臺式電風扇搖頭機構設計機械原理課程設計(編輯修改稿)
2025-02-14 15:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 圓柱凸輪的理論廓線進行設計：凸輪上需設置一定的螺旋線，螺旋線方程，即理論廓線的方程為：按預設螺旋線方程，通過matlab繪圖，模擬出螺旋線，如下：以這樣的螺旋線設計方案，與之接觸的齒條一端沿z軸（即凸輪軸線方向）勻速運動，且無徑向進給運動產(chǎn)生，保證了電風扇搖頭機構的轉(zhuǎn)動無急回、死點的現(xiàn)象出現(xiàn)，使機構能夠平穩(wěn)進行。此時，作為從動件的齒條一端與之嚙合傳動三維視圖如右：4．3 設計注意要求該機構的工作原理為通過電機驅(qū)動，使扇葉轉(zhuǎn)動，同時電機的轉(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)動實現(xiàn)蝸桿的小角度擺動，進而實現(xiàn)電風扇搖頭功能。因此，設計時要注意將齒輪7與蝸輪3分離，即蝸輪3與蝸輪4為同軸同速轉(zhuǎn)動，而其固定軸對齒輪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. 動力分析 （整個機構的結構簡圖）5．1傳動比計算 總?cè)珎鲃颖扔嬎愀鶕?jù)傳動比的定義有如下結果：i總=n4/n7=1200/5=240其中：n4為電動機滿載轉(zhuǎn)速，本設計中為1200r/min； n7為電風扇搖頭轉(zhuǎn)速，為5r/min。 各級傳動比由于傳動系統(tǒng)是三級傳動，故應該滿足以下公式：i總=i1 i2 i3 其中，i總總傳動比，i1 、ii3分別為第3級傳動比。傳動比的分配原則可概括為：a ) 使各級傳動的承載能力大致相等（齒面接觸強度大致相等）；b ) 使減速器能能獲得最小外形尺寸和重量；c ) 使各級傳動中大齒輪的浸油深度大致相等，潤滑最為簡便。結合以上原則，再查相關文獻可確定本設計中的各級傳動比為：根據(jù)轉(zhuǎn)速與傳動比的關系，計算如下：由以上輪系的分析和對凸輪螺旋線的分析得知，當蝸桿以1200r/min轉(zhuǎn)動時，凸輪螺旋線軸線方向的運動速度為21mm/s。此時的風扇搖頭角速度（即齒輪7）轉(zhuǎn)速為5r/min。各構件轉(zhuǎn)速計算為： n4=1200r/min(電機轉(zhuǎn)速) n3=n4/i1=40r/min n1=n3/i2=30r/min n7=n1/i3=5r/min注：n3=n2,n1=n6輸入功率與傳動效率直接相關，根據(jù)文獻[1]中的表16259，可查得各級的傳動效率為：1=, 2=, 3=, 4=。故各零件輸入功率為：輸入轉(zhuǎn)矩與輸入功率、轉(zhuǎn)速的關系為：。依據(jù)此式，結合以上數(shù)據(jù)，可計算各軸輸入轉(zhuǎn)矩，結果如下：以上結果可用下表表示：傳動系統(tǒng)各軸傳動參數(shù)表 項目零件號功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳動比蝸桿41200\蝸輪34030錐齒輪1（凸輪6）30齒輪752906根據(jù)相關的傳動參數(shù)，選擇合適的齒輪、齒條、凸輪，組成一個完整的傳動系統(tǒng)。5．3 齒條、齒輪傳動 齒條5的直線周期性移動驅(qū)動齒輪7的勻速周期性轉(zhuǎn)動。其嚙合三維視圖如右：齒條5參數(shù)為：m5=4, α5=20186。，厚度4mm，ha﹡=1,c﹡=；齒輪7參數(shù)為：d7=80mm,m7=4mm,ha﹡=1,c﹡=,z7=20, α7=20186。,厚度5mm。由上述傳動系統(tǒng)各軸傳動參數(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的移動位置與時間關系曲線，如下所示：（扇葉安裝位置）運動分析：桿上任一點繞軸心做勻速（單個周期內(nèi)）作勻速圓周運動，擺動張開角度為120 186。其轉(zhuǎn)動半徑為：圓弧軌跡ProE繪圖如下紅色弧線：扇葉上任一點的運動為隨電機勻速轉(zhuǎn)動與隨大齒輪7勻角速擺動的合成，通過ProE模擬其速度與時間關系曲線如下：6. 心得體會 （組長 徐江海） 為期近一周的機械原
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