2机械原理课程设计台式电风扇摇头装置.docx

台式电风扇摇头装置设计

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整俯仰角。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〔在确定的仰角下随摇杆摇摆〕。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。电扇摇摆角度ψ、仰俯角度φ与急回系数K的设计要求及任务安排见表。

方案号

电扇摇摆转动摆角ψ/〔°〕

急回系数K

电扇仰俯转动仰角?/(°)

H115

H

115

1.06

27

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安排蜗轮蜗杆、齿轮传动比，确定他们的根本参数，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展运动分析，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；

二．功能分解 明显为完成风扇左右俯仰的吹风过程需要实现以下运动功能要求：

在扇叶旋转的同时扇头能左右摇摆确定的角度，因此，需要设计相应的左右摇摆机构〔本方案设计为双摇杆机构〕。

为完成风扇可摇头，可不摇头的吹风过程。因此必需设计相应的离合器机构〔本方案设计为滑销离合器机构〕。

扇头的俯仰角调整，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整机构〔本方案设计为外置条件按钮〕。

三.机构选用 驱动方式承受电动机驱动。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：

1，减速机构选用

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

离合机构

左右摇摆

连杆

左右往复运动

曲柄摇杆机构

俯仰

撑杆

上下运动

滑块机构

图1

图1：锥齿轮减速机构

图2：蜗杆减速机构

由于蜗杆蜗轮啮合齿轮间的相对滑动速度较大,摩擦磨损大,传动效率较低,易消灭发热现象,常需要用较贵的减磨耐磨材料来制造蜗轮,制造精度要求高，刀具费用昂贵，本钱高。锥齿轮可以用来传递两相交的运动，相比蜗杆蜗轮本钱较低。所以在此我们选用锥齿轮减速。2，离合器选用

2

方案一

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方案二

由以上两个机构简图可以看出:方案二承受的比方案一少用了一个齿轮,它主要承受的滑销和锥齿轮卡和从而实现是否摇头的运动.不管是从构造简便还是从经济的角度来说方案二都比方案一好.也更简洁实现.所以我们选择方案一.

3，摇头机构选用

3

方案一

方案二

要实现扇头的左右摇摆运动有很多种运动方式可以选择,例如我们可以选用凸轮机构,多杆机构,滑块机构齿轮机构等.但四杆机构更简洁制造,制造精度要求也不是很高,并且四杆机构能实现摆幅也更广更简洁实现,最重要的是它的制造本钱比较低.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,所以方案二更好.

四，机构组合

据上述功能机构的分析我们选用以下机构来实现电风扇的减速、摇头、俯仰运动。

4

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图3

四、功能的实现

摇头风扇由电机、齿轮机构、摇头连杆机构等组成。可具体分为：

1、减速机构：承受齿轮机构实现电机轴高速旋转的降速以带动摇头曲柄。

2、摇头机构：将电机输出的转动经过连杆传动机构，最终转化为扇头的摇摆。

3、把握机构：由一个滑销离合器实现风扇是否摇头把握。曲柄齿轮轴的上下移动，实现了滑销离合器的结合与断开。同时也伴随着伞

齿轮的啮合与脱离，实现了摇头动作的把握

4、扇叶旋转：扇叶直接安装于电动机主轴之上，实现其旋转运动。五．机构的设计

摇头风扇有电机，齿轮机构，摇头连杆机构等组成。具体可分为:

减速机构：承受锥齿轮机构实现，电机轴高速旋转的降速以带动摇头双摇杆机构转动。

摇头机构：将电机输出的转动经过连杆传动机构，最终转化为扇头的摇摆。

把握机构：由一个滑销离合器实现风扇是否摇头的把握。曲柄齿轮轴的上下移动实现了滑销离合器的结合与断开。同时也伴随锥齿轮与脱离，实现了摇头动作的把握。

扇叶旋转：扇叶直接安装于电动机主轴之上，可实现其高速旋转运动。六．传动方案设计：

经过电动机的运转，全部动力都来源于电动机，再经过一对锥齿轮机构的传动，实现减速将动力传动给摇头机构，由曲柄摇杆机构实现左右摇头运动。滑销离合器实现风扇摇头的把握，当滑销下滑实现摇头，上提则停顿摇头，外置手调俯仰角按钮置于风扇立柱与扇头相接处，顺时针转动调整为增大仰角，逆时针旋转为增大俯角。方案如以以下图所示：

七．方案评价及相关计算：

本设计方案最大的特点是它承受一对锥齿轮机构实现运动的转变和减速作用。承受追齿轮机构传动可使扇头构造紧凑，有确定的传动比等优点。其次，承受滑销离合