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1 .設(shè)計(jì)要求 22 .設(shè)計(jì)任務(wù)23 .功能分解34 .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65 .機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)75-1,錢鏈四桿機(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 96 .總結(jié)13七.參考文獻(xiàn) 15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3

2、00mm電扇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min ,電扇搖頭周期t=10s 電扇擺動(dòng)角度少、仰俯角度。與急回系數(shù) K的設(shè)計(jì)要求及任務(wù)分配見表。電扇搖擺轉(zhuǎn)動(dòng)電扇仰俯轉(zhuǎn)動(dòng)方案號(hào)擺角少/ ( )急回系數(shù)K 仰角/( )F1051.0525. 按給定的主要參數(shù)，擬定機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案； 畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡圖；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)滿足擺角空及急回系 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； 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書；(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

3、機(jī)動(dòng)態(tài)演示或模型試驗(yàn)驗(yàn) 證。三.功能分解常見的搖頭機(jī)構(gòu)有杠桿式、滑板式和揪拔式等?？梢詫㈦婏L(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)傳過來的動(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)合運(yùn)動(dòng)（本方案

4、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）。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)行搖頭滑銷上下運(yùn)動(dòng)滑銷錐齒輪機(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)蝸桿渦輪傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，反行程具有自鎖

5、性，傳動(dòng)平穩(wěn)，無噪聲, 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制造渦輪，制造精度要求高，成本高。而錐齒輪可以用來傳遞兩相交的運(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)。2離合器選用方案一主要采用的滑銷上下運(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)簡便還是從經(jīng)濟(jì)的角度來說方案二都比方案一好，也更容易實(shí)現(xiàn)，所以

6、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)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)簡圖中我們不難看出方案一比方案二多了一個(gè)齒輪盤，所以方案二更佳。4、機(jī)構(gòu)組合五機(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度關(guān)系可分成兩類：(1) 各桿長度滿足桿長條件, 即最短桿與最長桿長度之和小于或等于其它兩桿長度之和。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

7、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AB C D,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) 各桿長度不滿足桿長條件, 即最短桿與最長桿長度之和大于其它兩桿長度之和。則無論哪個(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, 極位夾角為180 *(K-1)/(K+1)=4.39 很小 , 視為

8、0 , 如上圖所示BC,C關(guān)線，先取搖桿Lab長為70,確定AB勺位置，然后讓搖桿AB順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 105 ,得到A B,再確定機(jī)架AD勺位置，取/B AD=5 (則/ BAD= 1 1 0 )且Lad取90,注AD只能在搖桿AB, A B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L cd之和可以得出 ,算得LBC+ L CD=132 當(dāng)AB處在右極限時(shí)，即圖中A B的位置，此時(shí)BC, CD重疊，算得Lc d - L b，cz =25 由，式可得Lbc為53.5, L cd為78.5, B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓弧 B B , LBC+LAD=143.5=(12+0.1z

9、f1 =d1-2h f1 =17f2=d2-2h f2=57x=n m=3.925x=0.5llm=1.96n=Sx cos 丫 =1.93n1=m=1.252)m=21.125蝸輪最大外圓直徑d a2a2=da2+2m=63.5蝸輪輪圓寬bb=0.75da1=16.882）齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)齒輪傳動(dòng)比i=5.9, 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 2i =mzi=7.5d2=mz2=44齒頂高 h aai=(ha*+x2)m=0.75ha2=(h a*+x2)m=0.25齒根高 h

10、 f齒高 hhf1 =(ha*+c*-x 1)m=0.0425 h f2=(ha*+c*-x 2)m=0.925h1=ha1+hf1=1.175 h 2=ha2+hf2=1.175齒頂圓直徑d aa1=d1+2ha1=9 d a2=d2+2ha2=44.5齒根圓直徑d fdf1 =d1-2hf1=6.65 d f2=d2-2hf2=42.15a=1/2(7.5+44)=25.75基圓直徑 dbdbi=di cos % =7.1=41.3db2=d2 cos齒頂圓壓力角x aa1=arcos(db1/da1)=37.9DCa2=arcos(db2/ba2)=21.86b=12m=6六總結(jié)機(jī)械原理

11、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。通過這次課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)機(jī)械原理這門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(jì)給我一個(gè)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(yùn)用到實(shí)踐中來，而不是把每個(gè)章節(jié)分開來理解。通過這個(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)合一種簡單機(jī)器進(jìn)行機(jī)器功能分析、工藝動(dòng)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

12、學(xué)生通過一臺(tái)機(jī)器的完整的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)過程，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)開發(fā)和創(chuàng)新能力。機(jī)械原理 課程設(shè)計(jì)在機(jī)械類學(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