臺式電風(fēng)扇的機械原理與創(chuàng)新

通黃上*臺式電風(fēng)扇的機械原理與創(chuàng)新院部：機電工程學(xué)院班級：12機械卓越班姓名：劉德華學(xué)號：21206072021指導(dǎo)教師：韓慧風(fēng)功能原理分析在扇葉旋轉(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)的左右擺動機構(gòu)（雙搖桿機構(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)的離合器機構(gòu)（滑銷離合器機構(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)機構(gòu)機構(gòu)驅(qū)動方式采用電動機驅(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構(gòu)。機構(gòu)選型表：功能執(zhí)行構(gòu)件工藝動作執(zhí)行機構(gòu)減速減速構(gòu)件周向運動錐齒輪機構(gòu)執(zhí)行搖頭滑銷上下運動離合機構(gòu)左右擺動連桿左右往復(fù)運動曲柄搖桿機構(gòu)俯仰撐桿上下運動滑塊機構(gòu)

減速機構(gòu)圖1:錐齒輪減速機構(gòu)圖2：蝸桿減速機構(gòu)由于蝸桿蝸輪嚙合齒輪間的相對滑動速度較大，摩擦磨損大，傳動效率較低，易出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，常需要用較貴的減磨耐磨材料來制造蝸輪，制造精度要求高，刀具費用昂貴，成本高。錐齒輪可以用來傳遞兩相交的運動，相比蝸桿蝸輪成本較低。所以選用錐齒輪減速。2,離合器3，搖頭機構(gòu)四桿機構(gòu)更容易制造，制造精度要求也不是很高，并且四桿機構(gòu)能實現(xiàn)擺幅也更廣更容易實現(xiàn)，最重要的是它的制造成本比較低.所以首選四桿機構(gòu).機構(gòu)組合功能機構(gòu)的分析以下機構(gòu)來實現(xiàn)電風(fēng)扇的減速、搖頭、俯仰運動。功能的實現(xiàn)搖頭風(fēng)扇由電機、齒輪機構(gòu)、搖頭連桿機構(gòu)等組成。可具體分為：1、 減速機構(gòu)：采用齒輪機構(gòu)實現(xiàn)電機軸高速旋轉(zhuǎn)的降速以帶動搖頭曲柄。2、 搖頭機構(gòu)：將電機輸出的轉(zhuǎn)動經(jīng)過連桿傳動機構(gòu)，最終轉(zhuǎn)化為扇頭的擺動。3、 控制機構(gòu)：由一個滑銷離合器實現(xiàn)風(fēng)扇是否搖頭控制。曲柄齒輪軸的上下移動，實現(xiàn)了滑銷離合器的結(jié)合與斷開。同時也伴隨著傘齒輪的嚙合與脫離，實現(xiàn)了搖頭動作的控制4、 扇葉旋轉(zhuǎn)：扇葉直接安裝于電動機主軸之上，實現(xiàn)其旋轉(zhuǎn)運動。機構(gòu)的設(shè)計原理傳動原理經(jīng)過電動機的運轉(zhuǎn)，所有動力都來源于電動機，再經(jīng)過一對錐齒輪機構(gòu)的傳動，實現(xiàn)減速將動力傳動給搖頭機構(gòu)，由曲柄搖桿機構(gòu)實現(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。方案如下圖所示：改進與創(chuàng)新（1）常見的搖頭機構(gòu)有杠桿式、滑板式等，可以將風(fēng)扇的搖頭動作分解為風(fēng)扇的左右擺動和風(fēng)扇的上下俯仰運動，風(fēng)扇搖擺轉(zhuǎn)動可以采用平面連桿機構(gòu)實現(xiàn)，以雙搖桿機構(gòu)的連桿為主動件（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），機架可選取80~90mm，風(fēng)扇的上下俯仰運動可采用連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等實現(xiàn)（2）還可以采用空間連桿機構(gòu)直接實現(xiàn)左右擺動和上下俯仰的復(fù)合運動生活應(yīng)用案例分析現(xiàn)市售電風(fēng)扇的機頭一般只是做單一的左右擺頭動作，可結(jié)合手動調(diào)節(jié)機頭俯仰角度來改善受風(fēng)區(qū)域，但工作正常時機頭撫養(yǎng)往往是固定的，只依靠機頭自身左右擺動來送風(fēng)，因此受風(fēng)區(qū)域、面積有限。案例改進電風(fēng)扇有兩種實現(xiàn)方式，即風(fēng)扇左右擺動和風(fēng)扇上下俯仰運動。借助相應(yīng)的構(gòu)件作上下俯仰運動，實現(xiàn)立體寬區(qū)域送風(fēng)。根據(jù)前述設(shè)計要求，并且根據(jù)技術(shù)、經(jīng)濟及相容性要求，確定兩種運動的執(zhí)行元件一一機頭，選用相應(yīng)的機構(gòu)來實現(xiàn)各項運動的功能，見表僅對表基本結(jié)構(gòu)進行組合，就可以得到2*2=4中方案。初步選用機構(gòu)簡單uou較為可行的方案為：上下俯仰運動采用連桿機構(gòu)中的雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)：結(jié)果簡