臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭裝置設(shè)計(jì)教案

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1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 課程題目：臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭裝置 專(zhuān)業(yè)： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 指導(dǎo)老師： 2011年12月22日 1 .設(shè)計(jì)要求2 2 .設(shè)計(jì)任務(wù)2 3 .功能分解3 4 .選用機(jī)構(gòu)3 4-1.減速機(jī)構(gòu)選用.4 4-2,離合器選用.5 4-3.搖頭機(jī)構(gòu)選用.6 5 .機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).7 5-1,錢(qián)鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7 5-2,四桿位置和尺寸的確定.8 5-3,傳動(dòng)比的分配.9 6 .總結(jié)13 6-1,課題總結(jié)13 6-2,存在問(wèn)題.14 7 .參考文獻(xiàn)15 5 臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭裝置方案 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)

2、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)角度少、仰俯角度。與急回系數(shù)K的設(shè)計(jì)要求及任務(wù)分配見(jiàn)表。 電扇搖擺轉(zhuǎn)動(dòng)電扇仰俯轉(zhuǎn)動(dòng) 方案號(hào) 擺角少/(°)急回系數(shù)K仰角*/(°) E1001.0322 二.設(shè)計(jì)任務(wù) ⑴按給定的主要參數(shù)，擬定機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案； ⑵畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖； ⑶分配蝸輪蝸桿、齒輪傳動(dòng)比，確定他們的基本參數(shù)，設(shè)計(jì)計(jì)算幾 何尺寸； ⑷確定電扇搖擺轉(zhuǎn)動(dòng)的平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)尺

3、寸，它應(yīng)滿(mǎn)足擺角空及急回系數(shù)K條件下使最小傳動(dòng)角?最大。并對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，繪制運(yùn)動(dòng)線(xiàn)圖，驗(yàn)算曲柄存在的條件； ⑸編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)； 三.功能分解 完成風(fēng)扇左右俯仰的吹風(fēng)過(guò)程需要實(shí)現(xiàn)下列運(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)（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)（滑銷(xiāo)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)（外置條件按鈕）。 四.選用機(jī)構(gòu) 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，

4、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(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(xiāo) 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) 按鈕機(jī)構(gòu) 1.減速機(jī)構(gòu)選用 蝸桿減速機(jī)構(gòu) 蝸桿渦輪傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，反行程具有自鎖性，傳動(dòng)平穩(wěn),無(wú)噪聲，因嚙合時(shí)線(xiàn)接觸，且具有螺旋機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，故其承載能力強(qiáng)，考慮后面與離合機(jī)構(gòu)的配合關(guān)系，綜上，選擇蝸桿渦輪減速機(jī)構(gòu)。 2.離合器選用 它主要采用的滑銷(xiāo)上下運(yùn)動(dòng)，使得渦輪脫離蝸桿從而實(shí)現(xiàn)是否搖頭的 運(yùn)動(dòng) 3.搖頭機(jī)構(gòu)

5、選用 平面四桿搖頭機(jī)構(gòu) 如圖所示上面一種搖頭機(jī)構(gòu)方案和傳動(dòng)比的大小，此案應(yīng)用在傳動(dòng)比大的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中。由已知條件和運(yùn)動(dòng)要求進(jìn)行四連桿機(jī)構(gòu)的尺寸綜合，計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率、連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等，繪出機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的電風(fēng)扇的搖頭機(jī)構(gòu)中，電機(jī)裝在搖桿1上，較鏈B處裝有一個(gè)蝸輪。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)軸上的蝸桿帶動(dòng)蝸輪，蝸輪與小齒輪空套在同一根軸上，再由小齒輪帶動(dòng)大齒輪，而大齒輪固定在連桿2上，從而迫使連桿2繞B點(diǎn)作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，使連架桿1和3作往復(fù)擺動(dòng)，達(dá)到風(fēng)扇搖頭的目的。 6 五.機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1 .錢(qián)鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 平面雙搖桿機(jī)構(gòu)和極限位置分析 按組成它的各桿長(zhǎng)度關(guān)系可分成兩類(lèi)：

6、(1)各桿長(zhǎng)度滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件，即最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其它兩桿長(zhǎng)度之和。且以最短桿的對(duì)邊為機(jī)架，即可得 到雙搖桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)低副運(yùn)動(dòng)的可逆性原則，由于此時(shí)最短桿是雙整轉(zhuǎn)副件，所以，連桿與兩搖桿之間的轉(zhuǎn)動(dòng)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(xiàn)位置，即一次為連桿與搖桿重疊共線(xiàn)，如圖所示ABC'D,另一次為連桿與搖桿的拉直共線(xiàn)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。 B' 兩極限位置的確定 (2)各桿長(zhǎng)度不滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件，即最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和大于其它兩桿長(zhǎng)度之和。則無(wú)論哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架

7、機(jī)構(gòu)均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。此時(shí)，機(jī)構(gòu)中沒(méi)有整轉(zhuǎn)副存在，即兩搖桿與連架桿及連之間的相對(duì) 轉(zhuǎn)動(dòng)角度都小于360 2 .四桿位置和尺寸的確定 電扇搖擺轉(zhuǎn)動(dòng)電扇仰俯轉(zhuǎn)動(dòng) 方案號(hào) 擺角少/(°)急回系數(shù)K仰角*/(°) E1001.0322 可知，級(jí)位夾角為1800*(K-1)/(K+1)=2.6°很小，視為0°,如 上圖所示BC,CN線(xiàn)，先取搖桿La后為70,確定AB勺位置，然后讓搖 桿ABf時(shí)針旋轉(zhuǎn)100°,即A'B,再確定機(jī)架AD勺位置，且Lad取90, 注：AD只能在搖桿AB,A'B'的同側(cè)。 當(dāng)桿AB處在左極限時(shí),BC,CD共線(xiàn)，Lbc與Lcd之和可以得出，即Lbc+L

8、cd=131①，當(dāng)AB處在右極限時(shí)，即圖中A'B'的位置，此時(shí)BC,CD重疊，即Lcd-Lbp=25②，由①，②式可得Lbc為53,Lcd為78,B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓弧BB',Lbc+La尸143

9、450r/min,可得，w=151.8rad/s 由上面可知連桿的角速度W=0.27Rad/s,而電動(dòng)機(jī)的角速度w= 151.8rad/s所以總傳動(dòng)比i=562 由此可以把傳動(dòng)比分配給蝸輪蝸桿與齒輪傳動(dòng)，其中，蝸渦輪蝸桿的傳動(dòng)比i〔=w/w2=95.，齒輪的傳動(dòng)比i2=W2/W3=5.9 (1)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算 傳動(dòng)比i 蝸桿頭數(shù)z 1 i = 95 z 蝸輪齒數(shù)z 2 2 = i z 1 = 95 蝸桿直徑系數(shù) (蝸桿特性系數(shù))q q =d 1/m = 16 蝸桿軸向模數(shù)(蝸輪端面模數(shù))mm=1.25 9 蝸桿變位系數(shù) x 2 2 = a/

10、m — (di+dk)/2m = -0.5 中心距aa=（d 蝸桿分度圓導(dǎo)程角丫tan 蝸桿節(jié)圓柱導(dǎo)程角丫'tan 蝸桿軸向齒形角a 柱蝸桿） 蝸桿（輪）法向齒形角antan 頂隙cc 蝸桿蝸輪齒頂高h(yuǎn)a1ha2h h （ 蝸桿蝸輪齒根高h(yuǎn)f1hf2h 蝸桿蝸輪分度圓直徑d1d2d d 1+d2+2x2m)/2 =40 丫 = zi/q = mz/d i =0.0625 丫' =z i/(q+2x 2) = 0.0667 0c =20 (阿基米德圓 % n = tan a cos 丫 =0.363 = c*m=0.2 X i.25 = 0.25 ai =

11、h a*m = i/2(d ai-d i) = i X i.25 =i.25 * a2=m(ha +x2)= i/2(d a2-d 2) = i.25(i-0.5) = 0.625 一般 ha* = i) fi = (h a*+c*)m =i/2(d i-d fi) = (i+0.2)Xi.25 = i.5 hf2=i/2(d 2-d f2 )=m(ha*-x 2+c* )=i.25(i+0.5+0.2)=2.2i5 i=qm=i6Xi.25=20 2=mz2=2a-di-2x 2m=6i.25 蝸桿蝸輪節(jié)圓直徑di'd2‘ di' =(q+2x2)m=d+2x2m=

12、18.75 i0 蝸桿、齒頂圓直徑da1蝸輪喉圓直徑da2 da1=(q+2)m=22.5 d a2=(z2+2+2x2)m=62.5 d a1=d1+2ha1=22.5 d a2=d2+2ha2=62.5 蝸桿蝸輪齒根圓直徑df1d f2d f1=d1-2hf1=17 d f2=d2-2hf2=57 蝸桿軸向齒距px p x=nm=3.925 蝸桿軸向齒厚sx s x=0.5Hm=1.96 蝸桿法向齒厚sn s n=sxcos丫=1.93 蝸桿分度圓法向旋齒高h(yuǎn)n1 h n1=m=1.25 蝸桿螺紋 部分 長(zhǎng)度

13、l l>=(12+0.1z2)m=21.125 蝸輪最大外圓直徑da2 d a2<=da2+2m=63.5 蝸輪輪圓寬b b=0.75d a1=16.88 （2）齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) d2 =61.25 根據(jù)齒輪傳動(dòng)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(mǎn)足要求,所以采用 變位齒輪。 齒輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算 傳動(dòng)比ii=88/15=5.9 分度圓 d 1 d 2 1=mz1=7.5 d 2=mz2=44  齒頂高h(yuǎn)aha1=(ha*+x2)m=0.75 ha2=(ha*+x2)m=0.2

14、5 齒根高h(yuǎn)f hf1=(ha*+c*-x1)m=0.0425hf2=(ha*+c*-x2)m=0.925 齒高h(yuǎn) h1=ha1+hf1=1.175h2=ha2+hf2=1.175 齒頂圓直徑dada1=d1+2ha1=9da2=d2+2ha2=44.5 齒根圓直徑df df1=d1-2hf1=6.65df2=d2-2hf2=42.15 中心距aa=1/2(7.5+44)=25.75 基圓直徑dbdb產(chǎn)dicos%=7.1 齒頂圓壓力角x a 齒寬 b b=12m=6 db2=d2 cos% =41.3 % a1=arcos(db1/da1)=37.9 % a2=a

15、rcos(cb2/ba2)=21.86 15 六．總結(jié) 1．課題總結(jié) 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)機(jī)械原理這門(mén)課程有了更深入的了 解，對(duì)以前不熟悉的環(huán)節(jié)理解。雖然在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了好多麻煩， 但是經(jīng)過(guò)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(wèn) 題都解決了。這次設(shè)計(jì)給我一個(gè)感受，學(xué)習(xí)的過(guò)程中要懂得把所學(xué)的 東西聯(lián)系起來(lái)并運(yùn)用到實(shí)踐中來(lái)，而不是把每個(gè)章節(jié)分開(kāi)來(lái)理解。通 過(guò)這個(gè)實(shí)踐我學(xué)得了好多，同時(shí)認(rèn)識(shí)到理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，不僅 加深了我對(duì)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(jì)是使我們較全面系統(tǒng)的掌握和深化機(jī)械原理課程的基本原理 和方法的

16、重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)我們機(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(mén)課程。 經(jīng)過(guò)這幾天的設(shè)計(jì)，讓我初步了解了機(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；使我將機(jī)械原理課程各章的 理論和方法融會(huì)貫通起來(lái)，進(jìn)一步鞏固和加深了所學(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)立思考與分析問(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)

17、 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)一步鞏固、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(xún)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(lèi)學(xué)生的知識(shí)體系訓(xùn)練中，具有不可替代的重要作用 2．存在問(wèn)題 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，讓我認(rèn)識(shí)到自己掌握的知識(shí)還很缺乏，自己綜合 應(yīng)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)能力是如此的不足，在以后的學(xué)習(xí)中要加以改 進(jìn)。同時(shí)也充分認(rèn)識(shí)到理論是實(shí)際的差別，只有理論聯(lián)系實(shí)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(jì)中所遇 到的問(wèn)題，并及時(shí)的改正。自己的知識(shí)仍然很有限，要多學(xué)習(xí)知識(shí)， 提高自己。 八.參考文獻(xiàn) 1. 孫桓,等,機(jī)械原理.7版.北京:高等教育出版社 2. 梁崇高,等平面連桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算設(shè)計(jì).北京:高等教育出版社 3. 鄒慧君.機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)手冊(cè).上海:上海交通大學(xué)出版社 4. 尹冠生.理論力學(xué).西安:西北工業(yè)大學(xué) 5. 余貴英，等.AutoCAD2008.大連：大連理工出版社 6. 諾頓RL.機(jī)械設(shè)計(jì)—機(jī)器和機(jī)構(gòu)綜合分析.北京：機(jī)械工業(yè)出版社