台式电风扇的机械原理与创新

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2机械原理课程设计台式电风扇摇头装置

台式电风扇摇头装置设计

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整俯仰角。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（在肯定的仰角下随摇杆摇摆）。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.电扇摇摆角度中、仰俯角度Φ与急回系数K的设计要求及任务安排见表。

方案号电扇摇摆转动电扇仰俯转动仰角夕/

（°）

摆角ψ/（°）急回系数K

2.设计任务:

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安排蜗轮蜗杆、齿轮传动比，确定他们的基本参数，设计计算几何尺寸；

（4）确定电扇摇摆转动的平面连杆机构的运动学尺寸，它应满意摆角中及急回系数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；

二.功能分解明显为完成风扇左右俯仰的吹风过程须要实现下列运动功能要求：

在扇叶旋转的同时扇头能左右摇摆肯定的角度，因此，须要设计相应的左右摇摆机构（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。因此必需设计相应的离合器机构（本方案设计为滑销离合器机构）。

扇头的俯仰角调整，这样可以增大风扇的吹风范围。因此，须要设计扇头俯仰角调整机构（本方案设计为外置条件按钮）。

三.机构选用驱动方式采纳电动机驱动。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：

图1：锥齿轮减速机构

图2,蜗杆减速机构

由于蜗杆蜗轮啮合齿轮间的相对滑动速度较大,摩擦磨损大,传动效率较低，易出现发热现象,常须要用较贵的减磨耐磨材料来制造蜗轮,制造精度要求高，刀具费用昂贵，成本高。锥齿轮可以用来传递两相交的运动，相比蜗杆蜗轮成本较低。所以在此我们选用锥齿轮减速。2,离合器选用

机械原理课程设计(台式电风扇的摇头装置)

1．台式电风扇摇头装置的功能与设计要求 (3)

1.1工作原理及工艺过程 (3)

1.2功能分解 (3)

1.3原始数据及设计要求 (3)

1.3.1 原始数据 (3)

1.3.2 设计要求 (3)

1.4设计任务 (3)

2．执行机构的设计 (4)

2.1（方案Ⅰ） (4)

2.2（方案Ⅱ） (4)

2.3（方案Ⅲ） (5)

2.4（方案Ⅳ） (6)

3．执行机构的辅助构件设计 (6)

3.1滑销控制机构（方案Ⅰ） (6)

3.2齿轮控制机构（方案Ⅱ） (7)

4．减速机构的设计 (7)

4.1蜗杆减速机构（方案Ⅰ） (7)

4.2锥齿轮减速机构（方案Ⅱ） (7)

5．方案的确定 (8)

5.1原动机的选择 (8)

5.2传动方案确定 (8)

5.3有关参数及相关计算 (8)

5.3.1相关计算 (8)

5.3.2传动构件的尺寸确定 (8)

6．尺寸与运动综合 (9)

6.1执行机构尺寸设计 (9)

6.2验算曲柄存在条件即最小传动角 (10)

6.2.1曲柄存在条件 (10)

6.2.2最小传动角验算 (11)

7.系统总图 (11)

8.总体评价 (11)

8.1课题总结 (11)

8.2存在问题 (12)

参考文献 (12)

1．台式电风扇摇头装置的功能与设计要求

1.1工作原理及工艺过程

1.2功能分解

电风扇的工作原理是将电风扇的送风区域进行周期性变换，达到增大送风区域的目的。显然，为了完成电风扇的摆头动作，需实现下列运动功能要求：

（1）风扇需要按运动规律做左右摆动，因此需要设计相应的摆动机构。

（2）风扇需要转换传动轴线和改变转速，因此需要设计相应的齿轮系机构。

机械原理课程设计-台式电风扇摇头装置的设计

0.设计任务书 (3)

1.工作原理和工艺动作分解 (4)

2.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 (5)

3.执行机构选型 (6)

4.机械运动方案的选择和评定 (10)

5.机械传动系统的速比和变速机构 (11)

6.摇头机构的尺寸设计 (12)

7.电风扇摇头机构的三维建模 (14)

8.电风扇摇头机构速度与加速度分析 (15)

9.参考资料 (16)

10.设计总结 (17)

课程设计任务书

机械工程学院（系、部）机械大类专业机械0904 班级

课程名称：机械原理课程设计

设计题目：台式电风扇摇头装置的设计

完成期限：自2011 年 6 月24 日至2011 年7 月 1 日共 1 周

1.工作原理和工艺动作分解

（1）工作原理及工艺过程

图1-1 工艺过程图

（2）功能分解

电风扇的工作原理是将电风扇的送风区域进行周期性变换，达到增大送风区域的目的。显然，为了完成电风扇的摆头动作，需实现下列运动功能要求：

1）风扇需要按运动规律做左右摆动，因此需要设计相应的摆动机构。

2）风扇需要转换传动轴线和改变转速，因此需要设计相应的齿轮系机构。

对这两个机构的运动功能作进一步分析，可知它们分别应该实现下列基本运动：

3）左右摆动有三个基本运动：运动轴线变换、传动比降低和周期性摆动。

4）转换运动轴线和改变传动比有一个基本动作：运动轴线变换。

此外，还要满足传动性能要求：改变电风扇的送风区域时，在急回系数 K ＝1.01、摆动角度φ=80°的要求下，尽量保持运动的平稳转换和减小机构间的摩擦。

图1-2 功能分解图

2.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图

《机械原理课程设计》台式电风扇摇头机构

绪论：

风扇，指热天借以生风取凉的用具。电风扇，是用电驱动产生气流的装置，内配置的扇子通电后来进行转动化成自然风来达到乘凉的效果。

图1（家用风扇简图）

发明时间

机械风扇起源房顶上，1829年，一个叫詹姆斯·拜伦的美国人从钟表的结构中受到启发，发明了一种可以固定在天花板上，用发条驱动的机械风扇。这种风扇转动扇叶带来的徐徐凉风使人感到欣喜，但得爬上梯子去上发条，很麻烦。

1872年，一个叫约瑟夫的法国人又研制出一种靠发条涡轮启动，用齿轮链条装置传动的机械风扇，这个风扇比拜伦发明的机械风扇精致多了，使用也方便一些。

1880年，美国人舒乐首次将叶片直接装在电动机上，再接上电源，叶片飞速转动，阵阵凉风扑面而来，这就是世界上第一台电风扇。

电风扇的主要部件是：交流电动机。其工作原理是：通电线圈在磁场中受力而转动。能量的转化形式是：电能主要转化为机械能，同时由于线圈有电阻，所以不可避免的有一部分电能要转化为热能。

在人们的日常生活中，一台风扇为了满足多人多角度的使用，具备了在启动后左右反复摇头的功能，因此能增加令人感到凉爽的面积，这不失为一种方法。

在电风扇内部使风扇部分摇头有很多种方法。

工作原理：

1.通过电机提供原动力

2.通过轮系，连杆，凸轮等机构进行传动

设计要求：

最终机构要在单一驱动力驱动的前提下使这两种独立运动，即电风扇的转动与电风扇的摆动两组运动按预设传动比同时进行。传动装置可由一组轮系组成。风扇转动结构原理：

双摇杆机构就是两连架杆均是摇杆的铰链四杆机构，称为双摇杆机构。（如图2）机构中两摇杆可以分别为主动件。当连杆与摇杆共线时，为机构的两个极限位置。双摇杆机构连杆上的转动副都是周转副，故连杆能相对于两连架杆作整周回转。

台式电风扇的摇头机构机械原理说明书

1 【1 】.设计标题

设计台式电电扇的摇头机构,使电电扇作摇头动作（在必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＝95°.俯仰角度φ＝20°与急回系数K＝1.025.电扇可以在必定周期下进行摆头活动,使送风面积增大.

2.设计请求

⑴.电电扇摇头机构至少包含连杆机构.蜗轮蜗杆机构和齿轮传念头构三种机构.

⑵.画出机械的活动筹划简图与活动轮回图.订定活动轮回图时,履行构件的动作起止地位可根据具体情形重叠安插,但必须知足工艺上各个动作的合营,在时光和空间上不克不及消失干预.

⑶.设计连杆机构,自行肯定活动纪律,选择连杆机构类型,校核最大压力角.

⑷.设计盘算齿轮机构,肯定传动比,选择恰当的摸数.

⑸.编写设计盘算解释书.

⑹.学生可进一步完成机械的盘算机演示验证和凸轮的数控加工等.

3.功效分化

电电扇的工作道理是将电电扇的送风区域进行周期性变换,达到增大送风区域的目标.显然,为了完成电电扇的摆头动作,需实现下列活动功效请求：

⑴.电扇须要按活动纪律做阁下摆动,是以须要设计响应的摆念头构.

⑵.电扇须要按路径纪律做高低俯仰,是以须要设计响应的俯仰机构.

⑶.电扇须要转换传动轴线和转变转速.摆动角度Ψ=95°的请求下,尽量保持活动

的安稳转换和减小机构间的摩擦.

图3.1 活动功效图

图3.2 活动轮回图

4.机构选用

根据前述请求,电电扇的应作绕一点的来去摆动,且在工作周期中有急回特征.

驱动方法为电机驱动,应用《机械道理课程设计指点书》中第16页中的设计目

用简单材料打造高效电风扇的创意科学教案

用简单材料打造高效电风扇的创意科学教案。

本篇文章将分享一个有且实用的科学教案——用简单材料打造高效电风扇，这个项目涉及到一些基础的电子知识和物理原理，可以让学生通过实操来深入理解高效电风扇的工作原理和制作过程，同时提高他们的动手能力和创造性思维。

一．项目背景

在炎热的夏季，电风扇是很多人必不可少的家电之一。可是，如果这个电风扇的电耗过大，电费支出会让人感到头疼；而如果风扇不够强劲，吹出来的风又平淡无奇，那真的是得不偿失了。

那么，有没有一种简单的方法，可以既省电又强劲呢？

这时候，一些神奇的科学原理就出现了——电子元件的结合，利用空气动力和机械原理，可以制造出高效率的电风扇。

二．项目原理

这个制作项目主要依仗以下物理原理来运转：

1.风扇的产生原理。任何风扇都是必需与风扇的扇叶联系起

来的。简单来讲，当风扇的扇叶转动时，扇叶上的空气被激发起来，从而就会产生一股气流，另一边的扇叶则会出现同样的效果。

这样，气流经过扇叶运转，使得弱气流变得更加强劲，使整个电风扇能够起到很好的散热和降温作用。

2.空气净化的原理。空气中富含着很多的污染物质，如浮尘、挥发物质和细菌等，这些物质长期滞留在室内不仅会感染疾病，还会严重影响空气质量和我们的生活质量。针对这个问题，我们可以使用比布（Filtrete）的过滤网，不仅可以有效地过滤污染物质，还能保持室内的空气清新和宜人。

3.空气动力原理。在室内有很多的气体运动，这些气体会对温度和湿度产生很大的影响。当风扇吹出风时，能够扰动周围的空气，形成一种气旋，因而增加了气体的流动和路径，从而加速气体的换热。

机械原理课程设计台式电风扇摇头装置

成都理工大学

机械基础训练I设计说明书

设计题目：台式电风扇摆头机构设计

学生姓名：陈朋

专业：14级机械工程

学号：3201406120624

指导教师：刘念聪

日期：20 16 年12月28 日

第一章：要求和任务 (3)

一．设计原始数据 (3)

二．设计方案提示 (3)

三．设计任务 (4)

四：注意事项 (4)

第二章：机构的选用 (5)

一、摆头机构： (5)

二、传动机构 (7)

第三章：机构的设计 (8)

一、四杆机构的设计 (8)

二、凸轮机构的设计： (11)

三、传动机构的设计 (14)

第四章：机构的运动分析 (18)

一、四杆机构的运动分析： (18)

二、圆柱凸轮机构运动分析： (20)

第五章：方案的确定 (22)

一、比较两种方案并选取方案： (22)

二、机构简图 (22)

总结 (23)

参考文献 (24)

第一章：要求和任务

一．设计原始数据

设计台式电风扇的摇头装置，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表见下表.

表: 台式电风扇摆头机构设计数据

我选择方案B：摆角为ψ=85°，急回系数K=1.015。

二．设计方案提示：

常见的摇头机构有杠杆式、滑块式、揿拔式等。本设计可采用平面连杆机构实现。由装在电动机主轴尾部的蜗杆带动蜗轮旋转，涡轮和小齿轮做成一体，并以四杆机构的连杆作为原动件，则机架、两个

连架杆都做摆动，其中一个连架杆相对于机架的摆动即是摆头动作。机架可取80—90mm。

三．设计任务：

1．至少提出两种方案，然后进行方案分析评比，选一种方案进行设计；

(完整word版)电风扇的发展与创新

湖南理工学院机械创新设计论文

题目：风扇的发展与创新

系部：机电系

专业：机械设计制造及其自动化

班级：

姓名：

序号：

2012年12 月 1 日

风扇的发展与创新

摘要

由于在夏天，大学宿舍自备的立式风扇的风不能很好的吹到平躺在床上的同学们，如果能够令风扇倾斜一定的角度，风所覆盖所需的面积更广，即是利用相对更低风速得到更多的凉爽，让人能体验到风扇的使用价值，实现低能低碳的效果。

关键词：创新、低能、低碳

风扇的发明

机械风扇起源于1830年，一个叫詹姆斯·拜伦的美国人从钟表的结构中受到启发，发明了一种可以固定在天花板上，用发条驱动的机械风扇。这种风扇转动扇叶带来的徐徐凉风使人感到欣喜，但得爬上梯子去上发条，很麻烦。

1880年，美国人舒乐首次将叶片直接装在电动机上，再接上电源，叶片飞速转动，阵阵凉风扑面而来，这就是世界上第一台电风扇。

风扇已是千家万户的必需生活用品，如何能利用外型结构，能更人性化，更方便人们使用风扇，达到节约能源的目的，这个就是本设计的重点内容。众所周知，随着我国教育事业的不断发展，继而推动各种院校的兴起，必然导致越来越多的住宿生，也就带来学生宿舍的增长。然而，就在这样一种社会进步与发展的趋势与我国人均资源紧张的相向矛盾下，往往越能节能，利用有限空间发挥尽可能大的使用功能，成为了人们最求的目标。面对一年又一年的高校扩招，学生宿舍的建设更是重点，如何利用仅有的空间来办更多的事就理所当然的成为当今高校和学生们的关注。

台式电风扇摇头装置机械原理课程设计

台式电风扇摇头装置机械原理课程设计摇头装置是一种常见于台式电风扇中的机械结构，它能够使风扇的扇叶左右自动摆动，使得风扇的风力分布更加均匀，覆盖范围更广。在本篇文章中，将详细介绍台式电风扇摇头装置的机械原理，并进行课程设计。

一、摇头装置的机械原理

1.基本结构

2.工作原理

当电机启动时，电机的转动力会通过减速器传递给摇头齿轮。摇头齿轮是一个特殊设计的齿轮，其齿形和齿数使得摇头杆得以左右摆动。摇头杆通过与摇头齿轮的啮合来获得动力，并将动力传递给摇头扇叶。

摇头杆的摆动是通过摇头齿轮的齿形和齿数来实现的。摇头齿轮的齿形一般是非圆弧形的，齿数也是不对称的。这样设计的目的是使得摇头杆在摇头齿轮的作用下左右摆动，从而使摇头扇叶左右摆动。

二、课程设计

在进行台式电风扇摇头装置的课程设计时，可以按照以下步骤进行：

1.确定设计需求

首先，需要明确设计的目标和需求，包括摇头扇叶的摆动角度、频率等参数。

2.设计摇头杆

根据设计需求，设计摇头杆的形状和尺寸。摇头杆一般是一个长条形的零件，需要考虑其强度和刚度，以及与摇头齿轮的连接方式。

3.设计摇头齿轮

根据摇头杆的设计来确定摇头齿轮的齿形和齿数。摇头齿轮一般是一个非圆弧形的齿轮，需要考虑其与摇头杆的啮合方式和传动效率。

4.设计减速器

减速器是将电机的转动力传递给摇头齿轮的装置，需要根据电机的转速和扭矩来选择合适的减速比。减速器一般由齿轮、轴承等组成，需要考虑其传动效率和噪音等因素。

5.设计电机支架

电机支架是将电机固定在风扇的底座上的装置，需要考虑其稳定性和结构强度。

6.进行装配和调试

电风扇工作原理

电风扇是一种常见的家用电器，通过转动叶片产生风力，以达到降温或通风的目的。它主要由电机、叶片和外壳组成。下面将详细介绍电风扇的工作原理。

1. 电机：电风扇的核心部件是电机，它负责提供驱动力。电风扇通常采用交流电机或直流电机。交流电机是最常见的类型，它由定子和转子组成。定子是一个绕有线圈的铁芯，通过交流电源提供的电流，在线圈中产生交变磁场。转子是一个磁性材料制成的，当定子的磁场与转子的磁场相互作用时，产生力矩，使转子转动。

2. 叶片：电风扇的叶片用于产生风力。叶片通常由塑料或金属制成，呈扇形或螺旋形状。当电机转动时，叶片也随之旋转，通过改变叶片的角度和形状，使空气产生流动，形成风力。

3. 外壳：电风扇的外壳起到保护和支撑的作用。外壳通常由塑料或金属制成，具有良好的绝缘性能和机械强度。外壳还可以通过设计来改变风力的方向和范围。

电风扇的工作原理可以简单概括为：电机转动叶片，叶片产生风力，通过改变叶片的角度和形状，使空气流动，达到降温或通风的效果。

值得注意的是，电风扇的性能和效果受到多个因素的影响，包括电机的功率、叶片的设计、外壳的形状等。下面将介绍一些常见的电风扇类型和特点。

1. 台式电风扇：台式电风扇通常由一个立式支架和一个可调节角度的风扇头组成。它具有较大的风力和风量，适合用于较大的空间，如客厅或办公室。台式电风扇通常具有多档风速调节和定时功能。

2. 壁挂电风扇：壁挂电风扇可以固定在墙壁上，节省空间。它通常具有可调节角度和风速的功能，适合用于需要长时间通风的场所，如厨房或浴室。

台式电风扇的摇头机构机械原理说明书

之阳早格格创做

安排台式电风扇的面头机构，使电风扇做面头动做（正在一定的俯角下随摇杆晃动）.风扇的直径为300mm，电扇电效果转速n＝1450r/min，电扇面头周期t=10s，电扇晃动角度ψ＝95°、俯俯角度φ＝20°与慢回系数K＝1.025.风扇不妨正在一定周期下举止晃头疏通，使收风里积删大.

⑴.电风扇面头机构起码包罗连杆机构、蜗轮蜗杆机媾战齿轮传效果构三种机构.

⑵.绘出呆板的疏通规划简图与疏通循环图.拟订疏通循环图时，真止构件的动做起止位子可根据简直情况沉叠安插，但是必须谦脚工艺上各个动做的协共，正在时间战空间上没有克没有及出现搞涉.

⑶.安排连杆机构，自止决定疏通逆序，采用连杆机构典型，

校核最大压力角.

⑷.安排估计齿轮机构，决定传动比，采用适合的摸数.

⑸.编写安排估计证明书籍.

⑹.教死可进一步完毕呆板的估计机演示考证战凸轮的数控加工等.

电风扇的处事本理是将电风扇的收风天区举止周期性变更，达到删大收风天区的手段.隐然，为了完毕电风扇的晃头动做，需真止下列疏通功能央供：

⑴.风扇需要按疏通逆序搞安排晃动，果此需要安排相映的晃效果构.

⑵.风扇需要按路径逆序搞上下俯俯，果此需要安排相映的俯俯机构.

⑶.风扇需要变更传动轴线战改变转速，果此需要安排相映的齿轮系机构.

对付那二个机构的疏通功能做进一步领会，可知它们分别该当真止下列基础疏通：

⑴.安排晃动有三个基础疏通：疏通轴线变更、传动比落矮战周期性晃动.

⑵.俯俯疏通有二个基础疏通：疏通目标变更战周期性俯俯.

⑶.变更疏通轴线战改变传动比有一个基础动做：疏通轴线变更.

台式电风扇摇头装置机械原理课程设

台式电风扇一般都带有摇头装置，这个装置的主要作用就是帮助风扇实现左右摆动，以扩大送风范围。那么，这个摇头装置的机械原理是什么呢？下面我们来详细探讨一下。

首先，我们需要知道，摇头装置的核心部件就是一组齿轮。这组齿轮由两个不同型号的齿轮组成，分别是主齿轮和从齿轮。主齿轮是风扇机身内部的一个齿轮，而从齿轮则与主齿轮相连，并且与外部的操作杆相连。

当我们手动转动操作杆时，从齿轮也会跟着转动。由于从齿轮与主齿轮相连，所以当从齿轮旋转时，会带动主齿轮进行旋转。而主齿轮上有一组齿轮，这组齿轮与风扇叶片相连。因此，当主齿轮旋转时，就会带动风扇叶片进行旋转，从而产生送风效果。

同时，咱们还需要知道从齿轮内部还设置有一个卡片。当我们手动旋转操作杆时，这个卡片也会跟着转动。卡片的主要作用就是限制从齿轮的旋转角度，从而保证风扇叶片的旋转角度不会超出安全范围。

所以，摇头装置的机械原理主要是利用齿轮的传动作用，将操作杆的旋转转化为风扇叶片的旋转，从而实现左右摇头效果。同时，为了确保安全性，还需要在从齿轮内部设置卡片，限制旋转角度。

综上，台式电风扇摇头装置的机械原理十分简单，可以通过手动操作杆，利用齿轮的传动作用，实现风扇叶片的左右摆动。在实际使用中，我们还需要注意操作的安全性，以免误伤自己或他人。

台式电风扇摇头装置的设计机械原理

电机驱动系统是指通过电机来实现风扇叶片的旋转和摇头运动。电风

扇通常采用交流电机作为驱动力源，其机械原理是利用交流电产生的电磁

感应，使电机产生转动。电机内部的定子通过电流激励形成一个旋转磁场，而转子则受到磁场力的作用而转动。通过控制交流电的频率和相位，可以

控制电机输出的转速和方向。

摇头机械传动系统是实现风扇头部摇摆运动的关键部件。它一般由电

机驱动、齿轮传动和连杆机构组成。具体来说，电机通过齿轮传动将转动

力传递给连杆机构；连杆机构则通过连接风扇头部的摇头装置，将旋转运

动转换为摇摆运动。

摇头机械传动系统的前面提到的齿轮传动，通常是通过斜齿轮传动来

实现。斜齿轮传动由两个相互啮合的斜齿轮组成，其中一个齿轮固定在电

机轴上，另一个齿轮固定在连杆机构上。当电机转动时，齿轮之间的啮合

使连杆机构受力从而产生摇摆运动。

连杆机构一般由几个连杆和杆销组成。其中，固定杆连接齿轮和连杆

机构，使齿轮能够转动连动连杆；连杆则连接固定杆和摇头装置，使齿轮

的旋转运动转换为摆动运动。连杆机构的设计需要保证其结构紧凑、运动

平稳等特点。

此外，摇头机械传动系统还需要设置导向装置来确保连杆机构的摆动

轨迹。导向装置一般采用导向拉杆和导向槽的组合，通过拉杆和槽的相互

配合，使连杆机构的摆动轨迹稳定且具有一定的幅度。

综上所述，台式电风扇摇头装置的设计机械原理主要包括电机驱动系

统和摇头机械传动系统。电机驱动系统利用交流电产生的电磁感应实现风

扇叶片的旋转和摇头运动；摇头机械传动系统通过齿轮传动和连杆机构将电机的旋转运动转换为摆动运动，实现风扇头部的摇摆功能。同时，连杆机构的设计需要保证其结构紧凑、运动平稳，而导向装置的设置可以确保连杆机构的摆动轨迹稳定。

机械原理课程设计台式电风扇摇头装置

理工大学

机械基础训练I设计说明书设计题目：台式电风扇摆头机构设计

学生：朋

专业：14级机械工程

学号：24

指导教师：念聪

日期：20 16 年12月28 日

第一章：要求和任务 (3)

一．设计原始数据 (3)

二．设计方案提示 (4)

三．设计任务 (4)

四：注意事项 (5)

第二章：机构的选用 (5)

一、摆头机构： (6)

二、传动机构 (7)

第三章：机构的设计 (8)

一、四杆机构的设计 (9)

二、凸轮机构的设计： (11)

三、传动机构的设计 (15)

第四章：机构的运动分析 (19)

一、四杆机构的运动分析： (19)

二、圆柱凸轮机构运动分析： (21)

第五章：方案的确定 (23)

一、比较两种方案并选取方案： (23)

二、机构简图 (23)

总结 (24)

参考文献 (25)

第一章：要求和任务

一．设计原始数据

表: 台式电风扇摆头机构设计数据

我选择方案B：摆角为ψ=85°，急回系数K=1.015。

二．设计方案提示：

常见的摇头机构有杠杆式、滑块式、揿拔式等。本设计可采用平面连杆机构实现。由装在电动机主轴尾部的蜗杆带动蜗轮旋转，涡轮和小齿轮做成一体，并以四杆机构的连杆作为原动件，则机架、两个连架杆都做摆动，其中一个连架杆相对于机架的摆动即是摆头动作。机架可取80—90mm。

三．设计任务：

1．至少提出两种方案，然后进行方案分析评比，选一种方案进行设计；

台式机的风扇是什么原理

台式机的风扇是一种重要的散热设备，起到排除机箱内热空气，增加空气流通，降低硬件温度的作用。风扇通常由电动机、叶轮、外壳和控制电路组成。下面将详细介绍台式机风扇的原理。

台式机风扇的工作原理主要依赖于电动机和叶轮。风扇电动机是负责提供动力，使叶轮快速旋转。风扇外壳则起到固定叶轮和导向气流的作用。控制电路则负责控制电动机的运行。

而风扇电动机通常采用直流电动机或交流电动机。直流电动机的工作原理是利用电流通过磁场产生力矩，使电动机转动。交流电动机则是通过频率可调的交流电源，使电动机反复在正向和反向旋转。

针对台式机风扇来说，直流电动机应用更为普遍。其结构主要包括定子、转子和碳刷。定子是通电线圈，产生磁场。转子是通过磁场作用旋转的部分。碳刷则是用于提供电能给转子，实现电动机的正常运行。

当台式机启动时，通过控制电路将电流输送到直流电动机的定子线圈，在定子线圈内产生一个磁场。这个磁场与转子上的永磁磁场相互作用，使得转子旋转。由于叶轮固定在转子上，当电动机运行时，叶轮也随之旋转。

叶轮的旋转使空气形成气流，并在进风口进入机箱内部。机箱内部的热空气通过

叶轮带动，被吸入风扇并排出机箱。这样，机箱内的热空气就得以有效排除，使得硬件温度保持在较低水平。

风扇外壳的设计也对风扇的工作效果有一定影响。外壳通常具备进风口和出风口，进风口用于吸入新鲜空气，而出风口用于排放热空气。外壳还可以配有导流条，用于引导气流流向。通过合理的外壳设计，可以增加风扇的散热效果，提高机箱内的空气流通。

除了工作原理，风扇还具备一些特殊功能。例如，一些台式机风扇支持PWM（脉宽调制）调速控制，可以通过调整电源电压或频率，改变电机的旋转速度，从而控制散热效果。另外，一些高端的风扇还可以支持LED灯效，为机箱增添视觉上的效果。

机械原理课程设计(台式风扇的摇头机构)

1. 台式风扇摇头装置的功能与设计要求1.1. 工作原理及工艺过程

1.2. 功能分析

1.3. 原始数据及设计要求

1.3.1 原始数据

1.3.2 设计要求

1.4 设计任务

2.执行机构的设计

3.减速机构的设计

4.方案的确定

4.1 原动机的选择

4.2 传动方案确定

4.3 有关参数及相关计算

4.3.1 相关计算

4.3.2 传动构建的尺寸确定

5.尺寸与运动综合

5.1 执行机构的尺寸设计

5.2 验算曲柄存在条件即最小传动角

5.2.1 曲柄存在的条件

5.2.2 最小传动角的验算

6.系统总图

1.台式风扇摇头装置的功能与设计要求

1.1工作原理及工艺过程

1.2 功能分解

电风扇的工作原理是将风扇的送风区域进行周期性的变换达到送分区域的目的。显然，为了完成电风扇的摇头工作，需要实现下列运动功能：

（1）风扇需要按照运动规律做左右摆动，因此需要设计相应的摆动机构；

（2）风扇需要转换传动轴线和改变转速，因此需要设计相应的齿轮系机构。

此外，还要满足传动性能要求：改变风扇的送风区域时，在急回系数K=1.025，摆动角 ψ=95°的要求下，尽量保持运动的平稳转稳和减小机构间的摩擦。

1.3原始数据及设计要求

1.3.1原始数据

风扇直径为Φ300mm ，电扇电动机转速n=1450r/min ，电扇摇头周期T=10s 。电扇的摆动角ψ=95°，急回系数K=1.025。

1.3.2 设计要求

设计台式电风扇的摇头装置要求能按给定的急回系数和摆动角左右摆动，以实现一个动作下叶片和摆头的动作同时完成。

1.4 设计任务

1.按给定主要参数，拟定机械传动系统的总体方案。