電扇搖頭裝置課程設(shè)計(jì)

1、HUNAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY原理fl臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭裝置設(shè)計(jì)起止日期：2014年6月24日至2014 年6 月29日學(xué)生姓名學(xué)號(hào)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)機(jī)械1203班成績(jī)指導(dǎo)教師（簽字）機(jī)械工程學(xué)院（部）2014年06月29日設(shè)計(jì)要求三功能分解4四選用機(jī)構(gòu)44-1. 減速機(jī)構(gòu)選用 54-2. 離合器選用54-3. 搖頭機(jī)構(gòu)選用 84- 4.機(jī)構(gòu)組合 9五. 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 105-1.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 105-2.四桿位置和尺寸的確定 115- 3.傳動(dòng)比的分配 13六. 搖頭裝置三維實(shí)體圖 15七. 擺角調(diào)節(jié)17八. 總結(jié) 17九. 參考文獻(xiàn) 19臺(tái)式電風(fēng)扇搖

2、頭裝置方案.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)。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。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)角度書(shū)與急回系數(shù) K的設(shè)計(jì)要求及任務(wù)分配 見(jiàn)表。萬(wàn)案號(hào)電扇搖擺轉(zhuǎn)動(dòng)擺角書(shū)/ ()急回系數(shù)KC901.02二.設(shè)計(jì)任務(wù) 按給定的主要參數(shù)，擬定機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案； 畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖；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；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)尺寸，它應(yīng)滿足擺角屮及急回系數(shù)K條件下 使最小傳動(dòng)角 最大。并

3、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)線圖，驗(yàn)算曲柄存在的 條件；編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；(6)學(xué)生可進(jìn)一步完成臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)演示或模型試驗(yàn)驗(yàn)證。功能分解常見(jiàn)的搖頭機(jī)構(gòu)有杠桿式、滑板式和撳拔式等。風(fēng)扇要搖擺轉(zhuǎn)動(dòng)克采用平面連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄作為主動(dòng)件（即風(fēng)扇轉(zhuǎn)子通過(guò)蝸輪蝸桿帶動(dòng)連桿傳動(dòng)），則其中一個(gè)搖桿的擺動(dòng)即實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的左右擺動(dòng)。機(jī)架可取8090 mm本方案具體機(jī)構(gòu)選用如下：擺轉(zhuǎn)動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)提供，由于功率大，轉(zhuǎn)軸運(yùn)轉(zhuǎn)速度快，故需減速裝置將電機(jī)的速度減慢傳給搖頭機(jī)構(gòu)（本方案選用標(biāo)準(zhǔn)直齒輪和蝸桿渦輪二級(jí)減速裝置）。采用空間連桿機(jī)構(gòu)直接實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的左右擺動(dòng)（本方案選用平面四桿機(jī)

4、構(gòu) 實(shí)現(xiàn)左右擺動(dòng)）。同時(shí)設(shè)計(jì)相應(yīng)的左右擺動(dòng)機(jī)構(gòu)完成風(fēng)扇搖頭或不搖頭的吹風(fēng)過(guò)程，所以必須設(shè)計(jì)相應(yīng) 的離合器機(jī)構(gòu)（本方案設(shè)計(jì)為滑銷錐齒輪機(jī)構(gòu)）。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，可以分別選用以下機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)選型表：執(zhí)行構(gòu)件功能執(zhí)行機(jī)構(gòu)工藝動(dòng)作減速構(gòu)件減速標(biāo)準(zhǔn)直齒輪和蝸桿渦輪機(jī)構(gòu)周向運(yùn)動(dòng)滑銷執(zhí)行搖頭滑銷錐齒輪機(jī)構(gòu)上下運(yùn)動(dòng)連桿左右擺動(dòng)平面四桿機(jī)構(gòu)左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)4.1減速機(jī)構(gòu)選用蝸桿渦輪減速機(jī)構(gòu) 標(biāo)準(zhǔn)直齒輪減速機(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 接觸 , 且具有螺旋機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) , 故其承載能力強(qiáng)，適用于高速

5、的傳動(dòng)場(chǎng)合，所以將其作為 第一級(jí)減速機(jī)構(gòu) 。又考慮第二級(jí)減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比小，是在低速的運(yùn)轉(zhuǎn)中，本方案采用標(biāo)準(zhǔn) 直齒輪裝置作為第二級(jí)減速機(jī)構(gòu)。 綜上，選擇蝸桿渦輪機(jī)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)直齒輪機(jī)構(gòu)作為減速機(jī) 構(gòu)。4.2 離合器選用方案一主要采用的滑銷上下運(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)。 而方案 二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 以我們選擇方案二。4.3 搖頭機(jī)構(gòu)選用J 戶 、方案二要實(shí)現(xiàn)扇頭的左右搖擺有很多運(yùn)動(dòng)方式可以選擇，如選用凸輪機(jī)構(gòu)，多桿機(jī)構(gòu)，滑塊機(jī)構(gòu) 等等，但四桿機(jī)構(gòu)更

6、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(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) 長(zhǎng)輪盤，所以方案二更好。4.4 機(jī)構(gòu)組合 如圖所示，電機(jī)裝在搖桿 1 上，鉸鏈 B 處裝有一個(gè)渦輪，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)軸上的蝸桿帶 動(dòng)渦輪，渦輪與小齒空套在同一根軸上，再又小齒輪帶動(dòng)大齒輪，而連桿 2 固定在大齒輪 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。五機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面四桿機(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：(1) 各桿長(zhǎng)度滿足桿長(zhǎng)條件 , 即最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于

7、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)副仍為周轉(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位置 , 即一次為連桿 與搖桿重疊共線，如圖所示AB C D,另一次為連桿與搖桿的延長(zhǎng)共線即圖中所示 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, 很容易到。(2) 各桿長(zhǎng)度不滿足桿長(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 ,

8、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 3605.2 四桿位置和尺寸的確定根據(jù)計(jì)算,極位夾角為180 *(K-1)/(K+1)=1.78 ,如上圖所示BC,C洪線,根據(jù)題設(shè) 機(jī)架AD長(zhǎng)取80,再選取搖桿AB長(zhǎng)為60,根據(jù)方案設(shè)計(jì)，/ D的位BA B為90,易得到搖桿 AB勺兩個(gè)極限位置，如圖所示：當(dāng)桿AB處在左極限時(shí),BC, CD共線,可得 L BC+ L CD=120 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,算得 L cd- Lb，C =40 由，式可得 Lbc為40, Lcd為80, B 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓弧 B B ，, L B(+-LAd=120=(12+0

9、.1z2)m=21.125蝸輪最大外圓直徑 d a2a2=da2+2m=63.5b=30蝸輪輪圓寬 b2）齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)題設(shè)要求以及渦輪的角速度， 可得齒輪傳動(dòng)比齒輪的傳動(dòng)比 i 2= W2/W3 = 5.0, 以及大小齒輪安裝位置 ,小齒輪的齒數(shù)等于 17。小齒輪齒數(shù) Z1=17大齒輪齒數(shù)Z2 =85分度圓 d1 d21= mz1=17d 2= mz2=85齒頂高 h aa1= h a2= h am=1齒根高 h ff1= hf2= (h a +c )m=1.25齒全高 hh1=ha1+hf1 =2.25齒頂圓直徑 d aa1=d1+2ha1=19 d a2=d2+2ha2=87齒根圓直

10、徑 d ff1 =d1-2h f1 =14.5 d f2 =d2-2h f2 =82.5中心距 aa=m(Z1+Z2)=51齒輪兩端面寬度 bb=20齒輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算i=5.0傳動(dòng)比 i六搖頭裝置三維實(shí)體圖 七：擺角調(diào)節(jié)方案擺角的調(diào)節(jié)只需改變其中桿的長(zhǎng)度即可達(dá)到調(diào)節(jié)目的，如下圖所示，假設(shè)AB CD長(zhǎng)度不變，僅調(diào)節(jié)連桿 BC的長(zhǎng)度，則BD=80+BC;B D=80-BC根據(jù)三角函數(shù)求角公式及規(guī)定轉(zhuǎn)角則可求出BC的長(zhǎng)度，B C為大齒輪上的固定點(diǎn)，則只需在大齒輪上設(shè)計(jì)制作不同的連接點(diǎn)，根據(jù)需要連接B D兩點(diǎn)，則可調(diào)節(jié)擺角。八總結(jié)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，回望這短暫的幾天時(shí)間學(xué)習(xí)，我們學(xué)到的東西不

11、少。通過(guò) 這次課程設(shè)計(jì)， 讓我們對(duì)機(jī)械原理這門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，以及和組員 一起討論最終把問(wèn)題都解決了。這次設(shè)計(jì)給我們一個(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，不僅加深了對(duì)課程的理解程度而且也激起了我 們學(xué)習(xí)的興趣。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通過(guò)這次設(shè)計(jì)，讓我們認(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