臺式電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)設(shè)計 機(jī)械原理課程設(shè)計-文庫吧
2025-05-18 11:40 本頁面
【正文】 式電風(fēng)扇的工作形式類似。 選擇與比較 方 案選擇 ○1方案一：實(shí)際可以抽象為一個鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。 此機(jī)構(gòu)簡單，但由于采用四桿機(jī)構(gòu)，風(fēng)扇的具體位置確定較麻煩，且傳動有失其平穩(wěn)性，易于磨損。 電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu) 雙搖桿機(jī)構(gòu) 電驅(qū)動 風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動 風(fēng)扇的擺動 凸輪機(jī)構(gòu) 齒輪機(jī)構(gòu) ○2方案二： 此方案通過電機(jī)帶動蝸桿轉(zhuǎn)動，驅(qū)動蝸輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而通過桿 1拉動機(jī)頭部分實(shí)現(xiàn)小角度擺動，但需要注意的是，該機(jī)構(gòu)不宜用于實(shí)現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)動的電扇采用的原因是，大角度轉(zhuǎn)動之后，容易引起蝸輪、蝸桿接觸過緊或脫離的發(fā)生，影響正常使用。但對于小角度機(jī)器的使用，仍有其優(yōu)點(diǎn)，比如結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。 ○3 方案三 ： 該方案通過電機(jī)驅(qū)動，蝸桿轉(zhuǎn)動，進(jìn)而由蝸桿帶動蝸輪，實(shí)現(xiàn)兩齒輪的傳動，同時，齒輪傳動帶動兩個滑塊在各自軌道內(nèi)滑動，使 1桿實(shí)現(xiàn)一定角度的平面轉(zhuǎn)動，進(jìn)而拉動機(jī)身、風(fēng)扇頭部平穩(wěn)搖動。但該機(jī)構(gòu)設(shè)計機(jī)構(gòu)復(fù)雜， 確定各點(diǎn)的位置較困難，且 成本較高。 ○4 方案四： 該方案采用蝸輪蝸桿、齒輪齒條等構(gòu)件，既實(shí)現(xiàn)了電扇的工作需求，又避免了搖動過程中的急回等現(xiàn)象的發(fā)生。同時，機(jī)構(gòu)設(shè)計較簡單，傳動不復(fù)雜 ，成本較低，易于投入生產(chǎn)。 方案 綜合分析 方案一、二機(jī)構(gòu)簡單，構(gòu)件數(shù)較少，且能夠?qū)崿F(xiàn)一定角度的擺動和自身扇葉的轉(zhuǎn)動，但若尺寸設(shè)計不當(dāng)，它們易存在一定的極位夾角，會出現(xiàn)急回現(xiàn)象，電機(jī)快速轉(zhuǎn)動時容易對整個機(jī)構(gòu)造成損壞。另外，方案二不宜用于實(shí)現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)動的電扇采用，原因是，大角度轉(zhuǎn)動之后，容易引起蝸輪、蝸桿接觸過緊或脫離的發(fā)生，影響正常使用。 方案三相對一、二而言機(jī)構(gòu)設(shè)計較復(fù)雜，但傳動過程中的平穩(wěn)性能相對增強(qiáng)。但由于機(jī)構(gòu)設(shè)計過于復(fù)雜，構(gòu)件數(shù)目較多，提高了成本，降低了市場價值。 方案四機(jī)構(gòu)傳動穩(wěn)定，無急回，且構(gòu)造相對于方案三簡單、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)，為理想方案。 因此，我們小組選擇方案四作為我們的最終主方案。 主方案分析 4. 典型機(jī)構(gòu)的設(shè)計和運(yùn)動分析 設(shè)計及分析 蝸桿、蝸輪、錐齒輪組成定軸輪系。 相互嚙合關(guān)系如下： 主方案三維視圖： 傳動原理： 通過電機(jī)驅(qū)動，使扇葉轉(zhuǎn)動，同時電機(jī)的轉(zhuǎn)動驅(qū)動蝸桿的轉(zhuǎn)動，蝸桿帶動蝸輪，然后與蝸輪同軸的斜齒輪等速轉(zhuǎn)動，斜齒輪驅(qū)動與之相連的斜齒輪柱，由于斜齒輪柱上存在凹槽軌道，使和它接觸的細(xì)桿（與齒條一體）發(fā)上移動，齒條的移動帶動灰色齒輪轉(zhuǎn)動，由于蝸桿架與灰色齒輪固連，灰齒輪的一定角度的轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)蝸桿的小角度擺動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇搖頭功能。 該輪系的工作過程：蝸桿（電機(jī)）轉(zhuǎn)動驅(qū)動蝸輪，蝸輪與其上的錐齒輪同軸從動，該錐齒輪 推動與之嚙合的橫向軸線錐齒輪轉(zhuǎn)動，并進(jìn)行后續(xù)的運(yùn)動。 該輪系機(jī)構(gòu)簡圖如下： 參數(shù)設(shè)定： 錐形齒 輪 1： z1=20， m1=, δ 1=, α 1=20186。, d1=m1z1=5mm. 錐形齒輪 2： z2=15, m2=, δ 2=, α 2=20186。, d2=m2z2=, ha＊ =1,c＊ =. 蝸輪 3： z3=40, m3=, α 3=20186。, d3=m3z3=50mm, ha＊ =1,c＊ =, 厚度 h3=15mm. 蝸桿 4： z4=1, α 4=20 186。, ha＊ =1,c＊ =, d4=20mm, m4=, 直徑系數(shù) q=d3/m3=16,螺旋升角 tanγ =z3/q=, γ = 186。 已知蝸桿的轉(zhuǎn)速 n4=1200r/min, 代入 n4=1200r/min,得 n1=。 根據(jù)圓柱凸輪軌跡螺旋線的設(shè)計可知，齒條 4s 內(nèi)地位移為 84mm，與齒條相嚙合傳動的齒輪直徑 d=mz=80mm。 所以蝸桿與齒輪的傳動比為 i=，即電風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與搖頭速度之比為:1。 也就是 電風(fēng)扇每 8s 搖動一個周期，搖動轉(zhuǎn)速 ? = ? /s。在一個周期中，電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動了 20 8=160 轉(zhuǎn)。符合正常電風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)速度。 由于風(fēng)扇擺動速度為勻速，則電風(fēng)扇擺動角度 ? 隨時間 t 在半個周期內(nèi)呈線性 變 化 關(guān) 系 。 用 matlab 繪制的 ? t 關(guān) 系 曲 線 圖 如 下 ： 凸輪機(jī)構(gòu)
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