臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-13 11:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 設(shè)計(jì) —— 理論廓線的 設(shè)計(jì) 一個(gè)周期內(nèi)欲實(shí)現(xiàn)沿軸 線方向 以 21mm/s(0t4)及 21mm/s(4t8)的預(yù)定運(yùn)動(dòng)，需對(duì)圓柱凸輪 的理論廓線 進(jìn)行設(shè)計(jì)： 凸輪上需設(shè)置一定的螺旋線，螺旋線方程 ，即理論廓線的方程 為： 按預(yù)設(shè)螺旋線方程，通過 matlab 繪圖，模擬出螺旋線，如下： 以這樣的螺旋線設(shè)計(jì)方案，與之接觸的齒條一端沿 z軸（即凸輪軸線方向）勻速運(yùn)動(dòng)，且無徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，保證了電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)無急回、死點(diǎn)的現(xiàn)象出現(xiàn)，使 機(jī)構(gòu) 能夠平穩(wěn)進(jìn)行。 此時(shí)，作為從動(dòng)件的齒條一端與之嚙合傳動(dòng)三維視圖如右： 4． 3 設(shè)計(jì)注意要求 該機(jī)構(gòu)的工作原理為通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿帶動(dòng)蝸輪，然后與蝸輪同軸的斜齒輪等速轉(zhuǎn)動(dòng)，斜齒輪驅(qū)動(dòng)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(dòng)，齒條的移動(dòng)帶動(dòng)灰色齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由于蝸桿架與灰色齒輪固連，灰齒輪的一定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)蝸桿的小角度擺動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇搖頭功能。因此，設(shè)計(jì)時(shí)要注意將齒輪 7 與蝸輪 3 分離，即蝸輪 3 與蝸輪 4 為同軸同速轉(zhuǎn)動(dòng)，而其固定軸對(duì)齒輪 7只起到徑向約束作用，并不固連在一起。 局部放大圖如下： 5. 動(dòng)力 分析 （整個(gè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖） 5． 1 傳動(dòng)比 計(jì)算 總?cè)珎鲃?dòng)比計(jì)算 根據(jù)傳動(dòng)比的定義有如下結(jié)果： i 總 =n4/n7=1200/5=240 其中： n4 為電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，本設(shè)計(jì)中為 1200r/min； n7 為電風(fēng)扇搖頭轉(zhuǎn)速，為 5r/min。 各 級(jí)傳動(dòng)比 由于傳動(dòng)系統(tǒng)是三級(jí)傳動(dòng)，故應(yīng)該滿足以下公式： i 總 =i1 i2 i3 其中， i 總 總傳動(dòng)比， i1 、 i i3分別為第 3級(jí)傳動(dòng)比。 傳動(dòng)比的分配 原則可概括為： a ) 使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力大致相等（齒面接觸強(qiáng)度大致相等）； b ) 使減速器能能獲得最小外形尺寸和重量； c ) 使各級(jí)傳動(dòng)中大齒輪的浸油深度大致相等，潤滑最為簡便。 結(jié)合以上原則，再查相關(guān)文獻(xiàn)可確定本設(shè)計(jì)中的各級(jí)傳動(dòng)比為： 各構(gòu)件 轉(zhuǎn)速的計(jì)算 根據(jù)轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)比的關(guān)系，計(jì)算如下： 由以上輪系的分析和對(duì)凸輪螺旋線的分析得知，當(dāng)蝸桿以 1200r/min 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凸輪螺旋線軸線方向的運(yùn)動(dòng)速度為 21mm/s。此時(shí)的風(fēng)扇搖頭角速度（即齒輪 7）轉(zhuǎn)速為 5r/min。 各構(gòu)件 轉(zhuǎn)速計(jì)算 為 ： n4=1200r/min(電機(jī)轉(zhuǎn)速 ) n3=n4/i1=40r/min n1=n3/i2=30r/min n7=n1/i3=5r/min 注： n3=n2,n1=n6 各構(gòu)件 功率的計(jì)算 輸入功率與傳動(dòng)效率直接相關(guān)，根據(jù)文獻(xiàn) [1]中的表 16259，可查得各級(jí)的傳動(dòng)效率為： ? 1=, ? 2=, ? 3=, ? 4=。故 各零件 輸入功率為： 各構(gòu)件 輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 輸入轉(zhuǎn)矩與輸入功率、轉(zhuǎn)速的關(guān)系為： 9550 /T P n? 。依據(jù)此式，結(jié)合以上數(shù)據(jù)，可計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩，結(jié)果如下： 各構(gòu)件 的傳動(dòng)參數(shù) 匯總 以上結(jié)果可用下表表示： 傳動(dòng)系統(tǒng)各軸傳動(dòng)參數(shù)表 項(xiàng)目 零件號(hào) 功率? ?kw 轉(zhuǎn)速? ?minrn 轉(zhuǎn)矩? ?mNT ? 傳動(dòng)比 i 蝸桿 4 1200 \ 蝸輪 3 40 30 錐齒輪 1（凸輪 6） 30 齒輪 7 5 290 6 根據(jù)相關(guān)的傳動(dòng)參數(shù)，選擇合適的齒輪 、齒條、凸輪 ，組成一個(gè)完整的傳動(dòng)系統(tǒng)。 5． 3 齒條、齒輪 傳動(dòng) 齒條 5的直線周期性移動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪 7 的勻速周期性轉(zhuǎn)動(dòng)。其嚙合三維視圖如右： 齒條 5 參數(shù)為： m5=4, α 5=20186。，厚度 4mm， ha﹡ =1,c﹡ =； 齒輪 7 參數(shù)為： d7=80mm,m7=4mm,ha﹡ =1,c﹡ =,z7=20, α 7=20186。,厚度 5mm。 由上述 傳動(dòng)系統(tǒng)各軸傳動(dòng)參數(shù)表可知，齒輪 7 的單周期轉(zhuǎn)速為 5r/min， 用ProE可模擬繪出 齒條 端點(diǎn) 的移動(dòng) 位置與時(shí)間關(guān)系曲線，如下所示： （扇葉安裝位置）運(yùn)動(dòng)分析： 桿上任一點(diǎn)繞軸心做勻速（單個(gè)周期內(nèi)）作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)張開角度為120 186。 其轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為：
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