臺式電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)機(jī)械原理三級項(xiàng)目報(bào)告

/機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目臺式電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)成員指導(dǎo)教師班級2016年6月26日設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)臺式電風(fēng)扇的搖頭機(jī)構(gòu).使電風(fēng)扇作搖頭動作。風(fēng)扇的直徑為300mm.電扇電動機(jī)轉(zhuǎn)速n＝1450r/min.電扇搖頭周期t=10s.電扇擺動角度ψ＝100°、俯仰角度φ＝22°與急回系數(shù)K＝1.03。風(fēng)扇可以在一定周期下進(jìn)行擺頭運(yùn)動.使送風(fēng)面積增大。項(xiàng)目成員分工所有組員一同完成功能機(jī)構(gòu)及傳動機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì).其余工作分工如下:111：機(jī)構(gòu)的圖解法〔速度、加速度、力分析尺寸設(shè)計(jì).說明書的編寫；222：機(jī)構(gòu)的解析法求解及MATLAP編程.PPT的制作；333：A1圖紙的繪制；444：機(jī)構(gòu)的三維建模及運(yùn)動仿真。目錄一研究背景和意義1二設(shè)計(jì)工藝參數(shù)和工作原理12.1工藝參數(shù)要求12.2工作原理及工藝過程12.3設(shè)計(jì)要求12.4功能分解2三設(shè)計(jì)方案的評定及方案選擇43.1左右擺動方案一〔放棄443.2左右擺動方案二〔放棄53.3左右擺動方案三〔采用6四各構(gòu)件參數(shù)的確定74.1機(jī)構(gòu)傳動比的設(shè)計(jì)74.2蝸桿尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)84.3蝸輪尺寸參數(shù)94.4直齒圓柱齒輪3尺寸參數(shù)104.5直齒圓柱齒輪4尺寸參數(shù)114.6雙搖桿機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)12五運(yùn)動學(xué)分析135.1.圖解法：135.2解析法:195.3圖解法與解析法誤差分析：20六主要參考文獻(xiàn)21七心得體會：21八附件238.1三維圖片238.2MATLAB程序代碼:248.3自評分表25一研究背景和意義電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)可以使電風(fēng)扇左右或者上下往復(fù)動一定角度.這樣增大了送風(fēng)面積.增大了空間的空氣流通.所以一種合適的搖頭機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)十分必要。二設(shè)計(jì)工藝參數(shù)和工作原理2.1工藝參數(shù)要求設(shè)計(jì)臺式電風(fēng)扇的搖頭機(jī)構(gòu).使電風(fēng)扇作搖頭動作。風(fēng)扇的直徑為300mm.電扇電動機(jī)轉(zhuǎn)速n＝1450r/min.電扇搖頭周期t=10s.電扇擺動角度ψ＝100°、俯仰角度φ＝22°與急回系數(shù)K＝1.03。風(fēng)扇可以在一定周期下進(jìn)行擺頭運(yùn)動.使送風(fēng)面積增大。執(zhí)行機(jī)構(gòu)12.2工作原理及工藝過程執(zhí)行機(jī)構(gòu)1系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)2傳動減速機(jī)構(gòu)原動機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)2傳動減速機(jī)構(gòu)原動機(jī)2.3設(shè)計(jì)要求電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)至少包括連桿機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)和齒輪傳動機(jī)構(gòu)三種機(jī)構(gòu)。畫出機(jī)器的運(yùn)動方案簡圖與運(yùn)動循環(huán)圖。擬訂運(yùn)動循環(huán)圖時(shí).執(zhí)行構(gòu)件的動作起止位置可根據(jù)具體情況重疊安排.但必須滿足工藝上各個(gè)動作的配合.在時(shí)間和空間上不能出現(xiàn)干涉。設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu).自行確定運(yùn)動規(guī)律.選擇連桿機(jī)構(gòu)類型.校核最大壓力角。設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪機(jī)構(gòu).確定傳動比.選擇適當(dāng)?shù)拿?shù)。編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。2.4功能分解電風(fēng)扇的工作原理是將電風(fēng)扇的送風(fēng)區(qū)域進(jìn)行周期性變換.達(dá)到增大送風(fēng)區(qū)域的目的。顯然.為了完成電風(fēng)扇的擺頭動作.需實(shí)現(xiàn)下列運(yùn)動功能要求：電動機(jī)齒輪傳動蝸輪蝸桿曲柄搖桿圖1.1運(yùn)動功能圖〔1風(fēng)扇需要按運(yùn)動規(guī)律做左右擺動.因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的擺動機(jī)構(gòu)?！?風(fēng)扇可利用仰俯旋鈕實(shí)現(xiàn)上下俯仰.因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的俯仰機(jī)構(gòu)。〔3風(fēng)扇需要轉(zhuǎn)換傳動軸線和改變轉(zhuǎn)速.因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的齒輪系機(jī)構(gòu)。對這兩個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動功能作進(jìn)一步分析.可知它們分別應(yīng)該實(shí)現(xiàn)下列基本運(yùn)動：〔4左右擺動有三個(gè)基本運(yùn)動：運(yùn)動軸線變換、傳動比降低和周期性擺動?！?俯仰運(yùn)動的基本運(yùn)動：與水平面之間的夾角的變換?！?轉(zhuǎn)換運(yùn)動軸線和改變傳動比有一個(gè)基本動作：運(yùn)動軸線變換。此外.還要滿足傳動性能要求：改變電風(fēng)扇的送風(fēng)區(qū)域時(shí).在急回系數(shù)K＝1.03、擺動角度Ψ=100°的要求下.盡量保持運(yùn)動的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換和減小機(jī)構(gòu)間的摩擦。三設(shè)計(jì)方案的評定及方案選擇3.1左右擺動方案一〔放棄此機(jī)構(gòu)為我們所學(xué)最簡單的四桿機(jī)構(gòu).但是此方案風(fēng)扇的具體位置難以確定.且齒輪的體積較大.故舍去。3.2左右擺動方案二〔放棄該機(jī)構(gòu)不易實(shí)現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)動風(fēng)扇.因?yàn)榇蠼嵌绒D(zhuǎn)動后容易引起渦輪蝸桿接觸過緊或脫落.故舍去。3.3左右擺動方案三〔采用1——蝸輪.2——蝸桿.3、4——直齒圓柱齒輪.5——電動機(jī)如圖所示.ABCD是以BC為連桿的雙搖桿機(jī)構(gòu).因?yàn)樗鼭M足最短桿與最長桿長度之和小于其余兩桿長度之和.故連桿BC可相對于兩連架桿作整周轉(zhuǎn)動。帶有風(fēng)扇的電動機(jī)5、齒輪3、4和蝸桿2、蝸輪1均于連架桿AB上.而蝸輪1又與連桿BC固聯(lián)。電動機(jī)5轉(zhuǎn)動時(shí).一方面帶動風(fēng)扇轉(zhuǎn)動.另一方面經(jīng)齒輪傳動和蝸桿傳動帶動連桿BC相對于連架桿AB轉(zhuǎn)動.兩連架桿AB、CD作往復(fù)擺動.從而使風(fēng)扇軸線可在一定角度范圍內(nèi)擺動。四各構(gòu)件參數(shù)的確定4.1機(jī)構(gòu)傳動比的設(shè)計(jì)此方案中.齒輪機(jī)構(gòu)4-3和蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)2-1組合作為減速機(jī)構(gòu)。由于在設(shè)計(jì)的左右擺頭機(jī)構(gòu)中.將蝸輪帶動連桿進(jìn)行整周回轉(zhuǎn)的勻速圓周運(yùn)動。當(dāng)蝸輪旋轉(zhuǎn)一周.電扇機(jī)殼也正好搖擺一回.得出蝸輪的轉(zhuǎn)速為。選取蝸輪1.蝸桿2模數(shù)m=1.齒輪3、4的模數(shù)m=1.25。蝸輪1轉(zhuǎn)速蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)2-1的傳動比直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)4-3的傳動比電動機(jī)的轉(zhuǎn)速由以上式子得.要實(shí)現(xiàn)大的傳動比.因此.取蝸桿.齒輪4齒數(shù).代入上式得.經(jīng)計(jì)算.當(dāng)=30.=44時(shí).t=10.09,相對誤差；當(dāng)=36.=36時(shí).t=9.91,相對誤差；當(dāng)=30.=43時(shí).t=9.86,相對誤差；當(dāng)=29.=44時(shí).t=9.76,相對誤差。結(jié)合臺式電風(fēng)扇機(jī)殼尺寸大小的要求及搖動周期.選擇=36.=36。蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)2-1傳動比直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)4-3傳動比4.2蝸桿尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)模數(shù)m=1齒頂高系數(shù)徑向間隙系數(shù)C*=0.2齒數(shù)壓力角α=20°分度圓直徑導(dǎo)程角3.18°特性系數(shù)齒頂高頂隙c=c*m=0.2齒根高h(yuǎn)f2=<hf2*+c*>m=1.2齒頂圓直徑齒根圓直徑軸向齒距軸向齒厚法向齒厚4.3蝸輪尺寸參數(shù)模數(shù)m=1齒頂高系數(shù)徑向間隙系數(shù)C*=0.2齒數(shù)=36壓力角α=20°分度圓直徑螺旋角β=γ=3.18°齒頂高頂隙C=C*m=0.2齒根高h(yuǎn)f1=<hf1*+c*>m=1.2齒頂圓直徑齒根圓直徑齒頂圓弧半徑蝸輪蝸桿嚙合中心距4.4直齒圓柱齒輪3尺寸參數(shù)模數(shù)m=1.25齒頂高系數(shù)徑向間隙系數(shù)齒數(shù)=36壓力角α=20°分度圓直徑齒頂高頂隙齒根高齒頂圓直徑齒根圓直徑齒厚齒寬4.5直齒圓柱齒輪4尺寸參數(shù)模數(shù)m=1.25齒頂高系數(shù)徑向間隙系數(shù)齒數(shù)壓力角α=20°分度圓直徑齒頂高頂隙齒根高齒頂圓直徑齒根圓直徑齒厚齒寬齒輪3和齒輪4的嚙合中心距4.6雙搖桿機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)極位夾角°=2.77°圖4.1雙搖桿機(jī)構(gòu)根據(jù)實(shí)際情況〔30CM直徑的扇葉.同時(shí)經(jīng)過計(jì)算.可取a=35.b=146.c=209.d=211.4。五運(yùn)動學(xué)分析5.1.圖解法：1狀態(tài)一：速度分析：加速度分析：動力學(xué)分析：2>狀態(tài)二：速度分析：加速度分析：動力學(xué)分析:5.2解析法:5.3圖解法與解析法誤差分析：位置一圖解法解析法相對誤差ω10.720.659.72%ω30.550.4616.36%α11.821.772.75%α31.070.997.48%位置二圖解法解析法相對誤差ω10.730.6510.96%ω30.530.505.66%α11.461.404.11%α31.701.596.47%誤差分析：圖解法精度較低.測量時(shí)存在誤差；測量出的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算時(shí)會被放大；計(jì)算示例：E1=[〔0.72-0.65/0.72]*100%=9.72%,其它如上。六主要參考文獻(xiàn)[1]安子軍.機(jī)械原理[第三版].北京：國防教育出版社.[2]劉永賢蔡光起.機(jī)械工程概論.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.[3]陳國華.機(jī)械機(jī)構(gòu)及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.七心得體會：222這次的課程設(shè)計(jì)更讓我們深感慚愧與憂慮.它讓我切切實(shí)實(shí)地認(rèn)識到自己知識、技能的匱乏。知識的缺乏讓我在一開始的時(shí)候便遇上了障礙.對某些方面的知識的掌握不牢.使我在解決問題時(shí)花費(fèi)了更多的時(shí)間與精力.使得這次的課程設(shè)計(jì)有著許多的缺陷。然而這也激勵(lì)我往后要學(xué)習(xí)好更多的專業(yè)知識.培養(yǎng)專業(yè)能力。333在這次課程設(shè)計(jì)中我學(xué)到得不僅是專業(yè)的知識.還有的是如何進(jìn)行團(tuán)隊(duì)的合作.因?yàn)槿魏我粋€(gè)作品都不可能由單獨(dú)某一個(gè)人來完成.它必然是團(tuán)隊(duì)成員的細(xì)致分工完成某一小部分.然后在將所有的部分緊密的結(jié)合起來.并認(rèn)真調(diào)試它們之間的運(yùn)動關(guān)系之后形成一個(gè)完美的作品。

這次課程設(shè)計(jì).由于理論知識的不足.再加上平時(shí)沒有什么設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn).一開始的時(shí)候有些手忙腳亂.不知從何入手。在設(shè)計(jì)過程中.我通過查閱大量有關(guān)資料.與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué).并向老師請教等方式.使自己學(xué)到了不少知識.也經(jīng)歷了不少艱辛.但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西.樹立了對自己工作能力的信心.相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力.使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的可能不太好.但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富.使我終身受益。333在這次課程設(shè)計(jì)中使我和我的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了.同學(xué)之間互相幫助.有什么不懂的大家在一起商量.聽聽不同的看法對我們更好的理解知識.所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。在這種相互協(xié)調(diào)合作的過程中,口角的斗爭在所難免,關(guān)鍵是我們?nèi)绾蔚奶幚碛龅降姆制?而不是一味的計(jì)較和埋怨.這不僅僅是在類似于這樣的協(xié)調(diào)當(dāng)中,生活中的很多事情都需要我們有這樣的處理能力,面對分歧大家要消除誤解,相互理解,增進(jìn)了解,達(dá)到諒解…..也許很多問題沒有想象中的那么復(fù)雜,關(guān)鍵還是看我們的心態(tài),那種處理和解決分歧的心態(tài),因?yàn)槲覀兊某霭l(fā)點(diǎn)都是一致的。經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)我們學(xué)到了很多課本上沒有的東西.它對我們今后的生活和工作都有很大的幫助.所以.這次的課程設(shè)計(jì)不僅僅有汗水和艱辛.更的是苦后的甘甜。444電風(fēng)扇是我們生活中常見的家用電器.設(shè)計(jì)一個(gè)搖頭的電風(fēng)扇看起來容易.真正實(shí)踐起來卻沒那么簡單.從一開始的想方案.一個(gè)個(gè)與眾不同的方案著實(shí)讓我們費(fèi)了不少頭腦.太少了顯得簡單.太多了卻又顯得過于復(fù)雜.但在我們的集思廣益之下.終是確定了一個(gè)。接下來的ppt.word更是我們智慧的結(jié)晶.是我們多少個(gè)晚上集體討論的結(jié)果。經(jīng)過這次三級項(xiàng)目.我更加體會到集體合作的重要性.通力合作才有了我們與眾不同的項(xiàng)目.親自查閱資料.動手制作.讓我們加深了隊(duì)課本知識的理解.對本門課程的理解.收獲頗豐。八附件8.1三維圖片8.2MATLAB程序代碼:桿件位置>>x=0:0.01:2*pi;>>a=sqrt<-29658852+6358592*cos<x>+21316*sin<x>.^2-319740*cos<x>.^2>;>>b=sqrt<-296307360+6124992*cos<x>+2920*sin<x>.^2+1790544*cos<x>.^2>;>>y2=-2*atan<<146*sin<x>+a>./<-5254+730*cos<x>>>;>>y3=-2*atan<<1460*sin<x>+b>./<5364-876*cos<x>>>;>>y1=x;>>plot<x,y1,x,y2,x,y3>>>legend<'角th<1>'>>>title<'角度變化曲線圖'>>>gridon桿件角速度>>x=0:0.01:2*pi;>>a=sqrt<-29658852+6358592*cos<x>+21316*sin<x>.^2-319740*cos<x>.^2>;>>b=sqrt<-296307360+6124992*cos<x>+2920*sin<x>.^2+1790544*cos<x>.^2>;>>b2=-2*atan<<146*sin<x>+a>./<-5254+7