Owen臺式电风扇摇头装置设计.doc

编号 丽水学院（学校） 实习设计 题 目 台式电风扇摇头装置机构设计 学生姓名 许增文 学 号 30 系 部 专 业 班 级 机自082 指导教师 二〇一〇年六月 设计任务书 ⑴ 按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案； ⑵ 画出机构运动方案简图； ⑶ 分配蜗轮蜗杆、齿轮传动比，确定他们的基本参数，设计计算几何尺寸； ⑷ 确定电扇摇摆转动的平面连杆机构的运动学尺寸，它应满足摆角Ψ及急回系数K条件下使最小传动角最大。并对平面连杆机构进行运动分析，绘制运动线图，验算曲柄存在的条件； ⑸ 编写设计计算说明书； 方案设计说明 一．设计要求 设计台式电风扇的摇头装置要求能左右旋转并可调节俯仰角。以实现一个动力下扇叶旋转和摇头动作的联合运动效果。 台式电风扇的摇头机构，使电风扇作摇头动作（在一定的仰角下随摇杆摆动）。风扇的直径为300mm，电扇电动机转速n=1450r/min，电扇摇头周期t=10s。电扇摆动角度ψ、仰俯角度φ与急回系数K的设计要求及任务分配见表。 方案号 电扇摇摆转动 电扇仰俯转动 仰角/(°) 摆角ψ/（°） 急回系数K E 100 1.03 22 二．功能分解 完成风扇左右俯仰的吹风过程需要实现下列运动功能要求： 在扇叶旋转的同时扇头能左右摆动一定的角度，因此，需要设计相应的左右摆动机构（本方案设计为双摇杆机构）。 为完成风扇可摇头，可不摇头的吹风过程。因此必须设计相应的离合器机构（本方案设计为滑销离合器机构）。 扇头的俯仰角调节，这样可以增大风扇的吹风范围。因此，需要设计扇头俯仰角调节机构（本方案设计为外置条件按钮）。 三. 选用机构 驱动方式采用电动机驱动。为完成风扇左右俯仰的吹风过程，据上述功能分解，可以分别选用以下机构。机构选型表： 功能 执行构件 工艺动作 执行机构 减速 减速构件 周向运动 锥齿轮机构 执行摇头 滑销 上下运动 离合机构 左右摆动 连杆 左右往复运动 曲柄摇杆机构 俯仰 撑杆 上下运动 按钮机构 1．减速机构选用 图1：锥齿轮减速机构 图2：蜗杆减速机构 由于蜗杆涡轮传动比大, 结构紧凑，反行程具有自锁性，传动平稳, 无噪声, 因啮合时线接触, 且具有螺旋机构的特点, 故其承载能力强，而锥齿轮在此处相比，占用更多的空间，尽管成本略低于蜗杆涡轮，考虑后面与离合机构的配合关系，综上，选择 蜗杆涡轮减速机构 2．离合器选用 它主要采用的滑销上下运动，使得涡轮脱离蜗杆从而实现是否摇头的运动 3．摇头机构选用 方案一 图 2.3 平面四杆摇头机构 图2.3所示为电风扇摇头机构原理，电动机外壳作为其中的一根摇杆AB，蜗轮作为连杆BC，构成双摇杆机构ABCD。蜗杆随扇叶同轴转动，带动BC作为主动件绕C点摆动，使摇杆AB带电动机及扇叶一起摆动，实现一台电动机同时驱动扇叶和摇头机构。该方案主要特点： （1）是一种平面连杆机构，机构简单，加工方便，能承受较大载荷; （2）有涡轮蜗杆机构，传动比大，结构紧凑，传动性平稳，无噪声，反形成具有自锁性， 但传动效率低，磨损较严重，蜗杆轴向力大; （3）工作行程中，能使摇头装置控制符合要求。 方案二 图 2.4 平面四杆摇头机构 如图2.4所示上面一种摇头机构方案和传动比的大小，此案应用在传动比大的运动机构中。由已知条件和运动要求进行四连杆机构的尺寸综合，计算电动机功率、连杆机构设计等，绘出机械系统运动方案的电风扇的摇头机构中，电机装在摇杆1上，铰链B处装有一个蜗轮。电机转动时，电机轴上的蜗杆带动蜗轮, 蜗轮与小齿轮空套在同一根轴上,再由小齿轮带动大齿轮, 而大齿轮固定在连杆上, 从而迫使连杆2绕B点作整周转动，使连架杆1和3作往复摆动，达到风扇摇头的目的。 对比分析选择方案 对以上两种方进行比较, 综合其优缺点, 本次设计选用后者因如下: 齿轮的应用使整个传动系统的传动比减小; 增长涡轮的寿命，使整个机构的运转更均匀，稳定 四．机构组合设计 摇头风扇有电机，齿轮机构，摇头连杆机构等组成。具体可分为: 减速机构：采用涡轮蜗杆，电机轴高速旋转的降速以带动摇头双摇杆机构转动。 摇头机构：将电机输出的转动经过连杆传动机构，最终转化为扇头的摆动。 控制机构：由一个滑销离合器实现风扇是否摇头的控制。上下移动实现了滑销离合器的结合与断开。同时也伴随着与蜗杆