台式电风扇摇头机构设计-机械原理课程设计.doc

机械原理课程设计说明书设计课题台式电风扇摇头机构设计指导教师郑丽娟完成日期2011年7月8日1.摘要2.机构设计任务书2.1设计目的2.2课程题目2.3工作原理2.4设计要求2.5设计背景3.机构方案设计3.1思路来源3.2思路流程3.3方案选择与比较3.3.1方案选择3.3.2方案综合分析3.3.3主方案分析4.典型机构的设计和运动分析4.1轮系设计及分析4.2移动从动件圆柱凸轮机构设计——理论廓线设计4.3设计注意要求5.动力分析5.1传动比计算5.1.1总传动比计算5.2.2分配各级传动比5.2传动参数的计算5.2.1各零件转速的计算5.2.2各零件功率的计算5.2.3各零件输入转矩的计算5.2.4各构件的传动参数汇总5.3齿条、齿轮传动5.4蜗杆上任一点（扇叶安装位置）运动分析：6.心得体会7.参考文献8.附件摘要机械原理课程设计旨在让我们在掌握一定理论知识之后，对现实的机械产品进行分析与设计，为了更好地将机械原理课程的理论与实际想结合，我们组设计的研究课题是台式电风扇的摇头机构。此摇头机构由一个电机驱动，通过一定数量的齿轮组成轮系进行传动，可以实现电风扇扇叶在预定的工作角度内转动，有较强的适应性与稳定性。本说明书将首先对我们组设计的电风扇摇头机构以及工作方式借助Matlab等辅助软件进行分析、研究，并进行Pro/E动画仿真模拟，然后对主要构件的具体设计方案、制作方法以及Solidworks三维图样进行展示与说明，最后对整个机构的设计方案进行总结、评价与比较。关键词摇头机构三维设计分析评价机构设计任务书2.1设计目的综合运用机械设计课程和其他课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。2.2课题名称台式电风扇摇头机构2.3工作原理eq\o\ac(○,1)．通过电机提供原动力。eq\o\ac(○,2)．通过轮系、连杆、凸轮等机构进行传动。2．4设计要求最终机构要实现在单一驱动力驱动的前提下使这两种独立运动，即电风扇的转动与电风扇的摆动两组运动按预设传动比同时进行。传动装置可由一组轮系组成。2．5设计背景伴随着时代的发展，电风扇，早已走进了每一个中国家庭，它是一种利用电动机驱动扇叶旋转，来达到使空气加速流通的家用电器，主要用于清凉解暑和流通空气。目前市场上的电风扇可谓种类繁多，随着科技的进步，电风扇的功能、设计等方面都有了很明显的改善与提高。电风扇的发展简图纯机械结构电驱动风扇（电风扇）法条驱动式法条齿轮联动驱动式电风扇机构方案设计3.1思路来源常用台式电风扇的工作效果是将电风扇的送风区域进行周期性地变换，显然，要实现这种周期性地变换就必须设计一套能够实现周期性平稳摆动的机构。为此，我们小组在参考了市场上现有的电扇的优缺点以及相关文献资料以后，拟定自行设计一套实现周期性平稳传动，且无急回现象的电风扇摇头机构。3.2思路流程电风扇摇头机构双摇杆机构电驱动风扇的转动风扇的摆动凸轮机构齿轮机构通过对以上的思考流程的分析考虑，我们发现，电风扇摇头机构主要就是两个运动的同时进行与配合：电机带动扇叶的转动和电风扇头部的转动。因为这两个并列运动只有一个驱动力的来源：电动机，那就需要设计一种机构，在一个驱动力驱动的前提下能够使这两种独立运动协调配合，实现两个不同方向的同时运动。由于台式电风扇摇头机构是实现一定角度（一般小于180°）的转动，我们首先想到的便是双摇杆机构（或者曲柄摇杆机构）。因为摇杆实现的是一定角度的非整周运动，与一般台式电风扇的工作形式类似。3.3方案选择与比较3.3.1方案选择eq\o\ac(○,1)方案一：实际可以抽象为一个铰链四杆机构。此机构简单，但由于采用四杆机构，风扇的具体位置确定较麻烦，且传动有失其平稳性，易于磨损。eq\o\ac(○,2)方案二：此方案通过电机带动蜗杆转动，驱动蜗轮转动，进而通过杆1拉动机头部分实现小角度摆动，但需要注意的是，该机构不宜用于实现大角度转动的电扇采用的原因是，大角度转动之后，容易引起蜗轮、蜗杆接触过紧或脱离的发生，影响正常使用。但对于小角度机器的使用，仍有其优点，比如结构简单，成本较低。eq\o\ac(○,3)方案三：该方案通过电机驱动，蜗杆转动，进而由蜗杆带动蜗轮，实现两齿轮的传动，同时，齿轮传动带动两个滑块在各自轨道内滑动，使1杆实现一定角度的平面转动，进而拉动机身、风扇头部平稳摇动。但该机构设计机构复杂，确定各点的位置较困难，且成本较高。eq\o\ac(○,4)方案四：该方案采用蜗轮蜗杆、齿轮齿条等