機械原理課程設計臺式電風扇搖頭裝置設計

1、機械原理課程設計課程題目：臺式電風扇搖頭裝置專 業(yè)：班 級：學 號：姓 名：指導老師：2013年6月23日1 .設計要求 22 .設計任務23 .功能分解34 .選用機構(gòu) 34-1.減速機構(gòu)選用 44-2,離合器選用54-3.搖頭機構(gòu)選用65 .機構(gòu)的設計75-1,錢鏈四桿機構(gòu)的設計75-2,四桿位置和尺寸的確定 85-3,傳動比的分配 96 .總結(jié)13七.參考文獻 15臺式電風扇搖頭裝置方案一.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3

2、00mm電扇電動機轉(zhuǎn)速n=1450r/min ,電扇搖頭周期t=10s 電扇擺動角度少、仰俯角度。與急回系數(shù) K的設計要求及任務分配見表。電扇搖擺轉(zhuǎn)動電扇仰俯轉(zhuǎn)動方案號擺角少/ ( )急回系數(shù)K 仰角/( )F1051.0525. 按給定的主要參數(shù)，擬定機械傳動系統(tǒng)總體方案； 畫出機構(gòu)運動方案簡圖；分配蝸輪蝸桿、齒輪傳動比，確定他們的基本參數(shù)，設計計算幾何尺寸； 確定電扇搖擺轉(zhuǎn)動的平面連桿機構(gòu)的運動學尺寸， 它應滿足擺角空及急回系 數(shù)K條件下使最小傳動角 最大。并對平面連桿機構(gòu)進行運動分析，繪制運動 線圖，驗算曲柄存在的條件； 編寫設計計算說明書；(6)學生可進一步完成臺式電風扇搖頭機構(gòu)的計算

3、機動態(tài)演示或模型試驗驗 證。三.功能分解常見的搖頭機構(gòu)有杠桿式、滑板式和揪拔式等?？梢詫㈦婏L扇的搖頭動作分 解為風扇左右擺動和風扇上下俯仰運動。風扇要搖擺轉(zhuǎn)動克采用平面連桿機構(gòu)實現(xiàn)。以雙搖桿機構(gòu)的連桿作為主動件(即風扇轉(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)風扇的左右擺動(風扇安裝在連架桿上)機架可取8090 mm風扇的上下俯仰運動可采取連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等實現(xiàn)。本方案具體機構(gòu)選用如下：電動機傳過來的動力，由于功率大，轉(zhuǎn)軸運轉(zhuǎn)速度快，故需一減速裝置將電機的速度減慢傳給搖頭機構(gòu)（本方案選用 錐齒輪機構(gòu)）。還可以采用空間連桿機構(gòu)直接實現(xiàn)風扇的左右擺動和上下仰俯的復合運動（本方案

4、選用平面四桿機構(gòu)實現(xiàn)左右擺動）。應設計相應的左右擺動機構(gòu)完成風扇搖頭或不搖頭的吹風過程，所以必須設計相應的離合器機構(gòu)（本方案設計為 滑銷錐齒輪機構(gòu)）。扇頭的仰俯角調(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 手動控制旋鈕）。四.選用機構(gòu)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：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滑銷錐齒輪機構(gòu)左右擺動連桿左右往復運動平面四桿機構(gòu)俯仰撐桿上下運動手動按鈕機構(gòu)1.減速機構(gòu)選用蝸桿減速機構(gòu)蝸桿渦輪傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，反行程具有自鎖

5、性，傳動平穩(wěn)，無噪聲, 因嚙合時線接觸，且具有螺旋機構(gòu)的特點，故其承載能力強，但考慮后面與離 合機構(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構(gòu)。2離合器選用方案一主要采用的滑銷上下運動，使得渦輪脫離蝸桿從而實現(xiàn)是否搖頭的運動。 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

6、我們選擇方案二。3搖頭機構(gòu)選用方案一：平面四桿搖頭機構(gòu)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)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、機構(gòu)組合五機構(gòu)的設計1. 鉸鏈四桿機構(gòu)的設計平面四桿機構(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架, 即可得到雙搖桿機構(gòu)。根據(jù)低副運動的可逆性原則, 由于此時最短桿是雙整轉(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

7、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于其它兩桿長度之和。則無論哪個構(gòu)件為機架機構(gòu)均為雙搖桿機構(gòu)。此時, 機構(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, 極位夾角為180 *(K-1)/(K+1)=4.39 很小 , 視為

8、0 , 如上圖所示BC,C關(guān)線，先取搖桿Lab長為70,確定AB勺位置，然后讓搖桿AB順時針旋轉(zhuǎn) 105 ,得到A B,再確定機架AD勺位置，取/B AD=5 (則/ BAD= 1 1 0 )且Lad取90,注AD只能在搖桿AB, A B的同側(cè)。當桿AB處在左極限時,BC, CD共線，利用余弦定理算得L bc與L cd之和可以得出 ,算得LBC+ L CD=132 當AB處在右極限時，即圖中A B的位置，此時BC, CD重疊，算得Lc d - L b，cz =25 由，式可得Lbc為53.5, L cd為78.5, B點的運動軌跡為圓弧 B B , LBC+LAD=143.5=(12+0.1z

9、f1 =d1-2h f1 =17f2=d2-2h f2=57x=n m=3.925x=0.5llm=1.96n=Sx cos 丫 =1.93n1=m=1.252)m=21.125蝸輪最大外圓直徑d a2a2=da2+2m=63.5蝸輪輪圓寬bb=0.75da1=16.882）齒輪機構(gòu)的設計根據(jù)齒輪傳動比i=5.9, 小齒輪的齒數(shù)小于17,所用齒輪齒數(shù)較少, 標準齒輪不能滿足要求, 所以采用變位齒輪。齒輪機構(gòu)的幾何尺寸計算傳動比 ii=5.9分度圓 d 1 d 2i =mzi=7.5d2=mz2=44齒頂高 h aai=(ha*+x2)m=0.75ha2=(h a*+x2)m=0.25齒根高 h

10、 f齒高 hhf1 =(ha*+c*-x 1)m=0.0425 h f2=(ha*+c*-x 2)m=0.925h1=ha1+hf1=1.175 h 2=ha2+hf2=1.175齒頂圓直徑d aa1=d1+2ha1=9 d a2=d2+2ha2=44.5齒根圓直徑d fdf1 =d1-2hf1=6.65 d f2=d2-2hf2=42.15a=1/2(7.5+44)=25.75基圓直徑 dbdbi=di cos % =7.1=41.3db2=d2 cos齒頂圓壓力角x aa1=arcos(db1/da1)=37.9DCa2=arcos(db2/ba2)=21.86b=12m=6六總結(jié)機械原理

11、課程設計結(jié)束了，回望這短暫的幾天時間學習，自己學到了不少。通過這次課程設計，讓我對機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。雖然在設計的過程中遇到了好多麻煩，但是經(jīng)過自己認真的思考和查閱資料，以及和同學一起討論最終把問題都解決了。這次設計給我一個感受，學習的過程中要懂得把所學的東西聯(lián)系起來并運用到實踐中來，而不是把每個章節(jié)分開來理解。通過這個實踐我學得了好多，同時認識到理論聯(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習的興趣。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

12、學生通過一臺機器的完整的運動方案設計過程，進一步鞏固、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通過這次設計，讓我認識到自己掌握的知識還很缺乏，自己綜合應用所學的專業(yè)知識能力是如此的不足，在以后的學習中要加以改進。同時也充分認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。以后在學習中要多注意這次設計中所遇到的問題，并及時的改正。自己的知識仍然很有限，要多學習知識，提高自己。八 . 參考文獻1. 孫桓 , 等