汽车雨刷结构设计
机械原理课程设计汽车雨刷机构
小组成员：王宇 赵世明 张彬 王金良
2014年6月
工艺原理及 工艺动作过
程
方案设计动画 及机构简图
方案分析与选择
目录 CONTENTS
工艺原理及工艺动作过程（概述）： 刮水器通过在挡风玻璃上不断来回移动 擦除积水，保持车窗洁净
刮雨 刮臂（与摇杆相连）
连杆（带动） 小电机（驱动） 工艺原理及工艺动作过程（细述）
主要参考文献
谢谢！
小组成员：王宇 赵世明 张彬 王金良 2014年6月
刮片（与刮臂相连一起在 摇杆驱动下摆动） 摇杆（往复运动）
曲柄（整周运动）
方案设计动画及机构简图
本低
雨刷机构设计方案一演示动画曲柄摇杆结构可以通过曲柄的转动带动摇杆摆动来完成刮刷 这一基本动作；而且其独特的急回特性能够较好提高雨刷对 雨水的刮刷效率，最终使机构顺利完成了雨刷设计的目的。
设计方案一机构示意图
设计方案三机构示意图
本低
雨刷机构设计方案四演示动画
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
设计方案四机构示意图
以曲柄摇杆为基础的多杆机构，在原动曲柄的驱动 下，通过连杆实现从动杆的大摆角摆动
设计方案五机构示意图
1 方案一：体积小，结构简单。双臂同步无碰撞 2 方案二：摆杆摆动角度范围较小。 3 方案三：凸轮带动不稳定，凸轮与挡板有动摩擦；中间固定部位较长影响视线。 4 方案四：两摇杆双曲柄，较复杂，双臂不同步 5 方案五：工作可靠，但占用空间较大，容易出现死点。
本低
雨刷机构设计方案二演示动画
本方案中通过电动机带动曲柄转动，从而实现两个摇杆 同步运动，实现擦拭动。作此机构摆杆摆动角度范围较 小。
轿车雨刮器结构设计方案
轿车雨刮器结构设计方案1.1虚拟样机技术虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法，它足一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法。
这些数字模型即虚拟样机(virtual prototype)，将不同工程领域的开发模型结台在一起，它从外观、功能和行为上模拟真实产品．支持并行工程方法学。
虚拟样机技术涉及多体系统运动学与动力学建模理论及其技术实现，是基于先进的建模技术、多领域仿真技术、信息管理技术、交互式用户界面技术和虚拟现实技术的综合应用技术[21]。
虚拟样机技术是在CAx(如CAD、CAM、CAE等)／DFx(如DFA、DFM等)技术基础卜的发展，它进一步融合信息技术、先进制造技术和先进仿真技术，将这些技术应用于复杂系统全生命周期、全系统、并对它们进行综合管理，从系统的层面来分析复杂系统，支持“由上至下”的复杂系统开发模式。
虚拟样机技术不仅是计算机技术在工程领域的成功应用，更是一种全新的机械产品设计理念。
一方面与传统的仿真分析相比，传统的仿真一般是针对单个子系统的仿真，而虚拟样机技术则是强调整体的优化，它通过虚拟整机与虚拟环境的耦合，对产品多种设计方案进行测试、评估，并不断改进设计方案，直到获得最优的整机性能。
另一方面，传统的产品设计方法是一个串行的过程，各子系统（如：整机结构、液压系统、控制系统等）的设计都是独立的，忽略了各子系统之间的动态交互与协同求解，因此设计的不足往往到产品开发的后期才被发现，造成严重浪费。
运用虚拟样机技术可以快速地建立包括控制系统、液压系统、气动系统在内的多体动力学虚拟样机，实现产品的并行设计，可在产品设计初期及时发现问题、解决问题，把系统的测试分析作为整个产品设计过程的驱动。
1.2虚拟样机技术的应用及发展近年来，虚拟样机技术及其应用已经获得重大进展，已经具备处理日益复杂的工程问题的能力，被广泛地应用在汽车制造业、工程机械、航天航空业、国防工业及通用机械制造业等不同领域中。
汽车雨刮器的机构毕业设计（机械CAD图纸）
目录摘要 (I)关键词 (I)Abstract (II)Key Words (III)1. 前言 (1)1.1 选题的目的和意义 (1)1.2 选题的研究现状及发展趋势 (1)2. 设计题目：汽车雨刮器 (3)2.1 设计内容及步骤 (3)2.2 机构简介 (4)3. 设计方案比较 (5)3.1 设计方案一 (5)3.2 设计方案二 (6)3.3 设计方案三 (7)3.4 设计方案四 (8)4.设计的数据及运动分析 (9)4.1 整体工作流程 (9)4.2 工作部分即齿轮组 (10)4.3 摇杆滑块机构 (11)4.4 方案最终效果 (12)5. 设计综述 (14)结束语 (15)参考文献 (16)致谢 (17)摘要雨刷是最早发明于1910年.从1900年就有正规生产汽车在道路上，这意味着汽车没有雨刷在道路上遭受各种天气行驶至少10年！雨刷的构想产生于美国特瑞科公司的董事长在下雨天驾车，由于天气模糊，无法看清道路，导致撞倒了一个骑自行车的男孩。
虽然男孩没有受很大的伤，但是驾驶者被他的经历所震惊。
为他所震惊的是驾驶的危险是在没有完全看清道路的情况下发生的，这引起了雨刷的产生。
在我们熟悉的电动雨刷系统出现以前一系列不同的方法都尝试过。
最早的雨刷设计是一个塑料刀片在挡风玻璃上手动旋转。
虽然这使挡风玻璃变干净，前方的视野变清晰，但操作者的手很快就累了，于是这种设计被放弃了。
另一个的设计是由一个真空驱动泵所引发的。
不幸的是这种设计被操作速度随车速改变的事实所困扰。
这次失败最终导致连接一个电机到雨刮臂，这种本质一直沿用到今天。
关键词：雨刷；发明；电动雨刷；AbstractThe windshield wiper was first invented in 1910. The first regular production automobiles had been on the roads since 1900, which means that cars were driving on roads in all kinds of weather for at least ten years without windshield wipers!The idea for windshield wipers was born when the President of the Trico company in the United States was driving his car on a rainy day and, unable to see the road well because of the weather, he hit a boy on a bicycle. Though the boy was not hurt badly, the driver was considerably shaken by the experience. It was his shock at the danger of driving without seeing the road properly that brought about the birth of windshield wipers.But a number of different methods were tried before the motor-driven wiper systems we are familiar with today came about. The initial windshield wiper design was one in which a rubber blade on the windshield was rotated manually. While this allowed the windshield to be cleared and forward vision improved, the operator hand soon tired, and the design was abandoned. The next design was powered by a vacuum driven pump. Unfortunately this design was plagued by the fact that its speed of operation changed with the speed of the vehicle. Thisfailure finally led to the attachment of a motor to the wiper arm, which is essentially the one still in use today.Key Words：blade；invent；Electric wipers1. 前言1.1 选题的目的和意义下雨的时候，大车小车前档风玻璃上的雨刮器就会齐齐动作，两只雨刮片以固定的转轴柱为中心作摆动，将前档风玻璃的雨水刮去，还司机一个有效的视野。
汽车雨刮器设计
目录一．设计任务书 (1)1.1刮水器的功用 (1)1.2 刮水器的机构简介及运动原理 (1)1.3刮水器的运动简图 (2)二．设计数据 (2)三．刮水器机构相关数据的计算及分析 (3)3.1 计算极位夹角 (3)3.2 计算ＢＣ的长度 (3)3.3 计算AB杆和ＣＤ杆的关系 (4)四.加速度，速度多边形的计算分析 (4)4.1 方案一的速度加速度分析： (7)4.2 方案二速度和加速度分析： (9)五.动态静力分析 (9)5.1对两方案进行受力分析 (9)六. ＭＡＤ仿真建模分析速度与加速度 (10)６.１仿真运动轨迹 (13)６.２分析速度与加速度图线 (14)七.心得体会 (15)八．参考文献 (16)一．设计任务书1.1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。
1.2 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，如运动简图所示：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，将电动机单向连续转动，转化为刷片4做往复摆动，其左右摆动的平均速度相同。
1.3刮水器的运动简图二．设计数据设计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n1k φL AB x L DS4Ｇ4ＪS4Ｍ1单位r∕min（°）mm mm mm Ｎ㎞·㎡Ｎ·㎜数据30 1 120 60 180 100 １５０．０１５００30 1 120 ８０180 100 １５０．０１５００三．刮水器机构相关数据的计算及分析3.1 计算极位夹角 θ=180 (k-1)(k+1) ∴θ=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。
3.2 计算ＢＣ的长度∵L AE =180㎜, L AB =60㎜，且L AB =L CE,∴L BC =180㎜ 3.3 计算AB 杆和ＣＤ杆的关系 ∵cos30˚=CE/CD=23AB ∴CD=332AB四.加速度，速度多边形的计算分析4.1 方案一的速度加速度分析： 如下图所示速度与加速度多边形如下p 'b 'c ''c 'mm LAB60=在左极限位置, 由已知条件可得:W L VAB AB B⨯=60m/s π230(÷⨯=）WAB∴anc =L W AB AB ⨯2=0.592m ²/s选取比例尺μv =0.01(m/s)/mm,μa =0.1(m ²/s)/mm 由理论力学公式得:0,=+=VV V V CBCBC, s m V BC /188.0=∵a a a a tbc nBC B C ++= ，∴s m LL V a BC BC BC n BC /195.022=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= ∴a a a n BC n Bt C +=︒⨯30sin s m a t C /573.12= s m a C /573.1p`c`2au =⨯=在右极限位置：速度与加速度多边形如下∵0,=+=V V V V C BC B C ∴s m V BC /188.0=∵0,=++=a a a a a nC t BC n BCB C an B=L W ABAB ⨯2=/s 0.592m 2,0=a nC∴s m L L V a BC BC BC n BC /195.022=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 由加速度分析图可得a a a n B nBC tC =+︒⨯60cos, s m a t C /792.02=s m a C /792.0p`c`2au =⨯=4.2 方案二速度和加速度分析：速度与加速度多边形如下 p 'b 'c ''c 'L AB =80mm在左极限位置, 由已知条件可得:W L VAB AB B⨯=60m/s π230(÷⨯=）WAB∴anc =L W AB AB ⨯2=0.789m ²/s选取比例尺μv =0.01(m/s)/mm,μa =0.1(m ²/s)/mm 由理论力学公式得∵0,=+=V V V V C BC B C ∴s m V BC /251.0=∵0,=++=a a a a a n C t BC n BCB C ∴s m L LV a BC BCBC nBC /350.022=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= ∵a a a n B n BC tC =+︒⨯60cos ，∴s m a t C /278.22= s m a C /278.2p`c`2au =⨯= 在右极限位置：速度与加速度多边形如下∵0,=+=V V V V C BC B C ， ∴s m V BC /251.0=∵0,=++=a a a a a n C t BC n BCB Cs m L L V a BC BC BC n BC /350.022=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 由加速度分析图可得a a a n B n BC t C =+︒⨯60cos ，s m o a t C /878.2=s m a C /878.0p`c`2a u =⨯= 五.动态静力分析5.1对两方案进行受力分析惯性力F S4=G/g ×a C =15÷9.8×1.573=2.408N惯性力矩ＭＳ４＝ＪＳ４×a C =０.５＊１.５７３＝０.７８７Ｎ·ｍ对方案二，同理可得惯性力F S4=G/g ×a C =15÷9.8×２.２７８＝３.４８７Ｎ惯性力矩ＭＳ４＝ＪＳ４×a C =０.５×２.２７８＝１.１３９Ｎ·ｍ由功用要求分析可得，应选取惯性力及惯性力矩较小，对杆件冲击力较小的方案一六.ＭＡＤ仿真建模分析速度与加速度６.１仿真运动轨迹６.２分析速度与加速度图线方案一方案二加速度比较方案一方案二由图分析可得：方案一的在两极限位置的速度差较方案二的小，且方案一的加速度比方案二的要小。
几种可擦车窗雨刷器的结构方案设计
几种可擦车窗雨刷器的结构方案设计
一种常见的可擦车窗雨刷器结构方案设计是传统型的雨刷器，它由一
个金属臂和一个橡胶刷头组成。
金属臂一端连接到汽车的雨刷器驱动系统，另一端连接到橡胶刷头。
橡胶刷头贴合在车窗表面，当金属臂受到驱动系
统的作用时，橡胶刷头会在车窗表面移动，清除雨水和杂物。
这种结构简单、成本低廉，但容易出现刮伤车窗的情况。
另一种可擦车窗雨刷器结构方案设计是多关节伸缩式雨刷器。
这种雨
刷器由多个关节连接在一起组成，每个关节都可以伸缩自如，在清洗车窗
时可以更好地贴合车窗曲面。
这种设计可以提高雨刷器的清洁效果，但是
结构复杂，成本较高。
还有一种可擦车窗雨刷器结构方案设计是电动雨刷器。
这种雨刷器内
置电机驱动系统，可以根据雨刷器传感器检测到的车窗湿度自动启动和停止，清除车窗上的水滴和杂物。
电动雨刷器的清洁效果更好，但是需要额
外的电源供应，成本也更高。
另外，还有一种创新型可擦车窗雨刷器结构方案设计是喷水式雨刷器。
这种雨刷器内置水箱和喷水装置，可以在清洗车窗的同时向车窗表面喷洒
清洁液，提高清洁效果。
喷水式雨刷器可以避免刮伤车窗的情况，但是需
要定期补充清洁液。
在设计可擦车窗雨刷器时，需要考虑清洁效果、结构稳定性、使用寿
命和成本等因素，选择合适的设计方案。
每种结构方案都有其优缺点，可
以根据实际需求选择适合的雨刷器设计。
随着科技的不断发展，可擦车窗
雨刷器的设计也将不断创新，为车辆驾驶者提供更好的视野和行驶安全保障。
轿车雨刮器结构设计方案
轿车雨刮器结构设计方案1.1虚拟样机技术虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法，它足一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法。
这些数字模型即虚拟样机(virtual prototype)，将不同工程领域的开发模型结台在一起，它从外观、功能和行为上模拟真实产品．支持并行工程方法学。
虚拟样机技术涉及多体系统运动学与动力学建模理论及其技术实现，是基于先进的建模技术、多领域仿真技术、信息管理技术、交互式用户界面技术和虚拟现实技术的综合应用技术[21]。
虚拟样机技术是在CAx(如CAD、CAM、CAE等)／DFx(如DFA、DFM等)技术基础卜的发展，它进一步融合信息技术、先进制造技术和先进仿真技术，将这些技术应用于复杂系统全生命周期、全系统、并对它们进行综合管理，从系统的层面来分析复杂系统，支持“由上至下”的复杂系统开发模式。
虚拟样机技术不仅是计算机技术在工程领域的成功应用，更是一种全新的机械产品设计理念。
一方面与传统的仿真分析相比，传统的仿真一般是针对单个子系统的仿真，而虚拟样机技术则是强调整体的优化，它通过虚拟整机与虚拟环境的耦合，对产品多种设计方案进行测试、评估，并不断改进设计方案，直到获得最优的整机性能。
另一方面，传统的产品设计方法是一个串行的过程，各子系统（如：整机结构、液压系统、控制系统等）的设计都是独立的，忽略了各子系统之间的动态交互与协同求解，因此设计的不足往往到产品开发的后期才被发现，造成严重浪费。
运用虚拟样机技术可以快速地建立包括控制系统、液压系统、气动系统在内的多体动力学虚拟样机，实现产品的并行设计，可在产品设计初期及时发现问题、解决问题，把系统的测试分析作为整个产品设计过程的驱动。
1.2虚拟样机技术的应用及发展近年来，虚拟样机技术及其应用已经获得重大进展，已经具备处理日益复杂的工程问题的能力，被广泛地应用在汽车制造业、工程机械、航天航空业、国防工业及通用机械制造业等不同领域中。
汽车雨刷器的设计
汽车雨刷器的设计汽车雨刷器是一种用于清除雨水和其他污垢的设备，安装在汽车的前风挡玻璃上。
它通过来回地摆动雨刷片，使其密接地贴合于玻璃表面，并通过刮擦动作将水滴和污垢从玻璃上清除。
汽车雨刷器的设计需要考虑多个因素，如刮刀材料、刀片形状、刮刀压力和振动等。
本文将介绍汽车雨刷器的设计要点。
首先，刮刀材料是汽车雨刷器设计的关键之一、常见的刮刀材料有橡胶和硅胶两种。
橡胶刮刀具有良好的抗老化性能和弹性，适用于多种天气情况下的刮水工作。
硅胶刮刀主要用于对玻璃表面进行更加细腻的清洁，但相对比较脆弱，容易磨损。
其次，刀片形状也是设计中需要考虑的因素之一、刮刀的形状可以根据玻璃弯曲的半径来设计，以确保整个刮刀的表面完全贴合于玻璃的曲率。
此外，为了确保刀片在擦拭过程中稳定、均匀地接触到玻璃表面，可以采用多点接触或双点接触的设计。
刮刀的压力也是一个重要的设计要点。
刮刀与玻璃之间的压力必须适度，既能够确保刮刀牢固接触玻璃表面，又不会过高导致刮刀变形或玻璃破损。
通过合适的刮刀支撑设计和弹簧力调节装置，可以保证刮刀始终保持适当的压力。
振动是另一个需要考虑的因素。
振动的出现会导致刮刀在玻璃表面产生噪音和摩擦力的不均匀，影响清洁效果。
因此，在设计过程中，需要考虑汽车雨刷器的振动阻抗，并通过减振装置来降低振动产生的影响。
此外，驱动系统的设计也非常关键。
传统的驱动方式是通过电动机或电磁线圈传动刮刀片的来回运动。
然而，近年来一些高端车辆开始采用无刮片雨刮器，在玻璃上形成分子层，使水珠能够更容易滑过，不需要刮片的运动。
这种无刮片雨刮器不仅提高了清洁效果，还降低了噪音。
此外，随着技术的不断发展，一些创新设计也逐渐应用于汽车雨刷器上。
例如，雨刷器上的光传感器可以感知到降雨情况，自动启动雨刷工作。
此外，还有一些智能型雨刷器可以根据车速自动调整刮拭频率，以提供更好的刮拭效果。
综上所述，汽车雨刷器的设计需要考虑多个因素，如刮刀材料、刀片形状、刮刀压力和振动。
【管理资料】汽车雨刷结构设计分析汇编
主要参考文献：
• 机械原理 安子军 /主编 • 汽车工程手册 （BOSCH） • 04.241风窗玻璃电动刮水器总成 • QCT 44-2009 汽车风窗玻璃电动刮水器 • QCT46-1992汽车风窗玻璃电动刮水器型式
与尺寸
谢谢欣赏
再见！
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（一）机构示意图1
曲柄摇杆机构 齿轮机构
2连杆，3摇杆，7（1）滑块，，5机架 3大齿轮，4小齿轮，5 6机架
机构自由度n=1
• 高。
优点：雨刷刮水面积较 大； 结构相对较简单。
缺点：玻璃形状不规则， 对 机构形状要求高。
（二）机构示意图2
凸轮机构
1 2 杆，3凸轮，4机架
自由度n=1
5大齿轮、6小齿轮，7、 8机架
自由度n=1
优点：此结构由曲柄摇杆和齿轮 两个简单机构组成，齿轮机构能 完成对马达传递动力的良好减速 和传递动力的作用；曲柄摇杆结 构可以通过曲柄的转动带动摇杆 摆动来完成刮刷这一基本动作； 而且其独特的急回特性能够较好 提高雨刷对雨水的刮刷效率，最 终使机构顺利的完成了雨刷设计 的目的。
此刮雨器由凸轮机构组成，凸轮的 转动带动雨刷向上运动，达到最高 度时，雨刷因弹力和重力随凸轮向 下运动，但此方案有以下缺陷： 1.由凸轮带动不稳定， 2.凸轮与挡板间有动摩擦产生磨损 3中间固定部位较长，影响视线
（三）机构示意图3
曲柄摇杆机构 1、2摇杆，3、4连杆，5摇杆，8、9、10机架
齿轮机构
功能分析
功能小议
用于交通工具的 挡风玻璃上，清 除表面的积水等
功能分解
减速机构可以选 择齿轮机构完成； 刮水机构部分可 以采用曲柄摇杆 机构、曲柄滑块 机构、凸轮机构。
汽车前挡雨刮系统设计
汽车前挡雨刮系统设计
首先，让我们来了解雨刮器和雨刷的工作原理。
雨刮器是由一个金属
臂和一个橡胶叶片组成的装置。
当马达运转时，金属臂将雨刷移动在玻璃上，并通过橡胶叶片将水滴刮除，以确保玻璃表面的清晰视野。
但是，仅仅有雨刮器和雨刷是不够的。
在挡风玻璃上还需要有一层液
体来帮助雨刷清除水滴。
这就是水箱的作用。
水箱位于引擎舱内，并连接
到挡风玻璃上的喷水嘴。
水箱内装有清洁液体，通常是一种含有清洁剂和
防冻剂的混合物。
在需要清洗玻璃时，控制装置会发出指令，将清洁液喷
洒到挡风玻璃上，帮助雨刷清除水滴和污垢。
水箱内的清洁液一般由马达提供压力，使其通过喷水嘴喷射到玻璃上。
水箱的容量通常足够驾驶者在行驶途中使用。
水箱还配备有一个液位传感器，用于检测清洁液的剩余量，并通过仪表盘上的指示灯提醒驾驶者需要
添加清洁液。
控制装置是整个雨刮系统的大脑，其作用是接收驾驶者的命令并控制
雨刮器和水箱的操作。
大多数新款汽车都会配备一个自动雨刮系统，该系
统能够根据雨量的变化智能调节雨刮器的频率和速度。
系统可以通过传感
器检测玻璃上的水滴，并根据水滴的密度和速度来调整雨刮器的操作。
这
种自动调节的雨刮系统可以让驾驶者专注于驾驶，而不需频繁地手动控制
雨刮器的开关。
总而言之，汽车前挡雨刮系统的设计是为了确保驾驶者的视线清晰，
提升行车安全。
它由雨刮器、雨刷、水箱、马达和控制装置等组成，并配
备了自动调节功能。
这样的设计可以让驾驶者在恶劣天气条件下获得更好
的驾驶体验。
智能雨刮器机械结构设计_0
智能雨刮器机械结构设计摘要雨刮器属汽车附件，是汽车安全行驶的重要部件，用于消除挡风玻璃、后窗玻璃及大灯玻璃上的雨雪和灰尘等，以保证玻璃透明清晰。
本文分析了智能雨刮器机械结构设计，能够取代传统的机械结构的雨刮器。
关键词电动雨刮器；雨量传感器；红外；智能刮水器结合了两种机械技术：一是通过电动机和减速蜗轮为刮水器提供运动力量；二是通过刮水器连杆机构来带动电动机刮水器。
电动机和减速齿轮：在挡风玻璃上来回快速移动的刮水片要的动力非常大。
我们将蜗轮使用在小电动机的输出端来产生这种巨大的动力。
蜗杆减速齿轮可以使电动机的扭矩增大50倍左右，同时也能使电动机的输出速度降低近50倍左右。
减速齿轮输出的动力操纵着连杆机构，使刮水器来回移动。
电动机/齿轮总成内部的结构是一个能够感应下止位的限位电路。
限位电路向刮水器提供电源，如果刮水器停在挡风玻璃底部时，马上切断电动机电源。
此电路还能根据刮水器间歇性设置，使刮水器在刮水过程中短暂停顿[1]。
连杆机构：减速齿轮的输出轴上连接着一个短凸轴。
这个凸轴随着刮水器电动机的转动而旋转并且与一个长杆相连；当凸轴旋转时，来驱使长杆来回往复运动。
这个长杆又和一个短杆相连，并且由后者驱动驾驶员一侧的刮水片。
另一个长杆从驾驶员侧向乘客侧刮水片传送动力。
1 智能雨刮器电机设计智能雨刮器系统一般分为单片机、直流电动机、雨滴传感器及雨刷等几大部分。
智能雨刮器的系统结构框图如图所示。
雨刮电机是由电机带动，通过连杆机构使电机的旋转运动转变为刮臂来回往复运动，从而实现雨刮动作。
汽车的雨刮器是通过雨刮器的电机来驱动，用电位器来控制不同挡位的电机转速。
雨刷器电机后端有封闭在同一个壳体内的小型齿轮变速器，使输出的转速降低至需要的转速。
这个装置俗称叫雨刷驱动总成。
该总成的输出轴连接雨刷端部机械装置，通过拨叉驱动和弹簧复位实现雨刷的往复摆动。
本文介绍的智能雨刮电机设计采用永磁式直流电动机，其定子磁场是由锶钙铁氧体制成的一组永久磁场，它具有结构简单、功率大、省电、机械特性较硬等优点。
汽车雨刷结构设计分析
方案确定：
主要确定原因：
1.机构的急回特性（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； 2.整体构建布局可以在汽车上较为容易 实现； 3.机构简单实用，在满足运动要求前提 下大大节省了材料。
（二）机构示意图2
凸轮机构 1 2 杆，3凸轮，4机架
自由度n=1
此刮雨器由凸轮机构组成，凸轮的 转动带动雨刷向上运动，达到最高 度时，雨刷因弹力和重力随凸轮向 下运动，但此方案有以下缺陷： 1.由凸轮带动不稳定， 2.凸轮与挡板间有动摩擦产生磨损 3中间固定部位较长，影响视线
（三）机构示意图3
主要参考文献：
• • • • • 机械原理 安子军 /主编 汽车工程手册 （BOSCH） 04.241风窗玻璃电动刮水器总成 QCT 44-2009 汽车风窗玻璃电动刮水器 QCT46-1992汽车风窗玻璃电动刮水器型式 与尺寸
谢谢欣赏 再见！
汽车雨刷器机构设计
《机械原理》课程设计三级项目
小组成员：胡思远 秦浩 丁凯 陈鹏 指导教师：宜亚丽
目录
• • • • • 选题意义 功能分析 原理方案 方案确定 参考文献
选题意义
自1927年电动雨刷器被发明、 发展、使用至今，现代雨刷器 的发展历程已经走过了整整83 个年头。如今，不管是高档豪 华轿车，还是普通民用代步车， 或是笨重的货车，雨刷器都已 经成为一个很不起眼的组成部 件。 雨刷器是安装在风窗上的重要 附件。它的作用是扫除风窗玻 璃上妨碍视线的雨雪和尘土。 其所要达到的目的都是为了保 证驾乘者在车内能够拥有良好 的前方视野。因此，它对于行 车安全具有的 挡风玻璃上，清 除表面的积水等
汽车雨刮器设计报告
汽车雨刮器设计报告摘要：1.引言2.设计原理汽车雨刮器的工作原理是通过雨刷在挡风玻璃上来回摆动，将雨水刮除。
雨刷臂由雨刷臂关节连接到雨刮器马达，雨刷臂可以在水平和垂直方向上移动。
雨刷通过橡胶刮条与挡风玻璃接触，携带水滴一起刮走。
雨刮器马达负责驱动雨刷臂以适当的速度和力量进行摆动。
3.结构设计(1)雨刷：雨刷需要选择耐磨、耐腐蚀的材料，并且具有良好的弹性，以确保刮去雨水的效果。
常见的材料有橡胶和硅胶等。
(2)雨刷臂：雨刷臂需要具备足够的刚度和弯曲能力，以适应不同挡风玻璃的曲面。
雨刷臂应采用轻量化设计，以降低质量和减少驱动力的需求。
(3)雨刮器马达：雨刮器马达应具备足够的功率和稳定性，以保证雨刮器在恶劣天气条件下的正常工作。
同时，马达应具备防水和抗震性能，以适应不同的道路条件。
4.实验验证为验证设计的可行性，我们进行了一系列实验。
首先，我们测试了不同材料的雨刷对于刮去雨水的效果，结果显示橡胶雨刷具有较好的刮水性能。
然后，我们比较了不同刮水速度对于清除水滴的效果，结果显示较快的刮水速度可以更好地清除水滴。
最后，我们测试了雨刮器在不同道路情况下的工作稳定性，结果显示设计的雨刮器可以稳定工作，并且对于不同道路条件下的雨水具有较好的清除效果。
5.结论本报告介绍了汽车雨刮器的设计原理、结构和选材，并通过实验验证了设计的可行性。
设计的雨刮器具有良好的刮水性能、稳定性和适应性，能够满足驾驶人员在雨天行驶的需求。
在未来的研究中，可以进一步优化设计，提高刮水效果和使用寿命。
汽车雨刮结构设计创新
汽车雨刮结构设计创新摘要：本文研究了汽车雨刮结构的基本工作原理和功能，并对雨刮进行分类研究，总结汽车雨刮结构设计创新的必要性，以及未来汽车雨刮设计发展趋势，明确了汽车雨刮结构发展的思路，奠定汽车雨刷结构设计创新的重要基础。
关键词：汽车；雨刮；结构；设计；创新随着科学技术的发展，创新在各个领域的重要性得以凸显，且与时俱进的创新成为整个社会必不可少的过程。
因此，汽车行业雨刮结构设计创新也是一个科技运用发展的过程，是现代汽车消费个性化产品发展的重要工程。
新型雨刮器的设计创新具有重要的市场推广应用价值。
所以，文中研究了汽车雨刮结构的基本原理等内容，明确了汽车雨刮结构设计创新的趋势，奠定了汽车雨刮结构设计创新的重要基础。
1雨刮结构的基本原理汽车雨刮结构基本功能是清除附着在挡风玻璃上的污物，为驾驶者清理视线，让挡风玻璃更干净，驾驶者的视野更加清晰。
另外，汽车雨刮结构系统大多包含刮和洗两个重要的组成部分，通过这两大步骤完成挡风玻璃的清理，保持驾驶者的视野足够清晰。
且随着技术的发展，越来越多的人注重将雨刮结构系统整合在一起，形成一个相对完整的雨刮结构体。
雨刮结构的设计是为了满足驾驶者视野开阔需求，为驾驶者提供清晰明亮的视线。
2雨刮结构的设计要求汽车雨刮结构应当尽可能的在挡风玻璃上为驾驶者保留最大的清洁面积，并保证雨刮器在停止或骤停的状态下不会遮挡驾驶者的视野。
因此，汽车雨刮结构的设计要严格遵守制造简单、装配容易、维修保养容易的设计要求，才能满足人们对汽车雨刮结构的设计要求。
汽车雨刮结构的设计要求不仅要符合已有的发展要求，同时要注重与时俱进的创新汽车雨刮结构的功能。
汽车雨刮结构设计的需求，是在最大程度上保证驾驶者驾驶安全需求，并满足严格的驾驶安全规范要求。
3常见汽车雨刮类型常见汽车雨刮类型包括有骨雨刮和无骨雨刮两种，其中无骨雨刮器工作原理是分散压力的方式，使得各个刮片的部分均匀受力。
有骨雨刮通常是露在外面，容易被人看见，且压力不是平均分布在刮片上，雨刮与玻璃之间容易产生噪声等问题。
机械原理课程设计汽车雨刷机构(课堂PPT)
设计方案三机构示意图
11
本低
雨刷机构设计方案四演示动画
12
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
设计方案四机构示意图
13
以曲柄摇杆为基础的多杆机构，在原动曲柄的驱动 下，通过连杆实现从动杆的大摆角摆动
设计方案五机构示意图
14
1 方案一：体积小，结构简单。双臂同步无碰撞
设二演示动画
8
本方案中通过电动机带动曲柄转动，从而实现两个摇杆 同步运动，实现擦拭动。作此机构摆杆摆动角度范围较 小。
设计方案二机构示意图
9
本低
雨刷机构设计方案三演示动画
10
此机构由凸 轮机构组成， 凸轮的转动 带动雨刷向 上运动，达 到最高度时， 雨刷因弹力 和重力随凸 轮向下运动。
汽车雨刷机构方案设计
小组成员：王宇 赵世明 张彬 王金良
2014年6月
工艺原理及 工艺动作过
程
方案设计动画 及机构简图
方案分析与选择
目录 CONTENTS
2
工艺原理及工艺动作过程（概述）： 刮水器通过在挡风玻璃上不断来回移动 擦除积水，保持车窗洁净
3
刮雨 刮臂（与摇杆相连）
连杆（带动） 小电机（驱动） 工艺原理及工艺动作过程（细述）
2 方案二：摆杆摆动角度范围较小。 3 方案三：凸轮带动不稳定，凸轮与挡板有动摩擦；中间固定部位较长影响视线。 4 方案四：两摇杆双曲柄，较复杂，双臂不同步
5 方案五：工作可靠，但占用空间较大，容易出现死点。
机构方案比较
15
方案分析与选择
综上五种方案，方案一简单实用，并且节省材料，设置了急回特性 （ 推杆快，收杆慢），急回特性的运用提高了雨刷器的工作效率, 整体构建布局较易在汽车上实现，可行性好。所以最终选择方案一 。
机械原理课程设计汽车雨刷机构
雨刷机构的种类和结构
传统式雨刷机构
由电动马达驱动两个雨刷 臂进行前后往复摆动以清 除挡风玻璃上的雨水。
悬挂式雨刷机构
通过悬挂系统将雨刷臂悬 挂在挡风玻璃上，实现更 广泛的清洗范围。
无骨雨刷机构
采用弹性条作为支撑结构， 更加灵活且适应性强，Fra bibliotek 高了清洗效果。
雨刷机构的工作原理
雨刷机构通过电动马达或驱动装置将雨刷臂带动，使雨刷片来回摆动，通过 与挡风玻璃的接触，清除雨水和杂物。
机械原理课程设计汽车雨 刷机构
在本次课程设计中，我们将深入了解汽车雨刷机构的定义，种类和结构，并 探讨其工作原理。我们还将讨论设计要求和考虑因素以及常见的故障分析和 解决方法。最后，我们将展望雨刷机构的改进和创新。
汽车雨刷机构的定义
了解汽车雨刷机构是保证行车安全的关键。雨刷机构是指安装在汽车前挡风 玻璃上的清洗装置，用于清除雨水和杂物。
雨刷机构的设计要求和考虑因素
1 清洗效果
2 可靠性
确保雨刷机构能够有效清除挡风玻璃上的 水滴和污物。
确保雨刷机构能够长时间稳定工作，不易 损坏。
3 安全性
4 噪音
确保雨刷机构的操作和设计不会对驾驶安 全造成影响。
减少雨刷机构工作时产生的噪音，提供更 好的行车体验。
常见的雨刷机构故障分析和解决方法
1
雨刷片破损
更换破损的雨刷片以保证清洗效果。
2
驱动装置故障
检查并修复电动马达或驱动装置的问题。
3
雨刷臂松动
重新固定雨刷臂以确保稳定性。
雨刷机构的改进和创新
为提高清洗效果和用户体验，新型雨刷机构采用声波清洗技术、智能感应系 统以及自适应清洗模式等创新设计。
雨刮器 毕业设计
汽车雨刮器的机构设计
3.设计方案比较
方案1 简图
汽车雨刮器的机构设计
1 2蜗轮 摇杆3 Nhomakorabea雨刷
分析：蜗轮1带动摇杆2转动，进而带动雨刷3上下移动，从而达到刮 水效果。 该方案优点： 雨刷刮水面积较大； 结构相对较简单。 该方案缺点： 中间固定部位过长，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，实际上，这 是一个很不成熟的方案。
汽车雨刮器的机构设计
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07机械设计制造 及其自动化5班 黄志文
汽车雨刮器的机构设计
图1 电动式雨刮器结构原理
1-直流电动机；2-蜗轮箱；3-底板；4、6-曲柄；5、 7-连杆； 8、10-摆杆；9、11-摆臂
汽车雨刮器的机构设计
2.设计内容
本次要做的是雨刮器的机构设计，说实在的，对于雨刮器， 这个题材真的太不起眼了，好像也不太受关注，目前市场上， 雨刮器的结构基本上千篇一律，大同小异，实在没什么要做设 计，首先应明确设计的任务和要求，拟定设计计划，保证设计 进度、设计质量，按时完成。在设计过程中，提倡独立思考、 深入钻研，主动地、创造性地进行设计工作。要求设计态度严 肃认真、一丝不苟，反对不求甚解，这样才能确保毕业设计达 到基本要求，并在设计思想、方法和技能等方面得到良好的训 练和提高。
汽车雨刮器的机构设计
设计内容
• （1）机构运动方案设计。即根据给定的原始数据和工艺要求， 构思并选定机构方案； • （2）设计上述各机构。根据选定的方案采用各机构，如凸轮机 构、连杆机构、齿轮机构、间歇运动机构及其组合机构等，即具 体机构的尺度综合； • （3）根据已选定好的设计方案，求出各机构的主要尺寸； • （4）根据上面求得的尺寸，按比例画出全部机构的运动简图； 据此对上述机构进行运动分析，即绘制机构的运动线图，或进一 步进行运动和动力分析
汽车雨刷结构设计分析
汽车雨刷结构设计分析汽车雨刷是汽车上的重要雨天保护装置，用于清除雨水和除去前挡风玻璃上的杂物。
在设计汽车雨刷的结构时，需要考虑到多个因素，包括清雨效果、耐用性、安全性以及装配和维修的便利性。
首先，汽车雨刷的结构通常包括雨刷臂、雨刷片和驱动装置。
雨刷臂负责悬挂和支撑雨刷片，驱动装置则负责驱动雨刷臂的运动，使雨刷片能够刮拭前挡风玻璃上的雨水。
为了保证清雨效果，雨刷片的底部需要采用弯曲或弯折的设计，以适应前挡风玻璃的弧度；同时雨刷片的表面还需要具备一定的摩擦性，以确保良好的擦拭效果。
其次，为了提高汽车雨刷的耐用性，雨刷臂和雨刷片通常由高强度材料制成，如钢铁或铝合金。
这些材料具有良好的抗氧化和抗腐蚀性能，能够在多年的使用中保持结构的稳定性和强度。
此外，为了防止雨刷片在高速行驶时产生噪音，雨刷片的连接部分还需要采用减震装置，如橡胶垫片，以减少振动和摩擦声。
安全性是另一个需要考虑的重要因素。
在设计雨刷结构时，需要确保雨刷臂和雨刷片的安装稳固可靠，以防止在行车过程中脱落或摇晃。
需要采用牢固的连接装置，并进行适当的调整和固定。
此外，在驱动装置的设计中，需要考虑到驾驶员的操作便利性和可见性，以确保驾驶员可以轻松控制雨刷的开关和调节。
此外，为了方便雨刷的装配和维修，雨刷臂和雨刷片的连接部分通常采用可拆卸的设计。
这样一来，当雨刷片磨损或损坏时，可以方便地进行更换，而无需更换整个雨刷臂。
此外，为了方便驾驶员的维修操作，驱动装置通常配备有开关和控制装置，以方便驾驶员根据需求自由调节雨刷的运动速度和角度。
总之，汽车雨刷的结构设计需要考虑到多个因素，包括清雨效果、耐用性、安全性以及装配和维修的便利性。
通过合理的设计，可以提高雨刷的使用寿命和清洁效果，为驾驶员提供更加安全和便利的行车环境。
汽车雨刷设计分析
汽车雨刷设计分析
一、汽车雨刷系统介绍
汽车雨刷系统是汽车的一个重要部件，用来清除汽车玻璃表面的雨水、水花等液体或水滴。
它通常由雨刷车轮、雨刷挡板、操作机构、液压机构
和雨刷刷毛组成。
它的基本工作原理是：通过线圈激励电机的带动，激励
雨刷车轮带动操作机构，实现液压或活塞系统的操作，在汽车玻璃上拖动
雨刷刷毛，使汽车玻璃上的雨滴消失。
1、汽车雨刷轮的设计
汽车雨刷轮头通常采用塑料注塑成型，可以轻松安装和拆卸，满足汽
车玻璃的雨刷要求，对汽车的行走冲击有较强的承受能力。
其轮子的弹簧
特性使其在弹性变形的时候仍然保持柔软，同时保持雨刷轮的坚固性。
2、雨刷挡板的设计
雨刷挡板一般为塑料注塑制成的，具有良好的环保性和耐用性，可以
有效的减少雨刷在操作机构张紧的程度，使雨刷的拖动程度和抛光程度保
持良好，满足汽车玻璃上拖动的时候的要求。
3、汽车雨刷刷毛的设计
汽车雨刷的刷毛一般采用TR的材料，具有韧性强、机械性能好、耐
磨性能良好、有良好的抗腐蚀性、耐热性能和耐寒性能等特点，可以有效
清除汽车的玻璃表面污垢。
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（二）机构示意图2
（三）机构示意图3
优点：此结构由曲柄摇杆和齿轮 两个简单机构组成，齿轮机构能 完成对马达传递动力的良好减速 和传递动力的作用；曲柄摇杆结 构可以通过曲柄的转动带动摇杆 摆动来完成刮刷这一基本动作； 而且其独特的急回特性能够较好 提高雨刷对雨水的刮刷效率，最 终使机构顺利的完成了雨刷设计 的目的。
目录
• 选题意义 • 功能分析 • 原理方案 • 方案确定 • 参考文献
选题意义
自1927年电动雨刷器被发明、 发展、使用至今，现代雨刷器 的发展历程已经走过了整整83 个年头。如今，不管是高档豪 华轿车，还是普通民用代步车， 或是笨重的货车，雨刷器都已 经成为一个很不起眼的组成部 件。
雨刷器是安装在风窗上的重要 附件。它的作用是扫除风窗玻 璃上妨碍视线的雨雪和尘土。 其所要达到的目的都是为了保 证驾乘者在车内能够拥有良好 的前方视野。因此，它对于行 车安全具有重要的作用。
方案展示：
（一）机构示意图1
优点：雨刷刮水面积较大； 结构相对较简单。 缺点：玻璃形状不规则，对 机构形状要求高。
此刮雨器由凸轮机构组成，凸 轮的转动带动雨刷向上运动， 达到最高度时，雨刷因弹力和 重力随凸轮向下运动，但此方 案有以下缺陷： 1.由凸轮带动不稳定， 2.凸轮与挡板间有动摩擦产生 磨损 3中间固定部位较长，影响视 线
缺点：制造成本高，刚性传动没 有过载保护作用，振构的急回特性（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； 2.整体构建布局可以在汽车上较为容易 实现； 3.机构简单实用，在满足运动要求前提 下大大节省了材料。
功能分析
功能小议
用于交通工具的 挡风玻璃上，清 除表面的积水等
功能分解
减速机构可以选 择齿轮机构完成； 刮水机构部分可 以采用曲柄摇杆 机构、曲柄滑块 机构、凸轮机构。
功能求解
雨刷机构可以分解为对 马达的减速机构和刮水 机构两部分。综合以上 机构我们设计了以下三
种方案。
设计要求
(1)刮水器的工作环境温度为：－40℃－65℃ (1)刮水器刷频率应满足实际需要。 (1)刮刷的有效面积能够保证驾驶员视野的开阔。 (1)结构强度应满足要求尽量延长使用寿命。
可行性模拟：
主要参考文献：
• 机械原理 安子军 /主编 • 汽车工程手册 （BOSCH） • 04.241风窗玻璃电动刮水器总成 • QCT 44-2009 汽车风窗玻璃电动刮水器 • QCT46-1992汽车风窗玻璃电动刮水器型式
与尺寸
谢谢欣赏
再见！