機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭裝置

目錄一：設(shè)計(jì)要求二：功能分解三：機(jī)構(gòu)選用四：機(jī)構(gòu)組合五：功能的實(shí)現(xiàn)六：機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)七：傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)八：方案評(píng)價(jià)及相關(guān)計(jì)算九：小結(jié)十：致謝十一：參考文獻(xiàn)一：設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)臺(tái)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(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桿擺動(dòng)〕。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ψ、仰俯角度φ與急回系數(shù)K的設(shè)計(jì)要求及任務(wù)分配見(jiàn)表1.1方案號(hào)電扇擺動(dòng)角度ψ/〔°〕行程速度變化系數(shù)KA801.01B851.015C901.02D951.025E1001.03F1051.05表1.1二：功能分解顯然為完成風(fēng)扇左右俯仰的吹風(fēng)過(guò)程需要實(shí)現(xiàn)以下運(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)〔本方案設(shè)計(jì)為雙搖桿機(jī)構(gòu)〕。為完成風(fēng)扇可搖頭，可不搖頭的吹風(fēng)過(guò)程。因此必須設(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)〔本方案設(shè)計(jì)為外置條件按鈕〕。三：機(jī)構(gòu)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(guò)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3.11，減速機(jī)構(gòu)選用功能執(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)滑塊機(jī)構(gòu)表3.1圖一3.2錐齒輪減速機(jī)構(gòu)圖二3.3蝸桿減速機(jī)構(gòu)由于蝸桿蝸輪嚙合齒輪間的相對(duì)滑動(dòng)速度較大,摩擦磨損大,傳動(dòng)效率較低,易出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象,常需要用較貴的減磨耐磨材料來(lái)制造蝸輪,制造精度要求高，刀具費(fèi)用昂貴，本錢高。錐齒輪可以用來(lái)傳遞兩相交的運(yùn)動(dòng)，相比蝸桿蝸輪本錢較低。所以在此我們選用錐齒輪減速。2.離合器選用圖3.4方案一圖3.5方案二由以上兩個(gè)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖可以看出:方案二采用的比方案一少用了一個(gè)齒輪,它主要采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).不管是從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便還是從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)說(shuō)方案二都比方案一好.也更容易實(shí)現(xiàn).所以我們選擇方案一.3，搖頭機(jī)構(gòu)選用圖3.6方案一圖3.7方案二要實(shí)現(xiàn)扇頭的左右搖擺運(yùn)動(dòng)有很多種運(yùn)動(dòng)方式可以選擇,例如我們可以選用凸輪機(jī)構(gòu),多桿機(jī)構(gòu),滑塊機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)等.但四桿機(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)能實(shí)現(xiàn)擺幅也更廣更容易實(shí)現(xiàn),最重要的是它的制造本錢比擬低.所以首選四桿機(jī)構(gòu).從以上兩個(gè)簡(jiǎn)圖中我們不難看出方案一比方案二多了一個(gè)齒輪盤,所以方案二更好.四：機(jī)構(gòu)組合據(jù)上述功能機(jī)構(gòu)的分析我們選用以下機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇的減速、搖頭、俯仰運(yùn)動(dòng)。圖4.1圖4.1五：功能的實(shí)現(xiàn)搖頭風(fēng)扇由電機(jī)、齒輪機(jī)構(gòu)、搖頭連桿機(jī)構(gòu)等組成?？删唧w分為：1、減速機(jī)構(gòu)：采用齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電機(jī)軸高速旋轉(zhuǎn)的降速以帶動(dòng)搖頭曲柄。2、搖頭機(jī)構(gòu)：將電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過(guò)連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，最終轉(zhuǎn)化為扇頭的擺動(dòng)。3、控制機(jī)構(gòu)：由一個(gè)滑銷離合器實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇是否搖頭控制。曲柄齒輪軸的上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了滑銷離合器的結(jié)合與斷開(kāi)。同時(shí)也伴隨著傘齒輪的嚙合與脫離，實(shí)現(xiàn)了搖頭動(dòng)作的控制4、扇葉旋轉(zhuǎn)：扇葉直接安裝于電動(dòng)機(jī)主軸之上，實(shí)現(xiàn)其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。六：機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)搖頭風(fēng)扇有電機(jī)，齒輪機(jī)構(gòu)，搖頭連桿機(jī)構(gòu)等組成。具體可分為:減速機(jī)構(gòu)：采用錐齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，電機(jī)軸高速旋轉(zhuǎn)的降速以帶動(dòng)搖頭雙搖桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。搖頭機(jī)構(gòu)：將電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過(guò)連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，最終轉(zhuǎn)化為扇頭的擺動(dòng)?？刂茩C(jī)構(gòu)：由一個(gè)滑銷離合器實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇是否搖頭的控制。曲柄齒輪軸的上下移動(dòng)實(shí)現(xiàn)了滑銷離合器的結(jié)合與斷開(kāi)。同時(shí)也伴隨錐齒輪與脫離，實(shí)現(xiàn)了搖頭動(dòng)作的控制。扇葉旋轉(zhuǎn)：扇葉直接安裝于電動(dòng)機(jī)主軸之上，可實(shí)現(xiàn)其高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。七：傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)1〕根據(jù)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min，電風(fēng)扇搖頭周期t=10s，確定系統(tǒng)總傳動(dòng)比i=1450/6=242〔2〕傳動(dòng)比分配〔根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T100871988〕減速箱采用二級(jí)轉(zhuǎn)速，第一級(jí)采用渦輪蝸桿傳動(dòng)，選取傳動(dòng)比為80.第二級(jí)采用單級(jí)齒輪減速，齒輪傳動(dòng)比為3.由齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度確定齒輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=0.6。齒輪齒數(shù)：z1=20，z2=98。具體見(jiàn)表傳動(dòng)方案的一些參數(shù)表7.1表7.1曲柄盤帶動(dòng)其上的同步皮帶將動(dòng)力傳遞到外套在鉸軸上的驅(qū)動(dòng)凸輪主體時(shí)，曲柄盤的轉(zhuǎn)速和凸輪機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速是相等的，即帶有槽的圓柱凸輪的轉(zhuǎn)速和曲柄盤的轉(zhuǎn)速是相等的。八：方案評(píng)價(jià)及相關(guān)計(jì)算本設(shè)計(jì)方案最大的特點(diǎn)是它采用一對(duì)錐齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的改變和減速作用。采用追齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)可使扇頭結(jié)構(gòu)緊湊，有確定的傳動(dòng)比等優(yōu)點(diǎn)。其次，采用滑銷離合器實(shí)現(xiàn)是否搖頭的控制，結(jié)構(gòu)比擬簡(jiǎn)單，使用方便，經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠。同時(shí)，采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)扇頭的左右搖擺，可以實(shí)現(xiàn)較大范圍的擺動(dòng)。制作起來(lái)經(jīng)濟(jì)且精度也要求不是很高便于制造。(1)由速比系數(shù)K計(jì)算極位角θ(2)選擇適宜的比例尺，作圖求搖桿的極限位置。取搖桿長(zhǎng)度lCD除以比例尺得圖中搖桿長(zhǎng)CD，以CD為半徑、任定點(diǎn)D為圓心、任定點(diǎn)C1為起點(diǎn)做弧C，使弧C所對(duì)應(yīng)的圓心角等于或大于最大擺角，連接D點(diǎn)和C1點(diǎn)的線段C1D為搖桿的一個(gè)極限位置，過(guò)D點(diǎn)作與C1D夾角等于最大擺角的射線交圓弧于C2點(diǎn)得搖桿的另一個(gè)極限位置C2D。(3)求曲柄鉸鏈中心。過(guò)C1點(diǎn)在D點(diǎn)同側(cè)作C1C2的垂線H，過(guò)C2點(diǎn)作與D點(diǎn)同側(cè)與直線段C1C2夾角為〔900－θ〕的直線J交直線H于點(diǎn)P，連接C2P，在直線段C2P上截取C2P/2得點(diǎn)O，以O(shè)點(diǎn)為圓點(diǎn)、OP為半徑，畫圓K，在C1C2弧段以外在K上任取一點(diǎn)A為鉸鏈中心。(4)求曲柄和連桿的鉸鏈中心。連接AC點(diǎn)得直線段AC2為曲柄與連桿長(zhǎng)度之和，以A點(diǎn)為圓心、AC1為半徑作弧交AC2于點(diǎn)E，可以證明曲柄長(zhǎng)度AB=C2E/2，于是以A點(diǎn)為圓心、C2E/2為半徑畫弧交AC2于點(diǎn)B2為曲柄與連桿的鉸接中心。(5)計(jì)算各桿的實(shí)際長(zhǎng)度。分別量取圖中AB2、AD、B2C2的長(zhǎng)度，計(jì)算得：曲柄長(zhǎng) lAB=AB2，連桿長(zhǎng) lBC=B2C2，機(jī)架長(zhǎng)lAD=AD。根基要求可以確定：令連桿長(zhǎng)度：b=125mm，最大壓力擺桿長(zhǎng)度為c=88mm，那么：可知：傳動(dòng)角最小等于可以確定擺桿d=110mm連桿a=90mm如圖8.1圖8.1九：小結(jié)這次設(shè)計(jì)使我們明白想要做好課程設(shè)計(jì)必須要有深厚的根底，不然做起倆真是很麻煩，設(shè)計(jì)剛開(kāi)始時(shí)因?yàn)楦撞焕喂涛覀冏吡撕芏嗟膹澛罚@次設(shè)計(jì)過(guò)成功后，我仿佛經(jīng)過(guò)一次長(zhǎng)途旅程到達(dá)終點(diǎn)，感覺(jué)眼前一亮，特別的舒服啊。這次設(shè)計(jì)讓我明白干任何事都要有耐心，要仔細(xì)，課程設(shè)計(jì)有很屢次讓我感到心煩，但我們還是堅(jiān)持下來(lái)了。短短一周課程設(shè)計(jì)，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識(shí)是真正如此的缺乏，自己綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)能力是如此的缺乏，以后我會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)的。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是使我們較全面系統(tǒng)的掌握和深化機(jī)械原理課程的根本原理和方法的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)我們學(xué)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)工程實(shí)際中各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)能力的一門課程。經(jīng)過(guò)這幾天設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，讓我們初步了解了機(jī)械設(shè)計(jì)的全過(guò)程，可以初步的進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型組合和確定運(yùn)動(dòng)方案；使我們將機(jī)械原理課程各章的理論和方法融會(huì)貫穿起來(lái)，進(jìn)一步穩(wěn)固和加深了所學(xué)的理論知識(shí)；并對(duì)動(dòng)力分析與設(shè)計(jì)有了一個(gè)較完整的概念；提高了運(yùn)算繪圖遺跡運(yùn)用計(jì)算機(jī)和技術(shù)資料的能力；培養(yǎng)了我們學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，獨(dú)立思考羽分析問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)結(jié)合一種簡(jiǎn)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(píng)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(guò)一臺(tái)機(jī)器的完整的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)過(guò)程，進(jìn)一步穩(wěn)固、掌握并初步運(yùn)用機(jī)械原理的知識(shí)和理論，對(duì)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(kāi)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(shí)體系訓(xùn)練中，具有不可替代的重要作用。十：致謝本課題在選題及進(jìn)行過(guò)程中得到老師的悉心指導(dǎo)。論文行文過(guò)程中，老師屢次幫助我分析思路，開(kāi)拓視角，在我遇到困難想放棄的時(shí)候給予我最大的支持和鼓勵(lì)。老師