機械原理課程設(shè)計報告臺式電風(fēng)扇搖頭裝置

1、.機械原理課程設(shè)計說明書臺式電風(fēng)扇搖頭裝置設(shè) 計 者：學(xué) 號：院 系：班 級：小組成員：輔導(dǎo)教師：時 間：目錄一 設(shè)計題目二 方案任務(wù)三 設(shè)計提示四 功能分解五 機構(gòu)的選用六 機構(gòu)組合設(shè)計與說明七 方案評價及相關(guān)計算八 小組中三個方案的評價與擇優(yōu)九 設(shè)計體會一設(shè)計題目設(shè)計臺式電風(fēng)扇的搖頭機構(gòu)，使電風(fēng)扇做搖頭動作在一定的仰角下隨搖桿擺動。風(fēng)扇的直徑為300mm，電扇電動機轉(zhuǎn)速n=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)分配表見表2.11.表2.11 臺式電風(fēng)扇擺頭機構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)方案號電扇搖擺轉(zhuǎn)動電扇仰俯轉(zhuǎn)動擺角/()急回系數(shù)K仰角/()A801

2、.0110B851.01512C901.0215D951.02520E1001.0322F1051.0525我選擇方案D：擺角為=95，急回系數(shù)K=1.025。二方案任務(wù)1按給定的主要參數(shù)，擬定機械傳動系統(tǒng)總體方案。2畫出機構(gòu)運動方案簡圖。3分配蝸輪蝸桿、齒輪傳動比，確定它們的根本參數(shù)，設(shè)計計算幾何尺寸。4確定電風(fēng)扇搖擺轉(zhuǎn)動的屏幕、平面連桿機構(gòu)的運動學(xué)尺寸，它應(yīng)滿足擺角及急回系數(shù)K條件下使最小傳動角最大。并對平面連桿機構(gòu)進展運動分析，繪制運動線圖，驗算曲柄存在條件。5編寫設(shè)計計算說明書。6學(xué)生可進一步完成臺式電風(fēng)扇搖頭機構(gòu)的計算機動態(tài)演示或模型試驗驗證。三設(shè)計提示1常見的搖頭機構(gòu)有杠桿式、滑板

3、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)扇上下俯仰運動。風(fēng)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(fēng)扇轉(zhuǎn)子通過蝸輪蝸桿帶動連桿傳動，那么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。機架可取8090 mm。風(fēng)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)。2還可以采用空間連桿機構(gòu)直接實現(xiàn)風(fēng)扇的左右擺動和上下仰俯的復(fù)合運動。四功能分解為完成風(fēng)扇左右俯仰的吹風(fēng)需要實現(xiàn)以下運動功能要求：在扇葉旋轉(zhuǎn)的同時扇頭能左右擺動一定的角度，因此，應(yīng)設(shè)計設(shè)計相應(yīng)的左右擺動機構(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)的離合器機構(gòu)。扇頭的仰俯角調(diào)節(jié)，這

4、樣可以增大風(fēng)扇的吹風(fēng)X圍。因此需要設(shè)計扇頭俯仰角調(diào)節(jié)機構(gòu)本方案設(shè)計為外置條件旋鈕。五、機構(gòu)的選用1、 驅(qū)動方式采用電動機驅(qū)動。為完成風(fēng)扇的左右擺動的吹風(fēng)過程，采用弧形的軌道裝置，軌道中間用一個半圓的滾輪，它構(gòu)造簡單，制造容易，工作可靠，實現(xiàn)風(fēng)扇平穩(wěn)的搖頭，并且可以根據(jù)軌道的弧長控制風(fēng)扇搖頭的角度。風(fēng)扇的上下俯仰運動用外置手動按鈕。2、 減速機構(gòu)與離合器的選用電動機傳過來的動力，由于功率大，轉(zhuǎn)軸運轉(zhuǎn)速度快，在兩對齒輪的減速下傳給搖頭機構(gòu)。離合器的選用是為了在不想風(fēng)扇搖頭時，扇頭的擺動能夠停頓，所以當拉桿被提起時，兩個齒輪被提起，與軸上的輪齒分開，電動機的動力就傳不到搖頭機構(gòu)處。3、搖頭機構(gòu)的選用

5、經(jīng)減速齒輪傳的動力，傳遞給軸上的半圓滾輪，半圓滾輪在弧形軌道內(nèi)周期性的運動，實現(xiàn)了扇頭的左右擺動。4、外置的手動旋鈕控制扇頭的上下俯仰在如下圖的圓孔中，安裝一個外置手動的螺釘旋鈕，當扇頭控制好在什么角度后，旋緊螺釘，到達了風(fēng)扇上下俯仰的目的。六、機構(gòu)的組合設(shè)計與說明據(jù)上面功能機構(gòu)的分析我選用以上各機構(gòu)的組合來實現(xiàn)電風(fēng)扇的減速、搖頭、俯仰。以下是風(fēng)扇從兩個角度看的立體圖和一X簡單的平面圖經(jīng)過電動機的運轉(zhuǎn)，所有動力都來源于電動機，在經(jīng)過電動機軸上的齒和減速齒輪嚙合，減速齒輪又將動力傳給下一級齒輪，帶動半圓形滾輪開場做圓周轉(zhuǎn)動，半圓形滾輪在上下兩軌道之間周期性接觸，從而帶動電風(fēng)扇機頭左右搖擺。為了保

6、證半圓滾輪能與弧形軌道接觸適中，上軌道的上面和下軌道的下面都置有帶彈簧的銷軸，使半圓滾輪與兩塊軌道間有適宜的壓力，從而滾輪能在軌道內(nèi)運動并帶動扇頭左右搖擺。當要停頓風(fēng)扇搖頭時，減速齒輪被拉桿提起時，電動機軸的動力就無法傳動到其它地方，從而電風(fēng)扇停頓搖頭動作。外置手調(diào)俯仰角按鈕置于風(fēng)扇立柱與扇頭相接處，手動增大扇頭的俯角與仰角。八、方案評價及相關(guān)計算此方案的特點是它采用兩對普通的直齒圓柱齒輪機構(gòu)就實現(xiàn)了減速作用，圓柱直齒輪易于制造，有確定的傳動比等優(yōu)點。其次，采用滑銷離合器實現(xiàn)是否搖頭控制，構(gòu)造比擬簡單，使用方便，經(jīng)濟又實惠，還有制作起來也比擬的簡單。而且圓弧軌道的制造也很容易。缺點：電風(fēng)扇的俯

7、仰運動要靠手動來調(diào)節(jié)，在此我采用的是外置手調(diào)俯仰角的旋鈕。此外如果風(fēng)扇的擺角需要很大的時，所需的圓弧軌道長，所需的空間大。根據(jù)速比系數(shù)K計算極位角。由式知，其中K = 1.0252選擇適宜的輪齒數(shù)。由齒輪傳動比i12=w1/w2=z2/z1求得齒數(shù)，最終要到達將1450r/min的轉(zhuǎn)數(shù)降至6r/min的轉(zhuǎn)數(shù)的目的。九、方案比擬與擇優(yōu)圖 - 1-1如上圖1-1所示的方案中它最大的特點是它只采用一對錐齒輪機構(gòu)就實現(xiàn)了改變和減速作用。采用錐齒輪機構(gòu)可以使扇頭構(gòu)造緊湊，有確定的傳動比等優(yōu)點。其次，采用滑銷離合器實現(xiàn)是否搖頭控制，構(gòu)造比擬簡單，使用方便，經(jīng)濟又實惠，還有制作起來也比擬的簡單。同時，采用雙

8、搖桿機構(gòu)實現(xiàn)扇頭的左右擺動，可以實現(xiàn)較大X圍的轉(zhuǎn)動。制作起來經(jīng)濟且精度要求不是很高便于制造。缺點：不能實現(xiàn)自動上下俯仰運動。圖 -1-2如圖1-2：仰俯運動機構(gòu)：同步電動機帶動曲柄旋轉(zhuǎn)，曲柄拉動風(fēng)扇電機座所在的搖桿做上下15的仰俯運動。為了使同步電機能夠輕松地帶動風(fēng)扇的機頭做上下仰俯運動，減小電機磨損和能量的消耗，在設(shè)計時應(yīng)使風(fēng)扇機頭的重心落在搖桿與機架相連的鉸鏈處。同時使用膠狀固體潤滑劑，減小噪音，減小零件磨損，延長零件使用壽命。在使用過程中，通過開關(guān)控制同步電機的運動即可實現(xiàn)翻開或關(guān)閉仰俯運動。左右搖頭機構(gòu)：風(fēng)扇主電動機的軸后部是蝸桿，通過蝸桿帶動偏心輪運轉(zhuǎn)，從而拉動搖桿，實現(xiàn)電風(fēng)扇的左右

9、搖頭運動。此方案實現(xiàn)了電風(fēng)扇的自動左右擺頭和上下擺頭的要求，同時電風(fēng)扇的構(gòu)造簡單，制造方便，運行可靠。在日常使用中只要偶爾在運動部位加注膠狀固體潤滑劑就可以長期可靠運行，噪音很低，和大家在日常生活中所見電風(fēng)扇一樣。綜上:選用如圖1-2的方案為我們小組的方案。十、設(shè)計體會機械原理課程設(shè)計完畢了，回望這短暫的幾天時間學(xué)習(xí)，自己學(xué)到了不少。在真正開場設(shè)計這個電風(fēng)扇搖頭裝置之前，自己也曾經(jīng)有過很多想法和方案，有的很簡單，有的很復(fù)雜。在這么多方案中選擇一種較好的，確實要考慮很多東西。平時學(xué)到的機械原理知識還是有限，在抉擇中有點頭大。但是通過上網(wǎng)、去圖書館查資料以及小組成員的討論，確定了本次設(shè)計的方案。當

10、然此次設(shè)計還有很多缺乏和需待改良的地方。這次課程設(shè)計，是第一次將本學(xué)期機械原理這門課程中所學(xué)的知識綜合運用到實際中某一具體實例中，另外對于機械設(shè)計也有了初步的認識和實踐經(jīng)歷。這次課程設(shè)計，從最初的毫無頭緒到逐漸做出雛形，然后進一步改良。雖然總共僅用了幾天的時間，但在這整個設(shè)計過程中，自己在實踐中摸索成長，在理論中分析探討，更加清晰地認識到只有靈活地掌握好理論知識，在實際應(yīng)用中才能夠得心應(yīng)手，才能真正將理論用于實踐，從中學(xué)到更多的知識和技能。一個巴掌拍不響，一個人的力量是有限的，想像力、創(chuàng)新力也如此。小組成員通過分析思考、查找資料、再分析思考、小組討論、確定初步方案、分工協(xié)作、組織成型、改良和確定最終方案。“書上得來終覺淺，需知事事要躬行。書本的知識不可能面面具到，而又由于在學(xué)習(xí)過程中的不慎不斷遺失，使我們的知識構(gòu)造十分不完整。于是系統(tǒng)地進展實踐操作對我們完善知識體系有莫大的幫助。與此同時，在具體實踐時，往往會遇到很多事先沒預(yù)測到的困惑，這成為我們完成設(shè)計的一大障礙，但最終還是通過求教和自己摸索中解決了。從這些過程中我們又鍛煉了自己遇到問題，分析問題，解決問題的能力。同時也感受到了群眾