台式电风扇摇头装置报告模板

本文格式为Word版，下载可任意编辑——台式电风扇摇头装置报告模板湖南工业大学机械原理课程设计

湖南工业大学

课程设计

资料袋

机械工程学院学院（系、部）2023~2023学年第二学期课程名称机械原理课程设计指导教师职称学生姓名专业班级学号144题目台式电风扇摇头装置的设计成绩起止日期2023年6月13日～2023年6月17日

目录清单

序号123456材料名称课程设计任务书课程设计说明书课程设计图纸资料数量113备注张11

湖南工业大学机械原理课程设计

机械原理

设计说明书

台式电风扇摇头装置的设计

起止日期：2023年6月13日至2023年6月21日

学班学成

生姓名

级号绩

陈

指导教师(签字)

机械工程学院（部）2023年6月18日

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前言

进入二十一世纪以来，市场愈加需要各种各样性能优良、质量可靠、价格可靠、效率高、能耗低的机械产品，而决定产品性能、质量、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节是产品设计。机械产品设计中，首要任务是进行机械运动方案的设计和构思、各种传动机构和执行机构的选用和创新设计。

机械理课程设计能够培养机械类专业学生的创新能力，是学生综合应用机械原理课程所学理论知识和技能解决问题，获得工程技术训练必不可少的实践性教学环节。

我们组的设计题目是台式电风扇摇头装置，通过对设计任务的探讨分析，功能上要求完成左右摇摆和上下仰俯运动。要完成这些功能需要有主动装置、减速装置、轮轴转换、四连杆装置。经过细心的分析评价，最终选择了最适合的方案。

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湖南工业大学机械原理课程设计目录

前言…………………………2

目录…………………………3

1.设计题目…………………4

2.设计任务…………………5

3.功能分解…………………5

4.机构选用………………6

4.1减速机构选用……………7

4.2离合器的选用……………8

4.3摇头机构选用……………9

5.机构组合方案及评价…………………10

6.传动比设计…………………11

6.1铰链四杆机构设计…………11

6.2四杆位置和尺寸的确定……………………12

6.3传动比的分派………………14

7.设计总结……………………18

8.参考资料……………………19

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台式电风扇摇头装置

1．设计要求

1.1要求

设计台式电风扇的摇头装置要求能左右旋转并可调理俯仰角。以实现一个动力下扇叶旋转和摇头动作的联合运动效果。1.2原始数据

设计台式电风扇摆头装置,风扇的直径为Ф300mm，电扇电动机转速n=1450r/min，电扇

摇头周期T=10s。电扇摇摆角度ψ与急回系数k的设计要求及任务分派见下表。

台式电风扇摆头机构设计数据表方案号电扇摆角ψ急回系数k方案号电扇摆角ψ急回系数kABC8085901.011.0151,.02DEF951001051.0251.031.05

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2．设计任务

(1).按给定主要参数，拟定机械传动系统总体方案，并在图纸上画出传动系统图；

(2).画出机构运动方案简图和运动循环图；

(3).分派蜗轮蜗杆、齿轮传动比，确定它们的基本参数和几何尺寸;(4).根据摆角ψ及行程速比系数k，确定平面连杆机构的运动学尺寸，验算曲柄存在条件和最小传动角（最大压力角）；并对平面连杆机构进行运动分析，绘制运动线图。

(5).提出调理摆角的结构方案，并进行分析计算；(6).编写设计计算说明书；

(7).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验证。

3．功能分解

电风扇的工作原理是将电风扇的送风区域进行周期性变换，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：

⑴.风扇需要按运动规律做左右摇摆，因此需要设计相应的摇摆机构。⑵.风扇需要做上下俯仰，因此需要设计相应的俯仰机构。⑶.风扇需要转换传动轴线和改变转速，因此需要设计相应的齿轮系机构。此外，还要满足传动性能要求：

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设计参数表方案号电扇摆角ψ急回系数k方案号电扇摆角ψ急回系数kABC8085901.011.0151,.02

DEF951001051.0251.031.054．机构选用

台式电风扇摇头机构常见的有杠杆式、滑板式等，可以将风扇的摇头动作分解为风扇左右摇摆和风扇上下俯仰运动。

要完成左右摇摆需要完成减速、传动轴线变换、左右摇摆、上下俯仰运动，可以分别选用以下机构。减速机构可以选用齿轮传动、带轮传动、链轮传动等；离合器选用滑销·滑销和锥齿轮卡和等；风扇摇摆转动可采用平面连杆实现。以双摇杆机构的连杆作为主动件（即风扇转自通过蜗杆蜗轮带动连杆传动），则其中一个连架杆的摇摆即实现风扇的左右摇摆（风扇安装在连架杆上）。

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4.1减速机构选用

方案一锥齿轮减速机构

方案二蜗杆减速机构

锥齿轮可以用来传递两相交的运动，相比蜗杆蜗轮成本较低。所以在此我们选用锥齿轮减速。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，但考虑后面与离合机构的协同关系，由于蜗杆涡轮啮合齿轮间的相对滑动速度较大，摩擦磨损大，传动效率低，

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易出现发热现象，需要用较贵的减摩材料来制造涡轮，制造精度要求高，成本高。我们还考虑到可以用带传动和链传动来减速，但由于风扇尺寸限制均舍弃。4.2离合器选用

方案一

方案二

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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，也更简单实现，所以我们选择方案二。4.3摇头机构选用

方案一四杆机构

方案二凸轮机构

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要实现扇头的左右摇摆运动有好多种运动方式可以选择,例如我们可以选用凸轮机构,多杆机构,滑块机构齿轮机构等.但四杆机构更简单制造,制造精度要求也不是很高,并且四杆机构能实现摆幅也更广更简单实现,最重要的是它的制造成本比较低.所以首选四杆机构.从以上两个简图中我们不难看出方案二比方案一多了一个齿轮盘,所以方案一更好.

5．机构组合方案及评价

机构组合方案运动简图

该设计方案使用了齿轮减速箱以及平面四连杆机构来实现左右摇摆，使用了直齿圆锥齿轮来减速和实现运动轴的变换。

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机构分解：

减速：齿轮箱和直齿圆锥齿轮机构；运动轴变换：直齿圆锥齿轮机构；左右摇摆：平面四杆机构。优点：

主动件只用一台电动机实现风扇叶片的转动和左右摇摆；缺点：

一般锥齿轮传动比在1～10范围内，传动比较大时，齿轮所占的空间也较大；

6．机构的设计

6.1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：

(1)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整转副。因此摇杆的两极限位置分别位于连杆(最短杆)与另一摇杆的两次共线位置,即一次为连杆与摇杆重叠共线,如下图AB′C′D,另一次为连杆与摇杆的拉直共线即图中所示ABCD。摇杆的两极限位置与曲柄摇杆机构中摇杆

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的极限位置的确定方法一致,很简单找到。

两极限位置的确定

(2)各杆长度不满足杆长条件,即最短杆与最长杆长度之和大于其它两杆长度之和。则无论哪个构件为机架机构均为双摇杆机构。此时,机构中没有整转副存在,即两摇杆与连架杆及连之间的相对转动角度都小于360°

6.2四杆位置和尺寸的确定

极为位夹角为0°的两极限位置

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电扇摇摆转动

方案号

摆角ψ/（°）急回系数K

F1051.05电扇仰俯转动仰角?/(°)22根据计算,极位夹角为180°*(K-1)/(K+1)=4.39°很小,视为0°,如上图所示BC,CD共线,先取摇杆LAB长为70,确定AB的位置,然后让摇杆AB顺时针旋转105°,得到A′B′,再确定机架AD的位置,取∠B