雨刮器 毕业设计

汽车雨刮器的机构设计
4.最终方案
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此图是将方案三修改后的机构图，现将其整个运动叙述一 下： 此时是雨刷器的两个极限位置，且这是一个急回设置，由 图中知，这是由电机作为动力，以蜗轮蜗杆作为第一个动 力传输机构，再将动力传给摇杆滑块机构，带动滑块往复 运动，再通过与滑块固结的齿条的往复运动，带动与齿轮 组齿轮固结的雨刷往复运动，以完成刮水动作。 如图，蜗轮是逆时针转动的，初始状态如图B所示，此时雨 刷停留在玻璃下沿，当蜗轮沿逆时针方向转动到如图A所示， 即刚好经过了一个工作行程时，雨刷刚好从玻璃下沿顺时 针运动到竖直位置（如图A所示），即雨刷也恰好经过了一 个工作行程，此时，蜗轮继续沿逆时针方向转动，当再次 转到如图B的初始位置时，这一过程是回程过程，则雨刷也 刚好从竖直位置沿逆时针转回玻璃下沿（如图B所示），由 此，一个工作周期结束，以后的运动总是周而复始的循环 往复运动。
该方案优点： 两个雨刷的轨迹可以通过对齿轮与齿条的初始啮合位置控 制，这完全省去了像连杆机构那种复杂的轨迹计算，使设计起 来更加简单，调节起来更方便。 采用柔性齿条，从而使动力传输一下子就简单了下来。 缺点主要是可能对齿轮齿条的要求更高一些，要保证啮合精度 及材料要好。
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方案4 简图 双连杆雨刷结构 1 2 支座 连杆 4 3 蜗轮 摆杆
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由3.1知，摇杆滑块机构的行程是由齿轮组齿轮的行程决定的， 则 S=1/4C=1/4*π d=1/4*3.14*17=13.345mm 取导路偏距e=10mm，行程速度变化系数k=1.32，则 极位夹角θ =180*(k-1/k+1)=25°， 可测得，α =24°，则 AB杆与BC杆的长度分别设为a，b，其值确定可用数学 分析法和几何法两种方法求的， 数学分析法： (a+b)*sinθ =s*sin(θ +α ) (a-b)* sinθ =s* sinα (a-b)* sin(θ +α )=e (a-b)≥e 联立以上式子，便可求出a=5.464,b=18.660;
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1.雨刮器简介
• 如下图1所示，雨刮器的一般结构原理图，雨刮器的动力源来自电 动机，它是整个雨刮器系统的核心。雨刮器电动机的质量要求是相当高 的。它采用直流永磁电动机，安装在前档风玻璃上的雨刮器电动机一般 与蜗轮蜗杆机械部分做成一体。蜗轮蜗杆机构的作用是减速增扭，其输 出轴带动四连杆机构，通过四连杆机构把连续的旋转运动改变为左右摆 动的运动。雨刮器电动机采用3刷结构以方便变速。间歇时间由间歇继电 器控制，利用电机的回位开关触点与继电器电阻电容的充放电功能使雨 刮器按照一定周期刮扫。
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1 2
方案3 简图 柔性齿条刮水器结构图 齿轮箱 4 蜗轮 5 柔性齿 条 滑块 3 连杆
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分析： 电动机带动蜗轮4转动，5再带动连杆3，而连杆3的另一端 连接着滑块2，滑块2又连接着柔性齿条5，由此带动齿轮转动， 而齿轮与雨刷杆固结在一起的，从而就带动了雨刷完成刮水动 作。
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确定了数据后，雨刷器的总体方案效果图如下
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图中，绿色细实线代表雨刷器处于第一个极限位置，而黑 色粗实线代表雨刷器处于第二个极限位置。 如图，蜗轮是逆时针转动的，初始状态如图B所示，此时雨 刷停留在玻璃下沿，当蜗轮沿逆时针方向转动到如图A所示，即 刚好经过了一个工作行程时，雨刷刚好从玻璃下沿顺时针运动 到竖直位置（如图A所示），即雨刷也恰好经过了一个工作行程， 此时，蜗轮继续沿逆时针方向转动，当再次转到如图B的初始位 置时，这一过程是回程过程，则雨刷也刚好从竖直位置沿逆时 针转回玻璃下沿（如图B所示），由此，一个工作周期结束，以 后的运动总是周而复始的循环往复运动。
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工作部分即齿轮组
在摇杆滑块机构的带动下，齿轮组也有两个极限位置，即90 度的旋转角度，从而带动固结在其上的雨刷摆动。
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对齿轮组确定相关数据： 取m=1，z=17，则 分度圆直径d=m*z=17mm P=∏*m=3.14*1=3.14mm ha ＝ha*m=m=1mm hf ＝（ha*+c*）m=1.25m=1.25mm s=∏*m/2=1.57mm e=∏*m/2=1.57mm c=c*m=0.25mm db=d*cosα α =20°，m=1,ha*=1,z=17
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3.设计方案比较
方案1 简图
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1 2
蜗轮 摇杆
3
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。
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Βιβλιοθήκη Baidu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
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分析： 由蜗轮4转动带动固结在其上的杆转动，因此带动连杆2，再 由连杆2带动摆杆3转动，从而完成刮水动作。
该方案优点： 显然此机构基本上是连杆机构，所以从机构上来看还是很简 单的，个人觉得唯一不足的是，好像各杆件的具体数据长度，各 杆件的轨迹貌似还是有些复杂的。
结合各方面的优点最终方案选择方案三，但是为便于计算，可将 柔性齿条改为刚性直齿条，其工作原理完全相同，还是滑块带动 齿条往复运动，但此时滑块与齿条是在一条直线上运动，这样便 于计算行程，继而便于对齿轮的相关数据的确定，详见下。
07机械设计制造 及其自动化5班 黄志文
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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
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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。
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方案2 简图 1 2 支座 摇杆 4 3 连杆 摆杆 5 蜗轮
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分析： 蜗轮5转动带动摇杆2，摇杆2带动连杆4移动，从而使摆杆3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； 3.设置急回特性（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。 这个方案的工作部位是目前市场上最普遍，最常见的一种结构， 在这种结构的基础上，我们可以从动力部分出发，去设计更高效 的雨刮器。
分度圆周长C=∏*d=3.14*17=53.38mm,显然齿轮的行程只有四分之 一圆，故连接着齿条的滑块的行程也只能是四分之一分度圆的周长 。 则可进入下一个环节，对摇杆滑块机构的尺寸确定
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摇杆滑块机构
此连杆机构即作为传动部分，将蜗轮蜗杆的动力传输给齿条， 从而带动雨刷的运动。此机构不仅实现了雨刷的往复运动，实现 了持续刮水的动作，并且拥有急回特性，以免挡住开车者的视线 时间过长。