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

1、成員： 輔導(dǎo)教師: 時(shí)間：目錄設(shè)計(jì)題目.計(jì)劃任務(wù)三. 設(shè)計(jì)提示四. 功能分解五. 機(jī) 構(gòu) 的 選用六機(jī)構(gòu)組合設(shè)計(jì)與說(shuō)明七方案評(píng)價(jià)及相關(guān)計(jì)八. 小組中三個(gè)方案的評(píng)價(jià)與擇優(yōu)九. 設(shè)計(jì)體會(huì)一.設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)臺(tái)式電風(fēng)扇的搖頭機(jī)構(gòu)，使電風(fēng)扇做搖頭動(dòng)作(在一定的仰角下隨搖桿擺動(dòng))。風(fēng)扇的直徑為 300m m,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，仰俯角度與急回系數(shù)K的設(shè)計(jì)要 求及任務(wù)分配表見表2.11.表2.11臺(tái)式電風(fēng)扇擺頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)方案號(hào)電扇搖擺轉(zhuǎn)動(dòng)電扇仰俯轉(zhuǎn)動(dòng)擺角/( )急回系數(shù)K仰角 /( )A801.0110B851.01512C901.0215D951

2、.02520E1001.0322F1051.0525我選擇方案D:擺角為 =95，急回系數(shù)K=1.025二.計(jì)劃任務(wù)(1) 按給定的主要參數(shù)，擬定機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案(2) 畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。(3) 分配蝸輪蝸桿、齒輪傳動(dòng)比，確定它們的基本參數(shù)，設(shè)計(jì)計(jì)算幾何尺寸。（4）確定電風(fēng)扇搖擺轉(zhuǎn)動(dòng)的屏幕、平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)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(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)算曲柄存在條件。（5）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)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)算機(jī)動(dòng)態(tài)演 示或模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。三設(shè)計(jì)提示（1）常見的搖頭機(jī)構(gòu)有杠桿式、滑板式和撳拔式等

3、?？梢詫?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)。（2）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)。四功能分解 為完成風(fēng)扇左右俯仰的吹風(fēng)需要實(shí)現(xiàn)下列運(yùn)動(dòng)功能要求：在扇葉 旋轉(zhuǎn)的同時(shí)扇頭能左右擺動(dòng)一定的角度，因此，應(yīng)設(shè)計(jì)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)。

4、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)為外置條件旋鈕）。五、機(jī)構(gòu)的選用1、驅(qū)動(dòng)方式采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。為完成風(fēng)扇的左右擺動(dòng)的吹風(fēng)過(guò)程，采用弧形的軌道裝置，軌道中間用一個(gè)半圓的滾輪，它結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，工作可靠，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇平穩(wěn)的搖頭，并且可 以根據(jù)軌道的弧長(zhǎng)控制風(fēng)扇搖頭的角度。風(fēng)扇的上下俯仰運(yùn)動(dòng) 用外置手動(dòng)按鈕。2、減速機(jī)構(gòu)與離合器的選用V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，在兩對(duì)齒輪 的減速下傳給搖頭機(jī)構(gòu)。離合器的選用是為了在不想風(fēng)扇搖頭時(shí)， 扇頭的擺動(dòng)能夠停止，所以當(dāng)拉桿被提起時(shí)，兩個(gè)齒輪被提起，與 軸上的輪齒分開，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力就傳

5、不到搖頭機(jī)構(gòu)處。3、搖頭機(jī)構(gòu)的選用V經(jīng)減速齒輪傳的動(dòng)力，傳遞給軸上的半圓滾輪，半圓滾輪在弧形軌 道內(nèi)周期性的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了扇頭的左右擺動(dòng)。4、外置的手動(dòng)旋鈕控制扇頭的上下俯仰在如圖所示的圓孔中，安裝一個(gè)外置手動(dòng) 的螺釘旋鈕，當(dāng)扇頭控制好在什么角度后，旋緊螺釘，達(dá)到了風(fēng)扇 各機(jī)構(gòu)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇的減速、搖頭、俯仰。以下是風(fēng)扇從兩 個(gè)角度看的立體圖和一張簡(jiǎn)單的平面圖經(jīng)過(guò)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，所有動(dòng)力都來(lái)源于電動(dòng)機(jī)，在經(jīng)過(guò)電動(dòng)機(jī)軸上 的齒和減速齒輪嚙合，減速齒輪又將動(dòng)力傳給下一級(jí)齒輪，帶動(dòng)半 圓形滾輪開始做圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，半圓形滾輪在上下兩軌道之間周期性接 觸，從而帶動(dòng)電風(fēng)扇機(jī)頭左右搖擺。為了保證半在軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)并

6、帶 動(dòng)扇頭左右搖擺。當(dāng)要停止風(fēng)扇搖頭時(shí)，減速齒輪被拉桿提起時(shí)， 電動(dòng)機(jī)軸的動(dòng)力就無(wú)法傳動(dòng)到其它地方，從而電風(fēng)扇停止搖頭動(dòng) 作。外置手調(diào)俯仰角按鈕置于風(fēng)扇立柱與扇頭相接處，手動(dòng)增大扇 頭的俯角與仰角。八、方案評(píng)價(jià)及相關(guān)計(jì)算此方案的特點(diǎn)是它采用兩對(duì)普通的直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)就實(shí)現(xiàn)了減速 作用，圓柱直齒輪易于制造，有確定的傳動(dòng)比等優(yōu)點(diǎn)。其次，采用 滑銷離合器實(shí)現(xiàn)是否搖頭控制，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，使用方便，經(jīng)濟(jì)又 實(shí)惠，還有制作起來(lái)也比較的簡(jiǎn)單。而且圓弧軌道的制造也很容圖-1-1如上圖1-1所示的方案中它最大的特點(diǎn)是它只采用一對(duì)錐齒輪 機(jī)構(gòu)就實(shí)現(xiàn)了改變和減速作用。采用錐齒輪機(jī)構(gòu)可以使扇頭結(jié)構(gòu)緊 湊，有確定的傳動(dòng)

7、比等優(yōu)點(diǎn)。其次，采用滑銷離合器實(shí)現(xiàn)是否搖頭 控制，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，使用方便，經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠，還有制作起來(lái)也比 較的簡(jiǎn)單。同時(shí)，采用雙搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)扇頭的左右擺動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn) 較大范圍的轉(zhuǎn)動(dòng)。制作起來(lái)經(jīng)濟(jì)且精度要求不是很高便于制造。缺點(diǎn)：不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下俯仰運(yùn)動(dòng)。如圖1-2 :仰俯運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：同步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn)，曲柄拉動(dòng)風(fēng) 扇電機(jī)座所在的搖桿做上下 15的仰俯運(yùn)動(dòng)。為了使同步電機(jī)能夠 輕松地帶動(dòng)風(fēng)扇的機(jī)頭做上下仰俯運(yùn)動(dòng)，減小電機(jī)磨損和能量的消 耗，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使風(fēng)扇機(jī)頭的重心落在搖桿與機(jī)架相連的鉸鏈處。 同時(shí)使用膠狀固體潤(rùn)滑劑，減小噪音，減小零件磨損，延長(zhǎng)零件使 用壽命。在使用過(guò)程中，通過(guò)開關(guān)控制同步電機(jī)

8、的運(yùn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)打 開或關(guān)閉仰俯運(yùn)動(dòng)。左右搖頭機(jī)構(gòu)：風(fēng)扇主電動(dòng)機(jī)的軸后部是蝸桿，通過(guò)蝸桿帶動(dòng)偏心 輪常生活中所見電風(fēng)扇一樣。綜上: 選用如圖 1-2 的方案為我們小組的方案。十、設(shè)計(jì)體會(huì)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。在真正開始設(shè)計(jì)這個(gè)電風(fēng)扇搖頭裝置之前，自己也曾 經(jīng)有過(guò)很多想法和方案，有的很簡(jiǎn)單，有的很復(fù)雜。在這么多方案 中選擇一種較好的，確實(shí)要考慮很多東西。平時(shí)學(xué)到的機(jī)械原理知 識(shí)還是有限，在抉擇中有點(diǎn)頭大。但是通過(guò)上網(wǎng)、去圖書館查資料 以及小組成員的討論，確定了本次設(shè)計(jì)的方案。當(dāng)然此次設(shè)計(jì)還有 很多不足和需待改進(jìn)的地方。這次課程設(shè)計(jì)，是第一次將本學(xué)期機(jī)械

9、原理這門課程中所 學(xué)的知識(shí)綜合運(yùn)用到實(shí)際中某一具體實(shí)例中，另外對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)也 有了初步的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這次課程設(shè)計(jì)，從最初的毫無(wú)頭緒到 逐漸做出雛形，然后進(jìn)一步改進(jìn)。雖然總共僅用了幾天的時(shí)間，但 在這整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，自己在實(shí)踐中摸索成長(zhǎng)，在理論中分析探 討，更加清晰地認(rèn)識(shí)到只有靈活地掌握好理論知識(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中 才能夠得心應(yīng)手，才能真正將理論用于實(shí)踐，從中學(xué)到更多的知識(shí) 和技能。一個(gè)巴掌拍不響，一個(gè)人的力量是有限的，想像力、創(chuàng)新力也 如此。小組成員通過(guò)分析思考、查找資料、再分析思考、小組討 論、確定初步方案、分工協(xié)作、組織成型、改進(jìn)和確定最終方案。 “書上得來(lái)終覺(jué)淺，需知事事要躬行 ”。書本的知識(shí)不可能面面具 到，而又由于在學(xué)習(xí)過(guò)程中的不慎不斷遺失，使我們的知識(shí)結(jié)構(gòu)十 分不完整。于是系統(tǒng)地進(jìn)行實(shí)踐操作對(duì)我們完善知識(shí)體系有莫大的 幫助。與此同時(shí)，在具體實(shí)踐時(shí)，往往會(huì)遇到很多事先沒(méi)預(yù)測(cè)到的困惑，這成為我們完成設(shè)計(jì)的一大障礙，但最終還是通過(guò)求教和自己 摸索中解決了。從這些過(guò)程中我們又鍛煉了自己遇到問(wèn)題，分析問(wèn) 題，解決問(wèn)題的能力。同時(shí)也感受到了群眾的智慧是不可估量的?！叭诵袆t