台式电风扇的摇头机构机械原理说明书

图图3.1运动功效图之五兆芳芳创作设计台式电电扇的摇头机构，使电电扇作摇头动作（在一定的仰角下随摇杆摆动）.电扇的直径为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W=95°、俯仰角度中=20°与急回系数K=1.025.电扇可以在一定周期下进行摆头运动，使送风面积增大.⑴.电电扇摇头机构至少包含连杆机构、蜗轮蜗杆机构和齿轮传动机构三种机构.⑵.画出机械的运动筹划简图与运动循环图.拟订运动循环图时，执行构件的动作起止位置可按照具体情况重叠安插，但必须满足工艺上各个动作的配合，在时间和空间上不克不及出现干与.⑶.设计连杆机构，自行确定运动纪律，选择连杆机构类型，校核最大压力角.⑷.设计计较齿轮机构，确定传动比，选择适当的摸数.⑸.编写设计计较说明书.⑹.学生可进一步完成机械的计较机演示验证和凸轮的数控加工等.电电扇的任务原理是将电电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，为了完成电电扇的摆头动作，需实现下列运动功效要求：⑴.电扇需要按运动纪律做左右摆动，因此需要设计相应的摆动机构.⑵.电扇需要按路径纪律做上下俯仰，因此需要设计相应的俯仰机构.⑶.电扇需要转换传动轴线和改动转速，因此需要设计相应的齿轮系机构.对这两个机构的运动功效作进一步阐发，可知它们辨别应该实现下列根本运动：⑴.左右摆动有三个根本运动：运动轴线变换、传动比下降和周期性摆动.⑵.俯仰运动有两个根本运动：运动标的目的变换和周期性俯仰.⑶.转换运动轴线和改动传动比有一个根本动作：运动轴线变换.此外，还要满足传动性能要求：改动电电扇的送风区域时，在急回系数K=1.025、摆动角度%=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3.2运动循环图按照前述要求，电电扇的应作绕一点的往复摆动，且在任务周期中有急回特性.驱动方法为电机驱动，利用《机械原理课程设计指导书》中第16页中的设计目录，辨别选择相应的机构，以实现这三个机构的各项功效，见表一.表一电电扇摆头的机构选形0功效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〜A24.1电电扇左右摆头机构考虑到用电动机驱动、并且空间比较狭小，又需要的三个根本动作和高传动比要求.转换运动轴线与改动传动比机构（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，且有自锁功效.为了能实现上下、左右往复运动，在经济复杂的原则下选择双摇杆机构（a43）,实现运动标的目的瓜代互换.综上，整个电电扇左右摆头机构A1={a24,a32,a43}.4.2电电扇上下仰俯机构考虑到能实行仰俯运动，事先筹划使用（凸轮机构）all设计仰俯机构，但由于电扇的机壳大小有限，并且凸轮只常使用在低负载的传动进程，假设当电电扇的机头被某重物压住，则很容易损坏凸轮.所以，改酿成筹划二使用A2={a33}（连杆滑块机构）设计.将机壳引出杆使用一条路径导轨进行约束，来完成设想的仰俯运动.5．运动筹划及选择左右摆动筹划一（保持）：图5.1左右摆头筹划一机构简图图5.2左右摆头筹划一机构立体视图该筹划主动件有两个，一个单独带动电扇扇片转动，另几个则为上图带箭头的圆盘做整周反转展转带动机头左右摆动.机构分化：总体传动——四杆机构（曲柄摇杆机构）摇杆：机头所在直线摇杆：连接机头和转盘优点：机构复杂，主动件为连架杆便于计较四杆机构参数缺点：需要两个主动力即需要两个电机驱动左右摆动筹划二（保持）：图左右摆动筹划二机构简图图左右摆动筹划二立体图该设计筹划采取了齿轮箱改动输入输出速度、涡轮蜗杆用于加速并转换速度标的目的、四杆机构来进行机头的左右摆动并达到急回效果.机构分化：减 速——齿轮箱及其蜗轮蜗杆机构左右摆头——四杆机构优点：只需要一个主动件即一个电机便可得到电扇转动和机头摆动两种运动.缺点：在达到机头左右摆动效果的同时，马达齿轮箱也会自转，达不到预期的效果.左右摆动筹划三（采取）：图左右摆动筹划三机构简图图左右摆动筹划三立体图该筹划在筹划2的根本上，改动了四杆机构的机架及各杆的位置，消除了其自转，达到扇叶随摇杆左右摆动的效果.优点：蜗轮与下面的转盘同轴但可以拉伸，在需要电扇转头时放下蜗轮使其与蜗杆啮合，使蜗杆带动蜗轮转动，带动转头；当不需要转头时，拔起蜗轮便可脱离啮合.图上下摆动筹划立体图该筹划中，导轨来控制电扇机头的上下摇摆，导轨的形状可以按照要求更改来达到不合的上下摇摆效果，并为了美不雅将导轨藏于机壳内部.导轨套在主轴上，不随着机头左右转动，而机头在左右转动时其内部的凸起物受导轨轨迹的约束，带动机头在左右转动的同时随导轨轨迹上下摇摆.优点：不涉及庞杂机构，提高了可靠性；上下摇摆轨迹可以随要求改动.比较优缺点即选择左右摆动筹划一：优点：机构复杂，主动件为连架杆便于计较四杆机构参数缺点：需要两个主动力即需要两个电机驱动左右摆动筹划二：优点：只需要一个主动件即一个电机便可得到电扇转动和机头摆动两种运动.缺点：在达到机头左右摆动效果的同时，马达齿轮箱也会自转，达不到预期的效果.左右摆动筹划三：优点：蜗轮与下面的转盘同轴但可以拉伸，在需要电扇转头时放下蜗轮使其与蜗杆啮合，使蜗杆带动蜗轮转动，带动转头；当不需要转头时，拔起蜗轮便可脱离啮合.上下摆动筹划：此筹划机构复杂，运动的是外力并不是运动机构，所以可靠性比较高，也不容易导致质量问题.最终筹划：左右摆动筹划三与上下摆动的结合.图最终筹划三视图四杆长度的定义：首先定义一个摇杆的长度，再由摆角及行程比系数K来预算出曲柄的长度，同时可以由l+l<l+l且最短杆为连架杆maxmin1 2来帮助预算，再由图得到连杆和机架的长度以及最小传动角.表图图6.1行星轮系图图6.1行星轮系序号摇杆长c摆角中曲柄长a行程比系数K机架长d连杆长b最小传动角a1952953954955956957958959951095图不雅察表，按照实际情况（30CM直径的扇叶），挑出比例最协调及最小传动角相对大的第二组数据，并按比例缩放到c=、a=3cm、d=6．传动比设计由于在设计的左右摆头机构中，将蜗轮带动连杆进行整周反转展转的匀速圆周运动.当蜗轮旋转一周，电扇机壳也正好摇摆一回，得出蜗轮的转速为w=2*"/10=”/5.由于已知条件电动机转速与蜗轮转速相差较大，并且需要改动轴向传动，因此在设计中运用了能产生较大传动比的蜗轮蜗杆机构与行星齿轮机构.最终得出理想的传动比.行星轮系在一定齿数比的情况下能产生较大的传动比.设计中，采取一对外啮合和一对内啮合齿轮组成.其中Z3为内啮合齿轮，Z1=18，m1=1；Z2=33，m2=1，z=17，m=1；2' 2'Z3=68，m3=1.计较得传动比为25.3与行星轮系配合，并考虑电扇机壳的体积大小，蜗轮蜗杆的尺寸不宜过大.设计中蜗杆的直径为18，m=1,a=20。/=59。02,10.48〃；蜗轮的 Z=29,m=1,a=20。,P=59。02,10.48〃,如此，蜗轮蜗杆轮系的传动比i=29,且均为左旋.、将两种轮系组分解一个复合轮系，能顺利地合适设计要求，不但传动的轴向改动，并且，完成了较大传动比的加速进程，综合两者的传动比，得i=725.总37．机构参数计较因为使用的是以连杆做主动件的双摇杆机构，区别于日常的设计办法，所以，此次设计我们采取一种新的设计思路——机架转换法.机架转换法的理论依据如图所示，图一中的V1是绝对速度，V2是机构运动后，机架相对于摇杆的相对速度，此时V1=V2.然后转换机架，将机架转换至图一中的摇杆位置，现在同一位置处，设定图二中的V1=V2.这样依照图2的机构设计尺寸，所得的尺寸就是实际问题所需要的尺寸长