機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭裝置設(shè)計(jì)

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)課程題目：臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭裝置專業(yè)：班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)老師：2013年6月23日目錄一設(shè)計(jì)要求2二設(shè)計(jì)任務(wù).2三功能分解.3四選用機(jī)構(gòu) 34-1.減速機(jī)構(gòu)選用44-2.離合器選用54-3.搖頭機(jī)構(gòu)選用6五 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 75-1.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 75-2.四桿位置和尺寸的確定85-3.傳動(dòng)比的分配9六總結(jié) 13七參考文獻(xiàn) 151臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭裝置方案一設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)臺(tái)式電風(fēng)扇的搖頭裝置要求能左右旋轉(zhuǎn)并可調(diào)節(jié)俯仰角。以實(shí)現(xiàn)一個(gè)動(dòng)力下扇葉旋轉(zhuǎn)和搖頭動(dòng)作的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)效果。臺(tái)式電風(fēng)扇的搖頭機(jī)構(gòu)，使電風(fēng)扇作搖頭動(dòng)作（在一定的仰角下隨搖桿擺動(dòng)）。風(fēng)扇的直徑為 300mm，電扇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n

2、=1450r/min ，電扇搖頭周期 t=10s 。電扇擺動(dòng)角度 、仰俯角度 與急回系數(shù) K 的設(shè)計(jì)要求及任務(wù)分配見(jiàn)表。電扇搖擺轉(zhuǎn)動(dòng)電扇仰俯轉(zhuǎn)動(dòng)方案號(hào)仰角 /( )擺角 / （） 急回系數(shù) KF1051.0525二.設(shè)計(jì)任務(wù) 按給定的主要參數(shù)，擬定機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案； 畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖； 分配蝸輪蝸桿、齒輪傳動(dòng)比，確定他們的基本參數(shù)，設(shè)計(jì)計(jì)算幾何尺寸； 確定電扇搖擺轉(zhuǎn)動(dòng)的平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸，它應(yīng)滿足擺角2及急回系數(shù) K 條件下使最小傳動(dòng)角 最大。并對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，繪制運(yùn)動(dòng)線圖，驗(yàn)算曲柄存在的條件； 編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；（ 6）學(xué)生可進(jìn)一步完成臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)動(dòng)

3、態(tài)演示或模型試驗(yàn)驗(yàn)證。三功能分解常見(jiàn)的搖頭機(jī)構(gòu)有杠桿式、滑板式和撳拔式等。可以將電風(fēng)扇的搖頭動(dòng)作分解為風(fēng)扇左右擺動(dòng)和風(fēng)扇上下俯仰運(yùn)動(dòng)。 風(fēng)扇要搖擺轉(zhuǎn)動(dòng)克采用平面連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。 以雙搖桿機(jī)構(gòu)的連桿作為主動(dòng)件 （即風(fēng)扇轉(zhuǎn)子通過(guò)蝸輪蝸桿帶動(dòng)連桿傳動(dòng)） ，則其中一個(gè)連架桿的擺動(dòng)即實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的左右擺動(dòng) （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(yùn)動(dòng)可采取連桿機(jī)構(gòu)、 凸輪機(jī)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)。 本方案具體機(jī)構(gòu)選用如下：電動(dòng)機(jī)傳過(guò)來(lái)的動(dòng)力，由于功率大，轉(zhuǎn)軸運(yùn)轉(zhuǎn)速度快，故需一減速裝置將電機(jī)的速度減慢傳給搖頭機(jī)構(gòu)（本方案選用錐齒輪機(jī)構(gòu) ）。還可以采用空間連桿機(jī)構(gòu)直接實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的左右擺動(dòng)和上下仰俯的復(fù)合

4、運(yùn)動(dòng)（本方案選用 平面四桿機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)左右擺動(dòng)）。應(yīng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的左右擺動(dòng)機(jī)構(gòu)完成風(fēng)扇搖頭或不搖頭的吹風(fēng)過(guò)程，所以必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的離合器機(jī)構(gòu)（本方案設(shè)計(jì)為滑銷(xiāo)錐齒輪機(jī)構(gòu) ）。扇頭的仰俯角調(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(jì)扇頭俯仰角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（本方案設(shè)計(jì)為 手動(dòng)控制旋鈕 ）。3四.選用機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)方式采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。為完成風(fēng)扇左右俯仰的吹風(fēng)過(guò)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(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)減速減速構(gòu)件周向運(yùn)動(dòng)錐齒輪機(jī)構(gòu)執(zhí)行搖頭滑銷(xiāo)上下運(yùn)動(dòng)滑銷(xiāo)錐齒輪機(jī)構(gòu)左右擺動(dòng)連桿左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)平面四桿機(jī)構(gòu)俯仰撐桿上下運(yùn)動(dòng)手動(dòng)按鈕機(jī)構(gòu)1減速機(jī)構(gòu)選用蝸桿減速機(jī)構(gòu)4蝸桿渦輪傳動(dòng)比大

5、, 結(jié)構(gòu)緊湊，反行程具有自鎖性， 傳動(dòng)平穩(wěn) , 無(wú)噪聲 , 因嚙合時(shí)線接觸 , 且具有螺旋機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) , 故其承載能力強(qiáng)，但考慮后面與離合機(jī)構(gòu)的配合關(guān)系，由于蝸桿渦輪嚙合齒輪間的相對(duì)滑動(dòng)速度較大，摩擦磨損大，傳動(dòng)效率低，易出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，需要用較貴的減摩材料來(lái)制造渦輪，制造精度要求高，成本高。而錐齒輪可以用來(lái)傳遞兩相交的運(yùn)動(dòng)，相比渦輪蝸桿成本低， 所以選擇錐形齒輪減速。 綜上，選擇 錐形齒輪減速 機(jī)構(gòu)。52離合器選用6方案一主要采用的滑銷(xiāo)上下運(yùn)動(dòng)，使得渦輪脫離蝸桿從而實(shí)現(xiàn)是否搖頭的運(yùn)動(dòng)。而 方案二比方案一少用了一個(gè)齒輪，它主要采用的滑銷(xiāo)和錐齒輪卡和從而實(shí)現(xiàn)是否搖頭的運(yùn)動(dòng)，不管是從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便還是從經(jīng)

6、濟(jì)的角度來(lái)說(shuō)方案二都比方案一好，也更容易實(shí)現(xiàn)，所以我們選擇方案二。3搖頭機(jī)構(gòu)選用方案一：平面四桿搖頭機(jī)構(gòu)7四桿機(jī)構(gòu)更容易制造，制造精度要求也不是很高，并且四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)擺幅也更容易實(shí)現(xiàn)，最重要的是它的制造成本比較低，所以首選四桿機(jī)構(gòu)，從以上兩個(gè)簡(jiǎn)圖中我們不難看出方案一比方案二多了一個(gè)齒輪盤(pán)，所以方案二更佳。4、機(jī)構(gòu)組合8五機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)和極限位置分析按組成它的各桿長(zhǎng)度關(guān)系可分成兩類(lèi)：(1) 各桿長(zhǎng)度滿足桿長(zhǎng)條件 , 即最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其它兩桿長(zhǎng)度之和。且以最短桿的對(duì)邊為機(jī)架 , 即可得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)低副運(yùn)動(dòng)的可逆性原則 , 由于此時(shí)最短桿是雙整

7、轉(zhuǎn)副件 , 所以 , 連桿與兩搖桿之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副仍為整轉(zhuǎn)副。因此搖桿的兩極限位置分別位于連桿 ( 最短桿 ) 與另一搖桿的兩次共線位置 , 即一次為連桿與搖桿重疊共線 , 如圖所示 ABCD,另一次為連桿與搖桿的拉直共線即圖中所示ABCD。 搖桿的兩極限位置與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中搖桿的極限位置的確定方法相同,很容易找到。兩極限位置的確定(2) 各桿長(zhǎng)度不滿足桿長(zhǎng)條件 , 即最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和大9于其它兩桿長(zhǎng)度之和。則無(wú)論哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架機(jī)構(gòu)均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。此時(shí) ,機(jī)構(gòu)中沒(méi)有整轉(zhuǎn)副存在 ,即兩搖桿與連架桿及連之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度都小于 3602. 四桿位置和尺寸的確定極為位夾角為 0的兩極限位置根據(jù)計(jì)算

8、 , 極位夾角為 180*(K-1)/(K+1)=4.39很小 , 視為 0,如上圖所示 BC,CD共線 ,先取搖桿 LAB長(zhǎng)為 70, 確定 AB的位置 , 然后讓搖桿 AB順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 105, 得到 AB,再確定機(jī)架 AD的位置 ,取BAD=5（則 BAD）且LAD 取90, 注: AD 只能在搖桿 AB,AB的同側(cè)。當(dāng)桿 AB 處在左極限時(shí) , BC, CD共線 , 利用余弦定理算得L BC 與LCD 之和可以得出 ,算得LBC+ L CD=132 .10當(dāng) AB處在右極限時(shí) , 即圖中 AB的位置 ,此時(shí) BC, CD 重疊 ,算得LC D - LBC=25 .由 , 式可得 LBC為

9、 53.5, L CD為 78.5, B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓弧B B, L BC+LAD=143.5=(12+0.1z)m=21.1252蝸輪最大外圓直徑 d a2da2=da2+2m=63.513蝸輪輪圓寬 bb=0.75da1=16.88（2）齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)齒輪傳動(dòng)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 , 所以采用變位齒輪。齒輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算傳動(dòng)比 ii=5.9分度圓 d 1 d 2d1=mz1=7.5d 2=mz2=44齒頂高 h aha1=(ha* +x2)m=0.75h =(h*+x )m=0.25a2a2齒根

10、高 h fhf1 =(h a* +c* -x 1)m=0.0425 h f2 =(ha * +c* -x 2)m=0.925齒高 hh1=ha1+hf1 =1.175 h 2=ha2+hf2 =1.175齒頂圓直徑 dada11a1a22a2=d +2h =9d =d +2h =44.5齒根圓直徑 d fdf1 =d1 -2h f1 =6.65df2 =d2-2hf2 =42.15中心距 aa=1/2(7.5+44)=25.75基圓直徑 d bdb1=d1 cos =7.1db2=d2 cos =41.3齒頂圓壓力角 a a1=arcos(db1/da1)=37.9 a2=arcos(db2/

11、ba2)=21.8614齒寬 bb=12m=6六總結(jié)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)結(jié)束了， 回望這短暫的幾天時(shí)間學(xué)習(xí)， 自己學(xué)到了不少。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)， 讓我對(duì)機(jī)械原理這門(mén)課程有了更深入的了解，對(duì)以前不熟悉的環(huán)節(jié)理解。 雖然在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了好多麻煩，但是經(jīng)過(guò)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(wèn)題都解決了。 這次設(shè)計(jì)給我一個(gè)感受， 學(xué)習(xí)的過(guò)程中要懂得把所學(xué)的東西聯(lián)系起來(lái)并運(yùn)用到實(shí)踐中來(lái)， 而不是把每個(gè)章節(jié)分開(kāi)來(lái)理解。通過(guò)這個(gè)實(shí)踐我學(xué)得了好多， 同時(shí)認(rèn)識(shí)到理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，不僅加深了我對(duì)課程的理解程度而且也激起了我學(xué)習(xí)的興趣。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)結(jié)合一種簡(jiǎn)單機(jī)器進(jìn)行機(jī)器功能分析、 工藝動(dòng)

12、作確定、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案評(píng)定、機(jī)構(gòu)尺寸綜合、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)等，使我們學(xué)生通過(guò)一臺(tái)機(jī)器的完整的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)過(guò)程，進(jìn)一步鞏固、掌握并初步運(yùn)用機(jī)械原理的知識(shí)和理論，對(duì)分析、運(yùn)算、繪圖、文字表達(dá)及技術(shù)資料查詢等諸方面的獨(dú)立工作能力進(jìn)行初步的訓(xùn)練，培養(yǎng)理論與實(shí)際相結(jié)合、 應(yīng)用計(jì)算機(jī)完成機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)的能力，更為重要的是培養(yǎng)開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新能力。 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)在機(jī)械類(lèi)學(xué)生的知識(shí)體系訓(xùn)練中，具有不可替代的重要作用通過(guò)這次設(shè)計(jì)， 讓我認(rèn)識(shí)到自己掌握的知識(shí)還很缺乏， 自己綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)能力是如此的不足，在以后的學(xué)習(xí)中要加以改15進(jìn)。同時(shí)也充分認(rèn)識(shí)到理論是實(shí)際的差別，只有理論聯(lián)系實(shí)際，才能更好的提高自己的綜合能力。 以后在學(xué)習(xí)中要多注意這次設(shè)計(jì)中所遇到的問(wèn)題，并及時(shí)的改正。自己的知識(shí)仍然很有限，要多學(xué)習(xí)知識(shí)，提高自己。八. 參考文獻(xiàn)1. 孫桓 , 等, 機(jī)械