機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)臺式電風(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：臺式電風(fēng)扇搖頭裝置 專 業(yè):班 級: 學(xué) 號: 姓 名: 指導(dǎo)老師:2013年6月23日一. 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.較鏈四桿機(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)15臺式電風(fēng)扇搖頭裝置方案一. 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)臺式電風(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30

2、0mm,電扇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n =1450r/min, 電扇搖頭周期t=10so電扇擺動(dòng)角度2、仰俯角度（I）與急回系數(shù)K的 設(shè)計(jì)要求及任務(wù)分配見表。方案號電扇搖擺轉(zhuǎn)動(dòng)擺角2/ （ ）急回系數(shù)K電扇仰俯轉(zhuǎn)動(dòng)仰角0/（ ）F10525二. 設(shè)計(jì)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; 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 屮及急回系數(shù)K條件下使最小傳動(dòng)角了最大。并對平面連桿機(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)一步完成臺式電風(fēng)扇搖

3、頭機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(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、滑板式和掀拔式等?？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)可釆取連桿機(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)

4、和上下仰俯 的復(fù)合運(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)圖1：錐齒輪

5、減遠(yuǎn)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，制造精度要求髙，成本髙。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.離合器選用方案一方案二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，它主要釆用 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

6、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)， 所以我們選擇方案二。3.搖頭機(jī)構(gòu)選用小歷號電機(jī)方案一：平面四桿搖頭機(jī)構(gòu)方案二四桿機(jī)構(gòu)更容易制造，制造精度要求也不是很髙，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較鏈四桿機(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)

7、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。B*A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 轉(zhuǎn)動(dòng)角度都小于360。2.四桿位置和尺寸的確定C(c*)(B)

8、A(A)D(D)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)=很小，視為0。，如 上圖所示BC,CD共線，先取搖桿g長為70,確定AB的位置，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的位置，取ZB AD=5 (則ZBAD= 110 )且1)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Lbc與 Lcd之和可以得出，算得U+ Un二132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, - Lb1 c =25由，式可得“為，5)為，B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓弧

9、 B B, Lbc+Lad=(12+m= da2=da2+2m=b=根據(jù)齒輪傳動(dòng)比2,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，所以釆用變位齒輪。齒輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算傳動(dòng)比i分度圓di d2di=m 八二cL=ni22=44齒頂高 hahal= (ha*+X2) IIFh 滬(ha*+x2) m 二齒根高h(yuǎn)fhn= (h+cTX) m 二 氐二(h+JxJ m 二齒高h(yuǎn)齒頂圓直徑da齒根圓直徑df中心距ahl=hai+hfi= h2=ha2+hdaFdi+2hai=9血二 ch+2h 滬d 門二 d】-2hfi 二df2=d2-2hf2 二8=1/2

10、+44)=基圓直徑dbdbi=di cos a =齒頂圓壓力角a aa2=arcos(db2/ba2)=db2=d2 cos a =a al=arcos(dbl/dal) = a齒寬bb=12ni=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。通過這次課程設(shè)計(jì)，讓我對機(jī)械原理這門課程有了更深入 的了解，對以前不熟悉的環(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

11、好多，同時(shí)認(rèn)識到理論聯(lián)系實(shí)際的重要性, 不僅加深了我對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)生通過一臺機(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)械原理的知識和理論，對分析、 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)識到自己掌握的知識還很缺乏，自己綜合 應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識能力是如此的不足，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 更好的提髙自己的綜合能力。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。自己的知識仍然很有限，要多學(xué)習(xí)知識，提髙