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1、
臺式電風(fēng)扇搖頭裝置 臺式電風(fēng)扇搖頭裝置機構(gòu)設(shè)計畢業(yè)論文
臺式電風(fēng)扇搖頭裝置機構(gòu)設(shè)計
摘要
電風(fēng)扇搖頭裝置設(shè)計是從電風(fēng)扇設(shè)計開始的，也是電風(fēng)扇設(shè)計中最重要的局部，對于電風(fēng)扇的研究，國內(nèi)外已有不少的研究成果，但在創(chuàng)新這一塊做的還不夠, 還有待進(jìn)一步完善。
本文首先對搖頭電風(fēng)扇的歷史和開展現(xiàn)狀以及其類型和特點進(jìn)行了介紹，然后介紹了設(shè)計準(zhǔn)那么, 提出方案擬定, 并選擇最優(yōu)方案,主要是現(xiàn)有的電風(fēng)扇搖頭裝置中平面搖桿機構(gòu)，包括平面搖桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、工作原理、設(shè)計原理、設(shè)計原那么；其次根據(jù)原動機的轉(zhuǎn)速, 分配傳動比，選擇適宜的機構(gòu), 如蝸輪蝸桿機構(gòu)以及齒輪機構(gòu), 根據(jù)傳動比確定
2、它們的根本參數(shù)，設(shè)計計算幾何尺寸,再次采用圖解法, 根據(jù)條件(極位夾角, 搖桿速度等)設(shè)計平面四桿機構(gòu), 然后在實驗室組建仿真機構(gòu)模型, 觀察所設(shè)計的尺寸是否滿足所需的運動軌跡，再就制作臺式電風(fēng)扇搖頭平面機構(gòu)的計算機動態(tài)演示, 通過圖解法研究各桿件的運動, 進(jìn)行運動分析, 最后總結(jié)并講述了電風(fēng)扇的未來展望。
關(guān)鍵詞： 平面搖桿機構(gòu)，傳動比, 蝸輪蝸桿, 齒輪傳動, 運動分析 ,動態(tài)演示
The shaking equipment of fans
Abstract
The design of the shaking equipment of fans is the begin
3、ning of the design of electric fans, and
it is the most important part of the electric fans design at home and abroad, there are many research results, but in this one innovation has not done enough and has yet to be further improved.
In this paper, shaking equipment on the history and development
4、 of electric fans and the status
of its type and characteristics were first introduced, and then introduced the design for the proposed programming, and choose the best, mainly the existing fans installed in the plane shook his head rocker agencies, including Rocker plane the structure, working pri
5、nciple, design principles, design principles; Secondly choosing the appropriate agencies on the basis of known motive of the original speed, the distribution of transmission ratio, such as the worm gear worm agencies and institutions, according to the transmission ratio to determine their basic par
6、ameters, design and calculation geometry, again using graphic method, in accordance with the known conditions ( A-angle, rocker speed, etc.) designed plane four bodies, and then set up in the laboratory simulation model agencies to observe whether the size of the design to meet the required trajecto
7、ry, and desktop fans on the production of the plane shook his head dynamic computer Demonstration, through the preparation of ICC procedures on the movement of the bar, exercise analysis. At last conclude and introduce about the future prospects of the fans.
Key words: Plane rocker; transmission ra
8、tio; Worm Gear; Gear; sports analysis;
dynamic demo
目 錄
摘要 ......................................................................... i Abstract .................................................................... ii
第一章 引言 ...............................................................
9、.. 1
1.1 電風(fēng)扇開展現(xiàn)狀和前景展望 ............................................ 1
1.2 臺扇的結(jié)構(gòu)與工作原理 ................................................. 1
第二章 電風(fēng)扇搖頭裝置機構(gòu)的設(shè)計 ............................................. 3
2.1 電風(fēng)扇搖頭裝置機構(gòu)設(shè)計概述 ........................................... 3
2.2 電風(fēng)扇搖頭裝置機構(gòu)設(shè)計原那么 .........
10、.................................. 3
2.3 方案擬定 ............................................................. 3
2.3.1方案 Ⅰ (離合式搖頭機構(gòu)) ....................................... 3
2.3.2方案 Ⅱ (锨撥式搖頭機構(gòu)) ....................................... 4
2.3.3 方案 Ⅲ (平面連桿搖頭機構(gòu)) ....................................
11、5
2.3.4 方案 Ⅳ (另一種平面連桿搖頭機構(gòu)) ............................. 5
2.3.5 比照分析并選擇方案 ............................................. 6
第三章 機構(gòu)的尺寸設(shè)計 ....................................................... 7
3.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的設(shè)計 ................................................... 7
3.1.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的組成和根本形式............
12、....................... 7
3.1.2 平面雙搖桿機構(gòu)的分類和極限位置分析............................. 7
3.1.3 四桿位置和尺寸確實定 ........................................... 8
3.2 原動機的選擇和傳動比的分配 ........................................... 9
3.2.1 原動機的選擇 ................................................... 9
3.2.2 傳動比的分配 .......
13、........................................... 10
3.3 蝸輪蝸桿機構(gòu) ........................................................ 10
3.3.1 蝸輪蝸桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點 ........................................ 10
3.3.2 蝸輪蝸桿機構(gòu)的幾何尺寸計算 .................................... 11
3.4 齒輪機構(gòu) ...............................................
14、............. 12
3.4.1 齒輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點 ............................................ 12
3.4.2 齒輪機構(gòu)的幾何尺寸計算 ........................................ 13
第四章 平面雙搖桿機構(gòu)的運動分析 ............................................ 14
4.1 概述 ................................................................ 14
4.2 平面搖桿機構(gòu)的
15、運動分析 .............................................. 14
第五章 機構(gòu)運動仿真的總體分析 .............................................. 17
5.1 計算機動態(tài)演示 ...................................................... 17
5.2 組建機構(gòu)運動仿真模型 ................................................ 21
第六章 總結(jié)與展望 ..........................
16、................................. 23
參考文獻(xiàn) ................................................................... 25
致謝 ........................................................................ 26
第一章 引言
1.1 電風(fēng)扇開展現(xiàn)狀和前景展望
近年來，相較人們對空調(diào)的普遍關(guān)注，電風(fēng)扇市場就有點門庭冷落。但空調(diào)高耗電量且封閉空間的弊端，使得通風(fēng)效果相對較好、功耗相對較低的電風(fēng)扇仍然存在很大的
17、市場。所以有必要研究電風(fēng)扇的開展。
電風(fēng)扇又稱電扇，用于散熱，夏天用它來清涼為好,還可用來驅(qū)散室內(nèi)熱氣。1882年，美國紐約的克羅卡日卡齊斯發(fā)動機廠的主任技師休伊斯卡茨霍伊拉，最早創(chuàng)造了商品化的電風(fēng)扇。 1908年，美國的埃克發(fā)動機及電氣公司，研制成功世界上最早的齒輪驅(qū)動左右搖頭的電風(fēng)扇, 這種電風(fēng)扇防止了不必要的三百六十度轉(zhuǎn)頭送風(fēng)，而成為以后銷售的主流。如今，電風(fēng)扇已一改人們印象中的傳統(tǒng)形象，在外觀和功能上都更追求個性化，塔式氣流扇尊貴典雅，卡通臺扇嬌巧可愛，而電腦控制、自然風(fēng)、睡眠風(fēng)、負(fù)離子功能等這些本屬于空調(diào)器的功能，也被眾多的電風(fēng)扇廠家拿來做文章，并在此根底上增加了照明、驅(qū)蚊等更多的
18、實用功能。據(jù)統(tǒng)計，市場成熟度頗高的電風(fēng)扇行業(yè)在國內(nèi)仍然存在著相當(dāng)大的市場容量，但由于這個行業(yè)技術(shù)比擬陳舊，外觀固定單一，市場上常見的落地扇、轉(zhuǎn)頁扇、臺扇、壁扇、樓頂扇、吊扇這幾個傳統(tǒng)類型電風(fēng)扇的外觀和功能的同質(zhì)化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，嚴(yán)重影響和制約了這個市場的開展和提升。但近年來一些主流企業(yè)開始有所覺察，他們通過積極創(chuàng)新，突破老式的傳統(tǒng)設(shè)計，紛紛開發(fā)出了一系列更富創(chuàng)新力，更具差異化個性的新產(chǎn)品，以求繼續(xù)做大蛋糕和進(jìn)行產(chǎn)品升級。
1.2電風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)與工作原理
1.2.1 電風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)
如圖1.1所示, 臺扇由扇葉、網(wǎng)罩、扇頭、調(diào)速機構(gòu)、底座等局部組成, 扇頭是臺扇中最復(fù)雜、最重要的部件，由電動機、
19、前后端蓋及搖頭機構(gòu)等構(gòu)成, 而吊扇主要由扇頭、上下罩、吊桿、吊攀以及獨立安裝的調(diào)速器組成。轉(zhuǎn)頁扇由于導(dǎo)風(fēng)輪的作用，使其送出的風(fēng)風(fēng)力柔和，舒適宜人。
圖 1.1 臺扇的根本結(jié)構(gòu)
1.2.2 電風(fēng)扇工作原理
電風(fēng)扇工作時〔假設(shè)房間與外界沒有熱傳遞〕室內(nèi)的溫度不僅沒有降低，反而會升高。讓我們一塊來分析一下溫度升高的原因：電風(fēng)扇工作時，由于有電流通過電風(fēng)扇的線圈，導(dǎo)線是有電阻的，所以會不可防止的產(chǎn)生熱量向外放熱，故溫度會升高。但人們?yōu)槭裁磿杏X到?jīng)鏊?？因為人體的體表有大量的汗液，當(dāng)電風(fēng)扇工作起來以后，室內(nèi)的空氣會流動起來，所以就能夠促進(jìn)汗液的急速蒸發(fā)，結(jié)合“蒸發(fā)需要吸收大量的熱量〞，
20、故人們會感覺到?jīng)鏊?風(fēng)扇在轉(zhuǎn)動時，扇葉后面空氣的流速要慢于扇葉前面空氣的流速，這樣后面空氣的壓力就比前面的大，這個壓力差，就推動空氣向前，形成風(fēng)了。
第二章 電風(fēng)扇搖頭機構(gòu)的設(shè)計
2.1 電風(fēng)扇搖頭機構(gòu)設(shè)計概述
搖頭機構(gòu)由減速機構(gòu)、連桿機構(gòu)、控制機構(gòu)與過載保護(hù)裝置組成，形式有兩種:離合式與撥式。隨著時代的開展, 電風(fēng)扇的搖頭機構(gòu)也不僅僅限于這些, 例如就有一種電風(fēng)扇搖頭機構(gòu)，包括電動機、齒箱總成、搖頭連桿，電動機及齒箱總成安裝在Ｙ型支架上，Ｙ型支架固定在連接頭上，其中搖頭連桿一端與Ｙ型支架連接，另一端通過傳動機構(gòu)與齒箱總成連接。所述的傳動機構(gòu)是受齒箱總成控制的做旋轉(zhuǎn)運動的上下曲柄
21、蓋，曲柄蓋與連桿配合推動電風(fēng)扇做復(fù)合搖頭運動。由于采用機械式傳動取代了同步電機，使性能更穩(wěn)定、質(zhì)量更可靠，且結(jié)構(gòu)簡單、本錢低。還有一種可調(diào)搖頭角度的電風(fēng)扇搖頭機構(gòu), 包括連于連桿一端的搖臂輪，以及活動連于撥輪墊孔內(nèi)的中心軸, 實現(xiàn)了電風(fēng)扇搖頭擺動角度的方便調(diào)整且結(jié)構(gòu)緊湊，適用于室內(nèi)放置電風(fēng)扇不同的位置要求，提高了電風(fēng)扇的使用效率。所以電風(fēng)扇搖頭裝置多種多樣, 而且是在不斷創(chuàng)新的。
2.2 電風(fēng)扇搖頭裝置設(shè)計原那么[1]
1) 各構(gòu)件應(yīng)最簡化, 使電風(fēng)扇尾部裝在小的殼體中;
2) 各構(gòu)件之間安排合理的位置,以免相互干擾;
3) 搖頭應(yīng)平穩(wěn);
4) 發(fā)動機也應(yīng)跟隨搖頭裝置搖擺;
5)
22、應(yīng)使整體結(jié)構(gòu)美觀;
6) 自動擺頭、送風(fēng)角度可調(diào);
7) 噪音低、可定時。
2.3 電風(fēng)扇搖頭裝置方案擬定[2]
考慮到執(zhí)行機構(gòu)的速度較低和電動機的經(jīng)濟性，選用同步轉(zhuǎn)速為750r/min的電動機。臺
式電風(fēng)扇搖頭裝置的主要機構(gòu)是鉸鏈四桿機構(gòu)的運動。可以有多種多樣的設(shè)計方案，圖
2.1—2.4給出了四種可用于搖頭裝置運動的執(zhí)行機構(gòu)方案。
2.3.1 方案 Ⅰ (離合式搖頭機構(gòu))
該方案如下圖
圖 2.1 離合式搖頭機構(gòu)
該方案(見圖2.1)主要特點：
〔1〕是離合式搖頭機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單;
〔2〕不具有急回作用;
〔3〕不能承載較大載荷;
〔4〕嚙合軸做變速往
23、復(fù)運動，特別在空行程中，角速度有較劇烈的變化，使搖頭直 齒輪受到很大的慣性沖擊和震動。
2.3.2 方案Ⅱ (锨撥式搖頭機構(gòu))
該方案(見圖2.2)主要特點：
〔1〕是锨撥式機構(gòu)，結(jié)構(gòu)較前述方案簡單;
〔2〕不具有急回作用;
〔3〕不能承載較大載荷。
圖 2.2 锨撥式搖頭機構(gòu)
2.3.3 方案 Ⅲ (平面連桿搖頭機構(gòu)) [3]
圖 2.3 平面四桿搖頭機構(gòu)
圖2.3所示為電風(fēng)扇搖頭機構(gòu)原理，電動機外殼作為其中的一根搖桿AB，蝸輪作為連桿BC，構(gòu)成雙搖桿機構(gòu)ABCD。蝸桿隨扇葉同軸轉(zhuǎn)動，帶動BC作為主動件繞C點擺動，使搖桿AB帶電動機及扇葉一起擺動，實現(xiàn)一臺電
24、動機同時驅(qū)動扇葉和搖頭機構(gòu)。該方案主要特點：
〔1〕是一種平面連桿機構(gòu)，機構(gòu)簡單，加工方便，能承受較大載荷;
〔2〕有渦輪蝸桿機構(gòu)，傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動性平穩(wěn)，無噪聲，反形成具有自鎖性， 但傳動效率低，磨損較嚴(yán)重，蝸桿軸向力大;
〔3〕工作行程中，能使搖頭裝置控制符合要求。
2.3.4 方案 Ⅳ (另一種平面連桿搖頭機構(gòu))[4]
圖 2.4 平面四桿搖頭機構(gòu)
如圖2.4所示上面一種搖頭機構(gòu)方案和傳動比的大小，方案Ⅳ應(yīng)用在傳動比大的運動機構(gòu)中。由條件和運動要求進(jìn)行四連桿機構(gòu)的尺寸綜合，計算電動機功率、連桿機構(gòu)設(shè)計等，繪出機械系統(tǒng)運動方案的電風(fēng)扇的搖頭機構(gòu)中，電機裝在搖桿
25、1上，鉸鏈B處裝有一個蝸輪。電機轉(zhuǎn)動時，電機軸上的蝸桿帶動蝸輪, 蝸輪與小齒輪空套在同一根軸上,再由小齒輪帶動大齒輪, 而大齒輪固定在連桿上, 從而迫使連桿2繞B點作整周轉(zhuǎn)動，使連架桿1和3作往復(fù)擺動，到達(dá)風(fēng)扇搖頭的目的。它具有方案Ⅲ的特點。
2.3.5 比照分析選擇方案
對以上四種方案進(jìn)行比擬, 綜合其優(yōu)缺點, 本次設(shè)計選用方案Ⅳ,原因如下:
1) 采用平面連桿機構(gòu), 使結(jié)構(gòu)簡單;
2) 有蝸輪蝸桿機構(gòu)，傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動性平穩(wěn)，無噪聲，反形成具有自鎖性，但傳動效率低，磨損較嚴(yán)重，蝸桿軸向力大;
3) 齒輪的應(yīng)用使整個傳動系統(tǒng)的傳動比減小;
4〕整個機構(gòu)簡單，加工方便，節(jié)省本錢。
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