2021年机械原理课程设计台式电风扇摇头装置

机械原理课程设计说明书

欧阳光明（2021.03.07）

台式电电扇摇头装置

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目录

一．设计题目……………………………………二．计划任务……………………………………三．设计提示……………………………………四．功能分化……………………………………五．机构的选用…………………………………六．机构组合设计与说明…………………………七．计划评价及相关计算…………………………八．小组中三个计划的评价与择优………………九．设计体会……………………………………一．设计题目

设计台式电电扇的摇头机构，使电电扇做摇头举措（在一定的仰角下随摇杆摆动）。

电扇的直径为300mm，电扇电念头转速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派表见表2.11.

表2.11 台式电电扇摆头机构设计数据

我选择计划D：摆角为ψ=95°，急回系数K=1.025。

二．计划任务

（1）按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体计划。

（2）画出机构运动计划简图。

（3）分派蜗轮蜗杆、齿轮传动比，确定它们的基本参数，设计计算几何尺寸。

（4）确定电电扇摇摆转动的屏幕、平面连杆机构的运动学尺寸，它应满足摆角及急回系数K条件下使最小传动角最年夜。并对平面连杆机构进行运动阐发，绘制运动线图，验算曲柄存在条件。

（5）编写设计计算说明书。

（6）学生可进一步完成台式电电扇摇头机构的计算机静态演

示或模型试验验证。

三．设计提示

（1）罕见的摇头机构有杠杆式、滑板式和揿拔式等。可以将电电扇的摇头举措分化为电扇左右摆动和电扇上下俯仰运动。电扇要摇摆转动克采取平面连杆机构实现。以双摇杆机构的连杆作为主动件（即电扇转子通过蜗轮蜗杆带动连杆传动），则其中一个连架杆的摆动即实现电扇的左右摆动（电扇装置在连架杆上）。机架可取80~90 mm。电扇的上下俯仰运动可采纳连杆机构、凸轮机构等实现。

（2）还可以采取空间连杆机构直接实现电扇的左右摆动和上下仰俯的复合运动。

四．功能分化

为完成电扇左右俯仰的吹风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，应设计设计相应的左右摆念头构完成电扇摇头或不摇头的吹风过程，所以必须设计相应的离合器机构。

扇头的仰俯角调节，这样可以增年夜电扇的吹风规模。因此需要设计扇头俯仰角调节机构（本计划设计为外置条件旋钮）。

五、机构的选用

1、驱动方法采取电念头驱动。为完成电扇的左右摆动的吹风过

程，采取弧形的轨道装置，轨道中间用一个半圆的滚轮，它结

构简单，制造容易，工作可靠，实现电扇平稳的摇头，并且可

以根据轨道的弧长控制电扇摇头的角度。电扇的上下俯仰运动

用外置手动按钮。

2、减速机构与离合器的选用

电念头传过来的动力，由于功率年夜，转轴运转速度快，在两对齿轮的减速下传给摇头机构。离合器的选用是为了在不想电扇摇头时，扇头的摆动能够停止，所以当拉杆被提起时，两个齿轮被提起，与轴上的轮齿分隔，电念头的动力就传不到摇头机构处。

3、摇头机构的选用

经减速齿轮传的动力，传递给轴上的半圆滚轮，半圆滚轮在弧形轨道内周期性的运动，实现了扇头的左右摆动。

4、外置的手动旋钮控制扇头的上下俯仰

在如图所示的圆孔中，装置一个外置手动的螺钉旋钮，当扇头控制好在什么角度后，旋紧螺钉，达到了电扇上下俯仰的目的。

六、机构的组合设计与说明

据上面功能机构的阐发我选用以上各机构的组合来实现电电扇的减速、摇头、俯仰。以下是电扇从两个角度看的立体图和一张简单的平面图

经过电念头的运转，所有动力都来源于电念头，在经过电念头轴上的齿和减速齿轮啮合，减速齿轮又将动力传给下一级齿轮，带动半圆形滚轮开始做圆周转动，半圆形滚轮在上下两轨道之间周期性接触，从而带动电电扇机头左右摇摆。为了包管半圆滚轮能与弧形轨

道接触适中，上轨道的上面和下轨道的下面都置有带弹簧的销轴，使半圆滚轮与两块轨道间有合适的压力，从而滚轮能在轨道内运动并带动扇头左右摇摆。当要停止电扇摇头时，减速齿轮被拉杆提起时，电念头轴的动力就无法传动到其它处所，从而电电扇停止摇头举措。外置手调俯仰角按钮置于电扇立柱与扇头相接处，手动增年夜扇头的俯角与仰角。

八、计划评价及相关计算

此计划的特点是它采取两对普通的直齿圆柱齿轮机构就实现

了减速作用，圆柱直齿轮易于制造，有确定的传动比等优点。其次，采取滑销离合器实现是否摇头控制，结构比较简单，使用便利，经济又实惠，还有制作起来也比较的简单。并且圆弧轨道的制造也很容易。缺点：电电扇的俯仰运动要靠手动来调节，在此我采取的是外置手调俯仰角的旋钮。另外如果电扇的摆角需要很年夜的时，所需的圆弧轨道长，所需的空间年夜。

根据速比系数K 计算极位角θ。由式知

11_180+°=K K θ，其中K = 1.025

（2）选择合适的轮齿数。由齿轮传动比i12=w1/w2=z2/z1求得齿数，最终要达到将1450r/min 的转数降至6r/min 的转数的目的。

九、计划比较与择优

图 11

如上图11所示的计划中它最年夜的特点是它只采取一对锥齿

轮机构就实现了修改和减速作用。采取锥齿轮机构可以使扇头结构紧凑，有确定的传动比等优点。其次，采取滑销离合器实现是否摇

头控制，结构比较简单，使用便利，经济又实惠，还有制作起来也比较的简单。同时，采取双摇杆机构实现扇头的左右摆动，可以实现较年夜规模的转动。制作起来经济且精度要求不是很高便于制造。

缺点：不克不及实现自动上下俯仰运动。

图12

如图12：仰俯运念头构：同步电念头带动曲柄旋转，曲柄拉动电扇机电座所在的摇杆做上下15°的仰俯运动。为了使同步机电能够轻松地带动电扇的机头做上下仰俯运动，减小机电磨损和能量的消耗，在设计时应使电扇机头的重心落在摇杆与机架相连的铰链处。同时使用胶状固体润滑剂，减小噪音，减小零件磨损，延长零件使用寿命。在使用过程中，通过开关控制同步机电的运动即可实现掀开或关闭仰俯运动。

左右摇头机构：电扇主电念头的轴后部是蜗杆，通过蜗杆带动偏心轮运转，从而拉摆荡杆，实现电电扇的左右摇头运动。

此计划实现了电电扇的自动左右摆头和上下摆头的要求，同时电电扇的结构简单，制造便利，运行可靠。在日常使用中只要偶尔在运动部位加注胶状固体润滑剂就可以长期可靠运行，噪音很低，和年夜家在日常生活中所见电电扇一样。

综上:选用如图12的计划为我们小组的计划。

十、设计体会

机械原理课程设计结束了，回望这长久的几天时间学习，自己学到了很多。在真正开始设计这个电电扇摇头装置之前，自己也曾有过很多想法和计划，有的很简单，有的很庞杂。在这么多计划中