电扇摇头装置课程设计.docx

机械 原 理 课 程 设 计 台式电风扇摇头装置设计 起止日期： 2014 年 6 月 24 日 至 2014 年 6 月 29 日 学 学学 生 生生 姓 姓姓 名 名名 学 学学 号 号号 班 级 机械 1203 班 成 绩 指 导 教 师 ( 签 字 ) 机械工程学院（部） 2014 年 06 月 29 日 目 录 一．设计要求 3 二 设计任务 3 三．功能分解 4 四．选用机构 4 4-1. 减速机构选用 5 4-2. 离合器选用 5 4-3. 摇头机构选用 8 4-4.机构组合 9 五．机构的设计 10 5-1.铰链四杆机构的设计 10 5-2.四杆位置和尺寸的确定 11 5-3.传动比的分配 13 六．摇头装置三维实体图 15 七．摆角调节 17 八．总结 17 九．参考文献 19 台式电风扇摇头装置方案 一．设计要求 设计台式电风扇的摇头装置要求能左右旋转。以实现一个动力下扇叶旋转和摇头动作的联合运动效果。 台式电风扇的摇头机构，使电风扇作摇头动作。风扇的直径为300mm，电扇电动机转速n=1450r/min，电扇摇头周期 t=10s。电扇摆动角度ψ 与急回系数K 的设计要求及任务分配见表。 方案号 电扇摇摆转动 C901.02摆角 C 90 1.02 二. 设计任务 ⑴ 按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案； ⑵ 画出机构运动方案简图； ⑶ 分配蜗轮蜗杆、齿轮传动比，确定他们的基本参数，设计计算几何尺寸； ⑷ 确定电扇摇摆转动的平面连杆机构的运动学尺寸，它应满足摆角Ψ及急回系数 K 条件下使最小传动角 最大。并对平面连杆机构进行运动分析，绘制运动线图，验算曲柄存在的条件； ⑸ 编写设计计算说明书； （6）学生可进一步完成台式电风扇摇头机构的计算机动态演示或模型试验验证。 三．功能分解 常见的摇头机构有杠杆式、滑板式和揿拔式等。风扇要摇摆转动克采用平面连杆机构实现。以曲柄摇杆机构的曲柄作为主动件（即风扇转子通过蜗轮蜗杆带动连杆传动），则其中一个摇杆的摆动即实现风扇的左右摆动。机架可取 80~90 mm。本方案具体机构选用如下： 摆转动力由电动机提供，由于功率大，转轴运转速度快，故需减速装置将电机的速度减慢传给摇头机构（本方案选用标准直齿轮和蜗杆涡轮二级减速装置）。 采用空间连杆机构直接实现风扇的左右摆动（本方案选用平面四杆机构实现左右摆动）。 同时设计相应的左右摆动机构完成风扇摇头或不摇头的吹风过程，所以必须设计相应的离合器机构（本方案设计为滑销锥齿轮机构）。 四. 选用机构 驱动方式采用电动机驱动。为完成风扇左右俯仰的吹风过程，据上述功能分解，可以分别选用以下机构。机构选型表： 执行构件 功能 执行机构 工艺动作 减速构件 减速 标准直齿轮和蜗 杆涡轮机构 周向运动 滑销 执行摇头 滑销锥齿轮机构 上下运动 连杆 左右摆动 平面四杆机构 左右往复运动 减速机构选用 蜗杆涡轮减速机构标准直齿轮减速机构 蜗杆涡轮传动比大, 结构紧凑，反行程具有自锁性，传动平稳, 无噪声, 因啮合时线接触, 且具有螺旋机构的特点, 故其承载能力强，适用于高速的传动场合，所以将其作为第一级减速机构。又考虑第二级减速机构传动比小， 是在低速的运转中，本方案采用标准直齿轮装置作为第二级减速机构。综上， 选择蜗杆涡轮机构和标准直齿轮机构作为减速机构。 离合器选用 方案一主要采用的滑销上下运动，使得涡轮脱离蜗杆从而实现是否摇头的运动。而方案二比方案一少用了一个齿轮，它主要采用的滑销和锥齿轮卡和从而实现是否摇头的运动，不管是从结构简便还是从经济的角度来说方案二都比方案一好，也更容易实现，所以我们选择方案二。 摇头机构选用 方案一方案二 要实现扇头的左右摇摆有很多运动方式可以选择，如选用凸轮机构，多杆机构，滑块机构等等，但四杆机构更容易制造，制造精度要求也不是很高，并且四杆能够摆幅，且制造成本较低，所以首选四杆机构，从以上两个简图中， 我们不难看出方案一比方案二多了一个长轮盘，所以方案二更好。 机构组合 如图所示，电机装在摇杆 1 上，铰链B 处装有一个涡轮，电机转动时，电机轴上的蜗杆带动涡轮，涡轮与小齿空套在同一根轴上，再又小齿轮带动大齿轮，而连杆 2 固定在大齿轮上，从而迫使连杆 2 绕B 点作整周转动，使连架杆 1 和 3 作往复摆动，达到风扇摇头的目的。 五．机构的设计 铰链四杆机构的设计 平面四杆机构和极限位置分析 按组成它的各杆长度关系可分成两类： 各杆长度满足杆长条件, 即最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。且以最短杆的对边为机架, 即可得到双摇杆机构。根据低副运动的可逆性原则, 由于此时最短杆是双整转副件, 所以, 连杆与两摇杆之间的转动副仍为周转副。因此摇杆的