機(jī)械原理課程設(shè)計臺式電風(fēng)扇搖頭裝置設(shè)計

1、機(jī)械原理課程設(shè)計課程題目：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日目錄一設(shè)計要求2二設(shè)計任務(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 75-1.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計 75-2.四桿位置和尺寸的確定85-3.傳動比的分配9六總結(jié) 13七參考文獻(xiàn) 151臺式電風(fēng)扇搖頭裝置方案一設(shè)計要求設(shè)計臺式電風(fēng)扇的搖頭裝置要求能左右旋轉(zhuǎn)并可調(diào)節(jié)俯仰角。以實現(xiàn)一個動力下扇葉旋轉(zhuǎn)和搖頭動作的聯(lián)合運(yùn)動效果。臺式電風(fēng)扇的搖頭機(jī)構(gòu)，使電風(fēng)扇作搖頭動作（在一定的仰角下隨搖桿擺動）。風(fēng)扇的直徑為 300mm，電扇電動機(jī)轉(zhuǎn)速 n

2、=1450r/min ，電扇搖頭周期 t=10s 。電扇擺動角度 、仰俯角度 與急回系數(shù) K 的設(shè)計要求及任務(wù)分配見表。電扇搖擺轉(zhuǎn)動電扇仰俯轉(zhuǎn)動方案號仰角 /( )擺角 / （） 急回系數(shù) KF1051.0525二.設(shè)計任務(wù) 按給定的主要參數(shù)，擬定機(jī)械傳動系統(tǒng)總體方案； 畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案簡圖； 分配蝸輪蝸桿、齒輪傳動比，確定他們的基本參數(shù)，設(shè)計計算幾何尺寸； 確定電扇搖擺轉(zhuǎn)動的平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)尺寸，它應(yīng)滿足擺角2及急回系數(shù) K 條件下使最小傳動角 最大。并對平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析，繪制運(yùn)動線圖，驗算曲柄存在的條件； 編寫設(shè)計計算說明書；（ 6）學(xué)生可進(jìn)一步完成臺式電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)的計算機(jī)動

3、態(tài)演示或模型試驗驗證。三功能分解常見的搖頭機(jī)構(gòu)有杠桿式、滑板式和撳拔式等?？梢詫㈦婏L(fēng)扇的搖頭動作分解為風(fēng)扇左右擺動和風(fēng)扇上下俯仰運(yùn)動。 風(fēng)扇要搖擺轉(zhuǎn)動克采用平面連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)。 以雙搖桿機(jī)構(gòu)的連桿作為主動件 （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(jī)架可取 8090 mm。風(fēng)扇的上下俯仰運(yùn)動可采取連桿機(jī)構(gòu)、 凸輪機(jī)構(gòu)等實現(xiàn)。 本方案具體機(jī)構(gòu)選用如下：電動機(jī)傳過來的動力，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)直接實現(xiàn)風(fēng)扇的左右擺動和上下仰俯的復(fù)合

4、運(yùn)動（本方案選用 平面四桿機(jī)構(gòu) 實現(xiàn)左右擺動）。應(yīng)設(shè)計相應(yīng)的左右擺動機(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)計相應(yīng)的離合器機(jī)構(gòu)（本方案設(shè)計為滑銷錐齒輪機(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)計扇頭俯仰角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（本方案設(shè)計為 手動控制旋鈕 ）。3四.選用機(jī)構(gòu)驅(qū)動方式采用電動機(jī)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(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)選型表：功能執(zhí)行構(gòu)件工藝動作執(zhí)行機(jī)構(gòu)減速減速構(gòu)件周向運(yùn)動錐齒輪機(jī)構(gòu)執(zhí)行搖頭滑銷上下運(yùn)動滑銷錐齒輪機(jī)構(gòu)左右擺動連桿左右往復(fù)運(yùn)動平面四桿機(jī)構(gòu)俯仰撐桿上下運(yùn)動手動按鈕機(jī)構(gòu)1減速機(jī)構(gòu)選用蝸桿減速機(jī)構(gòu)4蝸桿渦輪傳動比大

5、, 結(jié)構(gòu)緊湊，反行程具有自鎖性， 傳動平穩(wěn) , 無噪聲 , 因嚙合時線接觸 , 且具有螺旋機(jī)構(gòu)的特點 , 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速度較大，摩擦磨損大，傳動效率低，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，制造精度要求高，成本高。而錐齒輪可以用來傳遞兩相交的運(yùn)動，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)。52離合器選用6方案一主要采用的滑銷上下運(yùn)動，使得渦輪脫離蝸桿從而實現(xiàn)是否搖頭的運(yùn)動。而 方案二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(yùn)動，不管是從結(jié)構(gòu)簡便還是從經(jīng)

6、濟(jì)的角度來說方案二都比方案一好，也更容易實現(xiàn)，所以我們選擇方案二。3搖頭機(jī)構(gòu)選用方案一：平面四桿搖頭機(jī)構(gòu)7四桿機(jī)構(gòu)更容易制造，制造精度要求也不是很高，并且四桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)擺幅也更容易實現(xiàn)，最重要的是它的制造成本比較低，所以首選四桿機(jī)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，所以方案二更佳。4、機(jī)構(gòu)組合8五機(jī)構(gòu)的設(shè)計1. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計平面四桿機(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)動的可逆性原則 , 由于此時最短桿是雙整

7、轉(zhuǎn)副件 , 所以 , 連桿與兩搖桿之間的轉(zhuǎn)動副仍為整轉(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 ABCD,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。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9于其它兩桿長度之和。則無論哪個構(gòu)件為機(jī)架機(jī)構(gòu)均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。此時 ,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)動角度都小于 3602. 四桿位置和尺寸的確定極為位夾角為 0的兩極限位置根據(jù)計算

8、 , 極位夾角為 180*(K-1)/(K+1)=4.39很小 , 視為 0,如上圖所示 BC,CD共線 ,先取搖桿 LAB長為 70, 確定 AB的位置 , 然后讓搖桿 AB順時針旋轉(zhuǎn) 105, 得到 AB,再確定機(jī)架 AD的位置 ,取BAD=5（則 BAD）且LAD 取90, 注: AD 只能在搖桿 AB,AB的同側(cè)。當(dāng)桿 AB 處在左極限時 , BC, CD共線 , 利用余弦定理算得L BC 與LCD 之和可以得出 ,算得LBC+ L CD=132 .10當(dāng) AB處在右極限時 , 即圖中 AB的位置 ,此時 BC, CD 重疊 ,算得LC D - LBC=25 .由 , 式可得 LBC為

9、 53.5, L CD為 78.5, B點的運(yùn)動軌跡為圓弧B B, L BC+LAD=143.5=(12+0.1z)m=21.1252蝸輪最大外圓直徑 d a2da2=da2+2m=63.513蝸輪輪圓寬 bb=0.75da1=16.88（2）齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計根據(jù)齒輪傳動比i=5.9,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 , 所以采用變位齒輪。齒輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計算傳動比 ii=5.9分度圓 d 1 d 2d1=mz1=7.5d 2=mz2=44齒頂高 h aha1=(ha* +x2)m=0.75h =(h*+x )m=0.25a2a2齒根

10、高 h fhf1 =(h a* +c* -x 1)m=0.0425 h f2 =(ha * +c* -x 2)m=0.925齒高 hh1=ha1+hf1 =1.175 h 2=ha2+hf2 =1.175齒頂圓直徑 dada11a1a22a2=d +2h =9d =d +2h =44.5齒根圓直徑 d fdf1 =d1 -2h f1 =6.65df2 =d2-2hf2 =42.15中心距 aa=1/2(7.5+44)=25.75基圓直徑 d bdb1=d1 cos =7.1db2=d2 cos =41.3齒頂圓壓力角 a a1=arcos(db1/da1)=37.9 a2=arcos(db2/

11、ba2)=21.8614齒寬 bb=12m=6六總結(jié)機(jī)械原理課程設(shè)計結(jié)束了， 回望這短暫的幾天時間學(xué)習(xí)， 自己學(xué)到了不少。通過這次課程設(shè)計， 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)計給我一個感受， 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)用到實踐中來， 而不是把每個章節(jié)分開來理解。通過這個實踐我學(xué)得了好多， 同時認(rèn)識到理論聯(lián)系實際的重要性，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)計結(jié)合一種簡單機(jī)器進(jìn)行機(jī)器功能分析、 工藝動

12、作確定、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇、機(jī)械運(yùn)動方案評定、機(jī)構(gòu)尺寸綜合、機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計等，使我們學(xué)生通過一臺機(jī)器的完整的運(yùn)動方案設(shè)計過程，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立工作能力進(jìn)行初步的訓(xùn)練，培養(yǎng)理論與實際相結(jié)合、 應(yīng)用計算機(jī)完成機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計的能力，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， 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15進(jìn)。同時也充分認(rèn)識到理論是實際的差別，只有理論聯(lián)系實際，才能更好的提高自己的綜合能力。 以后在學(xué)習(xí)中要多注意這次設(shè)計中所遇到的問題，并及時的改正。自己的知識仍然很有限，要多學(xué)習(xí)知識，提高自己。八. 參考文獻(xiàn)1. 孫桓 , 等, 機(jī)械