汽车雨刷系统优化设计开题报告

 2022-10-26 10:58:23

1. 研究目的与意义

汽车雨刷是用于清扫汽车风窗玻璃上的雨雪和尘埃的装置,是汽车必不可少的重要部件。很多汽车制造企业将雨刷器列为汽车的安全部件,并将雨刷的一些功能特性(如刮刷频率)列为安全特性,其目的是要求雨刷在工作时既能及时刮清汽车风窗玻璃上雨雪杂物,又不能影响驾驶员的视线,一旦它失去作用,将直接影响到司机驾驶视野的清晰度;除此之外,汽车雨刷在停止状态还必须具有自动复位功能,雨刷系统(挂杆和刮片)自动停止在汽车风窗玻璃下沿的规定区域,从而不阻挡驾驶员的视线。雨刮器看似结构简单,但是从驱动电机到最终的刮刀的结构尺寸和运动方式都决定雨刮器的性能。现在常用的雨刷分为双臂式、对置式、单臂式等。目前国内外的雨刮器都不能消除刮扫死角,本次设计也不能完全消除刮扫死角,但力求挂扫面积增大,使司机可以尽量有最宽阔的视野。

2. 课题关键问题和重难点

本课题需要在满足功能的前提下对汽车雨刷机构各部件进行设计,主要根据雨刷的刮刷频率、刮刷面积以及工作原理,设计雨刷的运动机构,主要机械零部件包括蜗杆、蜗轮、拉杆、摆杆等组成的传动四连杆机构等部件组成,分析机构的拓补机构,零部件的设计应该尽量选用标准件,最后需要对雨刷电子控制系统进行一定的设计分析,绘制控制流程图。整个机构设计需要满足安全性、可靠性、耐久性和舒适性等特点。

关键问题及难点:

a、确定雨刮器的控制方式;

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3. 国内外研究现状(文献综述)

1、雨刮器总成含有电动机、减速机、四连杆机构、刮水臂心轴、刮水片总成等,当司机按下雨刮器的开关时,电动机启动,电动机的转速经过蜗轮蜗杆的减速增扭作用驱动摆臂,摆臂带动四连杆机构,四连杆机构带动安装在前围板上的转轴作用摆动最后由转轴带动雨刮片刮扫挡风玻璃。

2、雨刮器的种类很多,按安装位置分,有顶置、底置、侧置、前后置、内外置等。按雨刮范围分,有局部雨刮、整体雨刮、单面雨刮和双面雨刮;按运动方式分,有四连杆机构左右摇摆式、导轨式直线和弧线运动式;按制作材料分,有普通黑胶体雨刮器、透明塑料体雨刮器和磁性体雨刮器。目前,车辆上广泛使用的是曲柄连杆机构黑胶体雨刮器。

3、雨刮电机是由电机带动,通过连杆机构将电机的旋转运动转变为刮臂的往复运动,从而实现雨刮动作,一般接通电机,即可使雨刮器工作,通过选择高速低速档,可以变化电机的电流大小,从而控制电机转速进而控制刮臂速度。汽车的雨刷器是通过雨刷器电机驱动,用电位器来控制几个档位的电机转速。雨刷器电机后端的有封闭在同一个壳体内的小型齿轮变速器,使输出的转速降低至需要的转速。这个装置俗称叫雨刷驱动总成。该总成的输出轴连接雨刷端部机械装置,通过拨叉驱动和弹簧复位实现雨刷的往复摆动。

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4. 研究方案

首先查阅雨刮器的相关文献,研究雨刮器的设计规范和标准,确定初步的设计方案:(1)选择不同车型的雨刮器的控制电路及控制方法并就此进行分析比较,选择出合适的一种;(2)分析雨刮器的控制电路以及自动回位装置;(3)分析雨刮器的连杆结构、组成以及运动方式。此三种方案可初步确定雨刮器的控制方式,确定雨刮器的尺寸及连杆结构。

接着分析和计算雨刷连杆机构的运动副,确定其拓补构造,并完成结构的设计和运动仿真,这样就能确定最终设计方向以及方案。

在确立了最终设计方案后,便可对雨刷结构进行优化,然后对其各部件进行设计及绘制CAD图,最后就是绘制雨刮器运动机构的总装配图。

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5. 工作计划

第1周完成英文翻译,提交英文翻译给指导老师批阅。

第2周英文翻译经指导老师批阅合格并确认后,译文和原文均用PDF格式,上传至毕业设计管理系统。译文封面用标准模板。查阅汽车雨刮器的各种形式。

第3周查阅文献资料,撰写开题报告。研究雨刮器的设计规范和标准。

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