机械课程设计-电风扇

1、机械设计课程设计电风扇设计 班 级：你猜 学 号：你再猜 姓 名：你继续猜 指导教师：你还是要猜 目 录1 设计题目.32 工作原理.3三原始数据.3四设计任务.3五总体方案设计.4（1） 电动机的选择.4（2） 蜗杆传动设计.4（3） 齿轮传动设计.7（4） 铰链四杆机构设计.7六各零部件结构设计.10七心得体会及建议.20八主要参考文献.211、 设计题目三用电风扇（可根据环境选择作台扇、夹扇或壁扇）2、 工作原理主要部件是：交流电动机。其工作原理是：通电线圈在磁场中受力而转动。能量的转化形式是：电能主要转化为机械能，同时由于线圈有电阻，所以不可避免的有一部分电能要转化为热能。以电能最为能

2、源，利用电动机驱动扇叶旋转，来达到使空气加速流通从而达到清凉解暑和流通空气的目的。三、原始数据 设计参数：额定频率：50Hz 额定电压：220V 额定功率：20W 使用期限：3年 生产批量：1件 生产条件： 动力来源：电能工作转速允许误差：±35%；四、设计任务1. 总体结构设计：以传动系统为核心进行布局规划，根据零部件强度、刚度确定形状和尺寸，并对所有零件选择材料及热处理方法等，将课程中学习的连接、传动和支撑等部分知识应用到设计中；2. 零部件设计：成型产品（如动力源、变速箱、联轴器）进行选型，标准件进行强度计算依据手册选择，非标零件根据强度进行设计；3. 解决零件在运转中的固定、

3、润滑、密封等问题4. 编写说明书5、 总体方案设计（一）电动机选择 XY61-62风扇电机 额定电压：220V 额定频率：50Hz 额定功率：20W 额定转速：2800r/min绝缘等级：E（二）蜗杆传动设计 1. 选择蜗杆传动类型采用渐开线蜗杆（ZI）。2. 选择材料考虑到蜗杆传动功率不大，速度中等，故蜗杆用45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为4555 HRC。涡轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造。3. 按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。传动中心距(1) 确定作用在涡轮上的转矩,

4、设传动比按，估取效率，则(2) 确定载荷系数K因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均匀系数，选取使用系数；由于转数不高，冲击不大，可取动载系数；则(3) 确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜涡轮和钢蜗杆相配，故。(4) 确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径 和传动中心距 的比值 ，可查得。(5) 确定需用接触应力根据涡轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度>45 HRC，可查得涡轮的基本许用应力。应力循环次数，设要求寿命为。寿命系数则(6) 计算中心距 取中心距，取模数，蜗杆分度圆直径。这时，显然，因此以上计算结果可用。4. 蜗杆与涡轮的主要参数与几何尺寸 蜗杆轴向模

5、数（蜗轮端面模数）m=0.5传动比i=54蜗杆头数z1= 1蜗轮齿数 z2= i *z1 = 54蜗杆直径系数（蜗杆特性系数）q=d1/m = 10蜗杆变位系数 x2 = a/m (d1+d2)/2m = 0中心距 a = (d1+d2+2x2m)/2 =16蜗杆分度圆导程角 tan = z1/q = mz1/d1 =0.1蜗杆节圆柱导程角tan=z1/(q+2x2) = 0.1蜗杆轴向齿形角 =20°（阿基米德圆柱蜗杆）蜗杆蜗轮分度圆直径d1=qm=5 d2=mz2=27（3） 齿轮传动设计传动比 i=54/11=4.9分度圆 d1=5 d2=27中心距 a=0.5/2(11+54

6、)=16.25（4） 铰链四杆机构设计 平面双摇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之和小于或等于其它两杆长度之和。且以最短杆的对边为机架, 即可得到双摇杆机构。根据低副运动的可逆性原则, 由于此时最短杆是双整转副件, 所以, 连杆与两摇杆之间的转动副仍为整转副。因此摇杆的两极限位置分别位于连杆(最短杆) 与另一摇杆的两次共线位置, 即一次为连杆与摇杆重叠共线, 如图所示ABCD, 另一次为连杆与摇杆的拉直共线即图中所示ABCD。 摇杆的两极限位置与曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置的确定方法相同, 很容易找到。两极限位置的确

7、定 (2) 各杆长度不满足杆长条件, 即最短杆与最长杆长度之和大于其它两杆长度之和。则无论哪个构件为机架机构均为双摇杆机构。此时, 机构中没有整转副存在, 即两摇杆与连架杆及连之间的相对转动角度都小于360° 四杆位置和尺寸的确定极为位夹角为0°的两极限位置方案号电扇摇摆转动电扇仰俯转动仰角/(°)摆角/（°）急回系数KE1001.0322可知,级位夹角为180°*(K-1)/(K+1)=2.6°很小,视为0°, 如上图所示BC,CD共线, 先取摇杆LAB长为70, 确定AB的位置,然后让摇杆AB逆时针旋转100°

8、,即AB, 再确定机架AD的位置, 且LAD 取90, 注: AD 只能在摇杆AB, AB的同侧。 当杆AB处在左极限时, BC, CD共线, LBC 与 LCD 之和可以得出,即LBC+ LCD=131 , 当AB处在右极限时,即图中AB的位置, 此时BC, CD重叠,即LCD- LBC=25 ,由,式可得LBC为53, LCD为78, B点的运动轨迹为圆弧B B, LBC+LAD=143< LCD+LAB=148 满足格拉肖夫判别式, 且取最短杆BC的对边AD为机架,符合第一类平面双摇杆机构。 矢量法分析连杆角速度确定四根杆长之后,画出其一般位置如图所示, 此时可根据理论力学知识求出

9、杆AB, BC, CD的速度,已知VAB=WABLAB=(200/1800*) *70=24.4mm/s小三角行中,可求出WBC=0.27Rad/s。6、 各零部件结构设计7、 建议或意见及建议在这次课程设计的过程中，我遇到了很多困难，从一开始的不知道从哪里下手，到因为时间紧迫而不得不硬着头皮做，这之中总是好不容易解决了一个问题又会发现新的问题，即使是现在，我也不能说自己百分之百的完成了这次课程设计，因为其中还有很多不足和漏洞，所以还希望老师能够谅解和包含，并多加指点。虽然在设计过程中遇到了很多问题和困难，但通过查阅资料和请教老师、同学，使我不光解决了很多问题和困难，还从中学到了更多的知识。建模的过程也使得我进一步巩固和提高了对Pro/E的理解和运用。尽管课程设计的过程中也许会很累，但同时也在提高自身的能力，把书本中学到的知识运用了起来，打打加深了对所学内容的理解和记忆。所以，我希望能多多开展课程设计，不光是机械原理、机械设计等课程，其他课程也应该尝试不拘于书本，把学生的积极