汽车雨刮器运动与仿真设计.docx

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1、目录摘要IIAbstractIll1绪论41.1 课题的研究现状和发展41.2 选题的目的及意义41.3 题主要研究内容41.1 4设计的基本内容与解决的主要问题42轿车雨刮器71.2 1引言71.3 汽车雨刮器的研究现状71.4 刮水电机71.5 雨刮器相关参数的选择123 ADAMS建模分析153. 1ADMAS功能简介154. 2零件模型的建立155. 3零件模型的装配196. 4本章小结214模拟仿真227. 1三维CAD建模技术在汽车行业的应用224. 2将Pro/E装配模型导入ADAMS中224. 3给Pro/E模型施加约束234. 4给Pro/E装配模型施加力和驱动进行仿真244

2、. 5绘制出仿真数据分析图274. 6利用函数控制雨刮器进行间歇刮水374. 7雨刮器刮扫面积的分析计算374. 8本章小结39结论40参考文献41致谢42摘要汽车雨刮器的运动与仿真摘要汽车雨刮器是大家都不能忽略的一个非常重要的汽车组成的单元，它不仅可以使汽车的挡风玻璃被擦干净，还可以让驾驶员的视野开阔，清楚。把玻璃上的污垢，灰尘，垃圾,泥垢，尘埃，雨水流过的印记擦去是它的主要功能，让坐在驾驶座的人得到一个好的驾驶环境是他的任务。有部分的地区已经把雨刮器的技术和当时的雨刮器状态列入了每年车辆检测的项目中了。解决方案有以下几个部分分别是：电机选择，电路分析，使用ADAMS软件分析获得的运动，轨迹

3、和速度，以绘制Pro/E模型，Pro/E和运动仿真软件ADAMS用于对刮水器进行建模并执行我们的运动和仿真，并经过进一步分析和设计，从而为我们的产品和工作提供理论指导。绘制出的Pro/E和ADAMS建立雨刮器的模型，对它的运动曲线进行分析，并且设计出来,再进行我们的运动仿真，为我们的生产和工作实际情况提供理论参考的依据。关键词：雨刮器；ADAMS; Pro/E;运动仿真AbstractMotion and Simulation of automobile wiperAbstractCar wiper is a very important car unit that we cant ignor

4、e. It can not only make the carswindshield clean, but also make the drivers vision open and clear.Its main function is to wipe off the marks of dirt, dust, garbage, dirt, dust and rain on theglass. It is his task to let the driver in the drivers seat get a good driving environment. In someareas, the

5、 technology of wiper and the status of wiper at that time have been included in theannual vehicle inspection items.This design requires the size and design of the wiper, Solution area, for motor selection,circuit analysis, using ADAMS software to analyze the obtained motion, trajectory and speed, to

6、draw multi-dimensional Pro / E model.Hologram, Pro / E and motion simulation software ADAMS are used to model the washingmachine and carry out our motion and simulation. After further analysis and design, we canprovide theoretical guidance for our products and work.Keywords： Wiper; ADAMS; Pro/E;Moti

7、on simulationin第1章绪论1绪论1.1 课题的研究现状和发展汽车是经济发展的重要产业之一，现如今的汽车已经逐渐从单纯的交通工具开始不断地改善满足人们的需求，雨刮器属于汽车的重要附件，保障着汽车能够行使安全。雨刮器在很早之前由驾驶员手动控制，有点像现如今的点动控制，MIST档位又名单次雨刮动作档位，但是在下大雨的时候，就起不到什么作用了，人们并没有因为雨刮器的出现而产生什么实质性的变化。后来，在汽车两端都装上了雨刮器的刮臂，连接方式为手动双刮片，采用连杆连接。这样，雨刮器的雏形就差不多出现了。再后来，人们在雨刮器上采用了气压差，代替人力的动作，真空雨刮器出现。用一条管子连接发电机，

8、通过改变发动机的真空度数改变活塞位置。1960年代初期，当时的电动雨刷器只有两个档位，一快一慢，在小雨小雪时使用慢档位，在大雨大雪中使用快档，根本不能很好地应对天气季节变化，罗伯特科恩斯发明了间歇式雨刷器。其实现在很多的汽车都采用了感应式的雨刮装置。只要在汽车后视镜与风挡玻璃粘接的地方，安装一个监测雨量大小的传感器，就可以调节雨刷速度，使雨刷既可以刮干净雨水又不会妨碍司机开车。1.2 选题的目的及意义根据网上的统计表我惊奇的发现，在雨天行车，在全世界有7%的事故都是由于驾驶员的手动控制雨刷造成的，最近我自己也在开车，我发现雨刷器真的是一个非常重要的部件,并且现代汽车上居然出现了一些主动性和被动

9、性传感器，雨刷感应式系统可以判断当前的雨量，从而决定雨刷是否刷洗，免除了驾驶员手动拨动雨刷的麻烦，对于安全性和舒适性来说都是有效的提高，驾驶员可以集中精力开车，保障行车安全。根据当前的先进设计理论，通过科学并使用Pro/E软件，该设计的目的是始终清晰地了解驾驶员并提高驾驶员的汽车安全性，从而进一步增加视野区域。1.3 课题主要研究内容论文结合雨刮器的特点，总结了雨刮器的发展史和当代汽车发展的状态，雨刷的发展趋势，以及增大雨刷面积方法四连杆齿轮电动机，机构等是刮水器的组件。此设计需要零件规格，尺寸，车辆规格和清扫空间解决方案。有必要选择电动机的类型，分析自动电动机的属性的控制电路和串联电路，放置

10、设备，确认刮水器属性的硬件大小，并获得刮水器的面积使用Adams分析软件扫描特性。1.4 设计的基本内容与解决的主要问题1.4.1 研究的基本内容雨刮器是由电动机，四联机构，减速器等组成的，本设计要求进行捷达轿车的雨刮器部件尺寸的设计，求解刮扫的面积，选择电机的型号，分析雨刮器的控制电路及间歇电路,分析电机的自动回位装置，确定雨刮器的硬件的尺寸等，求解雨刮器的刮扫面积，利用ADAMS软件进行运动分析，获得运动的轨迹和速度，并运用Pro/E绘出三维模型。142解决的主要问题解决问题：(1)分析雨刮器电子间歇控制电路；(2)确定雨刮器的控制方式；(3)优化雨刮器传动机构；(4)确定刮刷区域，并计算

11、最大刮刷面积；(5)实现雨刮器的运动仿真；(6)最终实现三维模型建立(Pro/E)。解决方法：(1)分析比较不同车型的控制电路及间歇控制电路，选择其中一种；(2)比较分析不同雨刮器的控制方式，选择一种；(3)分析比较其他车型的传动机构，选择合适的优化传动机构；(4)查阅参考资料中求解雨刮器的算法；(5)学习ADAMS软件，实现雨刮器的运动仿真；(6)学习Pro/E软件，建立雨刮器的三维模型。5第2章轿车雨刮器2轿车雨刮器2.1 引言汽车的挡风玻璃上经常性会出现一些雨渍，鸟类粪便，灰尘附着在上面，如果不立即清洁，将挡住驾驶员视线以及许多交通路况。对行车非常不利。所以我们为了保证有一个安全驾驶环境

12、，良好的风窗雨刮器就显得至关重要了，它的功能就是擦拭干净挡风玻璃上的一切阻碍实现的污垢，从而获得良好的驾驶视线，它虽小但是作用很大，不容许设计师忽视的小东西，当它不起作用时，会直接影响驾驶员的安全。看似简单的雨刮器，其实内部结构并不简单，从它的驱动电机到刮片的所有尺寸大小，结构，运动的方式，都会决定它的最终性能。目前国内国外的雨刮器都不能做到清除刮洗死角，本次的设计也不能完全清除，但力求在最大设计上使得刮扫面积增大，从而使驾驶员获得更为宽阔视野。2.2 汽车雨刮器的研究现状我国的雨刮器在很长一段时间里都没有进展和改进的地方，所以我们的现阶段目标一定是在技术要求指导下，改进我们本来就存在的老雨刮

13、器的不足，并且将它和新的雨刮器优点融合，从而推出新型雨刮器，保证一定的刮扫面积，简单的结构还经济实用。国外对于雨刮器的性能要求有：耐久性，强度性能，挂刷性能，刮动频率，接触面的压力，橡胶片与摩擦系数，工作温度的范围，联动机构效率等。2.3 刮水电机2.3.1 刮水电机型号的编制方法根据GB4831T984电机产品型号编制方法中规定，电机产品型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号和补充代号等四部分按以上顺序组成。电机产品代号见表2.1,规格代号见表2. 2。表2.1电机产品代号序号电机类型代号1异步由动机（笼型及绕线转型）Y2同步电动机T3同步发电机（除汽轮发电机、水轮发电机外）TF4直流电动机

14、ZZD5直流发电机ZF6汽轮发电机QF7水轮发电机SF8测功机C9交流换向器电动机H10潜水电泵Q11纺织用电机F表2.2主要系列产品的规格代号序号系列产品规格代号1小型异步电动机中心高（mm） .机座长度（字母代号）铁心长度（数字代号）极数大型异步电动机中心高（mm） 铁心长度（数字代号）极数j 3小型同步电机中心高（mm） 机座长度（字母代号）铁心长度（数字代号）极数4中大型同步电机中心高（mm） .铁心长度（数字代号）一极数5小型直流电机中心高（mm） .机座长度（字母代号）7第2章轿车雨刮器6中型直流电机中心高（mm）或机座号（数字代号）铁心长度（数字代号）电流等级（数字代号）7大型直流电机电枢铁芯外径（mm） 铁心长度（mm）8汽轮发电机功率（MW） 极数9中小型水轮发电机功率（kw） 极数/定/铁芯外径（mm）10大型水轮发电机功率（kw） 极数/定:铁芯外径（mm）11测功机功率（kw） .转速（仅对直流测功机）2.3.2减速器的结构特点电机的功能有旋转和摆动两种，单级和多级，齿轮减速器等。（1）圆柱齿轮减速旋转输出的特点。这种电机传动效率高，二次还原速度更大有80%,声音失控。电机的尺寸通常取决于机器的精度。它通常用于将电动机速度降低到20W以下以增加转矩。如图2.1所示。图2.1二级圆柱齿轮减速旋转输出结构