臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)機(jī)械原理三級(jí)項(xiàng)目報(bào)告

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)成員指導(dǎo)教師班級(jí)2016年6月26日設(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)扇作搖頭動(dòng)作。風(fēng)扇的直徑為300mm，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2=100°、俯仰角度。=22。與急回系數(shù)K=。風(fēng)扇可以在一定周期下進(jìn)行擺頭運(yùn)動(dòng),使送風(fēng)面積增大。項(xiàng)目成員分工所有組員一同完成功能機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì),其余工作分工如下:111：機(jī)構(gòu)的圖解法（速度、加速度、力分析尺寸設(shè)計(jì),說明書的編寫；222：機(jī)構(gòu)的解析法求解及MATLAP編程，PPT的制作；333：A1圖紙的繪制；

444：機(jī)構(gòu)的三維建模及運(yùn)動(dòng)仿真。目錄研究背景和意義電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)可以使電風(fēng)扇左右或者上下往復(fù)動(dòng)一定角度，這樣增大了送風(fēng)面積，增大了空間的空氣流通，所以一種合適的搖頭機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)十分必要。設(shè)計(jì)工藝參數(shù)和工作原理工藝參數(shù)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。風(fēng)扇的直徑為300mm,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2=100°、俯仰角度—22°與急回系數(shù)《=。風(fēng)扇可以在一定周期下進(jìn)行擺頭運(yùn)動(dòng)，使送風(fēng)面積增大。工作原理及工藝過程執(zhí)行機(jī)構(gòu)1原動(dòng)—k ―?系統(tǒng)?傳動(dòng)減速機(jī) ?執(zhí)行機(jī)構(gòu)2電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)至少包括連桿機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三種機(jī)構(gòu)。畫出機(jī)器的運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖與運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。擬訂運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖時(shí)，執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作起止位置可根據(jù)具體情況重疊安排，但必須滿足工藝上各個(gè)動(dòng)作的配合，在時(shí)間和空間上不能出現(xiàn)干涉。設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)，自行確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選擇連桿機(jī)構(gòu)類型，校核最大壓力角。設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪機(jī)構(gòu)，確定傳動(dòng)比，選擇適當(dāng)?shù)拿?shù)。編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。功能分解電風(fēng)扇的工作原理是將電風(fēng)扇的送風(fēng)區(qū)域進(jìn)行周期性變換，達(dá)到增大送風(fēng)區(qū)域的目的。顯然，為了完成電風(fēng)扇的擺頭動(dòng)作，需實(shí)現(xiàn)下列運(yùn)動(dòng)功能要求：電動(dòng)機(jī)齒輪傳動(dòng)蝸輪蝸桿曲柄搖桿圖運(yùn)動(dòng)功能圖（1）風(fēng)扇需要按運(yùn)動(dòng)規(guī)律做左右擺動(dòng)，因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。（2）風(fēng)扇可利用仰俯旋鈕實(shí)現(xiàn)上下俯仰，因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的俯仰機(jī)構(gòu)。（3）風(fēng)扇需要轉(zhuǎn)換傳動(dòng)軸線和改變轉(zhuǎn)速，因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的齒輪系機(jī)構(gòu)。對(duì)這兩個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)功能作進(jìn)一步分析，可知它們分別應(yīng)該實(shí)現(xiàn)下列基本運(yùn)動(dòng)：（4）左右擺動(dòng)有三個(gè)基本運(yùn)動(dòng)：運(yùn)動(dòng)軸線變換、傳動(dòng)比降低和周期性擺動(dòng)。（5）俯仰運(yùn)動(dòng)的基本運(yùn)動(dòng)：與水平面之間的夾角的變換。（6）轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)軸線和改變傳動(dòng)比有一個(gè)基本動(dòng)作：運(yùn)動(dòng)軸線變換。此外，還要滿足傳動(dòng)性能要求：改變電風(fēng)扇的送風(fēng)區(qū)域時(shí)，在急回系數(shù)K=、擺動(dòng)角度甲=100°的要求下，盡量保持運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換和減小機(jī)構(gòu)間的摩擦。設(shè)計(jì)方案的評(píng)定及方案選擇左右擺動(dòng)方案一（放棄）此機(jī)構(gòu)為我們所學(xué)最簡(jiǎn)單的四桿機(jī)構(gòu)，但是此方案風(fēng)扇的具體位置難以確定，且齒輪的體積較大，故舍去。左右擺動(dòng)方案二（放棄）該機(jī)構(gòu)不易實(shí)現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)扇，因?yàn)榇蠼嵌绒D(zhuǎn)動(dòng)后容易引起渦輪蝸桿接觸過緊或脫落，故舍去。左右擺動(dòng)方案三（采用）1——蝸輪，2——蝸桿，3、4——直齒圓柱齒輪，5——電動(dòng)機(jī)如圖所示，ABCD是以BC為連桿的雙搖桿機(jī)構(gòu)，因?yàn)樗鼭M足最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于其余兩桿長(zhǎng)度之和，故連桿BC可相對(duì)于兩連架桿作整周轉(zhuǎn)動(dòng)。帶有風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)5、齒輪3、4和蝸桿2、蝸輪1均于連架桿AB上，而蝸輪1又與連桿BC固聯(lián)。電動(dòng)機(jī)5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一方面帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面經(jīng)齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)帶動(dòng)連桿BC相對(duì)于連架桿AB轉(zhuǎn)動(dòng)，兩連架桿AB、CD作往復(fù)擺動(dòng)，從而使風(fēng)扇軸線可在一定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)。

各構(gòu)件參數(shù)的確定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)此方案中，齒輪機(jī)構(gòu)4-3和蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)2-1組合作為減速機(jī)構(gòu)。由于在設(shè)計(jì)的左右擺頭機(jī)構(gòu)中，將蝸輪帶動(dòng)連桿進(jìn)行整周回轉(zhuǎn)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)蝸輪旋轉(zhuǎn)一周，電扇機(jī)殼也正好搖擺一回，2€€得出蝸輪的轉(zhuǎn)速為?，2€，€。i10 5選取蝸輪1,蝸桿2模數(shù)m=1,齒輪3、4的模數(shù)m=。蝸輪1轉(zhuǎn)速蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)2-1的傳動(dòng)比直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)4-3的傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速①，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速①，1450x2兀60145兀"T"由以上式子得,145由以上式子得,145xZxZ 2€4 2=①=——3xZxZ1t31要實(shí)現(xiàn)大的傳動(dòng)比,因此,取蝸桿要實(shí)現(xiàn)大的傳動(dòng)比,因此,取蝸桿Z，1，齒輪4齒數(shù)2Z，Z，17，代入上式得,4minZ，Z，17，代入上式得,4min24653xZxZ312€t經(jīng)計(jì)算,當(dāng)Z=30,1Z=44時(shí)，t二，相對(duì)誤差310.09?10x100%，0.9%10—991當(dāng)Z=36,Z=36時(shí)，t=，相對(duì)誤差耳= x100%€0.9%；131010—986當(dāng)Z=30,Z=43時(shí)，t=，相對(duì)誤差耳= x100%€1.4%；1 3 1010—975當(dāng)Z=29,Z=44時(shí),t=,相對(duì)誤差耳= -x100%€2.5%。1 3 10結(jié)合臺(tái)式電風(fēng)扇機(jī)殼尺寸大小的要求及搖動(dòng)周期，選擇Z1=36,Z=36,Z=36。3蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)2-1傳動(dòng)比釘?€y€362直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)4-3傳動(dòng)比Z直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)4-3傳動(dòng)比Zi= 343Z4=36?2.1817蝸桿尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)模數(shù)m=1齒頂高系數(shù)h*€1a2徑向間隙系數(shù)C*=齒數(shù)Z2=1壓力角a=20°分度圓直徑d€182導(dǎo)程角…€arctg^^-?d特性系數(shù)q€d2€18m齒頂高h(yuǎn)€h*m€1a2a2頂隙c=c*m=齒根高h(yuǎn)=(h*+c*)m=f2f2齒頂圓直徑d€d+2h€20a2 2 a2齒根圓直徑d€d—2h€15.5f2 2 f2軸向齒距p€^m€3.14軸向齒厚s€ €1.5722法向齒厚s€scos?€1.568n2 2蝸輪尺寸參數(shù)模數(shù)m=1齒頂高系數(shù)h*€1a2徑向間隙系數(shù)C*=齒數(shù)Z=361壓力角a=20°分度圓直徑d€mZ€36螺旋角B二Y=°齒頂高h(yuǎn)€h*m€1a1 a1頂隙C=C*m=齒根咼h=(h*+c*)m=f1f1齒頂圓直徑d€d+2h€38TOC\o"1-5"\h\za1 1 a1齒根圓直徑d€d—2h€33.5f1 1 f1齒頂圓弧半徑R€佇€9a1 2蝸輪蝸桿嚙合中心距a€d1+d2€54直齒圓柱齒輪3尺寸參數(shù)模數(shù)m=齒頂高系數(shù)h*€1a徑向間隙系數(shù)c*€0.25齒數(shù)Z=363壓力角a=20°分度圓直徑d3€mZ3€45齒頂高h(yuǎn)€h*m€1.25TOC\o"1-5"\h\za3 a頂隙c€c*m€0.3125齒根高h(yuǎn)€(h*+c*)m=1.5625f3 f3\o"CurrentDocument"齒頂圓直徑d€d+2h€47.5a3 3 a3齒根圓直徑d€d—2h€32.875f3 3 f3齒厚s€兀m/2€1.96齒寬e€兀m/2€1.96直齒圓柱齒輪4尺寸參數(shù)模數(shù)m二齒頂高系數(shù)h*€1a徑向間隙系數(shù)c*€0.25齒數(shù)Z€174壓力角a=20°分度圓直徑d€mZ€21.2544齒頂高h(yuǎn)€h*m€1.25a4 a頂隙c€c*m€0.3125齒根高h(yuǎn)€(h*,c*)m€1.5625f4f4齒頂圓直徑d€d+2h€23.75a4 4 a4齒根圓直徑d€d-2h€18.125f4 4 f4齒厚s€兀m/2€1.96齒寬e€兀m/2€1.96齒輪3和齒輪4的嚙合中心距a€d+d€66.2534雙搖桿機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)極位夾角?=匸1€180°=°K+1圖雙搖桿機(jī)構(gòu)根據(jù)實(shí)際情況（30CM直徑的扇葉），同時(shí)經(jīng)過計(jì)算，可取a=35,b=146,c=209,d=。五運(yùn)動(dòng)學(xué)分析.圖解法:1）狀態(tài)一：速度分析：加速度分析：卅兄訕"口科沏/￡,敝曲二姑屮：喙）幽二命陽糾二創(chuàng)初/&?（Mtn拓求吃柏^神I*麻牝盤c.爺FJL 居二也十認(rèn)］方優(yōu)icpw 丄亂丸昇？ ? 唄"伽,似A亂動(dòng)力學(xué)分析：2）狀態(tài)二：速度分析：加速度分析：動(dòng)力學(xué)分析:解析法:圖解法與解析法誤差分析位置圖解法解析法相對(duì)誤差31%33%a1%a3%位置圖解法解析法相對(duì)誤差二31%33%a1%a3%誤差分析：圖解法精度較低，測(cè)量時(shí)存在誤差測(cè)量出的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算時(shí)會(huì)被放大；計(jì)算示例：E1=[()/]*100%=%,其它如上。六主要參考文獻(xiàn)安子軍.機(jī)械原理[第三版].北京：國(guó)防教育出版社，劉永賢蔡光起.機(jī)械工程概論.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，陳國(guó)華.機(jī)械機(jī)構(gòu)及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，七心得體會(huì)：222這次的課程設(shè)計(jì)更讓我們深感慚愧與憂慮，它讓我切切實(shí)實(shí)地認(rèn)識(shí)到自己知識(shí)、技能的匱乏。知識(shí)的缺乏讓我在一開始的時(shí)候便遇上了障礙，對(duì)某些方面的知識(shí)的掌握不牢，使我在解決問題時(shí)花費(fèi)了更多的時(shí)間與精力，使得這次的課程設(shè)計(jì)有著許多的缺陷。然而這也激勵(lì)我往后要學(xué)習(xí)好更多的專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)專業(yè)能力。333在這次課程設(shè)計(jì)中我學(xué)到得不僅是專業(yè)的知識(shí)，還有的是如何進(jìn)行團(tuán)隊(duì)的合作，因?yàn)槿魏我粋€(gè)作品都不可能由單獨(dú)某一個(gè)人來完成，它必然是團(tuán)隊(duì)成員的細(xì)致分工完成某一小部分，然后在將所有的部分緊密的結(jié)合起來，并認(rèn)真調(diào)試它們之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系之后形成一個(gè)完美的作品。這次課程設(shè)計(jì)，由于理論知識(shí)的不足，再加上平時(shí)沒有什么設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一開始的時(shí)候有些手忙腳亂，不知從何入手。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的可能不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。333在這次課程設(shè)計(jì)中使我和我的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。在這種相互協(xié)調(diào)合作的過程中,口角的斗爭(zhēng)在所難免,關(guān)鍵是我們?nèi)绾蔚奶幚碛龅降姆制?而不是一味的計(jì)較和埋怨.這不僅僅是在類似于這樣的協(xié)調(diào)當(dāng)中,生活中的很多事情都需要我們有這樣的處理能力,面對(duì)分歧大家要消除誤解,相互理解,增進(jìn)了解,達(dá)到諒解…..也許很多問題沒有想象中的那么復(fù)雜,關(guān)鍵還是看我們的心態(tài),那種處理和解決分歧的心態(tài),因?yàn)槲覀兊某霭l(fā)點(diǎn)都是一致的。經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)我們學(xué)到了很多課本上沒有的東西，它對(duì)我們今后的生活和工作都有很大的幫助，所以，這次的課程設(shè)計(jì)不僅僅有汗水和艱辛，更的是苦后的甘甜。444電風(fēng)扇是我們生活中常見的家用電器，設(shè)計(jì)一個(gè)搖頭的電風(fēng)扇看起來容易，真正實(shí)踐起來卻沒那么簡(jiǎn)單，從一開始的想方案，一個(gè)個(gè)與眾不同的方案著實(shí)讓我們費(fèi)了不少頭腦，太少了顯得簡(jiǎn)單，太多了卻又顯得過于復(fù)雜，但在我們的集思廣益之下，終是確定了一個(gè)。接下來的ppt，word更是我們智慧的結(jié)晶，是我們多少個(gè)晚上集體討論的結(jié)果。經(jīng)過這次三級(jí)項(xiàng)目，我更加體會(huì)到集體合作的重要性，通力合作才有了我們與眾不同的項(xiàng)目，親自查閱資料，動(dòng)手制作，讓我們加深了隊(duì)課本知識(shí)的理解，對(duì)本門課程的理解，收獲頗豐。八附件三維圖片>>plot(x,y1,x,y2,x,y3)>>legend('角th(l)')>>title('角度變化曲線圖')>>gridon桿件角速度>>x=0::2*pi;>>b2=-2*atan((l46*sin(x)+a)./(-5254+730*cos(x)));>>b3=-2*atan((l460*sin(x)+b)./(5364-876*cos(x)));>>c2=sin(b3-x)./sin(b2-b3);>>y2=c2*l./5*pi;>>c3=sin(x-b2)./sin(b3-b2);>>y3=c3*l./5*pi;>>plot(x,y2,x,y3)>>gridon>>title('角速度變化曲線圖')>>legend('搖桿1角速度')桿件角加速度>>x=0::2*pi;>>b2=-2*atan((146*sin(x)+a)./(-5254+730*cos(x)))