机械原理课程设计台式电风扇摇头装置设计.doc

27机械原理课程设计课程题目：台式电风扇摇头装置专业：班级：学号：姓名：指导老师：2013年6月23日目录一．设计要求…………………………………………………………2二．设计任务.............................................2三．功能分解.............................................3四．选用机构………………………………………………………34-1.减速机构选用………………………………………………44-2.离合器选用…………………………………………………54-3.摇头机构选用………………………………………………6五．机构的设计………………………………………………………75-1.铰链四杆机构的设计………………………………………75-2.四杆位置和尺寸的确定……………………………………85-3.传动比的分配………………………………………………9六．总结···············································13七．参考文献…………………………………………………………15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并可调节俯仰角。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，使电风扇作摇头动作（在一定的仰角下随摇杆摆动）。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见表。方案号电扇摇摆转动电扇仰俯转动仰角/(°)摆角ψ/（°）急回系数KF1051.0525二.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；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。功能分解常见的摇头机构有杠杆式、滑板式和揿拔式等。可以将电风扇的摇头动作分解为风扇左右摆动和风扇上下俯仰运动。风扇要摇摆转动克采用平面连杆机构实现。以双摇杆机构的连杆作为主动件（即风扇转子通过蜗轮蜗杆带动连杆传动），则其中一个连架杆的摆动即实现风扇的左右摆动（风扇安装在连架杆上）。机架可取80~90mm。风扇的上下俯仰运动可采取连杆机构、凸轮机构等实现。本方案具体机构选用如下：电动机传过来的动力，由于功率大，转轴运转速度快，故需一减速装置将电机的速度减慢传给摇头机构（本方案选用锥齿轮机构）。还可以采用空间连杆机构直接实现风扇的左右摆动和上下仰俯的复合运动（本方案选用平面四杆机构实现左右摆动）。应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）。扇头的仰俯角调节，这样可以增大风扇的吹风范围。因此需要设计扇头俯仰角调节机构（本方案设计为手动控制旋钮）。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：功能执行构件工艺动作执行机构减速减速构件周向运动锥齿轮机构执行摇头滑销上下运动滑销锥齿轮机构左右摆动连杆左右往复运动平面四杆机构俯仰撑杆上下运动手动按钮机构1．减速机构选用蜗杆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，但考虑后面与离合机构的配合关系，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，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。而锥齿轮可以用来传递两相交的运动，相比涡轮蜗杆成本低，所以选择锥形齿轮减速。综上，选择锥形齿轮减速机构。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。3．摇头机构选用方案一：平面四杆摇头机构四杆机构更容易制造，制造精度要求也不是很高，并且四杆机构实现摆幅也更容易实现，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一比方案二多了一个齿轮盘，所以方案二更佳。机构组合五．机构的设计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