【正文】 右刮片繞x軸和y軸的角速度都為0；繞z軸正方向的角速度最大值為780d/s；繞z軸負(fù)方向的最大角速度為780d/s；合角速度最大值為780d/s，最小為0。由仿真結(jié)果可知所加轉(zhuǎn)矩可以帶動(dòng)雨刮器正常工作，如下圖數(shù)據(jù)分析。 給Pro/E裝配模型施加力和驅(qū)動(dòng)進(jìn)行仿真對(duì)于雙速電動(dòng)機(jī)高檔位的工作轉(zhuǎn)矩一般為標(biāo)稱轉(zhuǎn)矩的10%，低檔位的轉(zhuǎn)矩一般為標(biāo)稱轉(zhuǎn)矩的15%。本設(shè)計(jì)以在美國(guó)PTC公司推出的Pro/E軟件中建模，通過(guò)ADAMS軟件公司MDI公司開發(fā)的MECHANISH/Pro(Pro/E接口)接口模塊，使二者采用無(wú)縫連接的方式，不需要退出Pro/E應(yīng)用環(huán)境，就可以將裝配完畢的總成根據(jù)其運(yùn)動(dòng)關(guān)系定義為機(jī)械系統(tǒng)模型，進(jìn)行定義剛體和施加約束后，將模型導(dǎo)入到ADAMS/view中，以便進(jìn)行全面的動(dòng)力學(xué)分析。運(yùn)用Pro/E對(duì)雨刮器各零件進(jìn)行建模，并對(duì)雨刮器按照規(guī)定要求進(jìn)行裝配。 卡扣 左刮片 右刮片 彈簧 零件模型的裝配裝配曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 在2006年，國(guó)家將按照對(duì)WTO的承諾取消汽車進(jìn)口配額。CAD技術(shù)對(duì)于中國(guó)汽車企業(yè)的重要性是不言而喻的。可見(jiàn)，兩電刷間的導(dǎo)體數(shù)減少，就會(huì)使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速升高，這就是永磁三刷電動(dòng)機(jī)原理[8]。由于有三個(gè)線圈串聯(lián)的反電動(dòng)勢(shì)與U平衡，故轉(zhuǎn)速較低。如果使電樞旋轉(zhuǎn)，外加電壓必須克服反電動(dòng)的作用，即U＞e，當(dāng)電樞轉(zhuǎn)速上升時(shí)，反電動(dòng)勢(shì)也相應(yīng)上升，只有當(dāng)外加電壓U幾乎等于反電動(dòng)勢(shì)e時(shí)，電樞的轉(zhuǎn)速才趨于穩(wěn)定。電刷B3為高低速公用電刷，B1用于低速，B2用于高速，B1與B2相差。當(dāng)刮水器開關(guān)拉到“Ⅱ”檔時(shí)，電路為蓄電池正極→開關(guān)1→熔斷絲2→電刷B3→電樞繞組→電刷B2→接線柱④→接觸片→接線柱③→搭鐵，電動(dòng)機(jī)以高速運(yùn)轉(zhuǎn)。一般在15W以上的刮水電機(jī)中大多用此方式達(dá)到減速增大力矩，[6]。在20W以內(nèi)的刮水電機(jī)中，這種型式較常見(jiàn)，其特點(diǎn)是在車身前圍安裝方便，適應(yīng)性很強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊。 電機(jī)產(chǎn)品代號(hào)序號(hào)電機(jī)類型代號(hào)1異步電動(dòng)機(jī)（籠型及繞線轉(zhuǎn)子型）Y2同步電動(dòng)機(jī)T3同步發(fā)電機(jī)（除汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)外）TF4直流電動(dòng)機(jī)Z ZD5直流發(fā)電機(jī)ZF6汽輪發(fā)電機(jī)QF7水輪發(fā)電機(jī)SF8測(cè)功機(jī)C9交流換向器電動(dòng)機(jī)H10潛水電泵Q11紡織用電機(jī)F 主要系列產(chǎn)品的規(guī)格代號(hào)序號(hào)系列產(chǎn)品規(guī) 格 代 號(hào)1小型異步電動(dòng)機(jī)中心高（mm）機(jī)座長(zhǎng)度（字母代號(hào)）鐵心長(zhǎng)度（數(shù)字代號(hào)）極數(shù)2大型異步電動(dòng)機(jī)中心高（mm）鐵心長(zhǎng)度（數(shù)字代號(hào)）極數(shù)3小型同步電機(jī)中心高（mm）機(jī)座長(zhǎng)度（字母代號(hào)）鐵心長(zhǎng)度（數(shù)字代號(hào)）極數(shù)4中大型同步電機(jī)中心高（mm）鐵心長(zhǎng)度（數(shù)字代號(hào)）極數(shù)5小型直流電機(jī)中心高（mm）機(jī)座長(zhǎng)度（字母代號(hào)）6中型直流電機(jī)中心高（mm）或機(jī)座號(hào)（數(shù)字代號(hào)）鐵心長(zhǎng)度（數(shù)字代號(hào)）電流等級(jí)（數(shù)字代號(hào)）7大型直流電機(jī)電樞鐵芯外徑（mm）鐵心長(zhǎng)度（mm）8汽輪發(fā)電機(jī)功率（MW）極數(shù)9中小型水輪發(fā)電機(jī)功率（kw）極數(shù)/定子鐵芯外徑（mm）10大型水輪發(fā)電機(jī)功率（kw）極數(shù)/定子鐵芯外徑（mm）11測(cè)功機(jī)功率（kw）轉(zhuǎn)速（僅對(duì)直流測(cè)功機(jī)） 減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)刮水電機(jī)的主要輸出形式有兩種：旋轉(zhuǎn)輸出與擺動(dòng)輸出。因此我國(guó)現(xiàn)階段的目標(biāo)因該是在一定的技術(shù)要求下，改進(jìn)老產(chǎn)品的不足，結(jié)合其他新產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出新型的，刮掃面積大的，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的雨刮器。接受和認(rèn)可新型雨刮器要有一個(gè)過(guò)程, 真正的強(qiáng)適應(yīng)性雨刮器開發(fā)出來(lái), 一定會(huì)是中國(guó)制造的一大特色。在具體測(cè)試時(shí), 遇到雨天夜晚行車, 打開雨刮設(shè)備, 各類光源被透明雨刮片折射后與透明棒形成新的“ 發(fā)光棒” , 司機(jī)原本可遠(yuǎn)距離觀察, 這時(shí)卻被發(fā)光棒來(lái)回運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的發(fā)光“ 墻面”遮掩而眩目。局部雨刮一直是現(xiàn)用雨刮器的缺陷, 小范圍雨刮后視覺(jué)效果差, 影響駕駛員對(duì)前方全景的正確判斷。由于冬季車輛內(nèi)外溫差大,常常在車內(nèi)擋風(fēng)玻璃上結(jié)有很厚的一層冰霜, 必須使用熱水布反復(fù)擦除才能保證正常的視覺(jué)效果, 于是發(fā)明了雙面雨刮器。 厘來(lái)。橡膠片與摩擦系數(shù)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)1975年SAEJ903b推薦（1）耐久試驗(yàn) （2）化學(xué)試驗(yàn) 日本標(biāo)準(zhǔn)1976年JISD5710推薦 耐久試驗(yàn) 工作溫度范圍美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)1975年SAEJ903b推薦（1）工作溫度范圍 55士3℃一 （2）高溫試驗(yàn) 溫度 55士3℃ 最高速連續(xù)工作1/2小時(shí)（3）低溫試驗(yàn) 溫度 30士5℃ 最高速連續(xù)工作1/2小時(shí)法國(guó)文獻(xiàn)介紹 工作溫度范圍 30℃ 80℃聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)效率與擺角日本文獻(xiàn)介紹 聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)效率 8085% 刮刷角度 ≯110186。（5）美國(guó)文獻(xiàn)介紹 傾盆大雨時(shí)的刮刷頻率可高達(dá)80次/分,高于上述頻率則雨刮將在風(fēng)窗玻璃水而上浮掠而過(guò), 破壞刮水性能。國(guó)外對(duì)汽車電動(dòng)雨刮器的性能要求：耐久性能美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)1975年SAEJ903b推薦（1）總成耐久試驗(yàn) （2）刮片耐久試驗(yàn) （3）橡膠片耐久試驗(yàn) 日本標(biāo)準(zhǔn)1976年JISD5710推薦（1）橡膠片耐久試驗(yàn)（2）總成耐久試驗(yàn) 試驗(yàn)后搖臂的壓力變化和試驗(yàn)前相比應(yīng)在15%以內(nèi), 搖臂和刮片的各部分不應(yīng)有明顯的松弛、松動(dòng)（配合、間隙等）或其他有害缺陷的產(chǎn)生。按雨刮范圍分, 有局部雨刮、整體雨刮、單面雨刮和雙面雨刮。目前國(guó)內(nèi)外的雨刮器都不能消除刮掃死角，本次設(shè)計(jì)也不能完全消除刮掃死角，但力求刮掃面積增大，使司機(jī)可以盡量有最寬闊的視野。汽車雨刮器，是一個(gè)很小卻又不容忽視的汽車部件，它能擦亮汽車的“雙眼”，使司機(jī)的視線更加清晰。解決方法：（1）分析比較不同車型的控制電路及間歇控制電路，選擇其中一種；（2）分析其他車型的自動(dòng)回位裝置，選擇合適的；（3）比較分析不同雨刮器的控制方式，選擇一種；（4）分析比較其他車型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，選擇合適的優(yōu)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；（5）查閱參考資料中求解雨刮器的算法；（6）學(xué)習(xí)ADAMS軟件，實(shí)現(xiàn)雨刮器的運(yùn)動(dòng)仿真；（7）學(xué)習(xí)Pro/E軟件，建立雨刮器的三維模型。 設(shè)計(jì)的目的意義本設(shè)計(jì)的目的，是根據(jù)當(dāng)前的先進(jìn)設(shè)計(jì)理論，通過(guò)所學(xué)知識(shí)，并利用Pro/E軟件平臺(tái)，對(duì)雨刮器做進(jìn)一步的設(shè)計(jì)，力求使刮刷面積進(jìn)一步增大，使得司機(jī)在任何時(shí)候都有一個(gè)清晰的視野，提高汽車行駛安全性。虛擬樣機(jī)技術(shù)和柔性制造技術(shù)已經(jīng)使虛擬產(chǎn)品銷售成為可能，即企業(yè)先通過(guò)虛擬樣機(jī)找到客戶，再組織生產(chǎn)。Motorola也正在研究和利用虛擬樣機(jī)技術(shù)進(jìn)行2l世紀(jì)商業(yè)和DoD的軍用移動(dòng)分布式無(wú)線全球通訊系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研制，以減低開發(fā)設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)和成本。 虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展近年來(lái)，虛擬樣機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用已經(jīng)獲得重大進(jìn)展，已經(jīng)具備處理日益復(fù)雜的工程問(wèn)題的能力，被廣泛地應(yīng)用在汽車制造業(yè)、工程機(jī)械、航天航空業(yè)、國(guó)防工業(yè)及通用機(jī)械制造業(yè)等不同領(lǐng)域中。虛擬樣機(jī)技術(shù)不僅是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程領(lǐng)域的成功應(yīng)用，更是一種全新的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念。轎車雨刮器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 虛擬樣機(jī)技術(shù)虛擬樣機(jī)技術(shù)是一種嶄新的產(chǎn)品開發(fā)方法，它足一種基于產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)仿真模型的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法。虛擬樣機(jī)技術(shù)是在CAx(如CAD、CAM、CAE等)／DFx(如DFA、DFM等)技術(shù)基礎(chǔ)卜的發(fā)展，它進(jìn)一步融合信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)仿真技術(shù)，將這些技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)全生命周期、全系統(tǒng)、并對(duì)它們進(jìn)行綜合管理，從系統(tǒng)的層面來(lái)分析復(fù)雜系統(tǒng)，支持“由上至下”的復(fù)雜系統(tǒng)開發(fā)模式。運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)可以快速地建立包括控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)在內(nèi)的多體動(dòng)力學(xué)虛擬樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的并行設(shè)計(jì)，可在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，把系統(tǒng)的測(cè)試分析作為整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的驅(qū)動(dòng)。在福特汽車公司，虛擬分析樣機(jī)已很普遍。虛擬產(chǎn)品的銷售。產(chǎn)品的數(shù)字化使企業(yè)能夠通過(guò)Internet進(jìn)行產(chǎn)品信息的快速交流，克服單個(gè)企業(yè)資源的局限性，將具有開發(fā)某種新產(chǎn)品所需的知識(shí)和技術(shù)的不同組織或企業(yè)組成一個(gè)臨時(shí)的企業(yè)聯(lián)盟，即企業(yè)間的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟，以適應(yīng)瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)需求和激烈競(jìng)爭(zhēng)。 擬解決的主要問(wèn)題解決問(wèn)題：（1）分析雨刮器電子間歇控制電路；（2）分析雨刮器的自動(dòng)回位裝置；（3）確定雨刮器的控制方式；（4）優(yōu)化雨刮器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；（5）確定刮刷區(qū)域，并計(jì)算最大刮刷面積；（6）實(shí)現(xiàn)雨刮器的運(yùn)動(dòng)仿真；（7）最終實(shí)現(xiàn)三維模型建立(Pro/E)。其功能是將玻璃上的雨水、塵埃、污垢刮凈，以獲得清晰的視野，保證行車安全。雨刮器雖然是汽車的附件，但很多汽車制造企業(yè)將雨刮器列為汽車的安全部件, 并將雨刮器的一些功能特性(如刮刷頻率)列為安全特性,由此可見(jiàn)，雨刮器與汽車的安全性能有著緊密的關(guān)系，是我們不容忽視的汽車部件。雨刮器的種類很多, 按安裝位置分, 有頂置、底置、側(cè)置、前后置和內(nèi)外置等。目前,車輛上廣泛使用的是曲柄連桿機(jī)構(gòu)黑膠體雨刮器。刮動(dòng)頻率（1）美國(guó)文獻(xiàn)介紹 刮動(dòng)周期 120秒（2）法國(guó)文獻(xiàn)介紹 刮動(dòng)頻率 1240次/分（3）美國(guó)文獻(xiàn)介紹 間隔 3秒較普遍（4）英國(guó)文獻(xiàn)介紹 適應(yīng)極細(xì)雨時(shí)用, 頻率和間歇均能獨(dú)立控制。（2）日本文獻(xiàn)介紹 接觸面壓力 低速 10克/公分 高速車 15克/公分（3）美國(guó)文獻(xiàn)介紹 汽車速度大于60哩/時(shí), 則刮片將受到空氣的浮力而降低刮刷性能（4）日本文獻(xiàn)介紹 在汽車速度為100公里/時(shí), 400毫米長(zhǎng)的刮片受到200克的空氣浮力, 使刮刷效果惡化, 此時(shí)為了改善其刮刷性能, 最低需要400克的壓力。 厘米隨著風(fēng)窗玻璃的大型化, 刮片長(zhǎng)度大于280毫米的越來(lái)越多, 刮動(dòng)扭矩也隨著增大, 超過(guò)了50公斤（1）新產(chǎn)品喜憂參半。但是實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)磁性大小很難控制, 更麻煩的是加大磁場(chǎng)作用效果時(shí), 干擾車內(nèi)電子設(shè)備, 用手機(jī)做測(cè)試, 通話質(zhì)量差, 甚至車內(nèi)收放音設(shè)備無(wú)法正常工作。傳統(tǒng)雨刮片的材料是黑膠體, 技術(shù)人員把它改成透明狀, 增強(qiáng)了視覺(jué)感光效果。一方面是用戶的使用和思維習(xí)慣, 另一方面是新產(chǎn)品的完備性和推廣價(jià)值不高。由于以上種種原因，我國(guó)廣泛應(yīng)用的雨刮器一直沒(méi)有新的改進(jìn)與進(jìn)展。[5]。 二級(jí)圓柱齒輪減速旋轉(zhuǎn)輸出結(jié)構(gòu)（2）蝸桿螺旋齒輪擺動(dòng)輸出的特點(diǎn)這種電機(jī)減速傳動(dòng)的特性與上述相同，但它還將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)閿[動(dòng)運(yùn)動(dòng)的一套曲柄搖桿機(jī)構(gòu)同時(shí)置于減速箱內(nèi)，使刮水電機(jī)輸出形式直接為擺動(dòng)。這類齒輪減速方式的優(yōu)點(diǎn)是加工成本低、噪音小、沖擊小、結(jié)構(gòu)緊湊、但傳動(dòng)效率低，約為50%。當(dāng)電源開關(guān)接通，把刮水器開關(guān)拉到：“I”擋（低速擋）時(shí)，電路為電池正極→開關(guān)1→熔斷絲2→電刷B3→電樞繞組→電刷B1→接線柱②→接觸片→接線柱③→搭鐵，此時(shí)電動(dòng)機(jī)以低速運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）電刷調(diào)速 雙速刮水電動(dòng)機(jī)的變速原理(a)結(jié)構(gòu)原理 （b）電路原理刮水電動(dòng)機(jī)通常采用改變兩電刷間串聯(lián)的導(dǎo)體數(shù)的方法進(jìn)行調(diào)速。當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，在電樞內(nèi)同時(shí)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，其方向與電樞電流的方向相反。這些線圈產(chǎn)生的全部反電動(dòng)勢(shì)與電源電壓平衡后，電動(dòng)機(jī)便穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。其中線圈②的反電動(dòng)勢(shì)與線圈①⑥⑤的反電動(dòng)勢(shì)方向相反，互相抵消后，變?yōu)橹挥袃蓚€(gè)線圈的反電動(dòng)勢(shì)與電源電壓平衡，因而只有轉(zhuǎn)速升高使反電動(dòng)勢(shì)增大，才能得到新的平衡，故此時(shí)轉(zhuǎn)速較高?？梢哉f(shuō)，實(shí)施CAD系統(tǒng)是最有效的方式之一。外國(guó)公司并不愿意把先進(jìn)的技術(shù)介紹給中國(guó)的公司，中國(guó)公司始終充當(dāng)著OEM的角色，僅僅是外國(guó)公司在中國(guó)的制造基地，汽車研發(fā)水平仍難有所提高。 刮臂下部 刮臂中部 左刮臂上部 右刮臂上部建立卡扣（），刮片（、），彈簧（）。 裝配雨刮臂卡扣 裝配刮片 彈簧裝配 裝配完成 本章小結(jié)本章對(duì)三維CAD建模技術(shù)在汽車行業(yè)上的應(yīng)用做了概述，并對(duì)Pro/E的發(fā)展和功能以及優(yōu)點(diǎn)等做了介紹。消除在三維建模軟件中的模型幾何形狀和質(zhì)量特性的誤差，在ADAMS 中較準(zhǔn)確的進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。 給Pro/E裝配模型施加約束給雨刮器模型施加約束，如固定副、轉(zhuǎn)動(dòng)副、平面副。在ADAMS中給模型加上轉(zhuǎn)矩。對(duì)右雨刷刮片質(zhì)心在x、y、z軸上運(yùn)動(dòng)的速度曲線進(jìn)行分析，所以由圖可知，；，；在z軸上的運(yùn)動(dòng)速度為0；，最小為0。低擋仿真數(shù)據(jù)分析對(duì)雨刮器進(jìn)行仿真，并且對(duì)左雨刷刮片質(zhì)心在x、y、z軸上運(yùn)動(dòng)的位移曲線進(jìn)行分析，所以由圖可知，；，；在z軸上的運(yùn)動(dòng)位移為0；。對(duì)左雨刷刮片質(zhì)心繞x、y、z軸運(yùn)動(dòng)的角加速度曲線進(jìn)行分析，所以由圖可知，左刮片繞x軸和y軸的角加速度都為0；繞z軸正方向的角加速度最大值為870d/；繞z軸負(fù)方向的最大角加速度為1400/；合角加速度最大值為1400d/，最小為0。對(duì)右雨刷刮片質(zhì)心在x、y、z軸上運(yùn)動(dòng)的加速度曲線進(jìn)行分析，所以由圖可知，右刮片在x軸正方向上運(yùn)動(dòng)