373191580一种刮水器参数化设计的方法

1、一种刮水器参数化设计的方法龙明富，明锐，吕妮娜长安汽车股份有限公司商用车事业部【摘要】本文对于用catia软件进行刮水器设计的方法进行了介绍，采用参数化的设计方法，能够快速的确定刮水器系统的各项参数并准确的完成刮水器的系统设计以及避免设计缺陷的重复。本文介绍前刮水器的设计方法，同向刮刷，其余类似。【关键词】刮水器、参数化设计the parameterized design method of wiper long ming fu，ming rui, lv ni nacommercial vehicle division，changan automobile co.，ltd. chinaabst

2、ract this paper introduce a design method of wiper by the software catia, adopt the parameterized design method, we can fix on all the parameters of the wiper quickly and finish the design rightly once time. this paper introduce the front wiper, tandem, other types of wiper resemble to this method.k

3、eywords wiper, design by parameter引言刮水器的设计过程包含在整车的设计过程中，刮水器的设计也随整车不断的作相应的变化。在catia软件中运用参数化的设计方法，通过简单的调整某些参数，让刮水器各零部件快速的变化以适应整车设计的变化，避免每次变化都要重新布置刮水器。运用此方法，可提高效率，同时可精确控制刮水器系统的各项设计参数，提高设计质量，避免由于设计缺陷而产生的问题。在catia软件中，刮水器设计的过程主要为：刮刷区域的规划、刮臂输出轴线及电机输出轴线的参数化建立、各零部件数据初步布置、整个系统的运动模拟分析、刮臂输出轴位置及方向的调整、电机输出轴位置及方向的

4、确定、连杆长度的调整等。本文重点介绍刮刷区域规划、刮臂输出轴线的参数化建立、刮臂输出轴线位置及方向的调整及连杆长度的调整等。1 刮刷区域的规划在玻璃中间位置作一切于玻璃面的平面，在平面上作草图，根据玻璃面、玻璃黑边及ab区，初步规划刮刷区域，在刮刷区域初步确定后，刮臂输出轴线也初步确定下来，如下图：轴线轴线2 输出轴参数化建立2.1 刮臂输出轴位置的参数化建立参数化设计的基础在于参考基准的选择，参考基准可根据个人习惯及方便性任意选择。将玻璃面延伸足够宽度，用玻璃正中的交线及原始玻璃边界作为参考线作曲面上的平行线，得交点，可分别做出带参数化的主、副刮臂轴的位置，如下图：玻璃面延伸段玻璃下边界玻璃

5、中心线参数化参数化参数化参数化两线相交点为轴线位置两线相交点为轴线位置当相关的周围条件变化需要刮水器位置变化时，调整各输出轴对应的平行曲线参数就可实现。2.2 输出轴线的方向参数化建立根据上一步平行曲线所得的交点位置即输出轴位置，用参数化方法确定输出轴在两个参考平面内的偏转方向，最终确定输出轴的方向，以决定刮刷在玻璃上各个位置的攻击角。第一步，在玻璃面上输出轴位置点作一直线垂直于曲面，作为第一参考线，如下图：第二参考线第一参考线第一参考线第二步，以第一参考线为基础，用曲线的角度命令，以某一个平面如xy面为支持面，作第二条参考线，如下图：xy面第三步，以第一参考线为基础，用曲线的角度命令，以某一

6、个平面如yz面为支持面，作第三条线，得最终的输出轴线，如下图：yz面输出轴线第二参考线第一参考线经过以上参数化操作，输出轴的方向得以确定并可按要求进行调整。输出轴线的方向决定刮刷在玻璃上运动时的攻击角，通过调整第二参考线及输出轴线的角度参数，可方便调整刮刷在运动时其在玻璃上各位置的攻击角。而攻击角的合理与否决定着刮刷效果，合理的攻击角可避免刮刷抖动（刮不干净）及异响问题。电机输出轴线的参数化建立可参考上述方法。3 各零部件数据初步布置在刮臂轴线及电机轴线按参数化方法初步确定后，将各零部件的初步数据先布置，在后续运动模拟分析时更直观方便。4 整个系统的运动模拟分析刮水器系统的设计离不开运动模拟分

7、析，通过模拟分析，可准确掌握刮水器系统各参数，从而判断各参数是否合理，如攻击角、刮刷加速度等，在catia软件中调整相应的参数可达到理想的参数。进行运动模拟分析要将整个雨刮系统按实际状态建立运动副分析，如各个转动副及刮刷各节点需贴合玻璃面运动等，在不影响分析结果的情况下，有些运动副也可省略。5 刮臂输出轴线位置及方向的调整5.1 刮臂输出轴线位置的调整位置的调整就是调整其相交的两条曲面平行线的参数即可，如下图：调整此参数值5.2 刮臂输出轴线方向的调整输出轴线的方向决定着刮刷在玻璃上的攻击角，轴线方向的调整是通过调整其两个角度参数来实现的。如果攻击角在上极限的位置不合适，则调整第二参考线的角度

8、参数，如xy支持面内的角度；如果攻击角在下极限的位置不合适，则调整第三条线即输出轴线的角度参数，如yz支持面内的角度，如下图：上极限攻击角调整此参数值下极限攻击角调整此参数值 调整输出轴线方向需要逐步调整，调整一次分析一次，多次调整后可得理想的结果。在catia软件中如果没有第三方软件集成的情况下，此法虽约显繁琐，但可精确掌握设计参数，以提高设计质量。6 电机输出轴位置及方向的调整电机输出轴位置及方向的调整主要根据周围条件，在建立参数化后，调整方法同刮臂输出轴线的调整。7 连杆长度调整连杆的长度决定着刮刷在各个位置的加速度，也决定了连杆推角即连杆与摆臂之间在两个极限位置的夹角。刮刷在极限位置加速度太大，则容易产生刮刷刮出边框及异响问题；推角太小，则会减短产品寿命减短及产生刮刷角度不稳定等问题。连杆长度的调整是刮刷加速度与连杆推角调整相结合进行的。7.1加速度分析加速度调整的基础是加速度分析，加速度的分析是在基本的运动分析基础上设定电机曲柄的旋转速度。7.2 连杆长度调整刮刷的加速度主要考虑在两个极限位置的情况，如果极限位置加速度过大，则刮刷容易刮出边界，通过连杆长度的调整来控制刮刷的加速度，一般建议两个极限位置的加速度相差不超过15%，由于在下边时有重力的影响，建议下边位置的加速度略小。连杆推角根据机械设计原理不得小于30，为了系统刚性更好