1、 机械原理课程设计说明书机械原理课程设计说明书 汽车风窗刮水器汽车风窗刮水器 姓姓 名名 班班 级级 数控数控 2 班班 学学 号号 指导教师指导教师 2013 年年 6 月月 29 日日 目录目录 一机构简介及参考数据 1 二刮水器机构相关数据的计算及分析 2 2.1 机构尺寸、极位夹角、传动角的计算. 2 2.2 加速度，速度多边形的计算与分析. 2 三设计方案比较及最终方案的确定 4 3.1 方案一运动简图. 4 3.2 方案二运动简图. 4 3.3 方案三运动简图. 5 4.1.MAD 软件机构运动仿真图 5 4.2.VB 软件运动分析图 7 4.3.VB 软件运动线图 8 4.4.V
2、B 运动仿真图 10 五.课程设计总结. 11 5.1 机械原理课程设计总结：. 11 5.2 设计过程. 11 5.3 课程设计工作分工表. 12 5.4 参考文献. 12 1 一一机构简介机构简介及参考数据及参考数据 汽车风窗刮水器是用于汽车刮水刷的驱动装置。 如图 1- (a)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。电动机单向连续转动，刮水杆 4 作左右往复摆动，要求左右摆动的平均速度相同。其中，刮水刷的工作阻力矩如图 1- (b) 所示。 图 1 汽车风窗刮水器机构简图及阻力线图 设计参考数据见表 1 所示 表 1 设计数据 内容内容 曲
3、柄摇杆机构设计及运动分析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曲柄摇杆机构动态静力分析 符号符号 1 n K AB l 1 x 4 DS L 4 G 4 S J 1 M 单位单位 r/min mm N 2 mkg mmN 数据数据 30 1 120 60 180 100 15 0.01 500 2 二二刮水器机构相关数据的计算及分析刮水器机构相关数据的计算及分析 2.1 机构尺寸、极位夹角、传动角的计算 1.LBC=180mm 2.极位夹角=180 (k-1)(k+1) =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传动角 r=arcos(b2+c2-(d-
4、a)2)/2bc r1=180 - arcos(b2+c2-(d-a)2)/2bc 计算得 r= r1=30 2.2 加速度，速度多边形的计算与分析 1 由已知条件可得： VB=WABLAB WAB=30/60 m/s LAB=60 mm VAB=0.188 m/s a B=WABLAB=0.592m/s 选比例尺：v=VB/pb=9.42 (m/s)/m a=a B/pb=29.5(m/s)/m 理论力学公式：VC=VB+VBC a C=a B+ a CBn+a CBt 3 图 2 由图 2 的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到： VC =0.149 m/s VBC=0.031m/s
5、a Cn=0.319m/s a BCn=0.005m/s a C =pc*a=0.59m/s 对曲柄摇杆机构进行运动分析由王协伟和宋欣慰完成，计算及分析步骤和结果详见他们的 说明书 对曲柄摇杆进行动态分析由石剑锋和孙海鹏完成， 计算及分析步骤和结果详见他们的说明书 4 三设计方案比较及最终方案的确定三设计方案比较及最终方案的确定 3.1 方案一运动简图 凸轮副易磨损，且雨刷可能无法克服自身重力而停留在最高点无法与凸轮紧密接触，而且 雨刷一挡住司机的视线所以排除此方案 3.2 方案二运动简图 此方案十分符合实际使用情况，但题目要求不能有急回运动，所以此方案也排除 5 3.3 方案三运动简图 电机
6、齿轮系 最终方案 设计方案比较及最终方案的确定由蒋国平完成，详细过程见其说明书 四四MAD/VB 运动分析及运动分析及仿真仿真 4.1.MAD 软件机构运动仿真图 MAD 软件机构运动仿真图截图如下面所示截图 6 7 4.2.VB 软件运动分析图 8 4.3.VB 软件运动线图 （角位移线图） （角速度线图） 9 （角加速度线图） 10 4.4.VB 运动仿真图 11 五五.课程设计总结课程设计总结 5.1 机械原理课程设计总结： 首先我们计算确定摇杆的长度，并用 MAD 画出了它的运动简图，之后用 VB 进行运动 仿真。通过这次课程设计我学会了 MAD/VB 软件的基本操作掌握了更多的使用工具。并且 在此设计过程中也培养了团队之间的协作精神。 在学完机械原理这门课程的同时，作为一名合格的机电学生，需要将所学的应用到实 际设计机构中去，提高我们综合运用机械原理课程理论分析的能力，并
