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机械原理课程设计说明书设计题目台式电风扇摇头装置机电工程学院材料成型及控制工程专业(1)班设计者: 王永林指导老师: 康辉明 2010 年12月29日摘要: 电风扇的功能本来就是加速空气流通和室内外空气的交换,而电风扇的摇头装置是为了生活需要而设计的一种装置。该机构通过控制机构能使电风扇在一定工作条件下能是扇动的面积达到更大,在一定程度上能够满足较多人数下享受一台电风扇的可能。这样可以节约能源,提高资源利用。所以本机构适合用于家用或是在人多的场合。本设计的思路来源主要是传统的无摇头电风扇,在无摇头电风扇的基础上可以用运一些适当的机构组合实现执行机构的摇头。主要是利用栏杆机构,凸轮机构,蜗轮蜗杆机构和电动机转子的组合实现风扇的摇头。关键字: 机械设计、锥齿轮、离合器、摇头电扇、 .设计要求 .设计任务 .功能分解 . .减速机构选用 .控制装置选用 .摇头机构选用 . .功能的实现 .机构的设计 . .方案的评价 .数据处理及说明设计总结参考文献第一章台式电风扇摇头装置设计任务书 设计要求设计台式电风扇的摇头装置要求能左右旋转并可以调节俯仰角。以实现一个动力下扇叶旋转和摇头动作的联合运动效果。台式电风扇的摇头机构,使电风扇在一定仰角下随摇杆摆动。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, 仰俯角度φ与急回系数 K的设计要求及任务分配表见表1: 表1台式电风扇摆头机构设计数据方案号电扇摇摆转动电扇仰俯转动摆角ψ/(°)急回系数 K仰角φ/(°) 10 12 15 D90127 20 F100 22 H105 25 此次选择的是方案 D:摆角为ψ=90°,急回系数 K=1 ,仰角φ=27 。 设计任务(1)按给定主要参数,拟定机械传动系统总体方案。(2)画出机构运动方案简图。(3)分配涡轮蜗杆、齿轮传动比。确定它们的基本参数,设计计算几何尺寸。(4 )确定电扇摇摆转动的平面连杆机构的运动学尺寸,它满足摆角ψ及急回系数 K条件下使最小传动比角γ min最大。并对平面连杆机构进行运动分析,绘制运动线图,验算曲柄存在条件。(5)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。 功能分解显然为完成风扇左右俯仰的吹风过程需要实现下列运动功能要求: 在扇叶旋转的同时扇头能左右摆动一定的角度。因此,需要设计相应的左右摆动机构。为了使风扇完成可摇头,可不摇头的吹风过程。因此必须设计相应的离合器机构。扇头的仰视角调节,这样可以增大风扇的吹风范围。因此,需要设计扇头仰视角调节机构。(本方案设计为外置交接按钮)。本台式电风扇是立体送风电风扇,该电风扇有两种实现方式。即风扇左右摆动和风扇上下俯仰运动。上 风扇的左右摇摆运动风扇在开启后,需要调整受风区域时,则自然希望风扇能摇头,增加、改变受风的区域。一般是风扇在启动摇头时,风扇是左右摇摆的。当然,风扇的左右摇摆一般是在一个平面内,并且是有范围限制的。但也有一些摆角是大于 180 ° 的,甚至更大的。 风扇的上下俯仰运动随着科技的发展,很多风扇能在风扇左右摇摆的同时,能借助相应的构件作上下俯仰运动,实现立体宽区域送风。 机构选用本台式电风扇是立体送风电风扇,该电风扇有两种实现方式。即风扇左右摆动和风扇上下俯仰运动。表 2台式电扇摇头装置可用机构的选择功能实现动作执行机构摆动水平摆动曲柄摇杆机构/凸轮机构执行摇头上下运动离合机构减速周向运动锥齿轮减速机构/蜗轮减速机构俯仰上下运动滑块机构第二章主要执行机构方案设计 .减速机构选用方案一锥齿轮减速器方案二:蜗杆减速机构由于蜗轮蜗杆啮合齿轮间的相对滑动速度较大,摩擦磨损大,传动效率低,已出现发热现象,则需要较贵的减磨耐磨材料来制造蜗轮,制造精度要求高,加工成本高。锥齿轮可以用来传递两相交的运动,相比涡轮成本低,所以选择锥齿轮减速器。 离合器的选用方案一方案二由以上两个简图可以看出:方案一和方案二都采用对齿轮传动摇头机构实现摇头运动,所以要求控制摇与不摇只要锥齿轮与摇头机构的传动分离与啮合就可以实现。但相比方案一与方案二,方案二耐用,因为它的转速相对于方案一慢一些, 对齿轮磨损小。所以方案二好一些。 摇头机构选用方案一方案二要求实现
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