汽車電動雨刮器的性能要求： 1.耐久性能 （一）美國標準1975年SAEJ903b推薦 (1)總成耐久試驗 (2)刮片耐久試驗 (3)橡膠片耐久試驗 （二）日本標準1976年JISD5710推薦 （1）橡膠片耐久試驗 （2）總成耐久試驗 試驗后搖臂的壓力變化和試驗前相比應在15%以內, 搖臂和刮片的各部分不應有明顯的松弛、松動（配合、間隙等）或其他有害缺陷的產生。 2.強度性能 美國標準1975年SAEJ903b推薦 在刮動過程中阻擋搖臂15秒，試驗后應仍能正常工作。 3.刮刷性能 美國標準1975年SAEJ903b推薦 耐久試驗 試驗后刷凈性能仍應達到75%。 4.刮動頻率 （一）美國文獻介紹 刮動周期 1--20秒 （二）法國文獻介紹 刮動頻率 12--40次/分 （三）美國文獻介紹 間隔 3 秒較普遍 （四）英國文獻介紹 適應極細雨時用, 頻率和間歇均能獨立控制。 （五）美國文獻介紹 傾盆大雨時刮刷頻率可高達80次/分,高于上述頻率則雨刮將在風窗玻璃水而上浮掠而過, 破壞刮水性能。 5. 接觸面壓力 （一）日本文獻介紹 刮片對風窗玻璃的壓力 10--15克/公分 （二）日本文獻介紹 接觸面壓力 低速 10克/公分 高速車 15克/公分 （三）美國文獻介紹 汽車速度大于60哩/時, 則刮片將受到空氣的浮力而降低刮刷性能 （四）日本文獻介紹 在汽車速度為100公里/時, 400毫米長的刮片受到200克的空氣浮力, 使刮刷效果惡化, 此時為了改善其刮刷性能, 最低需要400克的壓力。 6.橡膠片與摩擦系數 （一）美國標準1975年SAEJ903b推薦 （1）耐久試驗 （2）化學試驗 （二）日本標準1976年JISD5710推薦 耐久試驗 7.工作溫度范圍 （一）美國標準1975年SAEJ903b推薦 （1）工作溫度范圍 55士3℃一 （2）高溫試驗 溫度 55士3℃ 最高速連續(xù)工作1/2小時 （3）低溫試驗 溫度 -30士5℃ 最高速連續(xù)工作1/2小時 （二）法國文獻介紹 工作溫度范圍 -30℃-- 80℃ 8. 聯動機構效率與擺角 日本文獻介紹 聯動機構效率 80一85% 刮刷角度 ≯110o 如超過此限度, 則尺寸誤差變得敏感、且易越過死點, 致使效率下降。 9.刮動扭矩 日本文獻的介紹 刮動扭矩大于50公斤· 厘米隨著風窗玻璃的大型化, 刮片長度大于280毫米的越來越多, 刮動扭矩也隨著增大, 超過了50公斤· 厘來。 10.刮動電流 法國文獻介紹 刮動電流 0.1安培 國外對雨刮器的設計要求都有了明確并且高標準的規(guī)定。 而我國現階段的雨刮器發(fā)展現狀是新產品喜憂參半, 老產品一統(tǒng)天下。 (1)新產品喜憂參半。由于冬季車輛內外溫差大,常常在車內擋風玻璃上結有很厚的一層冰霜, 必須使用熱水布反復擦除才能保證正常的視覺效果, 于是發(fā)明了雙面雨刮器。雙面雨刮器的不足是, 外雨刮片是車外物體, 內雨刮片與其一起聯動, 容易分散駕駛員注意力而引起視覺疲勞, 危害行車安全。通過改進, 把內雨刮片改成磁條式的, 無機械聯動, 需要時貼上, 用完后取下, 很方便。但是實際使用中發(fā)現磁性大小很難控制, 更麻煩的是加大磁場作用效果時, 干擾車內電子設備, 用手機做測試, 通話質量差, 甚至車內收放音設備無法正常工作。 局部雨刮一直是現用雨刮器的缺陷, 小范圍雨刮后視覺效果差, 影響駕駛員對前方全景的正確判斷。經過不斷改進, 把雨刮片的曲線(圓周)往復運動改成直線往復運動, 雨刮面積加大。但是設計者把被雨刮的玻璃假想成直面矩形平板式, 而目前擋風玻璃更多的是流線圓弧形等形狀, 直線整體雨刮在弧形玻璃上無法安裝。 傳統(tǒng)雨刮片的材料是黑膠體, 技術人員把它改成透明狀, 增強了視覺感光效果。在具體測試時, 遇到雨天夜晚行車, 打開雨刮設備, 各類光源被透明雨刮片折射后與透明棒形成新的“ 發(fā)光棒” , 司機原本可遠距離觀察, 這時卻被發(fā)光棒來回運動構成的發(fā)光“ 墻面”遮掩而眩目。 (2)老產品一統(tǒng)天下。我國車輛工業(yè)近年來快速發(fā)展, 但是雨刮器作為一種附件, 其開發(fā)一直得不到應有的重視。一方面是用戶的使用和思維習慣, 另一方面是新產品的完備性和推廣價值不高。接受和認可新型雨刮器要有一個過程, 真正的強適應性雨刮器開發(fā)出來, 一定會是中國制造的一大特色。 普通雨刮器經久不衰, 除了沒有可靠的替代品之外, 另一個很重要的原因就是其質量穩(wěn)定、結構簡單、故障率低和易于維修。而前幾種新型雨刮器要么處于試驗階段,要么質量不穩(wěn)定, 制造商不敢投入太多的資金搞推廣。 由于以上種種原因，我國廣泛應用的雨刮器一直沒有新的改進與進展。因此我國現階段的目標因該是在一定的技術要求下，改進老產品的不足，結合其他新產品的優(yōu)點，設計出新型的，刮掃面積大的，結構簡單、穩(wěn)定的，經濟實用的雨刮器。 目的： 雨刮器看似結構簡單，但是從驅動電機到最終的刮刀的結構尺寸和運動方式都決定雨刮器的性能。本設計在三維建模軟件與動力學仿真軟件平臺上建立某類型雨刮器模型。為生產實際提供理論參考。我想通過我所學的知識，并利用Pro/E軟件平臺，對雨刮器做進一步的設計，力求使刮刷面積進一步增大，使得司機在任何時候都有一個清晰的視野，提高汽車行駛安全性。本設計可以使學生在復習所學課程的基礎上，從機械設計、汽車構造、汽車電器以及三維軟件等方面做出全面的總結和學習，為以后的工作打下基礎。 意義： 汽車雨刮器，是一個很小卻又不容忽視的汽車部件，它能擦亮汽車的“雙眼”，使司機的視線更加清晰。汽車雨刮器是用來清掃汽車風窗玻璃上的雨雪和塵埃的裝置，一旦它失去作用，將直接影響到司機雨天駕駛視野的清晰度。雨刮器看似結構簡單，但是從驅動電機到最終的刮刀的結構尺寸和運動方式都決定雨刮器的性能。 雨刮器雖然是汽車的附件，但很多汽車制造企業(yè)將雨刮器列為汽車的安全部件, 并將雨刮器的一些功能特性(如刮刷頻率)列為安全特性,由此可見，雨刮器與汽車的安全性能有著緊密的關系，是我們不容忽視的汽車部件。 目前國內外的雨刮器都不能消除刮掃死角，本次設計也不能完全消除刮掃死角，但力求掛掃面積增大，使司機可以盡量有最寬闊的視野。 二、設計的基本內容、擬解決的主要問題 基本內容： 雨刮器總成含有電動機、減速器、四連桿機構、刮水臂心軸、刮水片總成等。本設計要求進行捷達轎車雨刮器部件尺寸的設計，求解掛掃面積等；要選擇電機的型號，分析雨刮器的控制電路及間歇電路，分析電機的自動回位裝置，確定雨刮器的硬件的尺寸等，利用LabVIEW軟件對雨刮器進行控制，求解雨刮器的刮掃面積，利用ADAMS軟件進行運動分析，獲得運動的軌跡和速度，并運用Pro/E繪出三維模型。 解決問題： （1）分析雨刮器電子間歇控制電路； （2）分析雨刮器的自動回位裝置； （3）確定雨刮器的控制方式； （4）優(yōu)化雨刮器傳動機構； （5）確定刮刷區(qū)域，并計算最大刮刷面積； （6）實現雨刮器的運動仿真； （7）最終實現三維模型建立(Pro/E)。 解決方法： （1）分析比較不同車型的控制電路及間歇控制電路，選擇其中一種。 （2）分析其他車型的自動回位裝置，選擇合適的。 （3）比較分析不同雨刮器的控制方式，如電路控制，單片機控制，labview控制等。選擇其中一種。 （4）分析比較其他車型的傳動機構，選擇合適的優(yōu)化傳動機構。 （5）查閱參考資料中求解雨刮器的算法。 （6）學習ADAMS軟件，實現雨刮器的運動仿真。 （7）學習Pro/E軟件，建立雨刮器的三維模型。 三、技術路線（研究方法） 利用Pro/E建立三維模型 計算雨刮器的掛掃面積 學習Adams軟件 進行仿真分析 確定雨刮器的控制方式 確定雨刮器的尺寸及連桿結構 分析雨刮器的連桿結構、組成及運動方式 查閱雨刮器的相關文獻 分析雨刮器的控制電路、間歇控制電路及自動回位裝置 選擇不同車型的雨刮器的控制電路及控制方法進行分析比較 四、進度安排 （1）調研、資料收集、完成開題報告 第1、2周（2月28日～3月6日） (2) 根據選定轎車的相關尺寸參數進行相關部件的參數計算，并進行驗證 第 3、4周（3月7日～3月20日） (3) 在ADAMS軟件平臺上建立零件的等比例物理模型，進行運動學分析 第5、6、7周（3月21～ 4月10日） （4）在Pro/E軟件中建立物理模型，利用部件的鏈接關系建立部件之間的裝配 第8、9、10、11周（4月11～5月8日） （5）設計1.5萬字說明書一份，零件圖一套（包括Pro/E零件圖）第12、13、14周（5月9日～5月29日） （6）畢業(yè)設計審核、修改 第15、16周（5月30日～6月12日） （7）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月13日～6月 19日） 五、參考文獻 [1] 臧杰，閻巖.汽車構造[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.08. [2] 陳家瑞.汽車構造第二版（下冊）[M].北京：機械工業(yè)出版社.2005.06. [3] 王望予.汽車設計第四版[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社,2004.08. [4] 楊可楨，程光蘊，李仲生.機械設計原理第五版[M].北京:高等教育出版社,2006.05. [5] 王知行，劉廷榮.機械原理[M].北京：高等教育出版社，2005. [6] 舒華，姚國平.汽車電器與電子技術[M].北京：人民交通出版社，2006.10. [7] 李曉輝，夏彩云,吳高陽. Pro /EngineerWildfire3.0中文版完全自學專家指導教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.01. [8] 暴風創(chuàng)新科技.Pro/Engineer野火版 4.0從入門到精通[M].北京：人民郵電出版社，2008.06 [9] 楊生輝，舒華，王克才. 汽車電器與電子技術[M].北京：國防工業(yè)出版社，2004.09 [10] 孫仁云，付百學. 汽車電器與電子技術[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社,2006.01. [11] 徐灝.機械設計手冊第二卷[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社,1991.09. [12] 徐灝.機械設計手冊第三卷[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社,1991.09. [13] 徐灝.機械設計手冊第四卷[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社,1991.09. [14] 徐曉東，鄭對元，肖武.LabVIEW 8.5 常用功能與編程.實例精講[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.10. [15] 周蘇東，榮玉，傅克寶，丁祖勝. 農業(yè)機械[J] .棗莊技術學院，安徽白湖機械廠，2007(02B): 62-62. [16] 岑木峰．汽車雨刮器的改進[J]．湖北汽車工業(yè)學院學報，2007，21(3)：74．78. [17] 張偉. LabVIEW在汽車雨刮電機生產中的應用[J]. 世界電子元器件，2003，(2). [18] 張偉. LabVIEW在大眾寶來A4轎車雨刮電機生產中的應用[J]. 國外電子測量技術，2004,23（z1）. [19] 漆海燕．凱越自動雨刮控制系統(tǒng)[J]．汽車維修與保養(yǎng)，2005，(5)：24～36. [20] 曾鑫. 智能刮水系統(tǒng)的結構與控制[J]．汽車電器，2010，（9）. [21]Hsu B.S，Ling S.F. Windshield Wiper System Design[J]．International Journal of Vehicle Design，1990，11(1)：63—78. [22]Chin Y.K，Kade A，Kovalik J.Graham,D．Electronic windshield wiper system Ⅰ Control and Sensitivity[J].Int.J.OfVehicle Design，1991，12(2)：183—196. 六、備注 自學ADAMS、LabVIEW軟件。 七、指導教師意見： 簽字： 年 月 日 開題報告 設計（論文）題目: 轎車雨刮器結構設計與運動仿真 院 系 名 稱: 專 業(yè) 班 級: 學 生 姓 名: 導 師 姓 名: 開 題 時 間: 2011年3月11日 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日