1、.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書臺式電風(fēng)扇搖頭裝置設(shè) 計(jì) 者：學(xué) 號：院 系：班 級：小組成員：輔導(dǎo)教師：時(shí) 間：目錄一 設(shè)計(jì)題目二 方案任務(wù)三 設(shè)計(jì)提示四 功能分解五 機(jī)構(gòu)的選用六 機(jī)構(gòu)組合設(shè)計(jì)與說明七 方案評價(jià)及相關(guān)計(jì)算八 小組中三個(gè)方案的評價(jià)與擇優(yōu)九 設(shè)計(jì)體會一設(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(jī)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(jì)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(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jī)械傳動系統(tǒng)總體方案。2畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)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(jì)計(jì)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(jī)構(gòu)的運(yùn)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(jī)構(gòu)進(jìn)展運(yùn)動分析，繪制運(yùn)動線圖，驗(yàn)算曲柄存在條件。5編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。6學(xué)生可進(jìn)一步完成臺式電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)動態(tài)演示或模型試驗(yàn)驗(yàn)證。三設(shè)計(jì)提示1常見的搖頭機(jī)構(gòu)有杠桿式、滑板

3、式和撳拔式等。可以將電風(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(yùn)動。風(fēng)扇要搖擺轉(zhuǎn)動克采用平面連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。以雙搖桿機(jī)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(gè)連架桿的擺動即實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的左右擺動風(fēng)扇安裝在連架桿上。機(jī)架可取8090 mm。風(fēng)扇的上下俯仰運(yùn)動可采取連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)。2還可以采用空間連桿機(jī)構(gòu)直接實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的左右擺動和上下仰俯的復(fù)合運(yùn)動。四功能分解為完成風(fēng)扇左右俯仰的吹風(fēng)需要實(shí)現(xiàn)以下運(yùn)動功能要求：在扇葉旋轉(zhuǎn)的同時(shí)扇頭能左右擺動一定的角度，因此，應(yīng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)相應(yīng)的左右擺動機(jī)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(jì)相應(yīng)的離合器機(jī)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(jì)扇頭俯仰角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)本方案設(shè)計(jì)為外置條件旋鈕。五、機(jī)構(gòu)的選用1、 驅(qū)動方式采用電動機(jī)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(gè)半圓的滾輪，它構(gòu)造簡單，制造容易，工作可靠，實(shí)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(yùn)動用外置手動按鈕。2、 減速機(jī)構(gòu)與離合器的選用電動機(jī)傳過來的動力，由于功率大，轉(zhuǎn)軸運(yùn)轉(zhuǎn)速度快，在兩對齒輪的減速下傳給搖頭機(jī)構(gòu)。離合器的選用是為了在不想風(fēng)扇搖頭時(shí)，扇頭的擺動能夠停頓，所以當(dāng)拉桿被提起時(shí)，兩個(gè)齒輪被提起，與軸上的輪齒分開，電動機(jī)的動力就傳不到搖頭機(jī)構(gòu)處。3、搖頭機(jī)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(yùn)動，實(shí)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(gè)外置手動的螺釘旋鈕，當(dāng)扇頭控制好在什么角度后，旋緊螺釘，到達(dá)了風(fēng)扇上下俯仰的目的。六、機(jī)構(gòu)的組合設(shè)計(jì)與說明據(jù)上面功能機(jī)構(gòu)的分析我選用以上各機(jī)構(gòu)的組合來實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇的減速、搖頭、俯仰。以下是風(fēng)扇從兩個(gè)角度看的立體圖和一X簡單的平面圖經(jīng)過電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，所有動力都來源于電動機(jī)，在經(jīng)過電動機(jī)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(jī)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(yùn)動并帶動扇頭左右搖擺。當(dāng)要停頓風(fēng)扇搖頭時(shí)，減速齒輪被拉桿提起時(shí)，電動機(jī)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(jià)及相關(guān)計(jì)算此方案的特點(diǎn)是它采用兩對普通的直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)就實(shí)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(diǎn)。其次，采用滑銷離合器實(shí)現(xiàn)是否搖頭控制，構(gòu)造比擬簡單，使用方便，經(jīng)濟(jì)又實(shí)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(diǎn)：電風(fēng)扇的俯

7、仰運(yùn)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(shí)，所需的圓弧軌道長，所需的空間大。根據(jù)速比系數(shù)K計(jì)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(dá)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(diǎn)是它只采用一對錐齒輪機(jī)構(gòu)就實(shí)現(xiàn)了改變和減速作用。采用錐齒輪機(jī)構(gòu)可以使扇頭構(gòu)造緊湊，有確定的傳動比等優(yōu)點(diǎn)。其次，采用滑銷離合器實(shí)現(xiàn)是否搖頭控制，構(gòu)造比擬簡單，使用方便，經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠，還有制作起來也比擬的簡單。同時(shí)，采用雙

8、搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)扇頭的左右擺動，可以實(shí)現(xiàn)較大X圍的轉(zhuǎn)動。制作起來經(jīng)濟(jì)且精度要求不是很高便于制造。缺點(diǎn)：不能實(shí)現(xiàn)自動上下俯仰運(yùn)動。圖 -1-2如圖1-2：仰俯運(yùn)動機(jī)構(gòu)：同步電動機(jī)帶動曲柄旋轉(zhuǎn)，曲柄拉動風(fēng)扇電機(jī)座所在的搖桿做上下15的仰俯運(yùn)動。為了使同步電機(jī)能夠輕松地帶動風(fēng)扇的機(jī)頭做上下仰俯運(yùn)動，減小電機(jī)磨損和能量的消耗，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使風(fēng)扇機(jī)頭的重心落在搖桿與機(jī)架相連的鉸鏈處。同時(shí)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(jī)的運(yùn)動即可實(shí)現(xiàn)翻開或關(guān)閉仰俯運(yùn)動。左右搖頭機(jī)構(gòu)：風(fēng)扇主電動機(jī)的軸后部是蝸桿，通過蝸桿帶動偏心輪運(yùn)轉(zhuǎn)，從而拉動搖桿，實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇的左右

9、搖頭運(yùn)動。此方案實(shí)現(xiàn)了電風(fēng)扇的自動左右擺頭和上下擺頭的要求，同時(shí)電風(fēng)扇的構(gòu)造簡單，制造方便，運(yùn)行可靠。在日常使用中只要偶爾在運(yùn)動部位加注膠狀固體潤滑劑就可以長期可靠運(yùn)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(jì)體會機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)完畢了，回望這短暫的幾天時(shí)間學(xué)習(xí)，自己學(xué)到了不少。在真正開場設(shè)計(jì)這個(gè)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(shí)要考慮很多東西。平時(shí)學(xué)到的機(jī)械原理知識還是有限，在抉擇中有點(diǎn)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(jì)的方案。當(dāng)

10、然此次設(shè)計(jì)還有很多缺乏和需待改良的地方。這次課程設(shè)計(jì)，是第一次將本學(xué)期機(jī)械原理這門課程中所學(xué)的知識綜合運(yùn)用到實(shí)際中某一具體實(shí)例中，另外對于機(jī)械設(shè)計(jì)也有了初步的認(rèn)識和實(shí)踐經(jīng)歷。這次課程設(shè)計(jì)，從最初的毫無頭緒到逐漸做出雛形，然后進(jìn)一步改良。雖然總共僅用了幾天的時(shí)間，但在這整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，自己在實(shí)踐中摸索成長，在理論中分析探討，更加清晰地認(rèn)識到只有靈活地掌握好理論知識，在實(shí)際應(yīng)用中才能夠得心應(yīng)手，才能真正將理論用于實(shí)踐，從中學(xué)到更多的知識和技能。一個(gè)巴掌拍不響，一個(gè)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(jìn)展實(shí)踐操作對我們完善知識體系有莫大的幫助。與此同時(shí)，在具體實(shí)踐時(shí)，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(jì)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(shí)也感受到了群眾