台式电风扇的摇头机构机械原理说明书[借鉴].pdfVIP

机械原理课程设计 台式电风扇摇头装置 1. 设计题目 设计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 ＝95°、俯仰角度 φ ＝20°与急回系数 K ＝1.025。风扇 可以在一定周期下进行摆头运动，使送风面积增大。 2. 设计要求 ⑴. 电风扇摇头机构至少包括连杆机构、蜗轮蜗杆机构和齿轮传动机构三种机构。 ⑵.画出机器的运动方案简图与运动循环图。拟订运动循环图时，执行构件的动 作起止位置可根据具体情况重叠安排，但必须满足工艺上各个动作的配合，在 时间和空间上不能出现干涉。 ⑶.设计连杆机构，自行确定运动规律，选择连杆机构类型，校核最大压力角。 ⑷.设计计算齿轮机构，确定传动比，选择适当的摸数。 ⑸.编写设计计算说明书。 ⑹.学生可进一步完成机器的计算机演示验证和凸轮的数控加工等。 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，需实现下列运动功能要求： ⑴.风扇需要按运动规律做左右摆动，因此需要设计相应的摆动机构。 第 1 页 共 12 页 机械原理课程设计 台式电风扇摇头装置 ⑵.风扇需要按路径规律做上下俯仰，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。 对这两个机构的运动功能作进一步分析，可知它们分别应该实现下列基本运动： ⑴.左右摆动有三个基本运动：运动轴线变换、传动比降低和周期性摆动。 ⑵.俯仰运动有两个基本运动：运动方向变换和周期性俯仰。 ⑶.转换运动轴线和改变传动比有一个基本动作：运动轴线变换。 此外，还要满足传动性能要求： 改变电风扇的送风区域时，在急回系数 K ＝1.025、摆动角度 Ψ=95 °的要求下， 尽量保持运动的平稳转换和减小机构间的摩擦。 图3.1 运动功能图 图3.2 运动循环图 4. 机构选用 根据前述要求，电风扇的应作绕一点的往复摆动，且在工作周期中有急回 特性。驱动方式为电机驱动，利用 《机械原理课程设计指导书》中第 16 页中的 第 2 页 共 12 页 机械原理课程设计 台式电风扇摇头装置 设计目录，分别选择相应的机构，以实现这三个机构的各项功能，见表一。 表 电风扇摆头的机构选形 0 功能 执行机构 工艺动作 执行机构 设计矩阵 左右摆动 连杆机构 急进急回往复运动 齿轮机构 连杆机构 A1 上下摆动 连杆机构 扇形往复运动 连杆机构 ～ A2 4.1 电风扇左右摆头机构 考虑到用电动机驱动、而且空间比较狭小，又需要的三个基本动作和高传 动比要求。转换运动轴线与改变传动比机构(蜗轮蜗杆与行星轮系组合而成的齿 轮箱)a32 和 a24 。优点是在较小空间内可以运动轴线变换，且有自锁功能。为了 能实现上下、左右往复运动，在经济简单的原则下选择双摇杆机构（a43 ），实 现运动方向交替交换。综上，整个电风扇左右摆头机构 A ＝｛a a a ｝。 1 24 ， 32， 43 4.2 电风扇上下仰俯机构 考虑到能实行仰俯运动，事先计划使用（凸轮机构）a11 设计仰