台式电风扇的摇头机构机械原理说明书

-让每个人同样地提升自我设计题目设计台式电风扇的摇头机构，使电风扇作摇头动作（在必然的仰角下随摇杆摇动）。风扇的直径为300mm，风扇电动机转速n＝1450r/min，风扇摇头周期t=10s，风扇摇动角度ψ＝95°、俯仰角度φ＝20°与急回系数K＝。风扇能够在一定周期下进行摆头运动，使送风面积增大。设计要求.电风扇摇头机构最少包括连杆机构、蜗轮蜗杆机构和齿轮传动机构三种机构。⑵.画出机器的运动方案简图与运动循环图。制定运动循环图时，执行构件的动作起止地址可依照详尽情况重叠安排，但必定满足工艺上各个动作的配合，在时间和空间上不能够出现干涉。.设计连杆机构，自行确定运动规律，选择连杆机构种类，校核最大压力角。⑷.设计计算齿轮机构，确定传动比，选择合适的摸数。⑸.编写设计计算说明书。⑹.学生可进一步完成机器的计算机演示考据和凸轮的数控加工等。功能分解电风扇的工作原理是将电风扇的送风地域进行周期性变换，达到增大送风区域的目的。显然，为了完成电风扇的摆头动作，需实现以下运动功能要求：.风扇需要按运动规律做左右摇动，因此需要设计相应的摇动机构。⑵.风扇需要按路径规律做上下俯仰，因此需要设计相应的俯仰机构。⑶.风扇需要变换传动轴线和改变转速，因此需要设计相应的齿轮系机构。对这两个机构的运动功能作进一步解析，可知它们分别应该实现以下基本运11-让每个人同样地提升自我动：.左右摇动有三个基本运动：运动轴线变换、传动比降低和周期性摇动。⑵.俯仰运动有两个基本运动：运动方向变换和周期性俯仰。⑶.变换运动轴线和改变传动比有一个基本动作：运动轴线变换。其他，还要满足传动性能要求：改变电风扇的送风地域时，在急回系数K＝、摇动角度Ψ=95°的要求下，尽量保持运动的平稳变换和减小机构间的摩擦。图运动功能图图运动循环图机构采用依照前述要求，电风扇的应作绕一点的往来摇动，且在工作周期中有急回特性。驱动方式为电机驱动，利用《机械原理课程设计指导书》中第16页中的设计目录，分别选择相应的机构，以实现这三个机构的各项功能，见表一。表一电风扇摆头的机构选形0功能执行机构工艺动作执行机构设计矩阵22-让每个人同样地提升自我左右摇动连杆机构急进急回往来运动齿轮机构连杆机构A1上下摇动连杆机构扇形往来运动连杆机构～A2电风扇左右摆头机构考虑到用电动机驱动、而且空间比较狭小，又需要的三个基本动作和高传动比要求。变换运动轴线与改变传动比机构(蜗轮蜗杆与行星轮系组合而成的齿轮箱)a32和a24。优点是在较小空间内能够运动轴线变换，且有自锁功能。为了能实现上下、左右往来运动，在经济简单的原则下选择双摇杆机构（a43），实现运动方向交替交换。综上，整个电风扇左右摆头机构A1＝｛a24，a32，a43｝。电风扇上下仰俯机构考虑到能实行仰俯运动，早先计划使用（凸轮机构）a11设计仰俯机构，但由于风扇的机壳大小有限，而且凸轮只常使用在低负载的传动过程，假如当电风扇的机头被某重物压住，则很简单损坏凸轮。因此，改变成方案二使用A2｛33｝=a（连杆滑块机构）设计。将机壳引出杆使用一条路径导轨进行拘束，来完成设想的仰俯运动。5．运动方案及选择左右摇动方案一（放弃）：图左右摆头方案一机构简图33-让每个人同样地提升自我图左右摆头方案一机构立体视图该方案主动件有两个，一个单独带动风扇扇片转动，另几个则为上图带箭头的圆盘做整周辗转带动机头左右摇动。机构分解：整体传动——四杆机构（曲柄摇杆机构）曲柄：图中圆盘转动中心到上表面连接处摇杆：机头所在直线摇杆：连接机头和转盘优点：机构简单，主动件为连架杆便于计算四杆机构参数缺点：需要两个主动力即需要两个电机驱动左右摇动方案二（放弃）：图5.2.1左右摇动方案二机构简图44-让每个人同样地提升自我图左右摇动方案二立体图该设计方案采用了齿轮箱改变输入输出速度、涡轮蜗杆用于减速并变换速度方向、四杆机构来进行机头的左右摇动并达到急回收效。机构分解：减速——齿轮箱及其蜗轮蜗杆机构左右摆头——四杆机构优点：只需要一个主动件即一个电机即可获取风扇转动和机头摇动两种运动。缺点：在达到机头左右摇动收效的同时，马达齿轮箱也会自转，达不到预期的收效。左右摇动方案三（采用）：图左右摇动方案三机构简图55-让每个人同样地提升自我图左右摇动方案三立体图该方案在方案2的基础上，改变了四杆机构的机架及各杆的地址，除掉了其自转，达到扇叶随摇杆左右摇动的收效。优点：蜗轮与下面的转盘同轴但能够拉伸，在需要风扇转头时放下蜗轮使其与蜗杆啮合，使蜗杆带动蜗轮转动，带动转头；当不需要转头时，拔起蜗轮即可走开啮合。上下摇摆方案图上下摇动方案立体图66-让每个人同样地提升自我该方案中，导轨来控制风扇机头的上下摇摆，导轨的形状能够依照要求更正来达到不同样的上下摇摆收效，并为了雅观将导轨藏于机壳内部。导轨套在主轴上，不随着机头左右转动，而机头在左右转动时其内部的突出物受导轨轨迹的拘束，带动机头在左右转动的同时随导轨轨迹上下摇摆。优点：不涉及复杂机构，提升了可靠性；上下摇摆轨迹能够随要求改变。比较优缺点即选择左右摇动方案一：优点：机构简单，主动件为连架杆便于计算四杆机构参数缺点：需要两个主动力即需要两个电机驱动左右摇动方案二：优点：只需要一个主动件即一个电机即可获取风扇转动和机头摇动两种运动。缺点：在达到机头左右摇动收效的同时，马达齿轮箱也会自转，达不到预期的收效。左右摇动方案三：优点：蜗轮与下面的转盘同轴但能够拉伸，在需要风扇转头时放下蜗轮使其与蜗杆啮合，使蜗杆带动蜗轮转动，带动转头；当不需要转头时，拔起蜗轮即可走开啮合。上下摇动方案：此方案机构简单，运动的是外力其实不是运动机构，因此可靠性比较高，也不易以致质量问题。最后方案：左右摇动方案三与上下摇动的结合。77-让每个人同样地提升自我图最后方案三视图四杆长度的定义：第必定义一个摇杆的长度，再由摆角及行程比系数K来估计出曲柄的长度，同时能够由lmaxlminl1l2且最短杆为连架杆来辅助估计，再由图获取连杆和机架的长度以及最小传动角。表序号摇杆长c摆角Ψ曲柄长a行程比系数K机架长d连杆长b最小传动角α1952953954955956957958959951095图88-让每个人同样地提升自我观察表，依照实质情况（30CM直径的扇叶），挑出比率最协调及最小传动角相对大的第二组数据，并按比率缩放到c=2.72cm、a=3cm、d=6.56cm、b=6．传动比设计由于在设计的左右摆头机构中，将蜗轮带动连杆进行整周辗转的匀速圆周运动。当蜗轮旋转一周，风扇机壳也正好摇摆一回，得出蜗轮的转速为w=2×л/10=л/5。由于已知条件电动机转速与蜗轮转速相差较大，而且需要改变轴向传动，因此在设计中运用了能产生较大传动比的蜗轮蜗杆机构与行星齿轮机构。最终得出理想的传动比。行星轮系设计行星轮系在必然齿数比的情况下能产生较大的传动比。设计中，采用一对外啮合和一对内啮合齿轮构成。其中Z31122=1，为内啮合齿轮，Z=18，m=1；Z=33，m33=1。计算得传动比为25。Z2'=17，m2'=1；Z=68，m3图行星轮系99-让每个人同样地提升自我蜗轮蜗杆轮系设计与行星轮系配合，并考虑风扇机壳的体积大小，蜗轮蜗杆的尺寸不宜过大。设计中蜗杆的直径为18，m=1,α=20,γ=590210.48；蜗轮的Z=29，m=1,α=20,β=590210.48，这样，蜗轮蜗杆轮系的传动比i=29，且均为左旋。、将两种轮系组合成一个复合轮系，能顺利地吻合设计要求，不但传动的轴向改变，而且，完成了较大传动比的减速过程，综合两者的传动比，得i总=725。37．机构参数计算双摇杆机构设计由于使用的是以连杆做主动件的双摇杆机构，差异于平常的设计方法，因此，此次设计我们采用一种新的设计思路——机架变换法。机架变换法的理论依照以下列图，图一中的V1是绝对速度，V2是机构运动1010-让每个人同样地提升自我后，机架相对于摇杆的相对速度，此时V1=V2。尔后变换机架，将机架变换至图一中的摇杆地址，现在同一地址处，设定图二中的V1=V2。这样依照图2的机构设计尺寸，所得的尺