基于CATIA二次开发的汽车雨刮器四连杆机构参数化设计

作者:吴栋臣 刊名:工业技术创新 上传者:张艳明

【摘要】基于CATIA平台进行二次开发,优化了汽车雨刮器四连杆机构设计。根据雨刮机构的基本结构和布置要求,对机构空间位置和曲柄、摇臂和连杆等机构进行参数化描述,进而提出参数化设计流程。以某车型为实例进行建模和计算,得到了优化的四连杆机构运动件和刮刷角度、加速度、传动角等运动特性曲线。设计得以快速完成,为缩短项目时间、节约制造成本提供了一套切实可行的方法。

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第o5卷 第ol期2018年2月 d] 蕊 。 。 v01.05 No.01 Feb.2018 基于CATlA二次开发的汽车雨刮器四连杆机构 参数化设计 吴栋 臣 (贵阳万江航空机电有限公司,贵州贵阳,550018) 摘 要 : 基于CATIA平 台进行二次开发 ,优化了汽车雨刮器四连杆机构设计 。根据雨刮机构的 基本结构和布置要求 ,对机构空 间位置和 曲柄、摇臂和连杆等机构进行参数化描述 ,进而提出 参数化设计流程 。以某车型为实例进行建模和计算 ,得到 了优化 的四连杆机构运动件和刮刷角 度、加速度 、传动角等运 动特性 曲线。设计得 以快 速完成 ,为缩短项 目时间、节约制造成本提 供了一套切实可行的方法。 关键词 : CATIA;二次开发 ;汽车雨刮器 ;参数化设计;知识工程 中图分 类号 :TP391.7 文献标识码 :A 文章编号 :2095—8412(2Ol8)01.047.04 工业技术创 新 URL:http://www.china.iti.com D0I:10.141O3/j.issn.2095.8412.2018.01.012 引言 汽车雨刮器是用来刮除挡风玻璃上附着的雨点 及灰尘的装置。四连杆机构的设计是雨刮系统布置 中非常重要 的一项工作 ,其尺寸直接影响雨刮片的 刮刷面积及刮刷速度等指标 。为保障行驶安全 ,必 须有足够大的刮刷面积为驾驶员提供清晰的视野 : 为给乘客提供一个舒适的环境,则需要将刮片运行 加速度控制在一个适 当的范围内,以减少刮刷的声 音 。参数化设计可用来快速生成四连杆机构模型 。 进而通过仿真分析检测刮刷角度、刮刷速度及加速 度等参数 ,及时对结构尺寸进行调整【】 。 CATIA在CAD/CAE/CAM领域中处于领先地位 , 但其通用性使其难以很好地应对雨刮器的标准化设 计。在CATIA平台上二次开发专用的雨刮建构模块 , 将大大提升设计效率。CATIA提供 了自动化对象编 程 (V5 Automation)和基于构件的应用编程接 口 (CAA)两种二次开发接口。本文采用Visual Basic 进行 自动化对象编程 ,对雨刮四连杆机构进行尺寸 驱动及几何约束 ,以得到最优的雨刮器设计参数。 1基本结构及布置要求 如图1所示,常见的雨刮机构是一个双四连杆机 构 ,其组成零部件有 电机 、管架部件、曲柄、长短 连杆和左右摇臂等。电机作为动力源 ,通过曲柄 的 圆周运动带动两边的摇臂作往复摆动 ,摆动角度 即 雨刮的刮刷角。 图1雨刮四连杆机构 在 同步开发过程 中,根据玻璃边界及刮刷覆盖 率 .预先设定了雨刮四连杆机构两根输出轴的位置及 刮刷角度 ,要求计算出空间四连杆机构的尺寸,同时 要满足以下条件: (1)四连杆所有零件在运动过程中与环境件钣金 保持1Omm以上的距离,以避免碰撞; (2)从动杆的传动角为40。~140。: (3)摇臂的角加速度不大于1.5 rad/sec2, 2参数化描述及设计 2.1机构空间位置的参数化描述 四连杆机构一般布置在前舱流水槽和格栅之间, 受真空制动泵和引擎盖等部件的影响,可用空间非常 狭小。如图2所示,机构空间位置控制参数有左摇臂距 流水槽底部高度Hl、右摇臂距流水槽底部高度H2、曲 柄距流水槽底部高度H3、曲柄与左摇臂轴向夹角 1、 曲柄与左摇臂纵向夹角 2。 传统的设计方法首先需要逐个零件建模 ,分别 装配到以上空间尺寸 ,再进行运动模拟校核进行尺 寸调整 ,需要反复调试才能达到理想效果。因此 , 工 业 技 术 创 新 Industrial Technol

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