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        基于SolidWorks的電動汽車雨刷器設(shè)計及運動仿真

        2023-06-08 05:14:34于曉麗李仰歡李玉娟
        機電信息 2023年11期
        關(guān)鍵詞:運動仿真三維模型

        于曉麗 李仰歡 李玉娟

        摘要:汽車雨刷器是雨天安全行駛的首要保障,鑒于此,針對某一汽車前窗尺寸,結(jié)合雨刷器的基本構(gòu)造及運行原理,對汽車雨刷器各部分構(gòu)件進行尺寸設(shè)計計算,并在SolidWorks建模環(huán)境中得到虛擬樣機,借助SolidWorks中的Motion模塊完成運動仿真,經(jīng)運行模擬,兩個雨刷器之間無運動干涉,證實結(jié)構(gòu)具備合理性,能夠滿足雨天行車要求,且雨刮片質(zhì)心速度運動曲線、質(zhì)心加速度運動曲線、質(zhì)心角速度運動曲線、質(zhì)心角加速度運動曲線呈現(xiàn)周期變化。

        關(guān)鍵詞:汽車雨刷器;三維模型;運動仿真;周期變化

        中圖分類號:TH122? 文獻標志碼:A? 文章編號:1671-0797(2023)11-0032-04

        DOI:10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.11.008

        0? ? 引言

        Mary Anderson于1903年發(fā)明了手動雨刷器,并不斷改進完善,注冊了專利;1962年,Robert Kearns根據(jù)人的生理特征發(fā)明了電動間歇雨刷器,即眨眼雨刷,并與福特汽車展開了歷時33年的維權(quán)之爭,最終勝訴。如今,沈陽工業(yè)大學(xué)的金映麗等人[1]利用Matlab中的SimMechanics模塊對雨刷器進行了運動仿真,為結(jié)構(gòu)優(yōu)化和改善提供參考;王昕燦等人[2]優(yōu)化了雨刷器結(jié)構(gòu),擴大了雨刮面積,并利用ADAMS完成了運動仿真。雨刷器自始至終服務(wù)于廣大駕駛者,而雨刷器的結(jié)構(gòu)及性能能從根本上影響行車安全,所以,致力于雨刷器結(jié)構(gòu)的設(shè)計與完善具有現(xiàn)實意義。

        SolidWorks作為一款三維建模軟件,因具備操作簡易、功能強大的優(yōu)勢在工業(yè)設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用[3],其內(nèi)置模塊Motion能夠?qū)C構(gòu)運動進行仿真[4-6]。雨刷器總成由雨刷電機、減速器、鉸鏈四桿機構(gòu)、雨刮臂及雨刮片等組成[7],本文基于SolidWorks對汽車雨刷器進行結(jié)構(gòu)設(shè)計與運動仿真,為工程實踐與應(yīng)用提供相應(yīng)的理論參考。

        1? ? 雨刷器結(jié)構(gòu)設(shè)計及三維建模

        1.1? ? 設(shè)計要求

        對某型號汽車的車窗尺寸進行測量,為140 cm×75 cm,該尺寸在汽車領(lǐng)域較為普遍,具有一定的設(shè)計研究意義。雨刷器運動應(yīng)平穩(wěn)、不卡頓,具有一定周期性,且為保證駕駛員清晰的視野范圍,國家發(fā)布了相應(yīng)的標準。標準規(guī)定是從駕駛員位置和視角考慮的,前車窗玻璃上擦凈的區(qū)域A、B分別為98%、80%[8],具體如圖1所示。

        雨刮片目前已標準化,考慮到互換性與更換便捷性的因素,雨刷器尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)盡量采用標準雨刮片。

        在雨刷器掛刷的一個周期內(nèi),起刮前,雨量較大,應(yīng)保證較高的雨刷速度,保持駕駛員前方視野明朗;回刮時,雨量較小,可適當降低雨刷器速度,進一步刮凈雨水,需設(shè)置急回運動滿足要求,且急回運動能保證較高的工作效率[9]。

        1.2? ? 尺寸綜合及三維建模

        為便于控制雨刷器轉(zhuǎn)速,雨刷器采用雨刷電機驅(qū)動,其結(jié)構(gòu)原理為雨刷電機經(jīng)蝸輪蝸桿減速器,利用連桿將運動傳遞給刮臂,故選用曲柄搖桿機構(gòu),需滿足桿長條件,即最短桿與最長桿之和小于等于其余兩桿,且最短桿為連架桿[10]。根據(jù)玻璃尺寸,設(shè)定曲柄搖桿機構(gòu)機架的長度為210 mm,為保證較大的掛刷角,且使其具備急回特性,得到曲柄搖桿機構(gòu)的兩極限位置,其中曲柄長68 mm,連桿280 mm,搖桿150 mm,如圖2所示。

        如圖2所示,極位夾角為機構(gòu)處于兩個極限位置時曲柄之間的夾角,根據(jù)余弦定理求極位夾角θ為:

        行程速比系數(shù)為:

        根據(jù)正弦定理可知,擺角Ψ=85°>80°。根據(jù)上述計算,該尺寸下的雨刷器具備急回特性,且擺角達到85°,掛刷面積較大,尺寸的設(shè)計與選定具備合理性。

        對于雨刮臂尺寸的確定,為滿足互換性要求,盡量采用標準雨刮臂,雨刮臂標準尺寸有250、280、330、350、380、400、425、450、475、500、530、550、560、600、630、650、670、700 mm。前車窗寬度750 cm,預(yù)留雨刮片的尺寸,選定兩雨刮臂的尺寸為400 mm與500 mm。最終根據(jù)雨刮臂及車窗的尺寸,參照相應(yīng)的國標,選定雨刮片為14 in(35 cm)與26 in(65 cm),分別對應(yīng)副駕與主駕駛員的視野。

        雨刷器分為對刮與順刮,鑒于人機工程考慮,且為保證兩雨刷器能協(xié)調(diào)運動,充分保障主駕駛員的視線,本文采用順刮方式,通過平行四邊形機構(gòu)控制兩雨刷器同步運動。前車窗長為140 cm,為避免機構(gòu)與車體發(fā)生沖撞,平行四邊形右鉸鏈與玻璃右側(cè)留有50 mm余量,并設(shè)定兩機架之間的長度為650 mm。雨刷電機選用永磁直流電機,便于實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。綜合上述尺寸及結(jié)構(gòu),基于三維建模軟件在SolidWorks中得到雨刷器結(jié)構(gòu)簡圖,如圖3所示。

        2? ? 運動仿真及結(jié)果分析

        2.1? ? 模型的導(dǎo)入及計算過程

        Motion作為SolidWorks的一個高性能內(nèi)部插件,具有簡化約束過程的優(yōu)勢,能夠?qū)?fù)雜機械系統(tǒng)進行運動學(xué)及動力學(xué)仿真,從而得知其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是否會發(fā)生干涉,并可得到相應(yīng)的速度曲線、加速度曲線、角速度曲線等輸出,以便進行更深入的記錄與分析,為研究人員進行結(jié)構(gòu)改善與優(yōu)化提供有力參考[6]。本文借助SolidWorks Motion完成運動仿真及數(shù)據(jù)輸出的整體過程,如圖4所示。

        2.2? ? 曲線生成與分析

        在SolidWorks Motion運動仿真插件中,減速器減速比設(shè)定58,設(shè)置三組(低、中、高)不同轉(zhuǎn)速進行運動仿真,得到對應(yīng)的動畫展示,運動過程中無卡澀、振動現(xiàn)象,兩雨刷器未發(fā)生運動干涉,滿足基本的運動要求。選擇其中一組轉(zhuǎn)速(雨刷電機轉(zhuǎn)速為1 450 r/min)為研究工況,得到對應(yīng)的質(zhì)心速度曲線、質(zhì)心加速度曲線、質(zhì)心角速度曲線、質(zhì)心角加速度曲線進行分析。

        如圖5所示,選擇左右雨刷器質(zhì)心速度曲線進行比較分析發(fā)現(xiàn),整體上兩者曲線趨勢相同,步調(diào)一致,協(xié)調(diào)性較好,掛刷一周的周期T=2.5 s,能夠?qū)^大的雨量進行掛刷,保證視野清晰。但是,由于結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中刮臂和刮片的尺寸差異,質(zhì)心處于雨刷器的不同位置,故質(zhì)心線性速度并不相同。

        在以上結(jié)論的基礎(chǔ)上,針對左雨刷器的質(zhì)心速度、加速度、角速度、角加速度進行分析,如圖6所示。圖6(a)為左雨刷器線性速度曲線,起刮最大線性速度達1.5 m/s,回刮最大線性速度0.76 m/s,起刮階段速度整體高于回刮階段,具備急回特性;圖6(b)為左雨刷器線性加速度曲線,最大加速度約達到10 m/s2,且存在加速度尖點,對雨刷器結(jié)構(gòu)提出了更高的強度要求;圖6(c)為左雨刷器角速度曲線,其曲線輪廓與線速度曲線相似,起刮最大角速度達175(°)/s,回刮最大角速度90(°)/s,同樣具有急回特性;圖6(d)為左雨刷器角加速度曲線,加速度變化較大,存在加速度尖點,受力情況較差,在設(shè)計優(yōu)化中應(yīng)將其考慮在內(nèi)。

        3? ? 結(jié)語

        目前,汽車雨刷器是保障駕駛員視野較為有效的手段與方法,而汽車雨刷器的結(jié)構(gòu)關(guān)乎其性能及交通安全。

        本文針對某種較為普遍的汽車前車窗尺寸,提出一種設(shè)計思路與方法,基于SolidWorks軟件環(huán)境,結(jié)合曲柄搖桿機構(gòu)與平行四邊行結(jié)構(gòu)完成結(jié)構(gòu)的設(shè)計、建模,并借助SolidWorks內(nèi)高性能插件Motion完成相應(yīng)的運動仿真,得到各速度曲線,證實雨刷器同步運動,呈現(xiàn)周期性,無相互干涉,但存在線性加速度與角加速度尖點,為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了方向與參考。

        [參考文獻]

        [1] 金映麗,馬禮鵬.基于Matlab&Solid Works的雨刷器運動仿真研究[J].機械工程師,2017(10):52-53.

        [2] 王昕燦,吳子健,楊闖,等.基于ADAMS和Pro/E的汽車雨刮器結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].南通航運職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2021,20(1):37-41.

        [3] 賈寶賢,趙萬生.SolidWorks在工業(yè)造型設(shè)計中的應(yīng)用[J].機械設(shè)計與制造,2003(4):116-117.

        [4] 李大磊,丁天濤,程建民,等.基于SolidWorks Motion的空間擺動機構(gòu)的運動分析[J].制造業(yè)自動化,2011,33(22):70-71.

        [5] 魯士軍.SolidWorks/Motion在機械產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用技巧[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化,2006(4):58-60.

        [6] DS SOLIDWORKS公司.SOLIDWORKS?Motion運動仿真教程(2016版)[M].杭州新迪數(shù)字工程系統(tǒng)有限公司,譯.北京:機械工業(yè)出版社,2016.

        [7] 楊保成,蘇秋,焦洪宇.汽車雨刮器設(shè)計及運動仿真[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2018,56(9):56-58.

        [8] 汽車駕駛員前方視野要求及測量方法:GB 11562—2014[S].

        [9] 馮立艷,梁會碩,蔡玉強,等.曲柄搖桿機構(gòu)的急回程度分析與探討[J].南方農(nóng)機,2021,52(3):7-9.

        [10] 孫桓,陳作模,葛文杰.機械原理[M].7版.北京:高等教育出版社,2006.

        收稿日期:2023-02-28

        作者簡介:于曉麗(1991—),女,山東齊河人,助教,研究方向:機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。

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