空調(diào)出風(fēng)口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-21 00:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，將自鎖位置的驅(qū)動(dòng)桿與連桿調(diào)整到一直線即可）。上面介紹的只是我采用的方法，我相信一定有更好的辦法去計(jì)算和布置四鉸鏈機(jī)構(gòu)。 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)也是一種非常常見(jiàn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。它比四鉸鏈機(jī)構(gòu)少了一個(gè)中間零件，使它整個(gè)傳動(dòng)過(guò)程更為穩(wěn)定簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有鎖死點(diǎn)，但是受到撥輪軸線與風(fēng)門軸線的限制，當(dāng)兩軸線間距較大且轉(zhuǎn)動(dòng)角度較大時(shí)，會(huì)使其旋轉(zhuǎn)軌跡占用較大的空間，往往會(huì)受到空間的影響，無(wú)法布置！ 圖 211 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的布置擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的布置比較簡(jiǎn)單，不需要考慮死點(diǎn)等問(wèn)題，只要注意導(dǎo)桿的有效區(qū)域（對(duì)應(yīng)在零件中即為連桿中的開(kāi)槽）滿足撥輪與風(fēng)門連桿的行程即可。對(duì)于擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，隨著驅(qū)動(dòng)桿角度的變化，驅(qū)動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)所需的操作力是不斷變化的，為了讓操作力的變化不是很劇烈，建議風(fēng)門與殼體的配合處摩擦力要盡可能減小，這樣可以使驅(qū)動(dòng)桿所需的操作力絕大部分由撥輪與殼體配合的摩擦力提供，這樣會(huì)使整個(gè)操作過(guò)程感覺(jué)施力更加均勻，手感更好。事實(shí)上任何四連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，都推薦盡可能將驅(qū)動(dòng)件以外的提供反作用力的環(huán)節(jié)造成的效果盡可能削弱，對(duì)驅(qū)動(dòng)力形成阻滯的因素絕大部分做在驅(qū)動(dòng)桿上，這樣才能夠獲得穩(wěn)定的操作力效果。 制造死點(diǎn)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)在行程內(nèi)是沒(méi)有死點(diǎn)的，但是可以通過(guò)改變滑槽的曲線，人為的制造一個(gè)死點(diǎn)，用于風(fēng)門的鎖止。如圖212所示，AC桿逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)可以順利的進(jìn)入BC段，到達(dá)B點(diǎn)后，滑槽結(jié)束，進(jìn)入風(fēng)門鎖止?fàn)顟B(tài)，AC桿無(wú)法再逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，這個(gè)時(shí)候如果風(fēng)門受到逆向力，試圖讓CD桿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，滑塊對(duì)AB桿施加的力會(huì)將AB桿向逆時(shí)針?lè)较蛲苿?dòng)，造成鎖死，達(dá)到效果。圖212 齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)齒輪嚙合是最平穩(wěn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中都可以保證力的均勻性，能夠獲得最佳的手感！缺點(diǎn)是可能會(huì)造成成本的上升，其制造精度要求也會(huì)比較大。 圖213 圓柱直齒輪機(jī)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)用在出風(fēng)口上的齒輪結(jié)構(gòu)均為圓柱直齒輪，如圖214。從設(shè)計(jì)角度來(lái)說(shuō)，先確定撥輪與風(fēng)門的轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍，即為兩齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。AO1B與CO2D兩角度與兩齒輪的半徑O1B、O2D成反比，O1A、O2C之和為風(fēng)門轉(zhuǎn)軸與撥輪轉(zhuǎn)軸的間距。從而可以推出兩齒輪的半徑，這個(gè)時(shí)候只要再選定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)就可以完成初步設(shè)計(jì)了。 圖 214 模數(shù)的選擇從理論上來(lái)說(shuō)，我們選擇任意的模數(shù)都可以完成齒輪的傳動(dòng)，但是事實(shí)上由于我們出風(fēng)口的齒輪傳動(dòng)范圍并非全齒旋轉(zhuǎn)，一般希望齒輪傳動(dòng)在兩個(gè)終點(diǎn)位置時(shí)嚙合處的狀態(tài)是一個(gè)齒高剛好插入到對(duì)手齒輪的齒根處，而不是某個(gè)中間狀態(tài)。因此需要將模數(shù)與出風(fēng)口撥輪與風(fēng)門的旋轉(zhuǎn)行程進(jìn)行重新配比。從理論上來(lái)說(shuō)模數(shù)選的越小，單齒轉(zhuǎn)動(dòng)角度越小，配比將更為容易。但是過(guò)小的模數(shù)會(huì)造成對(duì)制造精度的要求更高，機(jī)構(gòu)容易失效，因此這個(gè)數(shù)值是需要進(jìn)行公差分析后再定義的。 柔性結(jié)構(gòu)齒輪嚙合是高精度的傳動(dòng)方式，零件如果尺寸偏差過(guò)大，很容易造成脫齒，卡死等不良結(jié)果。在出風(fēng)口中，我們不可能采用高精度的金屬齒輪，一般都采用塑料注塑成型的齒輪，因此為了防止精度不夠造成的機(jī)構(gòu)失效，推薦在齒輪上做出一定的柔性弱化結(jié)構(gòu)，圖213的實(shí)例即為兩齒輪均作了柔性結(jié)構(gòu)，如果采用齒輪傳動(dòng)，建議至少在一處齒輪上做出類似結(jié)構(gòu)。 雙風(fēng)門控制機(jī)構(gòu)在出風(fēng)口殼體形狀比較狹長(zhǎng)的情況下，如果撥輪剛好布置在較長(zhǎng)邊的一側(cè)，這時(shí)風(fēng)門有兩種布置方法，一是傳統(tǒng)的將風(fēng)門轉(zhuǎn)軸同樣布置在垂直于較長(zhǎng)邊的方向，一是布置在較窄一側(cè)。如果是第一種情況，風(fēng)門的打開(kāi)狀態(tài)將占用非常大的空間，這個(gè)時(shí)候我們可以考慮采用雙風(fēng)門，本節(jié)將介紹一下控制雙風(fēng)門的機(jī)構(gòu)如圖215。如果是第二種情況，由于撥輪與風(fēng)門不再同軸，需要采用空間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行傳動(dòng)，這部分內(nèi)容將放在下一節(jié)進(jìn)行介紹。 圖215 雙風(fēng)門機(jī)構(gòu)的基本形態(tài) 圖216如圖216，雙風(fēng)門機(jī)構(gòu)是一套四鉸鏈機(jī)構(gòu)與擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的組合，導(dǎo)桿EF與連桿BC為一體，驅(qū)動(dòng)擺桿OG，通過(guò)滑塊傳遞力給連桿BC，再通過(guò)連桿BC驅(qū)動(dòng)AB與CD桿，完成整個(gè)傳動(dòng)過(guò)程。 雙風(fēng)門控制機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有了四鉸鏈機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)雙風(fēng)門控制機(jī)構(gòu)就非常簡(jiǎn)單了。1/ 首先布置ABCD這套鉸鏈機(jī)構(gòu)，雖然說(shuō)理論上來(lái)說(shuō)只要任意布置AB，BC，CD三桿的長(zhǎng)度都可以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)，但是為了獲得更穩(wěn)定的傳動(dòng)效果，建議布置成如圖216所示意的平行四邊形，這樣一個(gè)狀態(tài)下，兩個(gè)被驅(qū)動(dòng)桿，AB、CD的傳動(dòng)角始終是一致的。2/ 為了獲得最佳的傳動(dòng)效果，我們可以把風(fēng)門轉(zhuǎn)過(guò)一半角度時(shí)的AB、CD桿與連桿BC垂直，獲取最大的傳動(dòng)角90度，然后根據(jù)周邊零件對(duì)兩桿轉(zhuǎn)動(dòng)范圍的限制，暫定一個(gè)桿長(zhǎng)。3/ AB CD桿長(zhǎng)確定后，導(dǎo)桿EF的左右運(yùn)動(dòng)行程也已經(jīng)確定，在草圖上作出EF桿的兩個(gè)極限位置（黃色與紫色鉛垂線），過(guò)撥輪的圓心作任意圓與兩線相交，做圓心到交點(diǎn)的連線（紅線）并約束兩線段間的夾角。圖 2174/ 更改夾角的值為撥輪實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)角度，我們可以獲取一個(gè)理論上的OE桿長(zhǎng)度，如下圖218所示，機(jī)構(gòu)雖然理論上可行，但是導(dǎo)桿區(qū)域太長(zhǎng)，不滿足要求。 圖 2185/ 優(yōu)化：類似于前面的四鉸鏈機(jī)構(gòu)布置，我們對(duì)AB、CD桿的桿長(zhǎng)重新進(jìn)行調(diào)整，很快就可以獲得合適的機(jī)構(gòu)。 撥輪轉(zhuǎn)軸與風(fēng)門轉(zhuǎn)軸呈角度時(shí)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)我們前面所介紹的五種機(jī)構(gòu)，都屬于平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，但是在實(shí)際上，很多時(shí)候撥輪與風(fēng)門轉(zhuǎn)軸會(huì)呈一定的角度，這個(gè)時(shí)候機(jī)構(gòu)的選擇會(huì)有所變化。 撥輪轉(zhuǎn)軸與風(fēng)門轉(zhuǎn)軸同平面呈角度在撥輪轉(zhuǎn)軸與風(fēng)門轉(zhuǎn)軸同平面呈角度的時(shí)候，我們?nèi)钥梢圆捎闷矫鏅C(jī)構(gòu)的布置方法。 圖 219擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)是最為簡(jiǎn)單的，直接將風(fēng)門連桿的兩個(gè)極限位置投影到撥輪連桿的運(yùn)動(dòng)平面，進(jìn)行平面上的擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)分析，分析完畢后轉(zhuǎn)換回原平面就可以了。四鉸鏈機(jī)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜一點(diǎn)，兩軸夾角較小的情況下，我們?nèi)匀豢梢詫L(fēng)門連桿投影到撥輪所在平面進(jìn)行分析，分析后重新轉(zhuǎn)換過(guò)去。由于四鉸鏈機(jī)構(gòu)連桿都是相互鉸接的，轉(zhuǎn)換以后風(fēng)門的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍肯定與原先設(shè)定的有所變化，但是由于兩軸夾角較小，這種變化比較輕微，我們只要在空間上重新微調(diào)風(fēng)門處的被驅(qū)動(dòng)桿的長(zhǎng)度，就可以得到正確的結(jié)果了。對(duì)于夾角較大的情況，四鉸鏈機(jī)構(gòu)的布置就相對(duì)復(fù)雜了，推薦使用擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。所幸一般來(lái)說(shuō)撥輪與風(fēng)門的轉(zhuǎn)軸夾角都不會(huì)很大，碰到這種情況的幾率非常小。 撥輪轉(zhuǎn)軸與風(fēng)門轉(zhuǎn)軸異面呈角度如圖220 一般來(lái)說(shuō)，我們不推薦這種設(shè)計(jì)，這樣會(huì)讓機(jī)構(gòu)會(huì)的復(fù)雜性大大增加，雖然理論上的傳動(dòng)鏈?zhǔn)强尚械模遣僮髁Φ目刂?，零件精度的要求?huì)更高。 圖 220下面介紹一種撥輪轉(zhuǎn)軸與風(fēng)門轉(zhuǎn)軸異面垂直情況下的機(jī)構(gòu)。如圖221，是機(jī)構(gòu)的展開(kāi)圖 圖 221圖中的機(jī)構(gòu)是兩套導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的組合，通過(guò)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)將AB的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為BC桿的旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滑塊F在ED導(dǎo)桿上滑動(dòng)，通過(guò)滑塊F的滑動(dòng)，再帶動(dòng)GF桿旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)傳動(dòng)過(guò)程。這套簡(jiǎn)圖對(duì)應(yīng)實(shí)際的物理模型，AB桿為撥輪處的驅(qū)動(dòng)桿，滑塊B表現(xiàn)為在FC桿上的一段開(kāi)槽，滑塊F對(duì)應(yīng)的是 GF桿上的一段開(kāi)槽，DE為虛
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