台式风扇结构设计

本科论文目录TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 IAbstract II引言 11台式电风扇的发展及前景期望 21.1台式电风扇发展状况 21.2台式电风扇的前景期望 22台式电风扇的结构设计 32.1台式电风扇的结构设计概述 32.2台式电风扇的结构组成 32.3台式电风扇的工作原理 43台式电风扇设计方案 63.1台式电风扇的设计原则 63.2选取部件要求 64台式电风扇的机构设计 84.1机构的选择 84.2平面四杆机构的设计 94.3交流电电机的选型 124.4传动比的设计 144.5蜗轮机构的设计 144.6齿轮机构设计 204.7轴承 245机构的运动分析 255.1平面连杆机构的运动分析 255.2运动模型的构建 275.3运动过程演示 295.4运动过程结论 326整机的装配及其爆炸图 336.1电风扇各部分的模型建立 336.2整机的装配图展示 366.3整机的装配爆炸图展示 37结论 38参考文献 39致谢 40 本科论文摘要台式电风扇是传统风扇中的一种。在人们日常生活中有着一定的使用价值，通常用于炎热的夏天。本文通过实际生活中的实用性，进行对台式电风扇的机械设计。本次设计题目是台式电风扇，属于家庭电器的一种。工作时通过交流电机的主动轴带着电风扇的扇叶进行旋转，使得扇叶前部分的空气流动加快，前后空气产生压力，进而达到吹风的目的。本次对电风扇的设计中心在扇头部分的设计，主要计算对台式电风扇各部分的材料选取、对机构的选型计算、蜗轮蜗杆机构的类型设计计算、齿轮机构的类型设计计算和对四杆机构的设计再就制作台式电风扇摇头平面机构的计算机动态演示,通过图解法研究各杆件的运动,进行运动分析。结构上进行了改进，对机身进行了轻量化处理，通过得出结论对台式电风扇进行最优化的设计方案。本次设计原则以符合设计要求为前提进行设计，主要以符合市场需求为目标完善设计内容，方案合理可行，对同等类型的商品有着一定的竞争市场的能力。关键词：台式电风扇；机构原理；传动机构；运动分析；

AbstractAdesktopelectricfanisoneofthetraditionalfans.Ithassomeuseinpeople'sdailylives,usuallyforhotsummerdays.Inthispaper,amechanicaldesignofadesktopelectricfaniscarriedoutthroughreal-lifepracticality.Thetitleofthisdesignistabletopelectricfan,whichbelongstoakindofhomeappliances.ThefanbladeisrotatedbytheactiveshaftoftheACmotor,whichacceleratestheairflowinthefrontpartofthefanbladeandcreatespressureinthefrontandrearair,thusachievingthepurposeofblowingair.Thedesignoftheelectricfaniscenteredonthefanheaddesign,whichmainlycalculatesthematerialselectionforeachpartofthedesktopelectricfan,theselectionofthemechanism,thetypedesigncalculationofthewormgearmechanism,thetypedesigncalculationofthegearmechanismandthedesignofthefour-rodmechanism,andthenthedynamicdemonstrationofthecomputertomakeadesktopelectricfanswingheadplanemechanism,studythemotionofeachrodthroughdiagrammingmethod,andconductmotionanalysis.Structuralimprovementshavebeenmade,thebodyhasbeenlightened,andtheconclusionhasbeenreachedtooptimizethedesignofthedesktopfan.Thedesignprincipleistomeetthedesignrequirementsforthedesignofthepremise,mainlytomeetthemarketdemandforthegoalofimprovingthedesigncontent,theschemeisreasonableandfeasible,forthesametypeofgoodshaveacertainabilitytocompetewiththemarket.Keywords:Benchtopelectricfan;mechanismprinciple;drivetrain;motionanalysis.引言在十九世纪三十年代一个叫詹姆斯的美国人从钟表中找到灵感发明了电风扇这种传统的机械[1]。到目前为止，电风扇行业的升级大体集中在产品多元化、技术革新和外观升级的三个维度；在将来，电风扇品牌越来越多的将以科技市场为目标，并且将智能化为主要发展方向；产品差异化、融合、跨界也将成为电风扇产业新的的发展趋势。在我国，电风扇行业仍有很大的市场需求，因此我国对电风扇的优化创新研究是非常积极的[2]。智能风扇有该领域的现有技术已经成熟。下一阶段的研究将是使其更加人性化，更好地满足不同人群的需求。美国等国的家电企业推出了专门针对不同人群开发，和智能控制系统风扇[3]。国外对电风扇的研究不如我国积极，但对智能家电的研究比我们国家更先进。我国需要在智能电气的领域得到创新，如智能断路器，智能接触器智能磁力起动器，智能开关设备和智能电源和配电系统等方面。使得国内电风扇的能在市场中更具有竞争力[4]。本设计的意义在于设计实践，通过对三维设计的制作，增强自身设计的水平。掌握机械设计，形状分析，机械绘图等方面的实际能力，培养自身对机械设备的分析能力和解决问题的能力，进一步的巩固和扩展知识。1台式电风扇的发展及前景期望1.1台式电风扇发展状况最近十年里，国家经济在飞速发展，人们对空调的关注程度普遍增加，使得电风扇的市场门庭冷落；但是“空调病”等词语横空出现，大家对空调的使用忌惮起来，高度耗电并且室内封闭的弊端，会使通风效果较好、功耗相对较低的轻便台式电风扇仍然存在很大的市场空间。所以对于电风扇的创新是很有必要的。电风扇又叫做电扇，它主要是用来散热的，夏天的时候最好用它来降温，也可以用来散热房间；在十九世纪八十年代，休斯·卡兹霍伊拉，美国著名的一位发动机场的主任技师，第一次设计了电风扇；二十世纪初，埃克发动机公司和美国电力公司开发了世界上第一台左右摇摆的电动风扇。这种电扇防止了不必要的360度气流，成为未来销售的主流，目前电扇改变了人们的传统形象[5]，它的外观和功能更加个性化；塔式风机高贵典雅，卡通台扇更加娇小可爱[6]。电脑控制、自然风、睡眠风、负离子功能等与之配套的空调功能，也被许多电扇厂家用来做文章。据相关研究显示，市场成熟的电风扇行业在中国仍有相当大的市场容量，但由于行业技术相对陈旧，以及地板风扇等几种传统电风扇的外观、外观和功能的一致性、同质化，扇叶扇、桌扇、壁扇、屋顶扇、吊扇严重影响和制约了该市场的发展和推广[7]。1.2台式电风扇的前景期望我国的电风扇仍有很大的市场，因此我国的电风扇优化研究是非常积极的。智能风扇有该领域的现有技术已经成熟；下一阶段的研究将是使其更加人性化，为了更好地满足不同阶层人群的需求。美国等家电专门针对不同人群开发，和智能控制系统风扇[8]。国外对电风扇的研究不如我国积极，但对智能家电的研究比我们国家更先进。把电风扇融入到“智能家电“的设计当中，“智能家电“主要包括三个层次:智能电气组件，如智能断路器，智能接触器智能磁力起动器，智能开关设备和智能电源和配电系统；智能开关柜包含多个断路器网络，以最大限度地提高配电系统和电气设备的自动化水平[9]。2台式电风扇的结构设计2.1台式电风扇的结构设计概述台式电风扇主要是由扇头部分、中间的连接头、底座等部分三个组成，对于其设计我们倾向于扇头部分的设计，首先应该是各个部分的构件简化，使其装进外壳中，并且各构件之间安排合理的位置，以免早工作的时候互相干扰[10]；另外在台式电风扇摇头工作时是的机体平稳运行，电机等位置也可以随着摆头过程经行摆动；可以在工作时周期性摆头工作，工作的角度在用户使用后不会影响台式电风扇自身的稳定。同时叶可以完成电风扇摇摆角度的方便调整和结构紧凑性，并且适用于室内摆放台式电风扇不同的位置需求，大大提高了电风扇的使用频率。另外适当设计机头和底座的比例大小，来使得台式电风扇的整体结构美观，便于移动和放置。最后制定其工作室的噪音，和定是工作的原则。这样极大的便利了用户，提高了用户使用中的实际体验，提升对设计的好感度。2.2台式电风扇的结构组成台式电风扇主要是由扇头部分、中间的连接头、底座等部分组成[11]，如图2.1所示。图2.1台式电风扇整体图其中扇头是台式电风扇中最复杂、最重要的部件，由前网罩、风叶、后网罩、电机及中间连接头中的转头机构等构成；其中风叶扇由于导风轮的作用，使其送出凉爽清风，舒适宜人。台式电风扇的主要优势体积小且携带便利。如图2.2所示。图2.2台式电风扇内部图2.3台式电风扇的工作原理电风扇在工作运转时(如果房间内部与外界没有进行热量传递过程)往往室内形成的温度不会降低，相反的会升高很多；那是因为台式电风扇在进行工作时侯，由于电流会通过电机中的线圈，线圈有电阻，同时在工作时风叶会摩擦生热，所以在工作时会不可避免的产生大部分的热量向外放热，所以温度会升高；但为什么说电风扇是可以消暑并且会给人们带来清凉的感觉呢？那是主要因为人体处于炎热的夏天之中，体表会有大量的汗液排出，当台式电风扇工作起来之后，室内与室外的空气会加速流动起来，就会促进人体表面汗液迅速蒸发，汗液在人体表面迅速蒸发的时候会吸收大量的热量，所以人体表面会有清凉的感觉。同时台式电风扇早风叶在转动的时侯，风叶后面的空气流速要慢于风叶前面的空气流速，后面空气的压力就比前面空气的压力大，由于这个压力差，就迫使风叶后面的空气向前运动，形成风[12]。台式电风扇在工作时的主要动力来源是：交流电动机。其工作原理是：当线圈有电流经过时在磁场中受力而转动；使电能转化为机械能，同时由于会产生摩擦力和线圈的电阻，所以不可避免的有小部分的电能要转化为热能。图2.3交流电机内部图3台式电风扇设计方案3.1台式电风扇的设计原则(1)各构件简化,使电风扇各部件均匀进去外壳中；(2)各构件之间的位置安排合理，工作时避免相互干扰；(3)摇头工作时平稳进行；(4)发动机可以跟随摇头进行工作；(5)使台式电风扇整体结构美观；(6)可以自动摆头和工作角度可调；(7)噪音小、可设计定时。3.2选取部件要求选取部件往往需要就行多方向的考虑，不但需要考虑其合理性，实用性和使用性。而且需要考虑其价格变化和性价比。结合二者才是我们需要的最终部件。3.2.1扇叶的选取市场上的扇叶的叶片数量大部分为奇数个，因为风扇叶片更容易以奇数形式校正旋转中心的位置。即使是刀片，如果材料不能承受疲劳，工作也很容易引起系统共振通过振动，轴承或叶片将会断裂。所以轴对称叶的奇数类型的叶片更合适[13]。此外，三叶风扇的每个叶片都大于五叶的叶片，但是五叶风扇的风更温和，作用在空气上的面积增加，会产生更多的噪音；这种三叶风扇的生产过程更容易，叶根和中间部分比五叶扇的中轴相对较宽，当使用相同的材料时，三叶叶片比五叶叶片强得多[14]。3.2.2外壳的选取市场上的台式电风扇的外壳大部分是由塑料和金属组成，其中的传动机构和大部分的固定零件是由塑料、金属、橡胶三种材料组成。前网罩及后网罩是由钢丝材料制成，并且是越粗越好，不容易发生形变，儿童在玩耍时不会伸进网状内部。3.2.3底部的选取因为台式电风扇的底部需要与底面及桌面等平面直接接触，所以底盘需要选取耐磨、耐腐蚀、底盘足够平整、具有能支撑整体进行工作的质量。底盘耐腐蚀是因为底盘大部分与地面直接接触，如果在工作环境恶劣的情况下，依然可以保持台式电风扇应有的性能。同时还要要求地盘足够平整，能与地面接触，在机体工作时不产生摇晃[15]。电风扇的底盘还应该具有能支撑台式电风扇扇头部分工作的质量，用来确保电风扇工作时会使整体的重心在下半部分这样可以使台式电风扇工作时能够平稳工作，就不会因为在台式电风扇工作时由于风的反作用力使得风扇左右摇摆时会发生危险；因为台式电风扇重心偏低，我们可以选用经济实惠的塑料。如表3.1所示。名称数量材质前网罩1金属扇叶1塑料扇叶套筒1金属扣夹1金属后网罩1金属外壳1塑料底座1塑料图3.1电风扇的材质表4台式电风扇的机构设计4.1机构的选择机构选择中最重要的部分是台式电风扇摇头部分的设计，当前市场上的台式风扇都有摇头设施，摇头部分的设计是电风扇中设计最重要的组成部分，需要考虑成本低廉且满足设计原则，可以有多种方案进行选择[16]。4.1.1平面连杆机构平面连杆机构原理，表电机内壳可作为平面连杆机构中摇杆的AB杆，蜗轮可作为BC杆。连接杆就会形成双摇杆机构ABCD。蜗杆可以随轴与叶片一起旋转，带动BC杆作为C活动部分在这一点上摆动，提示将摇杆AB段与电机和风扇叶片一起摆动，电机可以同时驱动风扇叶片和振动机构如图4.1所示。图4.1平面四杆机构该方案特点：(1)机构简单，制作方便，可以承受较大的载荷；(2)加入涡轮蜗杆机构，传动比大，结构紧凑，传动平稳，无噪声，具有自锁性。(3)可以使台式电风扇具有摇头性能。4.1.2平面连杆机构相同的平面第二方案原理的连杆机构。台式电风扇的电机总是在摇杆AB处，一个蜗轮在B铰链处；当电机运转时，电机上的蜗杆驱动蜗轮，将蜗轮和小齿轮设置在同一轴上，然后通过小齿轮旋转驱动大齿轮，并将大齿轮固定在连杆上，从而引起连杆2绕B点旋转，杆1和3来回摆动，从而达到风扇摇头的目的。并具有方案1的特点。如图4.2所示。图4.2平面四杆机构4.1.3对比分析对比上述两种方案，结合其优缺点，设计选用方案2，原因如下:(1)采用平面连杆机构，结构简单；(2)加入涡轮蜗杆机构，传动比大，结构紧凑，传动平稳，无噪声，具有自锁性，但传动效率低，磨损比较严重，蜗杆轴向力过大大；(3)齿轮机构使传动系统传动比变小；(4)机构简单，节省成本。4.2平面四杆机构的设计平面四杆机构其实就是一个封闭的四杆系统，主要由机架、两个摇杆和一个曲柄组成。连杆能做整圈运动的称之为曲柄，反之称作摇杆。台式电风扇用到了双摇杆机构[17]。如图4.3所示。图4.3铰链四杆机构4.2.1平面四杆机构的极限位置分析双摇杆机构是平面四杆机构中常用的机构，当机械工作时有特殊的曲柄类型存在时[18]，机构如果想要成为双摇杆机构可以通过这种方法实现：当最短杆与最长杆长度之和小于等于其他两杆相加起来的长度。并且回以最短边作为机架，便可以得到双摇杆机构。由于低副运动可逆的原则，所以连杆和两个摇杆之间可算作为整周转副。则可以推出两个极限位置为AB′C′D且另一次位置为ABCD。摇杆的两极限位置与曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置的确定方法相同。如图4.4所示。图4.4两极限位置的确定4.2.2平面四杆机构尺寸确定当交流电机转速时，摆动周期，假定摆角为，急速返回系数的设计。当水平角为可视为。当BC和CD在同一条直线上时，假设摇杆，确定AB固定不动，然后将杆AB逆时针旋转100°，然后确定AD在哪里，并假设，AD出现在杆的同一侧AB上，当杆处于左侧极限位置时，BC与CD共线、取得与，并且，当AB处在右边极限位置时，为A′B′的位置，此时BC与CD重叠，由两个结果可得出，，并且B点的运动轨迹为圆弧BB′，，最短杆BC的对边AD为机架如图4.5所示。图4.5BB′运动轨迹的确定通过假设条件求出了四杆长度，可以得出则。如图4.6所示。图4.6分析连杆角速度4.3交流电电机的选型电风扇的电动机采用电容运转式交流单相异步电动机，其中是由定子、转子、外壳等结构组成[19]，其结构如图4.7所示。图4.7台式电风扇电机示意图其中选择转速，可得,，通过查手册(见表3.1)，可选择所需的交流电电机为，如表4.1所示。表4.1电机数据表代号功率/w转速/r*Min-1效率(%)功率因数堵转转矩额定转矩堵转电流/A率级/Db(A)机座铁心级数501240740470.900.51.5652260532.0701425750380.850.551.2602440451.5选电动机类型选电动机类型选电动机容量选电动机容量校核起动转矩、最大转矩校核起动转矩、最大转矩选电动机防护等级、结构形式、安装方式选电动机防护等级、结构形式、安装方式不通过不通过通过通过经济型综合指标校核经济型综合指标校核不合理不合理合理合理电动机的机械特性和负载特性对比电动机的机械特性和负载特性对比不适应不适应电动机电压等级与频率电动机电压等级与频率适应适应选型完成选型完成图4.8台式电风扇电机选取分析图图4.9台式电风扇电机三维模型图4.4传动比的设计通过上面的计算求出来，电动机的输出角速度为。则总的传动比：(4-1)因此可以把传动比分给蜗轮传动及齿轮传动。将涡轮机构的传动比定为。齿轮机构的传动比为。4.5蜗轮机构的设计蜗轮蜗杆设计是台式电风扇在摆头机构设计中重要组成部分，由于有稳定的传动比设计可以达到预期的效果。4.5.1蜗轮机构蜗轮机构由蜗杆及蜗轮组成，主要用于传递两交错轴间及动力的空间啮合传动，通常两轴的交错角为90°。蜗轮机构主要特点：传动比大，结构紧凑。传动平稳，无噪声，因啮合时线接触，承载能力强；反行程具有自锁性。传动效率较低，但是磨损较严重。4.5.2蜗轮机构尺寸设计已知蜗轮轴向模数，传动比为，蜗杆头数。则：蜗轮齿数(4-2)式中：—传动比；—蜗杆头数；由式(4-2)可得蜗杆头数为：蜗杆直径系数(4-3)式中：—蜗杆分度圆直径；—模数；由式(4-3)可得蜗杆直径系数为：中心距由中心距(蜗轮节径+蜗杆节径),蜗轮节径模数齿数，蜗杆节径蜗杆外径模数(4-4)式中：—蜗杆分度圆直径；—模数；—蜗杆变位系数；由式(4-4)可得中心距为：蜗杆变位系数(4-5)式中：—蜗杆分度圆直径；—模数；—中心距；由式(4-5)可得蜗杆直径系数为：蜗杆分度圆导程角(4-6)式中：—蜗杆分度圆直径；—模数；—蜗杆头数；由式(4-6)可得蜗杆分度圆导程角为：蜗杆节圆柱导程角γ′(4-7)式中：—蜗杆变位系数；—直径系数；—蜗杆头数；由式(4-7)可得蜗杆节圆柱导程角为：蜗杆轴向齿形角蜗杆(轮)法向齿形角(4-8)由式(4-8)可得蜗杆(轮)法向齿形角为：顶隙c(4-9)由式(4-9)可得顶隙为：蜗杆(轮)齿顶高(4-10)(4-11)式中：—蜗杆变位系数；—模数；由式(4-10)、(4-11)可得蜗杆(轮)齿顶高为：蜗杆(轮)齿根高(4-12)(4-13)式中：—蜗杆变位系数；—模数；—蜗杆分度圆直径；由式(4-12)、(4-13)可得蜗杆(轮)齿根高为：蜗杆(轮)分度圆直径(4-14)(4-15)式中：—蜗杆变位系数；—模数；—蜗杆分度圆直径；由式(4-14)、(4-15)可得蜗杆(轮)分度圆直径为：蜗杆(轮)节圆直径(4-16)式中：—蜗杆变位系数；—模数；—直径系数；由式(4-16)可得蜗杆(轮)节圆直径为：齿顶圆直径(4-17)由式(4-17)可得齿顶圆直径为：径蜗轮喉圆直(4-18)由式(4-18)可得径蜗轮喉圆直为：蜗杆齿根圆直径(4-19)由式(4-19)可得蜗杆齿根圆直径为：蜗杆轴向齿距(4-20)由式(4-20)可得蜗杆轴向齿距为：蜗杆轴向齿厚(4-21)由式(4-21)可得蜗杆轴向齿厚为：蜗杆法向齿厚(4-22)由式(4-22)可得蜗杆法向齿厚为：蜗杆分度圆法向旋齿高(4-23)蜗杆螺纹部分长度l(4-24)蜗轮最大外圆直径(4-25)蜗轮轮圆宽(4-26)由式(4-26)可得蜗轮轮圆宽为：4.5.3蜗轮建模图4.10蜗轮三维模型图图4.11蜗杆三维模型图4.6齿轮机构设计齿轮机构往往大多数出现在日常的生活中，台式电风扇也不例外，齿轮传动给予风扇风叶旋转传动的主要动力。4.6.1齿轮机构的特点齿轮传动相比其他传动而言，拥有以下优点：传递效率准确：传递功率范围跨度大；使用效率高，寿命长，结构紧凑；用法灵活可变。上述齿轮传动比为i=5.9，并且结合大小齿轮在台式电风扇中所安装位置，小齿轮的齿数已经小于17个，所用小齿轮的齿数个数较少，标准直齿圆柱齿轮不能满足其工作要求，所以决定使用变位齿轮。变位齿轮是指只能在不改变标准直齿圆柱齿轮基本参数的情况下加工的齿轮。在制造过程中，刀具与刀具的相对运动是与切削标准齿轮相同。只有将刀具靠近或远离齿轮中心xM，x称为位移系数。这样加工出来的齿轮与标准直齿圆柱齿轮不变，只改变齿厚、齿间距、齿顶高和齿根高。4.6.2齿轮的尺寸设计传动比(4-27)式中：—小齿轮齿数；—大齿轮齿数；由式(4-27)可得传动比为：分度圆直径(4-28)式中：—齿轮齿数；—模数；由式(4-28)可得分度圆直径为：模数(4-29)式中：—齿轮齿数；—分度圆直径；由式(4-29)可得模数为：齿顶高(4-30)式中：—位移系数；—模数；由式(4-30)可得齿顶高为：齿根高(4-31)由式(4-31)可得齿根高为：齿高(4-32)由式(4-32)可得齿高为：齿顶圆直径(4-33)式中：—齿顶高；—分度圆直径；由式(4-33)可得齿顶圆直径为：齿根圆直径(4-34)式中：—齿根高；—分度圆直径；由式(4-34)可得齿根圆直径为中心距(4-35)式中：—分度圆直径；由式(4-35)可得中心距为基圆直径(4-36)由式(4-36)可得基圆直径为齿顶圆压力角(4-37)由式(4-37)可得齿顶圆压力角为齿宽b(4-38)由式(4-38)可得齿宽b为4.6.3齿轮三维模型图4.12大齿轮三维模型图图4.13小齿轮三维模型图4.7轴承在对于轴承的选择中，选择了一种叫做含油轴承，其组成是用铜的粉末压成块后加工成为一个铜套，会有微孔，也可以吸油，故称含油轴承。当工作转动时，铜套会摩擦发出热量，微孔里的油受热之后便渗出来，用来起润滑作用。由于对比滚珠轴承工作时噪音小，所以选用含油轴承而不用滚珠轴承。5机构的运动分析机构的运动分析主要是在不考虑引起机构运动的外力的影响的情况下，进而从三维动态的角度，依据所知的原动件的运动情况，来促使机构上的其他构件上各位置的位移情况、构件速度和构件加速度，和构件角位移、构件角速度和构件的角加速度运动参数汇总[20]。最终得出结论不但可以分析研究各类型机械在工作时的工作性能，而且可以优化机械性能，机构的运动分析时必要的。5.1平面连杆机构的运动分析机构的运动分析主要运用了所了解的adams，运用其中模拟在实际工作时的工况，进而帮助得出结论。平面机构运动分析的方法主要有图解法和解析法。由于主动杆件是连杆，所以用图解法去解决问题，当主动杆件2从极限位置开始运动，顺时针旋转，到达后续位置，如图5.1所示，分析过程如下:图5.1运动分析的BC起始位置起初摇杆AB在左段极限位置，即得到机架AD与摇杆AB之间的夹角约为，瞬心法求得，即得出与的关系，为重叠关系。如图5.2所示。图5.2BC顺时针旋转90°后的位置当杆BC逆时针旋转到达此位置时，机架AD与摇杆AB之间的夹角约为28°，瞬心法求解得，，由上面可知，求得，。如图5.3所示。图5.3BC再次旋转90°后的位置当杆BC再次旋转到达此位置时，即得到机架AD与摇杆AB之间的夹角约为，瞬心法求解得，。由上面可知得出，。如图5.4所示。图5.4BC继续旋转90后的位置当杆BC继续顺时针旋转90°后，与初始位置保持同一条线时，机架AD与摇杆AB之间的夹角约为54°，瞬心法可解的，。由上面可知，最终求得，。有上面的分析可知，因为；求得BC在每旋转90°时，摇杆BC的角加速度大小和方向是不同的。用矢量法求解，在图5.2中可得，，图5.3中得，，图5.4中得，。5.2运动模型的构建首先利用adaMs软件进行，首先进行设定背景框的尺寸大小。让运动零件大小均匀分布在背景框中。然后制作运动机构的各个元件：进行机架的绘制L=90，如图5.5所示。图5.5机架的仿真模型构建构建蜗轮机构，经过分析可知，因为电动机固定在摆杆上，所以可以将它们看作是一个元件。如图5.6所示。图5.6蜗轮机构的仿真模型构建构建大齿轮，由于大齿轮是和连杆固定的，所以仍然可以将他们两个当作为一个元件。如图5.7所示。图5.7大齿轮的仿真模型构建构建小齿轮，如图5.8所示。图5.8小齿轮的仿真模型构建最后构建右端摇杆，如图5.9所示。图5.9摇杆的仿真模型5.3运动过程演示通过软件的运动仿真功能，记录下各个元件在运动到不同时刻的位置情况，建立时间和帧数，在特殊位置进行截图，通过进行更改时间和帧数来调整播放画面的连贯性。如下图所示。图5.10初始位置当运动到1.5s时，曲柄所在的位置。图5.111.5s位置当运动到3s时，曲柄所在的位置。图5.123s时位置当运动到4.5s时，曲柄所在的位置。图5.134.5s位置当运动到6s时，曲柄所在的位置。图5.146s位置当运动到7.5s时，曲柄所在的位置。图5.157.5s位置当运动到9s时，曲柄所在的位置。图5.169s位置当运动到10s时，曲柄所在的位置。图5.1710s位置录制完成的动画，并将其文件导出。5.4运动过程结论通过进行上述的步骤，首先进行了机构的运动分析过程，然后通过adaMs动态推演过程，反复进行连续播放动画，没有出现干涉现象，符合上述提到的制作要求。6整机的装配及其爆炸图6.1电风扇各部分的模型建立首先进行了头部电机大小的设计，基于ug进行建模，如下图6.1所示。图6.1电机三维模型图然后进行与电机进行连接的后网罩部分，如下图6.2所示。图6.2后网罩三维模型图之后进行前网罩单独构建三维模型，主要用了阵列的方式进行制作。如下图6.3所示。图6.3前网罩三维模型图接下来进行风扇前后网罩连接部分三维模型，如下图6.4所示。图6.4连接三维模型图进行扇叶部分三维模型，如下图6.5所示。图6.5扇叶三维模型图进行电风扇底座部分三维模型，如下图6.6所示。图6.6底座三维模型图最后进行上下两个部分连接部分三维模型，如下图6.7所示。图6.7中间连接处三维模型图6.2整机的装配图展示台式电风扇的整机装配是通过三维建模后经过各部分的装配完成的，装配过程有序紧密，尺寸配合准确无误。如下图6.8所示。图6.8台式电风扇整机装配示意图6.3整机的装配爆炸图展示爆炸图的设计目的是为了能够更加直观的观察内部结构和零部件的安装方式，零件爆炸摆放位置合理规范，让人能够在不深入了解的情况下直观地看出内部构造，如图6.9所示。图6.9螺杆机整机爆炸示意图结论通过对台式电风扇的系统全面的设计，在整个设计的过程中遇到了很多的困难，此类设计的创新的方面会有很多种类型，比如在用户使用的舒服程度上、功能增加等方面，都可以进行创新。再对比了国内外的发展趋势，中国还可以在台式电风扇的功能上进行更多的创新，比如可以添加网络上的控制，物联网等一些有关于科技发展等方面进行融合和创新，国家还在发展中，空调还是不能被大多数的家庭所承担得起，所以有必要在台式风扇进行创新。经由本文得出结论，在蜗轮蜗杆传动时虽然达到了噪音小的目的，不会产生声污染的情况，但是很大程度上影响了台式电风扇的使用寿命，另外轴承选用的是含油轴承，是靠油来起到了润滑作用，需要定期的添加润滑油。参考文献[1]闻邦椿.振动机械的理论及应用[M].北京:机械工业出版社,1980.[2]闻邦椿,刘树英.现代筛分技术及设备设计[M].北京:冶金工业出版社,2013.10.[3]江荣浩.探究制药机械功能控制技术及其应用[J].中国设备工程,2019,14:208-209.[4]冯乐.知识管理在制造业的应用研究[J].福建电脑,2018,07:158-159.[5]东北大学国家电子实验教学示范中心[J].实验技术与管理,2019,01:292.[6]李奇,张菁华,杨冰如,陈良,沈长青.

基于生成对抗学习的旋转机械故障诊断研究[J].工业控制计算机,2019,08:88-89.[7]周京博,刘利剑,纪运广.机械制造技术基础实验教学模式的改革与实践[J].教育教学论坛,2017,(43):111-112.[8]马占平.机械自动化在机械制造中的应用分析[J].2017,(20):115.[9]程彬.关于我国工程机械机电一体化发展的探讨[J].2017,(20):97.[10]陈小梅.基于学生学情的高效课堂构建研究--以《机械制图与CAD》为例[J].产业与科技论坛,2017,16(22).[11]孟德巍.机械自动化在工业生产中的应用[J].山东工业技术,2017,(21),2.[12]韩丹.全面提升新形势下机械设计及自动化教学数字化平台建设[J].中华少年,2017,(31):228-229.[13]薛正福.高职机械专业教学改革途径分析[J].考试周刊,2017,(86):46.[14]李光志,张营.《机械制图》教学改革创新[J].现代商贸工业,2017,(30),170.[15]李娟,孙见君,马晨波.机械设计基础教学模式与创新能力培养方法的探索[J].科技资讯,2015,13(23):157-158.[16]西门子工业有限公司.SIMATICS7-200SMART系统手册[z].北京:西门子工业有限公司,2016.[17]王洪艳.AutoCAD实用教程[M].南京:南京大学出版社,2014.[18]华大年,连杆机构设计与应用创新[M].北京：机械工业出版社,2008.1.[19]范国伟,桑建明.机电传动与运动控制[M].北京:机械工业出版社,2013.[20]李光志,张营.《机械制图》教学改革创新[J].现代商贸工业,2017,(30):170.致谢我的毕业设计到此告一段落，也即将告别我的四年大学生活。在做毕业设计这几个月里，体会到了作为机械专业的工作者们的艰辛，和做成设计之后的喜悦，更端正了自身以后在工作中应该有的努力和正确的思想意识。通过这次毕业设计，首先感谢我的父母，感谢他们在这些年里的辛苦付出和对我的期望。其次我由衷的感谢在我做毕业设计这段时间的指导教师们，感谢邓雅明和郑胜俊老师，感谢邓老师从开题报告开始就一直督促我，为我一次又一次批改论文，一字一句的逐字批改，在我有困难的时候，他们会给我解决问题的建议和意见，让我自己慢慢解决困难。教会我解决问题的方式方法，最终克服困难，让给我自身收益颇丰，我再次感谢两位指导教师。最后感谢院系的各位老师和领导，这四年来的教导和督促，让我有在以后工作中的信心和资本。感谢这次的毕业设计，让我对电风扇技术和创新的方面有着自己的想法，不但增加了自身的技能而且增长了见识，提升自身价值。

论文的研究方法和手段有哪些

（1）调查法

调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。一般是通过书面或口头回答问题的方式获得大量数据，进而对调查中收集的大量数据进行分析、比较、总结归纳，为人们提供规律性的知识。

（一）典型例子

调查法中最典型的例子是问卷调查法。它是通过书面提问收集信息的一种方法，即调查人员编制调查项目表，分发或邮寄给相关人员，询问答案，然后收集、整理、统计和研究。

（二）研究步骤

1.确定调查课题

确定题目时要注意选题是否具有研究的必要性和可能性，同时要注意选题切忌太大，也要避免无意义的重复劳动。

2.制定调查计划

要明确调查课题、调查目的、调查对象、调查范围、调查手段、调查步骤、时间安排。

3.收集材料

收集材料时要尽可能保持材料的客观性，尽可能采取多种手段或途径。

4.整理材料

将收集到的材料进行整理，以便后续总结归纳、形成结论。

5.总结研究

对整理完的材料进行分析、总结、归纳，得出一般性的结论。

（三）特点

调查法相对其他研究方法来说较为耗时耗力，但也有其优势，即获得的一手资料信息真实具体，能够对研究对象有更加准确、清晰的认识。

（2）观察法

观察法是指人们有目的、有计划地通过感官和辅助仪器，对处于自然状态下的客观事物进行系统考察，从而获取经验事实的一种科学研究方法。

（一）典型例子

皮亚杰的儿童认知发展理论就是通过观察法提炼总结出来的；儿童心理学创始人——普莱尔，也是在一次次地使用观察法后，提出了儿童心理学领域中的诸多理论。

（二）研究步骤

1.明确观察对象

在选择和确定研究问题的基础上确定观察者与观察对象。

2.制定观察计划

在观察计划中要规定明确的观察目的、重点、范围以及要搜集的材料。

3.做好观察准备

观察准备是否充分，往往影响观察的成败。

4.做好记录

在观察过程中要时时记录，不放掉任何一个关键信息。

（三）特点

观察法具有拓展人们的感性知识、启发思想等优点，但是由于其强调研究要在自然环境下进行，且不允许掺杂个人的偏见，确为实际操作带来了一定困难。

（3）实验法

实验法是指经过精心设计，在高度控制的条件下，通过操纵某些因素，从而发现变量间因果关系以验证预定假设的研究方法。核心在于对所要研究的对象在条件方面加以适当的控制，排除自然状态下无关因素的干扰。

（一）典型例子

采取实验法的一个典例是罗森塔尔效应的提出，美国心理学家罗森塔尔和L.雅各布森通过对小学生进行“未来发展趋势测验”，发现人们对他人行为的期望通常可以导致他人向期望方向改变