機械原理課程設計臺式電風扇搖頭裝置

目錄一：設計要求二：功能分解三：機構(gòu)選用四：機構(gòu)組合五：功能的實現(xiàn)六：機構(gòu)的設計七：傳動方案設計八：方案評價及相關(guān)計算九：小結(jié)十：致謝十一：參考文獻一：設計要求設計臺式電風扇的搖頭裝置要求能左右旋轉(zhuǎn)并可調(diào)節(jié)俯仰角。以實現(xiàn)一個動力下扇葉旋轉(zhuǎn)和搖頭動作的聯(lián)合運動效果。臺式電風扇的搖頭機構(gòu)，使電風扇作搖頭動作〔在一定的仰角下隨搖桿擺動〕。風扇的直徑為300mm，電扇電動機轉(zhuǎn)速n=1450r/min，電扇搖頭周期t=10s。電扇擺動角度ψ、仰俯角度φ與急回系數(shù)K的設計要求及任務分配見表1.1方案號電扇擺動角度ψ/〔°〕行程速度變化系數(shù)KA801.01B851.015C901.02D951.025E1001.03F1051.05表1.1二：功能分解顯然為完成風扇左右俯仰的吹風過程需要實現(xiàn)以下運動功能要求：在扇葉旋轉(zhuǎn)的同時扇頭能左右擺動一定的角度，因此，需要設計相應的左右擺動機構(gòu)〔本方案設計為雙搖桿機構(gòu)〕。為完成風扇可搖頭，可不搖頭的吹風過程。因此必須設計相應的離合器機構(gòu)〔本方案設計為滑銷離合器機構(gòu)〕。扇頭的俯仰角調(diào)節(jié)，這樣可以增大風扇的吹風范圍。因此，需要設計扇頭俯仰角調(diào)節(jié)機構(gòu)〔本方案設計為外置條件按鈕〕。三：機構(gòu)選用驅(qū)動方式采用電動機驅(qū)動。為完成風扇左右俯仰的吹風過程，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3.11，減速機構(gòu)選用功能執(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運動曲柄搖桿機構(gòu)俯仰撐桿上下運動滑塊機構(gòu)表3.1圖一3.2錐齒輪減速機構(gòu)圖二3.3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，本錢高。錐齒輪可以用來傳遞兩相交的運動，相比蝸桿蝸輪本錢較低。所以在此我們選用錐齒輪減速。2.離合器選用圖3.4方案一圖3.5方案二由以上兩個機構(gòu)簡圖可以看出:方案二采用的比方案一少用了一個齒輪,它主要采用的滑銷和錐齒輪卡和從而實現(xiàn)是否搖頭的運動.不管是從結(jié)構(gòu)簡便還是從經(jīng)濟的角度來說方案二都比方案一好.也更容易實現(xiàn).所以我們選擇方案一.3，搖頭機構(gòu)選用圖3.6方案一圖3.7方案二要實現(xiàn)扇頭的左右搖擺運動有很多種運動方式可以選擇,例如我們可以選用凸輪機構(gòu),多桿機構(gòu),滑塊機構(gòu)齒輪機構(gòu)等.但四桿機構(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本錢比擬低.所以首選四桿機構(gòu).從以上兩個簡圖中我們不難看出方案一比方案二多了一個齒輪盤,所以方案二更好.四：機構(gòu)組合據(jù)上述功能機構(gòu)的分析我們選用以下機構(gòu)來實現(xiàn)電風扇的減速、搖頭、俯仰運動。圖4.1圖4.1五：功能的實現(xiàn)搖頭風扇由電機、齒輪機構(gòu)、搖頭連桿機構(gòu)等組成?？删唧w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。六：機構(gòu)的設計搖頭風扇有電機，齒輪機構(gòu)，搖頭連桿機構(gòu)等組成。具體可分為:減速機構(gòu)：采用錐齒輪機構(gòu)實現(xiàn)，電機軸高速旋轉(zhuǎn)的降速以帶動搖頭雙搖桿機構(gòu)轉(zhuǎn)動。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?？刂茩C構(gòu)：由一個滑銷離合器實現(xiàn)風扇是否搖頭的控制。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。同時也伴隨錐齒輪與脫離，實現(xiàn)了搖頭動作的控制。扇葉旋轉(zhuǎn)：扇葉直接安裝于電動機主軸之上，可實現(xiàn)其高速旋轉(zhuǎn)運動。七：傳動方案設計1〕根據(jù)風扇電動機轉(zhuǎn)速n=1450r/min，電風扇搖頭周期t=10s，確定系統(tǒng)總傳動比i=1450/6=242〔2〕傳動比分配〔根據(jù)國家標準GB/T100871988〕減速箱采用二級轉(zhuǎn)速，第一級采用渦輪蝸桿傳動，選取傳動比為80.第二級采用單級齒輪減速，齒輪傳動比為3.由齒輪傳動強度確定齒輪的標準模數(shù)m=0.6。齒輪齒數(shù)：z1=20，z2=98。具體見表傳動方案的一些參數(shù)表7.1表7.1曲柄盤帶動其上的同步皮帶將動力傳遞到外套在鉸軸上的驅(qū)動凸輪主體時，曲柄盤的轉(zhuǎn)速和凸輪機構(gòu)中的從動齒輪的轉(zhuǎn)速是相等的，即帶有槽的圓柱凸輪的轉(zhuǎn)速和曲柄盤的轉(zhuǎn)速是相等的。八：方案評價及相關(guān)計算本設計方案最大的特點是它采用一對錐齒輪機構(gòu)實現(xiàn)運動的改變和減速作用。采用追齒輪機構(gòu)傳動可使扇頭結(jié)構(gòu)緊湊，有確定的傳動比等優(yōu)點。其次，采用滑銷離合器實現(xiàn)是否搖頭的控制，結(jié)構(gòu)比擬簡單，使用方便，經(jīng)濟又實惠。同時，采用曲柄搖桿機構(gòu)實現(xiàn)扇頭的左右搖擺，可以實現(xiàn)較大范圍的擺動。制作起來經(jīng)濟且精度也要求不是很高便于制造。(1)由速比系數(shù)K計算極位角θ(2)選擇適宜的比例尺，作圖求搖桿的極限位置。取搖桿長度lCD除以比例尺得圖中搖桿長CD，以CD為半徑、任定點D為圓心、任定點C1為起點做弧C，使弧C所對應的圓心角等于或大于最大擺角，連接D點和C1點的線段C1D為搖桿的一個極限位置，過D點作與C1D夾角等于最大擺角的射線交圓弧于C2點得搖桿的另一個極限位置C2D。(3)求曲柄鉸鏈中心。過C1點在D點同側(cè)作C1C2的垂線H，過C2點作與D點同側(cè)與直線段C1C2夾角為〔900－θ〕的直線J交直線H于點P，連接C2P，在直線段C2P上截取C2P/2得點O，以O點為圓點、OP為半徑，畫圓K，在C1C2弧段以外在K上任取一點A為鉸鏈中心。(4)求曲柄和連桿的鉸鏈中心。連接AC點得直線段AC2為曲柄與連桿長度之和，以A點為圓心、AC1為半徑作弧交AC2于點E，可以證明曲柄長度AB=C2E/2，于是以A點為圓心、C2E/2為半徑畫弧交AC2于點B2為曲柄與連桿的鉸接中心。(5)計算各桿的實際長度。分別量取圖中AB2、AD、B2C2的長度，計算得：曲柄長 lAB=AB2，連桿長 lBC=B2C2，機架長lAD=AD。根基要求可以確定：令連桿長度：b=125mm，最大壓力擺桿長度為c=88mm，那么：可知：傳動角最小等于可以確定擺桿d=110mm連桿a=90mm如圖8.1圖8.1九：小結(jié)這次設計使我們明白想要做好課程設計必須要有深厚的根底，不然做起倆真是很麻煩，設計剛開始時因為根底不牢固我們走了很多的彎路，這次設計過成功后，我仿佛經(jīng)過一次長途旅程到達終點，感覺眼前一亮，特別的舒服啊。這次設計讓我明白干任何事都要有耐心，要仔細，課程設計有很屢次讓我感到心煩，但我們還是堅持下來了。短短一周課程設計，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正如此的缺乏，自己綜合應用所學的專業(yè)知識能力是如此的缺乏，以后我會更加努力的學習的。機械原理課程設計是使我們較全面系統(tǒng)的掌握和深化機械原理課程的根本原理和方法的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)我們學生機械運動方案設計創(chuàng)新設計和應用計算機對工程實際中各種機構(gòu)進行分析和設計能力的一門課程。經(jīng)過這幾天設計的學習，讓我們初步了解了機械設計的全過程，可以初步的進行機構(gòu)選型組合和確定運動方案；使我們將機械原理課程各章的理論和方法融會貫穿起來，進一步穩(wěn)固和加深了所學的理論知識；并對動力分析與設計有了一個較完整的概念；提高了運算繪圖遺跡運用計算機和技術(shù)資料的能力；培養(yǎng)了我們學生綜合運用所學知識，理論聯(lián)系實際，獨立思考羽分析問題的能力和創(chuàng)新能力。機械原理課程設計結(jié)合一種簡單機器進行機器功能分析、工藝動作確定、執(zhí)行機構(gòu)選擇、機械運動方案評定、機構(gòu)尺寸綜合、機械運動方案設計等，使我們學生通過一臺機器的完整的運動方案設計過程，進一步穩(wěn)固、掌握并初步運用機械原理的知識和理論，對分析、運算、繪圖、文字表達及技術(shù)資料查詢等諸方面的獨立工作能力進行初步的訓練，培養(yǎng)理論與實際相結(jié)合、應用計算機完成機構(gòu)分析和設計的能力，更為重要的是培養(yǎng)開發(fā)和創(chuàng)新能力。機械原理課程設計在機械類學生的知識體系訓練中，具有不可替代的重要作用。十：致謝本課題在選題及進行過程中得到老師的悉心指導。論文行文過程中，老師屢次幫助我分析思路，開拓視角，在我遇到困難想放棄的時候給予我最大的支持和鼓勵。老師