汽车雨刷器设计

汽车雨刷器设计

文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]

机械原理设计任务书

学生姓名 C25 班级学号

设计题目：福克斯汽车风窗刮水器机构设计

一、设计题目简介

挡风玻璃雨刮器是重要的安全件，它必须能有效地清除雨水、雪和污，一副好的雨刮也会为驾驶人士带来极大的方便。因此雨刮器设计具有很重要的地位。本题目就是依据目前福克斯汽车前挡风玻璃尺寸，按照最大化原则设计进行雨刮器机构进行设计。

二、设计数据与要求

福克斯前挡风玻璃尺寸：

长:1463.3mm，宽:1023.3mm，厚:6.3 mm, 中高:95.7mm 对角:158.7mm 三、设计任务

1、根据目前所用的单双臂的情况，进行分析选择一种类型作为设计基础，然后在最大刮水面积和对驾驶员最有利的位置要求的前提下提出雨刮器工作机构方案并进行对比确定最合适的刮水器机构方案，绘制机构简图；

2、根据所提供的工作参数，对刮雨器机构尺度综合，确定机构各个杆件的长

度；应有计算过程及步骤

3、在机械基础实验中心机械原理实验室（2号楼一层）搭建机构运动模型，检验机构的有效性，并测量相关尺寸，写出其实验及测试过程；

4、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行可视化

仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。

5、进行动力学计算，确定各个构件受力及工作阻力等；

6、编写设计计算说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及

效果分析等。

完成日期：年月日指导教师

刮水器的功用

为了保证汽车在雪雨天有良好的视野，各种车辆均配有刮水器，它利用连杆运动机构将电机连续旋转运动化为刮片的往复挂刷运动，清除车窗上的水滴或污垢，保持清晰的视野。

刮水器的机构简介及运动原理

汽车风窗刮水器是利用汽车刮水的驱动装置，刮水器工作时，由电动机带动齿轮装置，传至曲柄摇杆装置，将电动机单向连续转动，转化为刷片做往复摆动，其左右摆动的平均速度相同.

机构简介

汽车风窗刮水器是用于汽车刮水刷的驱动装置。如图1所示，风窗刮水器工作时，由电动机带动齿轮装置，传至曲柄摇杆装置。电动机单向连续转动，刮水杆作左右往复摆动，要求左右摆动的平均速度相同。

图1

设计方案比较

设计方案一：单臂式系统

分析：电机转动带动摇杆，摇杆带动连杆移动，从而使摆杆左右以一定频率摆动，达到刮水的效果。

该方案优点：雨刷刮水面积较小；结构相对较简。

该方案缺点：雨刷刮水面积较小，影响视线，效率低。

自由度计算：1

设计方案二：双臂式系统

分析：电机转动带动摇杆，摇杆带动连杆移动，从而使摆杆左右以一定频率摆动，达到刮水的效果。

该方案优点：

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。

自由度计算：2

设计方案三对置式系统

分析：电机转动，中间为转向齿轮，将电机输出方向转向。带动左右摇杆，摇杆带动连杆移动，从而使摆杆左右以一定频率摆动，达到刮水的效果。

该方案优点：

1. 雨刷刮水面积较大，视野开阔，效率高。

2.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；

该方案缺点：

1.整体构建布局在汽车上较难实现；

2.机构实用性低；

自由度计算：2