机械原理课程设计--汽车风窗刮水器机构设计与分析

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1、 机械原理机械原理 课程设计说明书课程设计说明书 设计题目：汽车风窗刮水器机构设计与分析 学 院 ： 班 级 ： 设计者 ： 指导老师： 时 间 ： 机械原理课程设计汽车风窗刮水器 1 目录目录 一、机构简介及设计数据. 4 1.1 机构简介及设计数据 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 1.2 设计内容 . 3 二、刮水器机构相关数据的计算及分析 错误错误!未定义书签。未定义书签。 2.1 机构尺寸、即为家教、传动角的计算. 错误错误!未定义书签。未定义书签。 2.2 加速度，速度多边形的计算与分析 错误错误!未定义书签。未定义书签。 2.3 曲柄摇杆机构动态静力分析.13 三、课程设计

2、总结 .15 3.1 机械原理课程设计总结 15 3.2 收获与感想 .15 3.3 参考文献 15 机械原理课程设计汽车风窗刮水器 2 一机构简介及设计数据一机构简介及设计数据 1.1 机构简介与设计数据 （1）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- (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 （a）机动示意图； （b）工作阻力矩曲线 （2）设计数据 设计参考数据见表

3、1 所示 表 1 设计数据 内容内容 曲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 机械原理课程设计汽车风窗刮水器 3 1.2 设计内容 （1）对曲柄摇杆机构进行运动分析。 作机构 12 个位置的运动速度和 加速度线图，构件 4 的角速度与角加速度线图。 （2）对曲柄摇杆机构进行动态静力分析。确定机构一个位置的各个 运动副反力及应加

4、于曲柄上的的平衡力矩。 机械原理课程设计汽车风窗刮水器 4 二刮水器机构相关数据的计算及分析二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-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

5、=0.188 m/s a B=WABLAB=0.592 m/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 2.机构 12 个位置的速度、加速度线图和位置图 机械原理课程设计汽车风窗刮水器 5 （1）由图 1 的速度多边形及 加速度多边形，根据比例尺得到： VC =0 VBC=0.188m/s a Cn=0 a BCn=0.197m/s a C =pc*a=1.6225 m/s （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 =0.139 m/s

6、 VBC=0.056m/s a Cn=0.280m/s a BCn=0.018m/s a C =pc*a=0.472m/s 机械原理课程设计汽车风窗刮水器 6 （3）由图 3 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 a Cn=0.319m/s a BCn=0.005m/s a C =pc*a=0.59m/s （4）由图 4 的速度多边形及 加速度多边形，根据比例尺得到： VC =0.188 m/s VBC=0m/s a Cn=0.513m/s a BCn=0m/s a C =pc*a=0.56 m/s 机械原理课程设计汽车风窗刮水器 7 （5）由图 5 的速度多边形及