電扇搖頭裝置課程設計.doc

機 械 原 理 課 程 設 計臺式電風扇搖頭裝置設計起止日期： 2014 年 6 月 24日 至 2014 年 6 月 29日學生姓名學號 11405701404學生姓名學號 12405700302學生姓名學號 12405700304班級機械1203班成績指導教師(簽字)機械工程學院（部）2014年06 月 29 日目 錄一設計要求 3二 設計任務 3三功能分解 4四選用機構 4 4-1. 減速機構選用 5 4-2. 離合器選用 54-3. 搖頭機構選用 84-4.機構組合9五機構的設計 10 5-1.鉸鏈四桿機構的設計 10 5-2.四桿位置和尺寸的確定 115-3.傳動比的分配 13六搖頭裝置三維實體圖15七擺角調節(jié)17八總結17九參考文獻19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。以實現(xiàn)一個動力下扇葉旋轉和搖頭動作的聯(lián)合運動效果。臺式電風扇的搖頭機構，使電風扇作搖頭動作。風扇的直徑為300mm，電扇電動機轉速n=1450r/min，電扇搖頭周期t=10s。電扇擺動角度與急回系數(shù)K的設計要求及任務分配見表。方案號電扇搖擺轉動擺角/（）急回系數(shù)KC901.02二. 設計任務 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； 確定電扇搖擺轉動的平面連桿機構的運動學尺寸，它應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的計算機動態(tài)演示或模型試驗驗證。3 功能分解 常見的搖頭機構有杠桿式、滑板式和撳拔式等。風扇要搖擺轉動克采用平面連桿機構實現(xiàn)。以曲柄搖桿機構的曲柄作為主動件（即風扇轉子通過蝸輪蝸桿帶動連桿傳動），則其中一個搖桿的擺動即實現(xiàn)風扇的左右擺動。機架可取8090 mm。本方案具體機構選用如下： 擺轉動力由電動機提供，由于功率大，轉軸運轉速度快，故需減速裝置將電機的速度減慢傳給搖頭機構（本方案選用標準直齒輪和蝸桿渦輪二級減速裝置）。 采用空間連桿機構直接實現(xiàn)風扇的左右擺動（本方案選用平面四桿機構實現(xiàn)左右擺動）。 同時設計相應的左右擺動機構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（本方案設計為滑銷錐齒輪機構）。 四. 選用機構 驅動方式采用電動機驅動。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。機構選型表：執(zhí)行構件功能執(zhí)行機構工藝動作減速構件減速標準直齒輪和蝸桿渦輪機構周向運動滑銷執(zhí)行搖頭滑銷錐齒輪機構上下運動連桿左右擺動平面四桿機構左右往復運動4.1減速機構選用 蝸桿渦輪減速機構標準直齒輪減速機構蝸桿渦輪傳動比大, 結構緊湊，反行程具有自鎖性，傳動平穩(wěn), 無噪聲, 因嚙合時線接觸, 且具有螺旋機構的特點, 故其承載能力強，適用于高速的傳動場合，所以將其作為第一級減速機構。又考慮第二級減速機構傳動比小，是在低速的運轉中，本方案采用標準直齒輪裝置作為第二級減速機構。綜上，選擇蝸桿渦輪機構和標準直齒輪機構作為減速機構。4.2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，不管是從結構簡便還是從經(jīng)濟的角度來說方案二都比方案一好，也更容易實現(xiàn)，所以我們選擇方案二。4.3搖頭機構選用方案一方案二要實現(xiàn)扇頭的左右搖擺有很多運動方式可以選擇，如選用凸輪機構，多桿機構，滑塊機構等等，但四桿機構更容易制造，制造精度要求也不是很高，并且四桿能夠擺幅，且制造成本較低，所以首選四桿機構，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長輪盤，所以方案二更好。4.4機構組合如圖所示，電機裝在搖桿1上，鉸鏈B處裝有一個渦輪，電機轉動時，電機軸上的蝸桿帶動渦輪，渦輪與小齒空套在同一根軸上，再又小齒輪帶動大齒輪，而連桿2固定在大齒輪上，從而迫使連桿2繞B點作整周轉動，使連架桿1和3作往復擺動，達到風扇搖頭的目的。五機構的設計5.1鉸鏈四桿機構的設計平面四桿機構和極限位置分析按組成它的各桿長度關系可分成兩類：(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。根據(jù)低副運動的可逆性原則, 由于此時最短桿是雙整轉副件, 所以, 連桿與兩搖桿之間的轉動副仍為周轉副。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位置, 即一次為連桿與搖桿重疊共線, 如圖所示ABCD, 另一次為連桿與搖桿的延長共線即圖中所示ABCD。 搖桿的兩極限位置與曲柄搖桿機構中搖桿的極限位置的確定方法相同, 很容易到。 (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。則無論哪個構件為機架機構均為雙搖桿機構。此時, 機構中沒有整轉副存在, 即兩搖桿與連架桿及連之間的相對轉動角度都小于3605.2四桿位置和尺寸的確定根據(jù)計算,極位夾角為180*(K-1)/(K+1)=1.78, 如上圖所示BC,CD共線,根據(jù)題設機架AD長取80,再選取搖桿AB長為60，根據(jù)方案設計，D的位BA B為90，易得到搖桿AB的兩個極限位置，如圖所示： 當桿AB處在左極限時, BC, CD共線,可得 LBC+ LCD=120.當AB處在右極限時,即圖中AB的位置, 此時BC, CD重疊, 算得 LCD- LBC=40. 由,式可得LBC為40, LCD為80, B點的運動軌跡為圓弧 B B, LBC+LAD=120=(12+0.1z2)m=21.125蝸輪最大外圓直徑 da2 da2=da2+2m=63.5蝸輪輪圓寬b b=30（2）齒輪機構的設計 根據(jù)題設要求以及渦輪的角速度，可得齒輪傳動比齒輪的傳動比i2 = W2/W3 = 5.0, 以及大小齒輪安裝位置, 小齒輪的齒數(shù)等于17。齒輪機構的幾何尺寸計算 傳動比 i i=5.0小齒輪齒數(shù)Z1=17 大齒輪齒數(shù)Z2 =85分度圓 d1 d2 d1= mz1=17 d2= mz2=85齒頂高 ha ha1= ha2= ha*m=1 齒根高 hf hf1= hf2= (ha*+c*)m=1.25 齒全高 h h1=ha1+hf1=2.25 齒頂圓直徑 da da1=d1+2ha1=19 da2=d2+2ha2=87齒根圓直徑 df df1=d1-2hf1=14.5 df2=d2-2hf2=82.5中心距 a a=m(Z1+Z2)=51齒輪兩端面寬度 b b=20六搖頭裝置三維實體圖七：擺角調節(jié)方案擺角的調節(jié)只需改變其中桿的長度即可達到調節(jié)目的，如下圖所示，假設AB、CD長度不變，僅調節(jié)連桿BC的長度，則BD=80+BC;BD=80-BC。根據(jù)三角函數(shù)求角公式及規(guī)定轉角則可求出BC的長度，B、C為大齒輪上的固定點，則只需在大齒輪上設計制作不同的連接點，根據(jù)需要連接B、D兩點，則可調節(jié)擺角。八總結機械原理課程設計結束了，回望這短暫的幾天時間學習，我們學到的東西不少。通過這次課程設計，讓我們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，以及和組員一起討論最終把問題都解決了。這次設計給我們一個感受，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，不僅加深了對課程的理解程度而且也激起了我們學習的興趣。機械原理課程設計結合一種簡單機器進行機器功能分析、工藝動作確定、執(zhí)行機構選擇、機械運動方案評定、機構尺寸綜合、機械運動方案設計等，使我們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)理論與實際相結合、應用計算機完成機構分析和設計的能力，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，讓我們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