汽车风窗刮水器说明书
机械原理说明书雨刷设计林银福吴俊武蒋阅任成伟
机械原理说明书雨刷设计林银福吴俊武蒋阅任成伟机械原理课程设计说明书设计题目: 汽车雨刷机构（风挡刮水器）班级:13 级机自八班姓名:林银福吴俊武任成伟蒋阅教师:宜亚丽2015年 7 月 3 日目录1.选择和设计题目1.1项目的题目1.2选题的意义2.功能分析2.1功能分析2.2功能分解2.3功能求解3.方案选择及评价3.1方案选择3.2方案确定4.传动机构的尺寸5. 图解法分析5.1速度分析5.2加速度分析5.3力分析6.解析法分析6.1解析法机构简图 6.2解析法方程6.3解析法图线6.4 matlab代码7.误差分析7.1速度误差分析7.2加速度误差分析8.机构三维仿真及运动循环图8.1inventor三维绘图8.2运动循环图9.课程设计总结9.1机械原理课程设计总结9.2设计过程10.参考文献附录1 MA TLA B程序代码附录2 详细图解法、解析法过程1.选择和设计题目1.1项目的题目为汽车设计雨刷机构（风挡刮水器），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。
1.2选题的意义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，保证驾驶者在车内可以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。
2.功能分析2.1功能分析雨刷器的功能是用于交通器的挡风玻璃上，清除表面的积水。
2.2功能分解雨刷器的功能是用于交通器的挡风玻璃上，清除表面的积水。
可以按照功能把机构分为：(1)减速机构--把电动机的高转速转换为雨刷器可以接受的低转速。
(2)刮水机构--把低转速转换到最末端雨刷的结构。
2.3功能求解（1）减速机构可以采用变速器或者齿轮机构（因传动比太大采用蜗轮蜗杆）等来实现，但是变速器显然比蜗轮蜗杆结构性能更好（蜗轮蜗杆结构易磨易坏）。
所以我们采用电动机连接变速器再连接刮水机构来实现这个功能。
（2）刮水机构可以采用曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、凸轮机构等不同机构实现，但是考虑到机构的简单性、材料性能的要求等因素。
风窗刮水器和洗涤器的构造与维修讲义(PPT 51张)
项目六
风窗刮水器和洗涤器的构造与维修
四、典型电动风窗刮水器和洗涤器控制电路分析
下面以图6-13所示的电动风窗刮水器与洗涤器电路为例 来说明电动风窗刮水器与洗涤器各挡位电路的控制过程。 该风窗刮水器电路由点火开关、卸荷继电器、间歇控制器、 风窗刮水器开关、风窗洗涤电动机、风窗刮水电动机等组 成。风窗刮水器开关有“Tip（点动）”、“0（停止）”、 “I（间歇）”、“1（低速）”、“2（高速）”、 “Wa（喷水）”6个挡位。
项目六
风窗刮水器和洗涤器的构造与维修
图6-10 柔性齿条风窗刮水器
项目六
风窗刮水器和洗涤器的构造与维修
三、风窗洗涤器的构造和工作原理 1．风窗清洗器的作用
汽车行驶时，风窗玻璃上常附着灰尘、砂粒等，若不冲洗 就直接使用风窗刮水器，会使风窗刮水器片损伤，并易使 风窗玻璃刮伤；同时风窗玻璃太干燥时，也使风窗刮水器 片受到过大的阻力，易使风窗刮水器电机烧坏。故使Байду номын сангаас风
项目六
风窗刮水器和洗涤器的构造与维修
图6-6 永久磁铁式风窗刮水器电机
项目六
风窗刮水器和洗涤器的构造与维修
①变速原理。永磁式风窗刮水电动机是利用三个电刷来改 变正、负电刷之间串联线圈的个数实现变速的，如图6-7 所示。其原理是：风窗刮水电动机工作时，在电枢内同时 产生反电动势，其方向与电枢电流的方向相反。如要使电 枢旋转，外加电压必须克服反电动势的作用。当电动机转 速升高时，反电动势增高，只有当外加电压等于反电动势 时，电枢的转速才能稳定。 三刷永磁式风窗刮水电动机工作时，电枢绕组产生的反电 动势的方向见图6-7中箭头所示。当将风窗刮水器开关K 拨向L（低速）时，电源电压U加在电刷B1和B3之间。在 电刷B1和B3之间的两条并联支路中，每条支路中各有4个 串联绕组，反电动势的大小与支路中反电动势的大小相等。 由于外加电压需要平衡4个绕组所产生的反电动势，故电 动机转速较低，见图6-7a）。
汽车辅助电器电动刮水器及洗涤器PPT课件
2、控制电路
(1)慢速刮水：I档，接B1 (2)快速刮水： II档，接B2
2控制电路
(3)自动回位：0档，电枢电流经5、9搭铁。至最低端时电 机短路，不转。
自动回位原理
• 把刮水器开关拉到“Ⅰ”档时，电流从蓄电池的正 极→电源开关→熔断丝→电刷B2→电枢绕组→电刷 B1→刮水器“Ⅰ”档→搭铁。刮水器电动机低速运 转。
元件位置图
1、奥迪车前门锁执行元件
2、奥迪车门锁电路图
3、福特汽车采用的密码锁
3、福特车采用的密码锁电路
• 锁车时：同时键 入“7-8”和“9-0” 键，控制模块中 的锁止触头1闭 合。
• 开锁时：输入由 5个键组成的密 码后，控制模块 中的触点5闭合， 然后再键入“34”键，使控制模 块中的解锁触点 3闭合
第五节 水箱冷却风扇
• 种类：
• 1、采用主扇 与副扇，有 高、低速控 制。主扇 与 副扇通过皮 带连接。
• 2、采用两个 风扇。
• 3、由水温和 空调系统控 制。
普桑水箱风扇电路
• 1、水温95℃时， 温控开关95℃触 点闭合。
• 2、水温105℃时， 温控开关105℃触 点闭合。
• 3、当按下空调开 关，空调继电器 的触点1闭合。
一、电动车窗 组成：主控开关、分控开关、升降器。 种类：绳轮式和交叉臂式。 等点：升降器电机一般采用永磁式电机。
奥迪轿车采用的绳轮式升降器
交叉臂式升降器
主控开关
1、主控开关控制电路
2、分控开关控制电路
电磁式升降电机
三、电动后视镜
后视镜电路图
• 以调左后视镜为例 • 1、逆时针转动 • （或向左拨动） • 触点D1、E1闭合 • （1）若要向上调： • 向上搬动开关， • 触点A1、B1闭合 • （2）若要向右调： • 向右搬动开关， • 触点A2、C2闭合
【精品毕设】机械原理课程设计汽车风窗刮水器
机械原理
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：
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设计者：
指导老师：
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机械原理课程设计——汽车风窗刮水器
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!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!未定义书签。
2.1机构尺寸、即为家教、传动角的计算 ........ 错误!未定义书签。
2.2加速度，速度多边形的计算与分析 ............ 错误!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)
1。
SAE J903_1999乘用车风窗玻璃刮水器系统(中文)
有适当的修改。 有适当的修改。 1、 适用范围—此SAE标准适用于客车，轻型卡车和总重 标准适用于客车 标准适用于客车，轻型卡车和总重4500kg（10 000lb）及其以下的多功能机动车。 （ ）及其以下的多功能机动车。 a. 风窗玻璃刮水器系统最低性能标准。 风窗玻璃刮水器系统最低性能标准。 b.可用于商业实验室相同测试设备的测试流程。 可用于商业实验室相同测试设备的测试流程。 可用于商业实验室相同测试设备的测试流程 c. 为工程设计研究中评估系统性能而做的操作指南对风窗玻璃刮水器系统的特征和现象采用统一术语。 为工程设计研究中评估系统性能而做的操作指南对风窗玻璃刮水器系统的特征和现象采用统一术语。 d. 操作指南包括系统功能、服务等系统组成部分的设计和定位。 操作指南包括系统功能、服务等系统组成部分的设计和定位。 测试流程和最低性能标准是基于当前可参考的工程数据，此部分在此文中略述。 测试流程和最低性能标准是基于当前可参考的工程数据，此部分在此文中略述。目的是本文的所有部分当做 风窗玻璃刮水器系统的额外资料，均能随着风窗玻璃刮水器系统性能的不断发展，定时评审和修订。 风窗玻璃刮水器系统的额外资料，均能随着风窗玻璃刮水器系统性能的不断发展，定时评审和修订。 2． 2.1
3.Biblioteka 定义3.1 风窗玻璃刮水器系统—刮水器系统是所有清洁风窗玻璃外表面的部件加上必要启停控制装置组成的系统。 风窗玻璃刮水器系统—刮水器系统是所有清洁风窗玻璃外表面的部件加上必要启停控制装置组成的系统。 系统 清洁风 外表面的部件加上必要启停控制装置组成的系统 3.2 刮片—由支持和控制雨刷部件的合适的支架组成，并能接收摇臂施力达到有效清洁目的的装置。 刮片—由支持和控制雨刷部件的合适的支架组成，并能接收摇臂施力达到有效清洁目的的装置。 部件 摇臂施力达到有效清洁目的 3.3 胶条部分—接触风窗玻璃表面的刮片的有弹性的部分。 胶条部分—接触风窗玻璃表面的刮片的有弹性的部分。 玻璃表面的刮片的有弹性的部分 3.4 刮臂— 一种连接雨刮片和马达连杆的装置。它具有双重功能： 刮臂— 一种连接雨刮片和马达连杆的装置。它具有双重功能： a. 确保刮片在整个刮拭面内保持在理想位置。 确保刮片在整个刮拭面内保持在理想位置 刮片在整个刮拭面内保持在理想位置。 b. 施足够的力于刮片上从而实现其功能。 施足够的力于刮片上从而实现其功能。 功能 3.5 3.6 连杆—与刮臂连接（在适当的地方）传递作用力驱动刮片精确运动的多个部件。 连杆—与刮臂连接（在适当的地方）传递作用力驱动刮片精确运动的多个部件。 驱动刮片精确运动的多个部件 雨刷控制阀 开关 允许通过气动或电动方式发信号给刮水器电机使刮水器系统进入不同操作或非操作状态 开关— 通过气动或电动方式发信号给刮水器电机使刮水器系统进入 雨刷控制阀/开关—允许通过气动或电动方式发信号给刮水器电机使刮水器系统进入不同操作或非操作状态 手动机械装置 机械装置。 的手动机械装置。 刷雨区域—风窗玻璃上将被覆盖的特别区域。且与客车 轻型卡车 多功能机动车视野要求保持一致 轻型卡车,多功能机动车视野要求保持一致。 刷雨区域—风窗玻璃上将被覆盖的特别区域。且与客车,轻型卡车 多功能机动车视野要求保持一致。 的特别区域 眼椭圆—机动车内司机眼睛位置代表性的统计 代表性的统计， 版本） 给出了 眼椭圆—机动车内司机眼睛位置代表性的统计，SAE J941（最新版本）的4.1.5给出了头扭转的定义。鉴于本 （最新版本 给出 头扭转的定义。鉴于本 文出的目的，将不考虑SAE J941的4.1.5中提到的头扭转。对单个客车座椅，使用SAE J941附录 2.2的相关 的目的，将不考虑 的 中提到的头扭转。对单个客车座椅，使用 附录A 的相关 中提到的头扭转 附录 内容。 内容。 有效刷雨模式— 刮片以最高频率进行一个刮刷循环时被清洁的湿风窗玻璃表面的部分。最小清洁区在 有效刷雨模式—当刮片以最高频率进行一个刮刷循环时被清洁的湿风窗玻璃表面的部分。最小清洁区在4.1.1 刷雨模式 最高频率进行一个刮刷循环 中详细说明。 中详细说明。 周期— 一个周期指刮片由一端到另一端再返回初始端的运动过程 由一端到另一端再返回初始端 过程。 周期— 一个周期指刮片由一端到另一端再返回初始端的运动过程。 一前一后模式—指刮片同时同向运动产生的模式。 一前一后模式—指刮片同时同向运动产生的模式。见图1。 模式 。
舒适系统(风窗刮水、清洗和除霜装置)
滑片8与壳体绝缘，滑片9直接搭铁；触片6、7靠自身弹力保持与自动 复位滑片8、9接触。
当减速蜗轮运转时，两弹片触点与两组滑片处于时通时断的状态。
刮水器开关拉到“I”档时，电流从蓄电池的正极→电源开 关→熔丝→电刷4→电枢绕组→电刷10→刮水器“I”档→ 搭铁，刮水器电动机低速运转。
刮水器开关拉到“II”档时，电流从蓄电池的正极→电源 开关→熔丝→电刷4→电枢绕组→电刷11→刮水器“Ⅱ” 档→搭铁，刮水器电动机高速运转。
摆臂
拉杆
摆臂
电动机的结构及分类 刮水器的电动机由磁场、电枢、电刷等组成。
按磁场结构来分，电动机有绕线式（励磁式）和永磁式两种， 永磁式电动机具有体积小、质量轻、结构简单的特点，广泛应用在 轿车上。
永磁式电动机 1—电枢；2—永久磁铁磁极；3—蜗杆原理是利用直流电动机的变速原理实现的，由直 流电动机电压平衡方程式可得转速公式为：
后雨刮的开关也设置在雨刮拨杆上，与前雨刮机构是两个独立的系 统，可以单独控制。后雨刮开关有两种样式，分别为拨动式和旋钮 式。 与前雨刮相比，后雨刮的功能就简单得多了，只具备单一摆动频率 及喷水功能。
4.电动刮水系统的组成
电动刮水器系统主要由操纵开关（和雨量传感器）、控制电路/控制 电脑和电动刮水器执行装置三部分组成。
当关掉刮水器开关时，若刮水片不在风窗玻璃下缘位置，自动 复位触片7与滑片9接触，维持电机电路接通，电动机实际并 没断电，以低速运行。
当刮水片摆到适当位置，触片7与滑片9脱开，切断电机搭铁 线，电机减速，为使其尽快停止，通过滑片8将触片6、7短接， 将电枢绕组短路，当电枢绕组无电池的电流，但因转动产生感 应的电流，产生制动作用。
n U IaRa (r / min)
途观 使用说明书
7 9
座椅和存储空间 . . . . . . . . .
55
组合仪表显示屏上的菜单 . . . . . . . 12 为什么座椅调整如此重要 ? . . . . . . 55
罗盘 . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 头枕 . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
手册 3.1 操作及装备
图 1 概览图驾驶室
2 驾驶室
s2ks.2.book Page 3 Tuesday, December 1, 2009 2:38 PM
驾驶室
手册 3.1 操作及装备
概览图
概览图可以帮助您快速熟悉各项操作元件和显示内容。
这里列出的装备中部分仅适用于特定车型或者是
A22 换档杆 （手动变速箱） ⇒ 手册 3.2
储物空间 . . . . . . . . . . . . . . . 66
开启和关闭 . . . . . . . . . . . . . 28 饮料杯支架 . . . . . . . . . . . . . . 70
钥匙 . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 遥控钥匙 . . . . . . . . . . . . . . . 28 中央门锁 . . . . . . . . . . . . . . . 30 车门 . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 行李厢盖 . . . . . . . . . . . . . . . 33
手册中的有些段落并不适合所有车辆。在这种情 况下，会在该段落的开头指出其适用范围，比如 “适用于：配备全景天窗的车辆”。
文中的插图为示意图，在细节上可能会与本车略 有不同。
汽车车身结构第三章3.3 风窗刮水器与洗涤器
5.一般前挡风玻璃雨刷片动作的动力传递顺序为__________。
（A）电机→雨刷
（B）电机→雨刷臂→雨刷片
（C）电机→连杆→雨刷臂→雨刷片 （D）电机→雨刷臂。
6.雨刷开关上“间歇”位置标注的是__________。 （A）Hi （B）WS （C）Low （D）INT。
7.现代汽车最常用的雨刷片摆动速度是
3.3 风窗刮水器和洗涤器
学习目标： 1.能够正确描述汽车风窗刮水器的结构、类型。 2.能够正确描述刮片和刮臂的结构。 3.能够正确描述刮水电机的结构及工作原理 4.能够检查和更换刮水器。 5.能够正确描述风窗洗涤器的结构与工作原理。
汽车风窗刮水器用于刮掉附于风窗玻璃上的雨雪、泥土、尘 埃以及其他污物。
刮水器类型
2)按刮刷型式分类 同向刮刷式 反向刮刷式 交叉刮刷式 单片、双片、三片式
刮水器类型
3)按驱动刮水器的动力来源分类 真空式 气动式 液动式 电动式。
刮水器是由直流电动机、涡轮箱、曲柄、连杆、摆杆、 摇臂和刮水片等部分组成。
永久磁铁式刮水器电机的构造
与线圈磁场电机最大的不同点为刮水器架装在齿 轮壳侧端，端板与外壳为一体，使用三个电刷做 二段变速
汽车风窗玻璃清洗液的加注
找到玻璃清洗液储液壶，打开储液壶的加注口盖子，把汽车 风窗玻璃清洗液加满，然后扣上盖子即可。
三、检查或更换刮水器
刮水片一般1~2年更换一次。有两种更换方式：最常 见的是更换刮水片总成，也有人只更换刮水片中的 橡胶条，这种方法稍微麻烦一点。
（1）检查刮水器
（2）调整喷射角度
卡口式 内锁式 销钉式 螺钉式
刮刷面积规定
达到特定刮刷面积A、B、C的80%、95%、100 ％。
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一．设计任务书
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。
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。
3．刮水器的运动简图
二．原始数据
设计内容曲柄摇杆机构的设计及运动分析
三．刮水器机构相关数据的计算及分析
1.L BC=180mm
2.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．传动角
r′=arcos(b^2+c^2-〖(d-a)〗^2)/2bc
r1′=180 - arcos(b^2+c^2-〖(d-a)〗^2)/2bc
计算得r′= r1′=30
四．加速度，速度多边形的计算与分析
1由已知条件可得：
V B=W AB×L AB
W AB=30π/60 m/s
L AB=60 mm
∴V AB=0.188 m/s
∴a B=W AB²×L AB=0.592m²/s
选比例尺：μv=V B/pb=9.42 (m/s)/m
μa=a B/p`b`=29.5(m²/s)/m
理论力学公式：V C=V B+V BC
a C=a B+ a CB^n+a CB^t
2.
由图二的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0 V BC=0.188m/s
a C^n=0 a BC^n=0.197m/s²
a C =p`c`*μa=1.6225 m/s²
3.
由图三的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.139 m/s V BC=0.056m/s
a C =p`c`*μa=0.472m/s²
4.
由图四的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.149 m/s V BC=0.031m/s
a C =p`c`*μa=0.59m/s²
5.
由图五的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.188 m/s V BC=0m/s
a C^n=0.513m/s² a BC^n=0m/s²
a C =p`c`*μa=0.56 m/s²
6.
由图六的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.194 m/s V BC=0.016m/s
a C =p`c`*μa=0.53 m/s²
7.
由图七的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.155 m/s V BC=0.026m/s
a C =p`c`*μa=0.68 m/s²
8.
由图八的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：
V C =0 m/s V BC=0.188m/s
a C^n=0m/s² a BC^n=0.197m/s²
a C =p`c`*μa= 0.91m/s²
9.
由图九的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.116 m/s V BC=0.226m/s
a C^n=0.196m/s² a BC^n=0.284m/s²
a C =p`c`*μa=0.15 m/s²
10.
由图十的速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.119 m/s V BC=0.188m/s
a C^n=0.118m/s² a BC^n=0.197m/s²
a C =p`c`*μa=0.24 m/s²
11.
由图十一速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.188 m/s V BC=0m/s
a C^n=0.512m/s² a BC^n=0m/s²
a C =p`c`*μa=0.47 m/s²
12.
由图十二速度多边形及加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.232 m/s V BC=0.148m/s
a C^n=0.780m/s² a BC^n=0.121m/s²
a C =p`c`*μa=0.97 m/s²
13.
由图十三速度多边形和加速度多边形，根据比例尺得到：V C =0.221 m/s V BC=0.312m/s
a C^n=0.708m/s² a BC^n=0.542m/s²
a C =p`c`*μa=1.09 m/s²
六．参考文献
（1）张伟社主编《机械原理教程》
西北工业大学出版社2006
（2）裘建新主编《机械原理课程设计指导》
高等教育出版社2005
（3）王洪民主编《机械原理课程设计指导书》
高等教育出版社2005
（4）赵文军主编《机械原理》
西安交通大学出版社2003
七．心得体会
一个周的机械原理设计就要结束了。
在这一周里，我们付出了辛勤的劳动和大量的时间。
虽然这让我们付出了无数的汗水，但是我们还是收获很大的。
在设计和计算尺寸时,我和同学进行了激烈的讨论,随着讨论的深入,我们的设计也逐渐清晰.在计算尺寸时,我发现有的机构不太理想,于是又找资料从新设计.得到组员的认可之后,我门进一步完善了设计.
最难的还是对Auto-CAD、公式编辑器等软件的不熟悉,一切都要从头开始学.设计完了的时候.我负责的说明书草稿,最伤心的是在打了一中午的字后,计算机发生故障.一切又从头开始.这让我懊悔了好久,打字打得腰疼手酸,坐了一个下午.
整个过程虽然比较累,但收获也不少.第一我有了设计的经验,为以后的设计打下了良好的基础.第二我懂得了如何与其他人配合工作.第三这次设计使我认识到自己的不足之处,比如说对一些基本的软件不熟悉.也认识到基础知识的重要性.感谢这次课程设计,使我学到了这么多新知识！。