臺式搖頭風(fēng)扇設(shè)計

1、 目 錄目 錄1一：設(shè)計題目及其要求2二：設(shè)計任務(wù)3三：設(shè)計提示4四設(shè)計分析4五，機(jī)構(gòu)的選用45.1減速機(jī)構(gòu)的選用55.2 離合器的設(shè)計65.3.搖頭機(jī)構(gòu)的設(shè)計75.4俯仰機(jī)構(gòu)8六:傳動方案的設(shè)計及計算96.1根據(jù)速比系數(shù)K計算極位角。96.2.四桿位置和尺寸的確定96.3傳動比的分配10七：設(shè)計成圖11八:總結(jié)12九參考資料13一：設(shè)計題目及其要求設(shè)計臺式電風(fēng)扇的搖頭機(jī)構(gòu)，使電風(fēng)扇作搖頭動作（在一定的仰角下隨搖頭擺動）。圖1所示為電風(fēng)扇的外形圖。圖1風(fēng)扇的直徑為300mm，電風(fēng)扇電動機(jī)轉(zhuǎn)速n = 1450 r/min，電風(fēng)扇搖頭周期t = 10 s。電風(fēng)扇擺動角度、仰俯角度與急回系數(shù)K的設(shè)計

2、要求及任務(wù)分配見下表1。 表1 臺式電風(fēng)扇擺頭機(jī)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)方案號電風(fēng)扇搖頭轉(zhuǎn)動電風(fēng)扇仰俯轉(zhuǎn)動擺角（。）急回系數(shù)K仰角（。）A801.0110B851.01512C901.0215D951.02520E1001.0322F1051.0525 我選擇方案E作為設(shè)計數(shù)據(jù)，擺角為 = 100。，急回系數(shù)K為1.03。 二：設(shè)計任務(wù)（1）按給定的主要參數(shù)，擬定機(jī)械傳動系統(tǒng)總體方案。（2）畫出機(jī)構(gòu)運動方案簡圖。（3）分配蝸輪蝸桿、齒輪傳動比，確定它們的基本參數(shù)，設(shè)計計算幾何尺寸。（4）確定電風(fēng)扇搖擺轉(zhuǎn)動的屏幕、平面連桿機(jī)構(gòu)的運動學(xué)尺寸，它應(yīng)滿足擺角及急回系數(shù)K條件下使最小傳動角最大。并對平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運

3、動分析，繪制運動線圖，驗算曲柄存在條件。（5）編寫設(shè)計計算說明書。（6）學(xué)生可進(jìn)一步完成臺式電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)的計算機(jī)動態(tài)演示或模型試驗驗證。三：設(shè)計提示1）常見的搖頭機(jī)構(gòu)有杠桿式、滑板式和撳拔式等?？梢詫㈦婏L(fēng)扇的搖頭動作分解為風(fēng)扇左右擺動和風(fēng)扇上下俯仰運動。風(fēng)扇要搖擺轉(zhuǎn)動克采用平面連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)。以雙搖桿機(jī)構(gòu)的連桿作為主動件（即風(fēng)扇轉(zhuǎn)子通過蝸輪蝸桿帶動連桿傳動），則其中一個連架桿的擺動即實現(xiàn)風(fēng)扇的左右擺動（風(fēng)扇安裝在連架桿上）。機(jī)架可取8090 mm。風(fēng)扇的上下俯仰運動可采取連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等實現(xiàn)。（2）還可以采用空間連桿機(jī)構(gòu)直接實現(xiàn)風(fēng)扇的左右擺動和上下仰俯的復(fù)合運動。四設(shè)計分析 完成風(fēng)扇左右俯

4、仰的吹風(fēng)過程需要實現(xiàn)下列運動功能要求： 在扇葉旋轉(zhuǎn)的同時扇頭能左右擺動一定的角度，因此，需要設(shè)計相應(yīng)的左右擺動機(jī)構(gòu)即雙搖桿機(jī)構(gòu)。 為完成風(fēng)扇可搖頭，可不搖頭的吹風(fēng)過程。因此必須設(shè)計相應(yīng)的撤銷離合器機(jī)構(gòu)。 扇頭的俯仰角調(diào)節(jié)，這樣可以增大風(fēng)扇的吹風(fēng)范圍。因此，需要設(shè)計扇頭俯仰角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，即外置條件按鈕。五，機(jī)構(gòu)的選用 驅(qū)動方式采用電動機(jī)驅(qū)動。為完成風(fēng)扇左右俯仰的吹風(fēng)過程，據(jù)上述功能分解，可以分別選用以下機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)選型表：功能執(zhí)行構(gòu)件工藝動作執(zhí)行機(jī)構(gòu)減速減速構(gòu)件周向運動錐齒輪機(jī)構(gòu)執(zhí)行搖頭滑銷上下運動離合機(jī)構(gòu)左右擺動連桿左右往復(fù)運動曲柄搖桿機(jī)構(gòu)俯仰撐桿上下運動按鈕機(jī)構(gòu)5.1減速機(jī)構(gòu)的選用蝸桿渦輪傳動比

5、大, 結(jié)構(gòu)緊湊，反行程具有自鎖性，傳動平穩(wěn), 無噪聲, 因嚙合時線接觸, 且具有螺旋機(jī)構(gòu)的特點, 故其承載能力強(qiáng)，考慮后面與離合機(jī)構(gòu)的配合關(guān)系，綜上，選擇 蝸桿渦輪減速機(jī)構(gòu)。圖2蝸桿減速機(jī)構(gòu)5.2 離合器的設(shè)計圖3 離合器機(jī)構(gòu)它主要采用的滑銷上下運動，使得渦輪脫離蝸桿從而實現(xiàn)是否搖頭的運動5.3.搖頭機(jī)構(gòu)的設(shè)計圖4：搖頭機(jī)構(gòu)如圖所示上面一種搖頭機(jī)構(gòu)方案和傳動比的大小，此案應(yīng)用在傳動比大的運動機(jī)構(gòu)中。由已知條件和運動要求進(jìn)行四連桿機(jī)構(gòu)的尺寸綜合，計算電動機(jī)功率、連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計等，繪出機(jī)械系統(tǒng)運動方案的電風(fēng)扇的搖頭機(jī)構(gòu)中，電機(jī)裝在搖桿1上，鉸鏈B處裝有一個蝸輪。電機(jī)轉(zhuǎn)動時，電機(jī)軸上的蝸桿帶動蝸輪,

6、蝸輪與小齒輪空套在同一根軸上,再由小齒輪帶動大齒輪, 而大齒輪固定在連桿2上, 從而迫使連桿2繞B點作整周轉(zhuǎn)動，使連架桿1和3作往復(fù)擺動，達(dá)到風(fēng)扇搖頭的目的。圖5 電動機(jī)電動機(jī)參數(shù)：額定電壓 220v 輸入總功率55W 額定電流0.3A 額定頻率50HZ5.4俯仰機(jī)構(gòu)圖6.俯仰機(jī)構(gòu)設(shè)計一個外置手調(diào)俯仰角按鈕，將其置于風(fēng)扇立柱與扇頭相接處，順時針轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)為增大仰角，逆時針旋轉(zhuǎn)為增大俯角?？梢匀我獾膶﹄婏L(fēng)扇俯仰角進(jìn)行手動調(diào)節(jié)。六:傳動方案的設(shè)計及計算經(jīng)過電動機(jī)的運轉(zhuǎn)，所有動力都來源于電動機(jī)，在經(jīng)過一對錐齒輪的傳動，實現(xiàn)減速將動力傳給搖頭機(jī)構(gòu)，在由一個錐齒輪將動力傳到凸輪機(jī)構(gòu)上，最后傳到雙搖桿機(jī)構(gòu)實

7、現(xiàn)左右搖頭運動?；N離合器實現(xiàn)風(fēng)扇搖頭的控制，當(dāng)滑銷下滑實現(xiàn)搖頭，上提則停止搖頭。外置手調(diào)俯仰角按鈕置于風(fēng)扇立柱與扇頭相接處，順時針轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)為增大仰角，逆時針旋轉(zhuǎn)為增大俯角。6.1根據(jù)速比系數(shù)K計算極位角。 ，K=1.03，所以極位角為2.6°， 6.2.四桿位置和尺寸的確定圖7 如上圖所示BC,CD共線, 先取搖桿LAB長為70, 確定AB的位置,然后讓搖桿AB逆時針旋轉(zhuǎn)100°,即AB, 再確定機(jī)架AD的位置, 且LAD 取90。當(dāng)桿AB處在左極限時, BC, CD共線, LBC 與 LCD 之和可以得出,即LBC+ LCD=131 , 當(dāng)AB處在右極限時,即圖中AB的

8、位置, 此時BC, CD重疊,即LCD- LBC=25 ,由,式可得LBC為53, LCD為78, B點的運動軌跡為圓弧B B,確定四根桿長之后,畫出其一般位置如下圖所示, 此時可根據(jù)理論力學(xué)知識求出桿AB, BC, CD的速度,VAB=WABLAB=(200/1800*) *70=24.4mm/s, WBC=Vcb/Lbc=0.27Rad/s,Wcd=Vc/Lcd=0.05 Rad/s。圖86.3傳動比的分配其設(shè)計規(guī)定轉(zhuǎn)速 n=1450r/min, 可得, w=151.8 rad/s 由上面可知連桿的角速度WBC=0.27Rad/s, 而電動機(jī)的角速度w= 151.8rad/s 所以總傳動比

9、 i = 562由此可以把傳動比分配給蝸輪蝸桿與齒輪傳動, 其中,蝸渦輪蝸桿的傳動比i1=w1/w2 = 95.，齒輪的傳動比i2 = w2/w3 = 5.91）蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計算蝸桿軸向模數(shù) （蝸輪端面模數(shù)）m m = 1.25傳動比 i i = 95蝸桿頭數(shù) z1 z1 = 1 蝸輪齒數(shù) z2 z2 = i z1 = 95蝸桿直徑系數(shù) （蝸桿特性系數(shù)）q q =d1/m = 16 中心距 a a = (d1+d2+2x2m)/2 =40齒輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計算 根據(jù)齒輪傳動比i=5.9, 以及大小齒輪安裝位置, 小齒輪的齒數(shù)小于17, 所用齒輪齒數(shù)較少, 標(biāo)準(zhǔn)齒輪不能滿足要求, 所以

10、采用變位齒輪。傳動比 i i=88/15=5.9分度圓 d1 d2 d1=mz=7.5 d2=mz2=44齒頂高 ha ha1=(ha*+x2)m=0.75 ha2=(ha*+x2)m=0.25齒根高 hf hf1=(ha*+c*-x1)m=0.0425 hf2=(ha*+c*-x2)m=0.925齒高 h h1=ha1+hf1=1.175 h2=ha2+hf2=1.175齒頂圓直徑 da da1=d1+2ha1=9 da2=d2+2ha2=44.5齒根圓直徑 df df1=d1-2hf1=6.65 df2=d2-2hf2=42.15中心距 a a=1/2(7.5+44)=25.75基圓直徑

11、db db1=d1 cos=7.1 db2=d2 cos=41.3齒頂圓壓力角a a1=arcos(db1/da1)=37.9° a2=arcos(db2/ba2)=21.86° 齒寬 b b=12m=6七：設(shè)計成圖圖9八:總結(jié) 通過這次課程設(shè)計，讓我對機(jī)械原理這門課程有了更深入的了解，對以前不熟悉的環(huán)節(jié)理解。雖然在設(shè)計的過程中遇到了好多麻煩，但是經(jīng)過自己認(rèn)真的思考和查閱資料，以及和同學(xué)一起討論最終把問題都解決了。這次設(shè)計給我一個感受，學(xué)習(xí)的過程中要懂得把所學(xué)的東西聯(lián)系起來并運用到實踐中來，而不是把每個章節(jié)分開來理解。通過這個實踐我學(xué)得了好多，同時認(rèn)識到理論聯(lián)系實際的重要性，不僅加深了我對課