机械原理说明书终稿模板

机械原理说明书终

稿

1. 设计题目

设计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＝95°、俯仰角度φ＝20°与急回系数K＝1.025。风扇能够在一定周期下进行摆头运动, 使送风面积增大。

2. 设计要求

⑴.电风扇摇头机构至少包括连杆机构、蜗轮蜗杆机构和齿轮传动机构三种机构。

⑵.画出机器的运动方案简图与运动循环图。拟订运动循环图时, 执行构件的动作起止位置可根据具体情况重叠安排, 但必须满足工艺上各个动作的配合, 在时间和空间上不能出现干涉。

⑶.设计连杆机构, 自行确定运动规律, 选择连杆机构类型, 校核最大压力角。

⑷.设计计算齿轮机构, 确定传动比, 选择适当的摸数。

⑸.编写设计计算说明书。

⑹.学生可进一步完成机器的计算机演示验证和凸轮的数控加工等。

3. 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: ⑴.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。

⑵.风扇需要按路径规律做上下俯仰, 因此需要设计相应的俯仰机构。

⑶.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: ⑴.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。

⑵.俯仰运动有两个基本运动: 运动方向变换和周期性俯仰。

⑶.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。另外, 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＝1.025、摆动角度Ψ=95°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3.1 运动功能图

图3.2 运动循环图

4. 机构选用

根据前述要求, 电风扇的应作绕一点的往复摆动, 且在工作周期中有急回特性。驱动方式为电机驱动, 利用《机械原理课程设计

指导书》中第16页中的设计目录, 分别选择相应的机构, 以实现这

三个机构的各项功能, 见表一。

表一电风扇摆头的机构选形

0功能执行机构工艺动作执行机构设计矩阵

4.1 电风扇左右摆头机构考虑到用电动机驱动、而且空间比较狭小, 又需要的三个基本动作和高传动比要求。转换运动轴线与改变传动比机构(蜗轮蜗杆与行星轮系组合而成的齿轮箱)a32和a24。优点是在较小空间内能够运动轴线变换, 且有自锁功能。为了能实现上下、左右往复运动, 在经济简单的原则下选择双摇杆机构( a43) , 实现运动方向交替交换。综上, 整个电风扇左右摆头机构A1＝｛a24, a32, a43｝。

4.2 电风扇上下仰俯机构

考虑到能实行仰俯运动, 事先计划使用( 凸轮机构) a11设计仰俯机构, 但由于电扇的机壳大小有限, 而且凸轮只常使用在低负载的传动过程, 假如当电风扇的机头被某重物压住, 则很容易损坏凸轮。因此, 改变成方案二使用A2=｛a33｝( 连杆滑块机构) 设计。将机壳引出杆使用一条路径导轨进行约束, 来完成设想的仰俯运动。

5．运动方案及选择

5.1 左右摆动方案一( 放弃) :