2机械原理课程设计台式电风扇摇头装置.docx

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1、台式电风扇摇头装置设计一.设计要求设计台式电风扇的摇头装置要求能左右旋转并可调整俯仰角。以实现一个动力下扇叶旋转和摇头动作的联合运动效果。台式电风扇的摇头机构，使电风扇作摇头动作（在肯定的仰角下随摇杆摇摆）。风扇的直径为300mm,电扇电动机转速n=1450rmin,电扇摇头周期t=10s.电扇摇摆角度中、仰俯角度与急回系数K的设计要求及任务安排见表。方案号电扇摇摆转动电扇仰俯转动仰角夕/（）摆角/（）急回系数KH1151.06272.设计任务:按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案；画出机构运动方案简图；安排蜗轮蜗杆、齿轮传动比，确定他们的基本参数，设计计算几何尺寸；（4）确定电扇摇摆转

2、动的平面连杆机构的运动学尺寸，它应满意摆角中及急回系数K条件下使最小传动角/最大。并对平面连杆机构进行运动分析，绘制运动线图，验算曲柄存在的条件；编写设计计算说明书；二.功能分解明显为完成风扇左右俯仰的吹风过程须要实现下列运动功能要求：在扇叶旋转的同时扇头能左右摇摆肯定的角度，因此，须要设计相应的左右摇摆机构（本方案设计为双摇杆机构）。为完成风扇可摇头，可不摇头的吹风过程。因此必需设计相应的离合器机构（本方案设计为滑销离合器机构）。扇头的俯仰角调整，这样可以增大风扇的吹风范围。因此，须要设计扇头俯仰角调整机构（本方案设计为外置条件按钮）。三.机构选用驱动方式采纳电动机驱动。为完成风扇左右俯仰的

3、吹风过程，据上述功能分解,可以分别选用以下机构。机构选型表：b减速机构选用功能执行构件工艺动作执行机构减速减速构件周向运动锥齿轮机构执行摇头滑销上下运动离合机构左右摇摆连杆左右往复运动曲柄摇杆机构俯仰撑杆上下运动滑块机构图1：锥齿轮减速机构图2,蜗杆减速机构由于蜗杆蜗轮啮合齿轮间的相对滑动速度较大,摩擦磨损大,传动效率较低，易出现发热现象,常须要用较贵的减磨耐磨材料来制造蜗轮,制造精度要求高，刀具费用昂贵，成本高。锥齿轮可以用来传递两相交的运动，相比蜗杆蜗轮成本较低。所以在此我们选用锥齿轮减速。2,离合器选用方案一方案二由以上两个机构简图可以看出：方案二采纳的比方案一少用了一个齿轮,它主要采纳

4、的滑销和锥齿轮卡和从而实现是否摇头的运动.不管是从结构简便还是从经济的角度来说方案二都比方案一好.也更简洁实现.所以我们选择方案一.3,摇头机构选用方案一方案二要实现扇头的左右摇摆运动有许多种运动方式可以选择,例如我们可以选用凸轮机构，多杆机构,滑块机构齿轮机构等.但四杆机构更简洁制造,制造精度要求也不是很高,并且四杆机构能实现摆幅也更广更简洁实现,最重要的是它的制造成本比较低.所以首选四杆机构.从以上两个简图中我们不难看出方案一比方案二多了一个齿轮盘,所以方案二更好.四，机构组合据上述功能机构的分析我们选用以下机构来实现电风扇的减速、摇头、俯仰运动。四、功能的实现摇头风扇由电机、齿轮机构、摇

5、头连杆机构等组成。可详细分为：1、减速机构：采纳齿轮机构实现电机轴高速旋转的降速以带动摇头曲柄。2、摇头机构：将电机输出的转动经过连杆传动机构，最终转化为扇头的摇摆。3、限制机构：由一个滑销离合器实现风扇是否摇头限制。曲柄齿轮轴的上下移动，实现了滑销离合器的结合与断开。同时也伴随着伞齿轮的啮合与脱离，实现了摇头动作的限制4、扇叶旋转：扇叶干脆安装于电动机主轴之上，实现其旋转运动。五.机构的设计摇头风扇有电机，齿轮机构，摇头连杆机构等组成。详细可分为：1 .减速机构：采纳锥齿轮机构实现，电机轴高速旋转的降速以带动摇头双摇杆机构转动。2 .摇头机构：将电机输出的转动经过连杆传动机构，最终转化为扇头

6、的摇摆。3 .限制机构：由一个滑销离合器实现风扇是否摇头的限制。曲柄齿轮轴的上下移动实现了滑销离合器的结合与断开。同时也伴随锥齿轮与脱离，实现了摇头动作的限制。4 .扇叶旋转：扇叶干脆安装于电动机主轴之上，可实现其高速旋转运动。六 .传动方案设计：经过电动机的运转，全部动力都来源于电动机，再经过一对锥齿轮机构的传动，实现减速将动力传动给摇头机构，由曲柄摇杆机构实现左右摇头运动。滑销离合器实现风扇摇头的限制，当滑销下滑实现摇头，上提则停止摇头，外置手调俯仰角按钮置于风扇立柱与扇头相接处，顺时针转动调整为增大仰角，逆时针旋转为增大俯角。方案如下图所示：七 .方案评价及相关计算：本设计方案最大的特点

7、是它采纳对锥齿轮机构实现运动的变更和减速作用。采纳追齿轮机构传动可使扇头结构紧凑，有确定的传动比等优点。其次，采纳滑销离合器实现是否摇头的限制，结构比较简洁，运用便利，经济又实惠。同时，采纳曲柄摇杆机构实现扇头的左右摇摆，可以实现较大范围的摇摆。制作起来经济且精度也要求不是很高便于制造。(1)由速比系数K计算极位角o由式知K-6=l80o-K+1,其中K=1.O6,(2)选择合适的比例尺，作图求摇杆的极限位置。取摇杆长度ICD除以比例尺得图中摇杆长CD,以CD为半径、任定点D为圆心、任定点Cl为起点做弧C,使弧C所对应的圆心角等于或大于最大摆角夕，连接D点和CI点的线段ClD为摇杆的一个极限位

8、置，过D点作与ClD夹角等于最大摆角夕的射线交圆弧于C2点得摇杆的另一个极限位置C2D。求曲柄校链中心。过CI点在D点同侧作C1C2的垂线H,过C2点作与D点同侧与直线段C1C2夹角为(900-)的直线J交直线H于点P,连接C2P,在直线段C2P上截取C2P/2得点O,以O点为圆点、OP为半径,画圆K，在C1C2弧段以外在K上任取一点A为钱链中心。(4)求曲柄和连杆的钱链中心。连接A、得直线段AC2为曲柄与连杆长度之和，为圆心、ACl为半径作弧交AC2于点E,明曲柄长度AB=C2E/2,于是以A点为圆C2E/2为半径画弧交AC2于点B2为曲柄的校接中心。(5)计算各杆的实际长度。分别量取图中A

9、D、B2C2的长度，计算得：曲柄长1AB=，AB2,连杆长IBC=,B2C2,机架长AD=ADo根基要求可以确定：夕=0令连杆长度：b=125mm,最大压力a=45。摆杆长度为c=88mm,则：可知：传动角最小等于y二45。c2+h2-(d-a)2yl=arccos2=arccosc2+h2-(d+a)2Ibc图3：按行程速比系数设计四杆机构C2点以A点可以证心、与连杆AB2、1Ibc可以确定摆杆d=lIOmm连杆a=90mm八，附加方案方案一：现3600周转运动可以选九，小结这次设计经验了一个多星期，在这段时间里是我各个方面都得到了训练，对机械原理了解的跟深化了，使我们的阅历增加了许多。摆脱

10、了我们以往只能在书本上学习的范畴而是自己亲自设计试验出来的。这次设计使我们明白想要做好课程设计必须要有深厚的基础，不然做起俩真是很麻烦，设计刚起先时因为基础不坚固我们走了许多的弯路，这次设计过胜利后，我仿佛经过一次长途旅程到达终点，感觉眼前一亮，特殊的舒适啊。这次设计让我明白干任何事都要有耐性，要细致，课程设计有许多次让我感到心烦，但我们还是坚持下来了。短短一周课程设计，使我发觉了自己所驾驭的学问是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业学问实力是如此的不足，以后我会更加努力的学习的。机械原理课程设计是使我们较全面系统的驾驭和深化机械原理课程的基本原理和方法的重要环节，是培育我们学朝气械运动方案

11、设计创新设计和应用计算机对工程实际中各种机构进行分析和设计实力的一门课程。经过这几天设计的学习，让我们初步了解了机械设计的全过程，可以初步的进行机构选型组合和确定运动方案；使我们将机械原理课程各章的理论和方法融会贯穿起来，进一步巩固和加深了所学的理论学问；并对动力分析与设计有了一个较完整的概念；提高了运算绘图遗迹运用计算机和技术资料的实力；培育了我们学生综合运用所学学问，理论联系实际，独立思索羽分析问题的实力和创新实力。在这几天的机械设计中，我们深感自己的不足，相识到了理论与实际之间的差别，只有理论与实际相结合，充分发展多动手，多加进行熬炼，才能终有所得。机械原理课程设计结合一种简洁机器进行机

12、器功能分析、工艺动作确定、执行机构选择、机械运动方案评定、机构尺寸综合、机械运动方案设计等，使我们学生通过一台机器的完整的运动方案设计过程，进一步巩固、驾驭并初步运用机械原理的学问和理论，对分析、运算、绘图、文字表达及技术资料查询等诸方面的独立工作实力进行初步的训练，培育理论与实际相结合、应用计算机完成机构分析和设计的实力，更为重要的是培育开发和创新实力。机械原理课程设计在机械类学生的学问体系训练中，具有不行替代的重要作用。+:致谢本课题在选题及进行过程中得到老师的悉心指导。论文行文过程中，老师多次帮助我分析思路，开拓视角，在我遇到困难想放弃的时候赐予我最大的支持和激励。老师严谨求实的治学看法

13、，踏实坚韧的工作精神，将使我终生受益。再多华丽的言语也显苍白。在此，谨向老师致以真诚的谢意和崇高的敬意。2.2设计任务（1）按给定主要参数，拟定机械传动系统总体方案（2）画出机构运动方案（3）安排蜗轮蜗杆、齿轮传动比。确定他们的基本参数，设计计算机和尺寸（4）确定电风扇摇摆传动的平面连杆机构的运动学尺寸，他满意摆角及急回系数K条件下使最小传动比角小周大.并对平面连杆机构进行运动分析，绘制运动线图，验算曲柄存在条件（5）便携设计说明书（6）学生可进一步完成台式电风扇摇头机构的计算机动态演示或模型验证2.3设计提示（1）常见的摇头机构有杠杆式、滑板式和等，可以将风扇的摇头动作分解为风扇的左右摇摆和

14、风扇的上下俯仰运动，风扇摇摆转动可以采纳平面连杆机构实现，以双摇杆机构的连杆为主动件（即风扇转子通过蜗轮蜗杆带动连杆传动），则其中一个连架杆的摇摆即实现风扇的左右摇摆（风扇安装在连架杆上），机架可选取8090mm,风扇的上下俯仰运动可采纳连杆机构、凸轮机构等实现（2）还可以采纳空间连杆机构干脆实现左右摇摆和上下俯仰的复合运动三、功能分解现市售电风扇的机头一般只是做单一的左右摆头动作，可结合手动调整机头俯仰角度来改善受风区域，但工作正常时机头抚养往往是固定的，只依靠机头自身左右摇摆来送风，因此受风区域、面积有限。本台式电风扇是立体送风电风扇，改电风扇有两种实现方式，即风扇左右摇摆和风扇上下俯仰运动。3.1风扇的上下俯仰运动随着科技的发展，许多风扇能在左右摇摆的同时，能借助相应的构件作上下俯仰运动，实现立体宽区域送风。四、机构的选用依据前述设计要求，并且依据技术、经济及相容性要求，确定两种运动的执行元件一一机头，选用相应的机构来实现各项运动的功能，见表仅对表基本结构进行组合，就可以得到2*2=4中方案。初步选用机构简洁UoU较为可行的方案为:上下俯仰运动采纳连杆机构中的双摇杆机构双摇杆机构：结果简洁、制造简洁、工作牢靠、传动距离较远、传递载荷较大，可实现急回运动规律，一般用于从动件行程较大或承受重载的工作场合、可以实现移动、摇摆等困难运动规律