机械创新设计大赛角动量守恒吊扇讲义.ppt

角动量守恒吊扇 参赛者：黄潇 呂英廉 张金鑫 陈杰 屈成刚 指导教员：赵永东 一、设计背景 二、设计特色 三、作品方案设计 四、作品应用前景 一、设 计 背 景 空调 耗费功率大 成本高; 传统吊扇 散热面积小 噪声影响大 吹风不均匀 一个教室往往需要多个吊扇 不能间歇吹风 二 、设 计 特 色 模仿地球的运行轨迹，在自转的同时进行公转，且结构简单。 增加了风扇的散热面积，且散热均匀，取得了更好的消暑效果。 实现了间歇式吹风，接近于自然风的规律，有益于身体健康。 在相同大小的空间内，相较传统吊扇，减少了吊扇的数量，减小了噪音，降低了成本。 三、作 品 方 案 设 计 （一）理论设计 要实现吊扇的上述功能，核心问题就是要使吊扇在自转的同时沿某一轨迹公转。这样，便可增加风扇的散热面积和实现间歇式吹风。由此，我们便想到了角动量守恒定律。 系统所受合外力矩为0时，系统角动量保持不变。 ——角动量守恒定律 ? 三、作 品 方 案 设 计 初始角动量L0 =0 风扇自转角速度为 ω1，转动惯量为 I1 风扇与横臂整体绕中心轴的角速度为 ω2，转动惯量为I2 由角动量守恒定律：L0=L1+L2 即 ：I1 ω1 +I2 ω2=0 ω2=-(I1 /I2) ω 1 三、作 品 方 案 设 计 中心轴通过螺纹连接与底座相连固定于屋顶; 横臂通过轴承固定在中心轴上； 中心轴上安装导电滑环解决旋转过程中的缠线问题； 扇体部分连接在横臂上； （二）结构设计 三、作 品 方 案 设 计 （三）安装方式 一、与我们普通吊扇的安装方式相同都是向上固定，即固定座是倒着固定在屋顶墙面上。如右图所示 二、向下固定，适用于屋顶墙面状况不适合施加负载的场所。如右图所示。 三、作 品 方 案 设 计 四、作 品 应 用 前 景 节能环保，符合发展前景 性价比高，节约成本和使用费用 适用面广，适用于教室、车站等公共场所 设计科学，更能满足需求 结构简单，安装维修方便 The end 谢谢大家！！！