臺(tái)式搖頭風(fēng)扇設(shè)計(jì)

1、目錄.1一：設(shè)計(jì)題目及其要求.2二：設(shè)計(jì)任務(wù).3三：設(shè)計(jì)提示.4四.設(shè)計(jì)分析.4五，機(jī)構(gòu)的選用.45.1減速機(jī)構(gòu)的選用.55.2離合器的設(shè)計(jì).653搖頭機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).75.4俯仰機(jī)構(gòu).8六:傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)及計(jì)算.96.1根據(jù)速比系數(shù)K計(jì)算極位角 9o.96.2.四桿位置和尺寸的確定.96.3傳動(dòng)比的分配.10七：設(shè)計(jì)成圖.11八:總結(jié).12九.參考資料.13:設(shè)計(jì)題目及其要求設(shè)計(jì)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 頭擺動(dòng)）。圖1所示為電風(fēng)扇的外形圖。風(fēng)扇的直徑為300mm電風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n = 1450 r/min，電風(fēng)扇搖頭周 期t = 10 s。電風(fēng)扇擺動(dòng)角度、仰俯

2、角度與急回系數(shù)K的設(shè)計(jì)要求及任務(wù)分配 見下表1表1臺(tái)式電風(fēng)扇擺頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)萬案號電風(fēng)扇搖頭轉(zhuǎn)動(dòng)電風(fēng)扇仰俯轉(zhuǎn)動(dòng)擺角書（。急回系數(shù)K仰角）A801.0110B851.01512C901.0215D951.02520E1001.0322F1051.0525我選擇方案E作為設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，擺角為 書=100 :急回系數(shù)K為1.03二：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。（2）畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡圖。（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。并對平面連

3、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)演示或模型試 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。可以將電風(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

4、.設(shè)計(jì)分析完成風(fēng)扇左右俯仰的吹風(fēng)過程需要實(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，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的左右擺動(dòng)機(jī)構(gòu)即雙搖桿機(jī) 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(jì)相應(yīng)的撤銷離合器機(jī) 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(jì)扇頭俯仰 角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，即外置條件按鈕。五，機(jī)構(gòu)的選用驅(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)離合機(jī)構(gòu)左右擺動(dòng)連桿左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)俯仰撐桿上下運(yùn)動(dòng)按鈕機(jī)構(gòu)5.1減速

5、機(jī)構(gòu)的選用蝸桿渦輪傳動(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)，考慮后面與離合機(jī)構(gòu) 的配合關(guān)系，綜上，選擇 蝸桿渦輪減速機(jī)構(gòu)。圖2蝸桿減速機(jī)構(gòu)5.2離合器的設(shè)計(jì)圖3離合器機(jī)構(gòu)它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)5.3.搖頭機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖4:搖頭機(jī)構(gòu)如圖所示上面一種搖頭機(jī)構(gòu)方案和傳動(dòng)比的大小， 此案應(yīng)用在傳動(dòng)比大的運(yùn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)中。由已知條件和運(yùn)動(dòng)要求進(jìn)行四連桿機(jī)構(gòu)的尺寸綜合，計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率、連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等，繪出機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的電風(fēng)扇的搖頭機(jī)構(gòu)中， 電機(jī)裝在搖桿1上，鉸鏈B處裝有一個(gè)蝸輪。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)軸

6、上的蝸桿帶動(dòng)蝸輪，蝸輪與 小齒輪空套在同一根軸上，再由小齒輪帶動(dòng)大齒輪，而大齒輪固定在連桿2上,從而迫使連桿2繞B點(diǎn)作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，使連架桿1和3作往復(fù)擺動(dòng)，達(dá)到風(fēng)扇搖頭 的目的。圖5電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)參數(shù)：額定電壓220v輸入總功率55W額定電流0.3A額定頻率50HZ5.4俯仰機(jī)構(gòu)圖6俯仰機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)外置手調(diào)俯仰角按鈕，將其置于風(fēng)扇立柱與扇頭相接處，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)為增大仰角，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為增大俯角?？梢匀我獾膶﹄婏L(fēng)扇俯仰角進(jìn)行 手動(dòng)調(diào)節(jié)。六:傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)及計(jì)算經(jīng)過電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，所有動(dòng)力都來源于電動(dòng)機(jī)，在經(jīng)過一對錐齒輪的傳動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)減速將動(dòng)力傳給搖頭機(jī)構(gòu)，在由一個(gè)錐齒輪將動(dòng)力傳到凸輪機(jī)構(gòu)上，最后傳 到

7、雙搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)左右搖頭運(yùn)動(dòng)?；N離合器實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇搖頭的控制，當(dāng)滑銷下滑 實(shí)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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)為增大仰角，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為增大俯角。6.1根據(jù)速比系數(shù)K計(jì)算極位角9o6.2.四桿位置和尺寸的確定如上圖所示BC,CD共線,先取搖桿LA長為70,確定AB勺位置,然后讓搖桿AB逆時(shí) 針旋轉(zhuǎn)0= 180，K=1.03，所以極位角為2.6100,即A B,再確定機(jī)架AD勺位置,且LAD取90。當(dāng)桿AB處在左極限 時(shí),BC, CD共線，LBC與LCD之和可以得出,即LBC+ LCE=131,當(dāng)AB處在右極限 時(shí),即圖中AB的位置,此時(shí)BC, CD重

8、疊,即LCD- LB，C=25,由,式可 得LBC為53, LC為78, B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓弧B B,確定四根桿長之后，畫出其一般位置如下圖所示，此時(shí)可根據(jù)理論力學(xué)知識 求出桿AB,BC, CD的速度，VAB=VWLAB=（200/1800*n）*70=24.4mm/s,VW=Vcb/Lbc=0.27Rad/s,Wcd=Vc/Lcd=0.05 Rad/s。圖86.3傳動(dòng)比的分配其設(shè)計(jì)規(guī)定轉(zhuǎn)速n=1450r/min,可得,w=151.8 rad/s由上面可知連桿的角速度WBC=0.27Rad/s,而電動(dòng)機(jī)的角速度w=151.8rad/s所以總傳動(dòng)比i = 562由此可以把傳動(dòng)比分配給蝸輪蝸桿與齒

9、輪傳動(dòng)，其中,蝸渦輪蝸桿的傳動(dòng)比i1=w/w2= 95.,齒輪的傳動(dòng)比i2= w2/W3= 5.91）蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算蝸桿軸向模數(shù)（蝸輪端面模數(shù)）mm = 1.25傳動(dòng)比ii = 95蝸桿頭數(shù)z1z1= 1蝸輪齒數(shù)z2z2= i z1= 95蝸桿直徑系數(shù)（蝸桿特性系數(shù)）qq =d1/m = 16中心距aa = (d計(jì)cb+2x2m)/2 =40齒輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算i=5.9,以及大小齒輪安裝位置，小齒輪的齒數(shù)小于17,所根據(jù)齒輪傳動(dòng)比用齒輪齒數(shù)較少,標(biāo)準(zhǔn)齒輪不能滿足要求，所以采用變位齒輪。傳動(dòng)比ii=88/15=5.9分度圓d1d21=mz=7.5 d2=mz=44齒頂高h(yuǎn)aa1=

10、 (ha+X2)m =0.75齒根高h(yuǎn)fhf1=(ha+c -x1)m=0.0425 hf2=(ha+c-x2)m=0.925齒高h(yuǎn)h1=hai+hfi=1.175 h2=ha2+hf2=1.175齒頂圓直徑daa1=d1+2ha1=9 da2=d2+2ha2=44.5齒根圓直徑dfdf1=d1-2hf1=6.65 df2=d2-2hf2=42.15中心距aa=1/2(7.5+44)=25.75基圓直徑dbb1=d1cosa=7.1db2=d2 cosa=41.3齒頂圓壓力角aa1=arcos(d閃/da1)=37.9a2=arcos(db2/ba2)=21.86齒寬bb=12m=6七：設(shè)計(jì)成圖圖9八:總結(jié)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