機(jī)械原理課程設(shè)計(臺式風(fēng)扇的搖頭機(jī)構(gòu))

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1、真誠為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請指正。 目錄 1. 臺式風(fēng)扇搖頭裝置的功能與設(shè)計要求 1.1. 工作原理及工藝過程 1.2. 功能分析 1.3. 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 1.3.1 原始數(shù)據(jù) 1.3.2 設(shè)計要求 1.4 設(shè)計任務(wù) 2. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計 3. 減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計 4. 方案的確定 4.1 原動機(jī)的選擇 4.2 傳動方案確定 4.3 有關(guān)參數(shù)及相關(guān)計算 4.3.1 相關(guān)計算 4.3.2 傳動構(gòu)建的尺寸確定 5.尺寸與運動綜合 5.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計 5.2 驗算曲柄存在條件即最小傳動角 5.2

2、.1 曲柄存在的條件 5.2.2 最小傳動角的驗算 6. 系統(tǒng)總圖 1. 臺式風(fēng)扇搖頭裝置的功能與設(shè)計要求 1.1工作原理及工藝過程 系統(tǒng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 傳動減速機(jī)構(gòu) 原動機(jī) 1.2 功能分解 電風(fēng)扇的工作原理是將風(fēng)扇的送風(fēng)區(qū)域進(jìn)行周期性的變換達(dá)到送分區(qū)域的目的。顯然，為了完成電風(fēng)扇的搖頭工作，需要實現(xiàn)下列運動功能： （1） 風(fēng)扇需要按照運動規(guī)律做左右擺動，因此需要設(shè)計相應(yīng)的擺動機(jī)構(gòu)； （2） 風(fēng)扇需要轉(zhuǎn)換傳動軸線和改變轉(zhuǎn)速，因此需要設(shè)計相應(yīng)的齒輪系機(jī)構(gòu)。 此外，還要滿足傳動性能要求：改變風(fēng)扇的送風(fēng)區(qū)域時，在急回系數(shù)K=1.025，擺動角

3、ψ=95的要求下，盡量保持運動的平穩(wěn)轉(zhuǎn)穩(wěn)和減小機(jī)構(gòu)間的摩擦。 1.3原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 1.3.1原始數(shù)據(jù) 風(fēng)扇直徑為Φ300mm，電扇電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min，電扇搖頭周期T=10s。電扇的擺動角ψ=95，急回系數(shù)K=1.025。 1.3.2 設(shè)計要求 設(shè)計臺式電風(fēng)扇的搖頭裝置要求能按給定的急回系數(shù)和擺動角左右擺動，以實現(xiàn)一個動作下葉片和擺頭的動作同時完成。 1.4 設(shè)計任務(wù) 1.按給定主要參數(shù)，擬定機(jī)械傳動系統(tǒng)的總體方案。 2.畫機(jī)構(gòu)運動簡圖。 3.分配蝸輪蝸桿,齒輪傳動比，確定他們的基本參數(shù)，設(shè)計計算幾何尺寸。 4.解

4、析法確定平面連桿機(jī)構(gòu)的運動學(xué)尺寸。 5.提出調(diào)節(jié)擺角的結(jié)構(gòu)方案，并計算分析。 6.學(xué)生科=可進(jìn)一步完成臺式風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)的計算機(jī)動態(tài)演示驗證。 2. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計 相當(dāng)于一個四桿連桿機(jī)構(gòu)，ABCD，機(jī)架CD，連桿架AB為原動件，機(jī)構(gòu)ABCD變成雙搖桿機(jī)構(gòu)，AD的相對于機(jī)架的擺動即是搖頭動作。 3. 減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計 通過蝸輪蝸桿先實現(xiàn)1級減速，再通過齒輪機(jī)構(gòu)實現(xiàn)2級減速。 4. 方案的確定 4.1 原動機(jī)的選擇 籠式三相異步電動機(jī)，使用三相交流電，可以進(jìn)行幾檔換擋變速，而且電動機(jī)具有簡單，體積小，易維修，低價格等優(yōu)點，所謂選擇籠式三相異步電動機(jī)作為原動

5、機(jī)。 4.2 傳動方案的確定 綜合考慮得出以下傳動方案：在電動機(jī)主軸尾部連接蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)以實現(xiàn)減速，蝸輪蝸桿與小齒輪連為一體，小齒輪帶動大齒輪，大齒輪與鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的連桿做為一體，并以四桿機(jī)構(gòu)的連桿做為原動件，則機(jī)架，兩連桿架都做擺動，期中一個連桿架相對于機(jī)架的運動即是擺頭動作。 4.3 有關(guān)參數(shù)及相關(guān)計算 4.3.1 相關(guān)計算 電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min，搖頭周期T=10s,總的傳動比為n=（2πr/60）/（2π/T）=725/3，蝸桿頭數(shù)Z1=1，蝸桿的齒數(shù)Z2=62，小齒輪Z3與大齒輪Z4的確定由n12=Z2/Z1=62;n=n12n34；則n34=725

6、/186。則取Z3=18，Z4=70。 4.3.2 傳動構(gòu)件尺寸的確定 查閱相關(guān)資料后?。? 漸開線圓柱齒輪的基本參數(shù) 取齒輪的齒數(shù)分別為Z3=18，Z4=70。 模數(shù)m=1.25，ha*=1，c*=0.25，壓力角α=20。 分度圓直徑d3=m Z3=22.5（mm） d4=m Z4=87.5（mm） 齒頂高h(yuǎn)a=ha*m=1.25（mm） 齒根高h(yuǎn)f=（ha*+c*）m=2.8125（mm） 齒全高h(yuǎn)=ha+hf=4.0625（mm） 齒頂圓直徑 da3=d3+2ha=25（mm）

7、 da4=d4+2ha=90（mm） 齒根圓直徑 df3=d3-2hf=16.875（mm） df4=d4-2hf=81.875（mm） 基圓直徑 db3=d3cosα=21.14（mm） db4=d4cosα=82.22（mm） 齒距 p=πm=3.93（mm） 齒厚 s=πm/2=1.96（mm） 齒槽寬 e=πm/2=1.96（mm） 中心距 a=（d3+d4）/2=55（mm） 頂隙 c=c*m=0.3125（mm）。 普通圓柱蝸桿傳

8、動機(jī)構(gòu)和尺寸計算 查表取得：中心距a取40mm，i=62，m=1，d1=18，Z2=62，x2=0，γ=3.1，ha*=1,c=0.25 齒形角α=20 蝸桿變?yōu)橄禂?shù)x2=0 蝸桿軸向齒距 px=πm=3.14（mm） 蝸桿齒頂高 ha1=ha*m=1（mm） 頂隙 c=c*m=0.25（mm） 蝸桿齒根高h(yuǎn)f1=（ha*+c*）m=1.25（mm） 蝸桿齒高h(yuǎn)1=ha1+hf1=2.25（mm） 蝸桿齒寬b1取19.5（mm） 蝸桿分度圓直徑d2=mZ2=62（mm） 蝸輪齒頂高 df2=m（na*-x2

9、+c*）=1.25（mm） 蝸桿齒高h(yuǎn)2=ha2+hf2=2.25（mm） 蝸桿軸向齒厚sx1=Px/2=1.57（mm） 蝸桿法向齒厚sn1=sx1cosγ=1.568（mm） 5.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計 設(shè)計與計算 （1）由急回系數(shù)K計算極位夾角θ。由式θ=180（K-1）/(k+1),其中K=1.025，θ=2.22 四桿機(jī)構(gòu)若取AD為機(jī)架，則為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，以BC為機(jī)架，則為雙搖桿機(jī)構(gòu)，滿足要求。 計算各干的實際長度。分別量取AC1，AC2，AD,C1D的長度 AC1=197.41mm，AC2=75.88mm，AD=150.00mm，C1D=90.00mm a+b=AC1,b-a=AC2,所以AB=60.77mm，BC=136.65mm，CD=90.00mm，AD=150.00mm （2）最小傳動角的驗算 Cosγmin=（b2+c2-（d-a）2）/2bc=0.7647，所以γ=40.5 Cosγmax=（b2+c2-（d+a）2）/2bc=-0.7175，所以γ=135.8 則，傳動叫γ的范圍為（40.5，44.2），符合γmin≥40的條件 6. 系統(tǒng)總圖 7 / 7