【正文】 第 1 頁 共 14 頁 畢業(yè) 設(shè)計(jì)說明書 課程名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 題目名稱： 臺式電風(fēng)扇搖頭裝置 班 級 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 評定成績： 教師評語： 指導(dǎo)老師簽名： 20 年 月 日 第 2 頁 共 14 頁 目 錄 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 ……………………………………………… ..2 設(shè)計(jì)題目 …………………………………… ..2 設(shè)計(jì)要求 ……………………………………… 2 功能分解 ……… .……………………………… 2 機(jī)構(gòu)選用 電風(fēng)扇 左右 擺頭機(jī)構(gòu) ………………… 3 電風(fēng)扇上下仰俯機(jī)構(gòu) ………………… 3 二、傳動方案設(shè)計(jì)步驟 左右擺動方案 …………… .……… ……………………… .4 上下擺動方案 ……………………………………… .…… .5 最終方案 ……………… .…… .…………………… .…… .5 傳動比擬定 ………………………… .…… .……… .…… . 6 行星輪系設(shè)計(jì) ……………… .…… .……… .…… .6 蝸輪蝸桿輪系設(shè)計(jì) ……… .…… .……… .…… .7 蝸輪蝸桿各參數(shù)及強(qiáng)度校核 …… .……… .…… 8 機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算 ………………………………… .… . 10 三、小 結(jié) ………………………………………………… .......11 四、參考文獻(xiàn) …………………………………………… .......12 第 3 頁 共 14 頁 一、 設(shè)計(jì) 任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)臺式電風(fēng)扇的搖頭機(jī)構(gòu)，使電風(fēng)扇作搖頭動作（在一定的仰角下隨搖桿擺動）。風(fēng)扇的直徑為 300mm，電扇電動機(jī)轉(zhuǎn)速 n＝ 1450r/min，電扇搖頭周期t=10s，電扇擺動角度 ψ＝ 90176。、俯仰角度 φ＝ 15176。與急回系數(shù) K＝ 。風(fēng)扇可以在一定周期下進(jìn)行擺頭運(yùn)動，使送風(fēng)面積增大。 2. 設(shè)計(jì)要求 ① 電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)至少包括連桿機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸 桿機(jī)構(gòu) 和齒輪傳動機(jī)構(gòu)三種機(jī)構(gòu)。② 畫出機(jī)器的運(yùn)動方案簡圖與運(yùn)動循環(huán)圖。擬訂運(yùn)動循環(huán)圖時(shí)，執(zhí)行構(gòu)件的動作起止位置可根據(jù)具體情況重疊安排，但必須滿足工藝上各個(gè)動作的配合，在時(shí)間和空間上不能出現(xiàn)干涉。 ③ .設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)，自行確定運(yùn)動規(guī)律，選擇連桿機(jī)構(gòu)類型，校核最大壓力角。 設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪機(jī)構(gòu)，確定傳動比，選擇適當(dāng)?shù)拿?shù)。 3. 功能分解 電風(fēng)扇的 工作原理是將電風(fēng)扇的送風(fēng)區(qū)域進(jìn)行周期性變換，達(dá)到增大送風(fēng)區(qū)域的目的。顯然，為了完成電風(fēng)扇的擺頭動作，需實(shí)現(xiàn)下列運(yùn)動功能要求： ① 風(fēng)扇需要 按運(yùn)動規(guī)律做 左右擺動，因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的擺動機(jī)構(gòu)。 ② 風(fēng)扇需要 按路徑規(guī)律做 上下俯仰，因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的俯仰機(jī)構(gòu)。 ③ 風(fēng)扇需要轉(zhuǎn)換 傳動 軸線和改變 轉(zhuǎn)速 ，因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的齒輪系機(jī)構(gòu)。 對這兩個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn) 動功能作進(jìn)一步分析，可知它們分別應(yīng)該實(shí)現(xiàn)下列基本運(yùn)動： 左 右擺動有三個(gè)基本運(yùn)動：運(yùn)動軸線變換、傳動比降低和周期性擺動。 俯仰運(yùn)動有兩個(gè)基本運(yùn)動：運(yùn)動方向變換和周期性俯仰。 轉(zhuǎn)換運(yùn)動軸線和改變傳動比有一個(gè)基本動作：運(yùn)動軸線變換。 此外，還要滿足傳動性能要求： 改變電風(fēng)扇的送風(fēng)區(qū)域時(shí)，在急回系數(shù) K＝ 、擺動角度 Ψ =90176。 的 要求 下，第 4 頁 共 14 頁 盡量保持運(yùn)動的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換和減小機(jī)構(gòu)間的摩擦。 圖 運(yùn)動功能圖 4. 機(jī)構(gòu)選用 根據(jù)前述要求，電風(fēng)扇的應(yīng)作繞一點(diǎn)的往復(fù)擺動，且在工作周期中有急回特性。驅(qū)動方式 為電機(jī)驅(qū)動，利用《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》中第 16 頁中的設(shè)計(jì)目錄，分別選擇相應(yīng)的機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)這三個(gè)機(jī)構(gòu)的各項(xiàng)功能，見表一。 表一 電風(fēng)扇擺頭的機(jī)構(gòu)選形 0 功能 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 工藝動作 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)矩陣 左右擺動 連桿機(jī)構(gòu) 急進(jìn)急回 往復(fù)運(yùn)動 齒輪機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu) A1 上下擺動 連桿機(jī)構(gòu) 扇形往復(fù)運(yùn)動 連桿機(jī)構(gòu) ～ A2 電風(fēng)扇 左右 擺頭機(jī)構(gòu) 考慮到用電動機(jī)驅(qū)動、而且空間比較狹小，又需要的三個(gè)基本動作和高傳動比要求。轉(zhuǎn)換運(yùn)動軸線與改變傳動比機(jī)構(gòu) (蝸輪蝸桿與行星輪系組合而成的齒輪箱 )a32 和 a24。優(yōu)點(diǎn)是在較小空間內(nèi)可以運(yùn)動軸線變換，且有自鎖功能。為了能實(shí)現(xiàn)上下、左右往復(fù)運(yùn)動，在經(jīng)濟(jì)簡單的原則下選擇 雙 搖桿機(jī)構(gòu)（ a43），實(shí)現(xiàn)運(yùn)動方向交替交換。綜上，整個(gè)電風(fēng)扇 左右 擺頭機(jī)構(gòu) A1＝｛ a24， a32， a43｝。 電風(fēng)扇上下仰俯機(jī)構(gòu) 考慮到能實(shí)行仰俯運(yùn)動，事先計(jì)劃使用（凸輪機(jī)構(gòu)） a11 設(shè)計(jì)仰俯機(jī)構(gòu)，但第 5 頁 共 14 頁 由于電扇的機(jī)殼大小有限，并且凸輪只常使用在低負(fù)載的傳動過程，假如當(dāng)電風(fēng)扇的機(jī)頭被某重物壓住，則很容易損壞凸輪。所以，改變成方案二使用 A2=｛ a33｝（連桿滑塊機(jī)構(gòu)）設(shè)計(jì)。將機(jī)殼引出桿 使用一條路徑導(dǎo)軌進(jìn)行約束，來完成設(shè)想的仰俯運(yùn)動。 二．運(yùn)動方案及選擇 左右擺動方案： 圖 左右擺動方案三機(jī)構(gòu)簡圖 第 6 頁 共 14 頁 圖 左右擺動方案三立體圖 該方案在方案改變了四桿機(jī)構(gòu)的機(jī)架及各桿的位置，消除了其自轉(zhuǎn)，達(dá)到扇葉隨搖桿左右擺動的效果。蝸輪與下面的轉(zhuǎn)盤同軸但可以拉伸，在需要電扇轉(zhuǎn)頭時(shí)放下蝸輪使其與蝸桿嚙合，使蝸桿帶動蝸輪轉(zhuǎn)動，帶動轉(zhuǎn)頭；當(dāng)不需要轉(zhuǎn)頭時(shí)，拔起蝸輪即可脫離嚙合。 上下?lián)u擺方案 圖 上下擺動方案立體圖 該方案中，導(dǎo)軌來控制風(fēng)扇機(jī)頭的上 下?lián)u擺，導(dǎo)軌的形狀可以根據(jù)要求更改來達(dá)到不同的上下?lián)u擺效果，并為了美觀將導(dǎo)軌藏于機(jī)殼內(nèi)部。 第 7 頁 共 14 頁 導(dǎo)軌套在主軸上，不隨著機(jī)頭左右轉(zhuǎn)動，而機(jī)頭在左右轉(zhuǎn)動時(shí)其內(nèi)部的凸起物受導(dǎo)軌軌跡的約束，帶動機(jī)頭在左右轉(zhuǎn)動的同時(shí)隨導(dǎo)軌軌跡上下?lián)u擺。