台式电风扇摇头机构机械原理三级项目报告
机械原理课程设计_台式电风扇摇头装置机构设计
机械原理课程设计论文题目台式电风扇摇头装置学院电子信息与机电工程学院专业机械设计制造及其自动化年级2009级学号学生姓名指导教师完成时间2011 年7 月肇庆学院教务处制机械原理课程设计签名页学生签名：年月日指导教师签名：年月日评阅教师签名：年月日目录目录 (3)第1章台式电风扇摇头装置的功能与设计要求 (4)1.1 设计题目 (4)1.2 工作原理及工艺过程 (4)1.3 设计要求 (4)1.4 功能分解 (5)第2章机构的选用与设计 (6)2.1 机构的选用 (6)2.2左右摇头机构 (6)2.2.1 左右摇动方案一（放弃） (6)2.2.2 左右摇头方案二（采用） (7)2.2 上下仰俯机构 (7)第3章传动比的设计 (9)第4章机构尺寸设计 (11)4.1 蜗轮蜗杆尺寸设计 (11)4.1.1 蜗杆尺寸参数 (11)4.1.2 蜗轮尺寸参数 (12)4.2 直齿圆柱齿轮尺寸参数 (12)4.2.1 直齿圆柱齿轮3尺寸参数 (12)4.2.2 直齿圆柱齿轮4尺寸参数 (13)4.2 双摇杆机构尺寸参数 (14)第5章小结 (15)第6章参考文献 (16)第1章台式电风扇摇头装置的功能与设计要求1.1 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。
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＝100°、俯仰角度φ＝22°与急回系数K＝1.03。
风扇可以在一定周期下进行摆头运动，使送风面积增大。
1.2 工作原理及工艺过程1.3 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。
台式电风扇摇头机构设计 机械原理课程设计
机械原理课程设计说明书设计课题台式电风扇摇头机构设计指导教师郑丽娟完成日期 2 0 1 1 年 7 月 8 日1.摘要2.机构设计任务书2.1 设计目的2.2 课程题目2.3 工作原理2.4 设计要求2.5 设计背景3.机构方案设计3.1思路来源3.2思路流程3.3方案选择与比较3.3.1方案选择3.3.2 方案综合分析3.3.3主方案分析4.典型机构的设计和运动分析4.1轮系设计及分析4.2移动从动件圆柱凸轮机构设计——理论廓线设计4.3 设计注意要求5.动力分析5.1传动比计算5.1.1 总传动比计算5.2.2分配各级传动比5.2传动参数的计算5.2.1各零件转速的计算5.2.2各零件功率的计算5.2.3各零件输入转矩的计算5.2.4各构件的传动参数汇总5.3齿条、齿轮传动5.4蜗杆上任一点（扇叶安装位置）运动分析：6.心得体会7.参考文献8.附件1.摘要机械原理课程设计旨在让我们在掌握一定理论知识之后，对现实的机械产品进行分析与设计，为了更好地将机械原理课程的理论与实际想结合，我们组设计的研究课题是台式电风扇的摇头机构。
此摇头机构由一个电机驱动，通过一定数量的齿轮组成轮系进行传动，可以实现电风扇扇叶在预定的工作角度内转动，有较强的适应性与稳定性。
本说明书将首先对我们组设计的电风扇摇头机构以及工作方式借助Matlab等辅助软件进行分析、研究，并进行Pro/E动画仿真模拟，然后对主要构件的具体设计方案、制作方法以及Solidworks三维图样进行展示与说明，最后对整个机构的设计方案进行总结、评价与比较。
关键词摇头机构三维设计分析评价2.机构设计任务书2.1设计目的a)综合运用机械设计课程和其他课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。
b)通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。
c)通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。
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K2.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：b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,离合器选用方案一方案二由以上两个机构简图可以看出：方案二采纳的比方案一少用了一个齿轮,它主要采纳的滑销和锥齿轮卡和从而实现是否摇头的运动.不管是从结构简便还是从经济的角度来说方案二都比方案一好.也更简洁实现.所以我们选择方案一.3,摇头机构选用方案一方案二要实现扇头的左右摇摆运动有许多种运动方式可以选择,例如我们可以选用凸轮机构，多杆机构,滑块机构齿轮机构等.但四杆机构更简洁制造,制造精度要求也不是很高,并且四杆机构能实现摆幅也更广更简洁实现,最重要的是它的制造成本比较低.所以首选四杆机构.从以上两个简图中我们不难看出方案一比方案二多了一个齿轮盘,所以方案二更好.四，机构组合据上述功能机构的分析我们选用以下机构来实现电风扇的减速、摇头、俯仰运动。
机械原理课程设计台式电风扇摇头装置之令狐文艳创作
令狐文艳创作机械原理课程设计说明书令狐文艳台式电风扇摇头装置设计者：学号：院系：班级：小组成员：辅导教师：时间：目录一．设计题目……………………………………二．计划任务……………………………………三．设计提示……………………………………四．功能分解……………………………………五．机构的选用…………………………………六．机构组合设计与说明…………………………七．方案评价及相关计算…………………………八．小组中三个方案的评价与择优………………九．设计体会……………………………………一．设计题目设计台式电风扇的摇头机构，使电风扇做摇头动作（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表见表2.11.表2.11 台式电风扇摆头机构设计数据我选择方案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方案。
（2）画出机构运动方案简图。
（3）分配蜗轮蜗杆、齿轮传动比，确定它们的基本参数，设计计算几何尺寸。
（4）确定电风扇摇摆转动的屏幕、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，验算曲柄存在条件。
（5）编写设计计算说明书。
（6）学生可进一步完成台式电风扇摇头机构的计算机动态演示或模型试验验证。
三．设计提示（1）常见的摇头机构有杠杆式、滑板式和揿拔式等。
可以将电风扇的摇头动作分解为风扇左右摆动和风扇上下俯仰运动。
风扇要摇摆转动克采用平面连杆机构实现。
以双摇杆机构的连杆作为主动件（即风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风扇的左右摆动（风扇安装在连架杆上）。
机架可取80~90 mm。
风扇的上下俯仰运动可采取连杆机构、凸轮机构等实现。
械原理课程设计台式电风扇摇头装置的设计-V1
械原理课程设计台式电风扇摇头装置的设计-V1设计一个可以使得台式电风扇能够进行左右转动的摇头装置，需要运用到械原理。
械原理课程设计能够提供一个很好的解决方案。
以下是关于械原理课程设计台式电风扇摇头装置的设计的文章。
1. 需求分析首先，我们需要进行需求分析，确定适当的参数和限制。
在设计中，我们需要考虑以下几个方面：- 电风扇的电机参数- 摇头器的大小和形状- 摇头装置的运作速率- 摇头角度，也就是每次转动的角度2. 设计方案接下来，我们可以开始设计电风扇摇头装置。
为了实现这个目标，械原理技术将被运用。
以下是设计方案：- 在风扇头部的中央加入一个凸起的基座，用于安装摇头器。
- 将一个凸形隆起的柱子放在基座上，使其旋转可以进行摇头的运作。
- 摇头器可以采用传统的齿轮和链条系统，其中一个齿轮和闸片用来限制摇头器的转速。
- 计算针对实现理想的摇头角度，在摇头器一圈中设置摆动装置。
摆动装置会把摇头器的运动传送到机械臂上。
机械臂可以单独设定到不同的摇头亚角度，以获得所需的摇头角度。
3. 实施在实施过程中，我们需要把设计所需的部件进行加工和制造，其中包括制造适合于齿轮和闸片的齿轮轴，以及一个摆动装置和一个机械臂。
一旦所有的部件被制造完成，并且装配在一起，即可进行实际测试。
测试可分为两个方面：第一方面是测试摇头器是否正常运作；第二方面是测试电风扇和摇头机械臂的协调运作。
4. 结论通过这次的实践，我们成功地设计出一个完整的台式电风扇摇头装置，实现了理想的摇头角度和速率。
这是一个很好的械原理课程设计例子，学生可以通过这个例子了解并掌握技能，并在未来的职业生涯中实践运用。
台式电风扇摇头装置报告模板
湖南工业大学机械原理课程设计湖南工业大学课程设计资料袋机械工程学院学院（系、部）2015 ~ 2016学年第二学期课程名称机械原理课程设计指导教师职称学生姓名专业班级学号144题目台式电电扇摇头装置的设计成绩起止日期2016 年 6 月 13 日～2016 年 6 月 17 日目录清单序号材料名称资料数目备注1 课程设计任务书 12 课程设计说明书 13课程设计图纸3张45611机械原理设计说明书台式电电扇摇头装置的设计起止日期：2016 年 6 月13日至2016 年 6 月21日学生姓名陈班级学号成绩指导教师(署名)机械工程学院（部）2016年 6月 18日1序言进入二十一世纪以来，市场更加需要各种各种性能优秀、质量靠谱、价钱靠谱、效率高、能耗低的机械产品，而决定产品性能、质量、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节是产品设计。
机械产品设计中，首要任务是进行机械运动方案的设计和构想、各种传动机构和履行机构的采纳和创新设计。
机械理课程设计能够培育机械类专业学生的创新能力，是学生综合应用机械原理课程所学理论知识和技术解决问题，获取工程技术训练必不行少的实践性教课环节。
我们组的设计题目是台式电电扇摇头装置，经过对设计任务的议论剖析，功能上要求达成左右摇晃和上下仰俯运动。
要达成这些功能需要有主动装置、减速装置、轮轴变换、四连杆装置。
经过认真的剖析评论，最后选择了最适合的方案。
2目录231.设计题目 42.设计任务 53.功能分解 54. 机构采纳 64.1 74.2 84.3 95.机构组合方案及评论106.传动比设计116.1 116.2 126.3 147.设计总结188.参照资料19 3台式电电扇摇头装置1．设计要求1.1 要求设计台式电电扇的摇头装置要求能左右旋转并可调理俯仰角。
以实现一个动力下扇叶旋转和摇头动作的联合运动成效。
1.2 原始数据设计台式电电扇摆头装置 , 电扇的直径为Ф300mm，电扇电动机转速 n=1450r/min ，电扇摇头周期 T=10s。
台式电风扇摇头机构机械原理三级项目报告
机械原理课程设计说明书设计题目台式电风扇摇头机构成员指导教师班级2016年6月26日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。
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= 100°、俯仰角度©= 22°与急回系数K=。
风扇可以在一定周期下进行摆头运动，使送风面积增大。
项目成员分工所有组员一同完成功能机构及传动机构的整体设计，其余工作分工如下:111：机构的图解法（速度、加速度、力分析尺寸设计，说明书的编写；222:机构的解析法求解及MATLAP编程, PPT的制作；333: A1 图纸的绘制；444:机构的三维建模及运动仿真。
目录研究背景和意义电风扇摇头机构可以使电风扇左右或者上下往复动一定角度，这样增大了送风面积，增大了空间的空气流通，所以一种合适的摇头机构的设计十分必要。
二设计工艺参数和工作原理工艺参数要求设计台式电风扇的摇头机构，使电风扇作摇头动作。
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，电扇摆动角度书二100°、俯仰角度©二22°与急回系数K=。
风扇可以在一定周期下进行摆头运动，使送风面积增大。
工作原理及工艺过程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。
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。
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。
设计计算齿轮机构，确定传动比，选择适当的摸数。
编写设计计算说明书。
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：电动机齿轮传动蜗轮蜗杆曲柄摇杆图运动功能图（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。
机械原理课程设计台式电风扇的摇头装置
目录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)4.3行星轮系减速机构（方案Ⅲ） (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。
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页中的设计目次,分离选择响应的机构,以实现这三个机构的各项功效,见表一.表一电电扇摆头的机构选形0功效履行机构工艺动作履行机构设计矩阵阁下摆动连杆机构急进急回来去活动齿轮机构连杆机构A1高低摆动连杆机构扇形来去活动连杆机构～A24.1 电电扇阁下摆头机构斟酌到用电念头驱动.并且空间比较狭窄,又须要的三个根本动作和高传动比请求.转换活动轴线与转变传动比机构(蜗轮蜗杆与行星轮系组合而成的齿轮箱)a32和a24.长处是在较小空间内可以活动轴线变换,且有自锁功效.为了能实现高低.阁下来去活动,在经济简略的原则下选择双摇杆机构（a43）,实现活动偏向瓜代交流.综上,全部电电扇阁下摆头机构A1＝｛a24,a32,a43｝.4.2 电电扇高低仰俯机构斟酌到能实施仰俯活动,事先筹划应用（凸轮机构）a11设计仰俯机构,但因为电扇的机壳大小有限,并且凸轮只常应用在低负载的传动进程,假如当电电扇的机头被某重物压住,则很轻易破坏凸轮.所以,改变成筹划二应用A2=｛a33｝（连杆滑块机构）设计.将机壳引出杆应用一条路径导轨进行束缚,来完成假想的仰俯活动.5．活动筹划及选择5.1 阁下摆动筹划一（废弃）：图5.1 阁下摆头筹划一机构简图图5.2 阁下摆头筹划一机构立体视图该筹划自动件有两个,一个单独带动电扇扇片迁移转变,另几个则为上图带箭头的圆盘做整周反转展转带念头头阁下摆动.机构分化：总体传动——四杆机构（曲柄摇杆机构）曲柄：图中圆盘迁移转变中间到上概况贯穿连接处摇杆：机头地点直线摇杆：衔接机头和转盘长处：机构简略,自动件为连架杆便于盘算四杆机构参数缺陷：须要两个自动力即须要两个电机驱动阁下摆动筹划二（废弃）：图阁下摆动筹划二机构简图图阁下摆动筹划二立体图该设计筹划采取了齿轮箱转变输入输出速度.涡轮蜗杆用于减速并转换速度偏向.四杆机构来进行机头的阁下摆动并达到急回后果.机构分化：减速——齿轮箱及其蜗轮蜗杆机构阁下摆头——四杆机构长处：只须要一个自动件即一个电机即可得到电扇迁移转变和机头摆动两种活动.缺陷：在达到机头阁下摆动后果的同时,马达齿轮箱也会自转,达不到预期的后果. 阁下摆动筹划三（采取）：图阁下摆动筹划三机构简图图阁下摆动筹划三立体图该筹划在筹划2的基本上,转变了四杆机构的机架及各杆的地位,清除了其自转,达到扇叶随摇杆阁下摆动的后果.长处：蜗轮与下面的转盘同轴但可以拉伸,在须要电扇回头时放下蜗轮使其与蜗杆啮合,使蜗杆带动蜗轮迁移转变,带动回头;当不须要回头时,拔起蜗轮即可离开啮合.高低扭捏筹划图高低摆动筹划立体图该筹划中,导轨来掌握电扇机头的高低扭捏,导轨的外形可以根据请求更改来达到不合的高低扭捏后果,并为了美不雅将导轨藏于机壳内部.导轨套在主轴上,不跟着机头阁下迁移转变,而机头在阁下迁移转变时其内部的凸起物受导轨轨迹的束缚,带念头头在阁下迁移转变的同时随导轨轨迹高低扭捏. 长处：不涉及庞杂机构,进步了靠得住性;高低扭捏轨迹可以随请求转变.5.5 比较优缺陷即选择阁下摆动筹划一：长处：机构简略,自动件为连架杆便于盘算四杆机构参数缺陷：须要两个自动力即须要两个电机驱动阁下摆动筹划二：长处：只须要一个自动件即一个电机即可得到电扇迁移转变和机头摆动两种活动.缺陷：在达到机头阁下摆动后果的同时,马达齿轮箱也会自转,达不到预期的后果. 阁下摆动筹划三：长处：蜗轮与下面的转盘同轴但可以拉伸,在须要电扇回头时放下蜗轮使其与蜗杆啮合,使蜗杆带动蜗轮迁移转变,带动回头;当不须要回头时,拔起蜗轮即可离开啮合.高低摆动筹划：此筹划机构简略,活动的是外力并不是运念头构,所以靠得住性比较高,也不轻易导致质量问题.最终筹划：阁下摆动筹划三与高低摆动的联合.图 最终筹划三视图四杆长度的界说：起首界说一个摇杆的长度,再由摆角及行程比系数K 来估算出曲柄的长度,同时可以由21min max l l l l +≤+且最短杆为连架杆来帮助估算,再由图得到连杆和机架的长度以及最小传动角.表5.6.2序号 摇杆长c摆角Ψ 曲柄长a行程比系数K机架长d连杆长b最小传动角α1 952 953 954 95 5 956 957 958 959 95 1095图不雅察表5.6.2,根据现实情形（30CM 直径的扇叶）,挑出比例最调和及最小传动角相对大的第二组数据,并按比例缩放到c=.a=3cm.d=6．传动比设计因为在设计的阁下摆头机构中,将蜗轮带动连杆进行整周反转展转的匀速圆周活动.当蜗轮扭转一周,电扇机壳也正好扭捏一回,得出蜗轮的转速为w=2×л/10=л/5.因为已知前提电念头转速与蜗轮转速相差较大,并且须要转变轴向传动,是以在设计中应用了能产生较大传动比的蜗轮蜗杆机构与行星齿轮机构.最终得出幻想的传动比.行星轮系在必定齿数比的情形下能产生较大的传动比.设计中,采取一对外啮合和一对内啮合齿轮组成.个中Z 3为内啮合齿轮,Z 1=18,m 1=1;Z 2=33,m 2=1,'2Z =17,'2m =1;Z 3=68,m 3=1.盘算得传动比为325.图6.1 行星轮系与行星轮系合营,并斟酌电扇机壳的体积大小,蜗轮蜗杆的尺寸不宜过大.设计中蜗杆的直径为18,m=1,α=︒20,γ=84.102059'''︒;蜗轮的Z=29,m=1,α=︒20,β=84.102059'''︒,如斯,蜗轮蜗杆轮系的传动比i=29,且均为左旋..将两种轮系组合成一个复合轮系,能顺遂地相符设计请求,不但传动的轴向转变,并且,完成了较大传动比的减速进程,分解两者的传动比,得总i =3725. 7．机构参数盘算双摇杆机构设计因为应用的是以连杆做自动件的双摇杆机构,差别于日常的设计办法,所以,此次设计我们采取一种新的设计思绪——机架转换法.机架转换法的理论根据如图所示,图一中的V1是绝对速度,V2是机构活动后,机架相对于摇杆的相对速度,此时V1=V2.然后转换机架,将机架转换至图一中的摇杆地位,如今统一地位处,设定图二中的V1=V2.如许按照图2的机构设计尺寸,所得的尺寸就是现实问题所须要的尺寸长度.此设计思绪,战胜了连杆机构以连杆为自动件,连架杆为为从动所产生的难题,经由过程转换思绪,等效活动纪律,设计出幻想的尺寸长度.7.2 摇杆周期角速度图：8．设计图纸(1)筹划设计简图(2)四杆活动纪律表9．参考文献（1）裘建新. 机械道理课程设计指点书.北京高级教导出版社2005 （2）申永胜. 机械道理教程（第2版）. 北京清华大学出版社 2005。
机械原理课程设计摇头电风扇设计说明书
机械原理课程设计说明书摇头装置设计者：x x x学号：xxxxx院系：工学院机械工程及自动化班级：机械三班同组人：xxxx指导教师：xxx时间：xxxxxx·目录·一．设计题目……………………………………二．设计任务……………………………………三．设计提示……………………………………四．功能分解……………………………………五．机构选用……………………………………减速机构设计……………………………离合机构设计……………………………摇头机构设计……………………………凸轮机构设计…………………………………动力机构设计……………………………俯仰运动（支座）………………………六．机构组合设计………………………………七．传动方案设计及计算………………………八．方案对比及评价……………………………九．设计体会……………………………………十．参考资料……………………………………一．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头摆动）。
图1所示为电风扇的外形图。
图1 电风扇外形图风扇的直径为300mm，电风扇电动机转速n = 1450 r/min，电风扇摇头周期t = 10 s。
电风扇摆动角度、仰俯角度与急回系数K的设计要求及任务分配见下表1。
表1 台式电风扇摆头机构设计数据电风扇摇头转动电风扇仰俯转动方案号摆角ψ（。
）急回系数K 仰角φ（。
）A 80 1.01 10B 85 1.015 12C 90 1.02 15D 95 1.025 20E 100 1.03 22F 105 1.05 25我选择方案E作为设计数据，摆角为ψ= 100。
，急回系数K为1.03。
二．计划任务（1）按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案。
（2）画出机构运动方案简图。
（3）分配蜗轮蜗杆、齿轮传动比，确定它们的基本参数，设计计算几何尺寸。
（4）确定电风扇摇摆转动的屏幕、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大。
机械原理课程设计台式电风扇摇头装置的设计
机械原理课程设计台式电风扇摇头装置的设计设计任务书XXX（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周设计的任务与主要技术参数本设计的任务是设计一个台式电风扇摇头装置，该电风扇的直径为Φ300，电风扇电动机转速为n=1450r∕min，电风扇摇头周期为T=10s，电风扇摆动角度Ψ=80°，行程速度变化系数K=1.01.设计任务：1.根据给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案，并画出传动系统图。
2.画出机构运动方案简图和运动循环图。
3.分配蜗轮蜗杆、齿轮传动比，确定其基本参数和几何尺寸。
4.根据给定的摆角Ψ及行程速度变化系数K，确定平面连杆机构的运动学尺寸，验算曲柄存在条件和最小传动角的结构方案，并进行分析计算。
5.提出调解摆角的结构方案，并进行分析计算。
6.编写设计计算说明书。
7.学生可进一步完成台式电风扇摇头机构的计算机动态演示验证。
要求有设计说明书一份，相关图纸一至两张。
（有条件的要求用三维动画表述）。
内容及任务进度安排起止日期6.24-6.266.27-6.296.30-7.1工作内容构思该机械运动方案运动分析及作图整理说明书与答辩参考资料1]XXX．机械原理[M]．北京：高等教育出版社，2008：15-200.2]XXX．机械原理课程设计[M]．北京：高等教育出版社，2011.1.3]XXX.机械原理教学辅导与题解答北京：科学出版社，2010.6.指导教师：XXX2011年6月23日空间较大。
工作原理和工艺动作分解电风扇的工作原理是周期性地改变送风区域，以增大送风区域。
为了实现电风扇的摆头动作，需要设计摆动机构和齿轮系机构。
摆动机构需要实现左右摆动的基本运动，包括运动轴线变换、传动比降低和周期性摆动。
齿轮系机构需要转换传动轴线和改变转速，实现运动轴线变换的基本动作。
同时，需要满足传动性能要求，如在急回系数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。
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.别的，还要谦脚传动本能央供：改变电风扇的收风天区时，正在慢回系数K＝1.025、晃动角度Ψ=95°的央供下，尽管脆持疏通的稳固变更战减小机构间的摩揩.图3.1 疏通功能图图3.2 疏通循环图根据前述央供，电风扇的应做绕一面的往复晃动，且正在处事周期中有慢回个性.启动办法为电机启动，利用《板滞本理课程安排指挥书籍》中第16页中的安排目录，分别采用相映的机构，以真止那三个机构的各项功能，睹表一.表一电风扇晃头的机构选形4.1 电风扇安排晃头机构思量到用电效果启动、而且空间比较狭小，又需要的三个基础动做战下传动比央供.变更疏通轴线与改变传动比机构(蜗轮蜗杆与止星轮系推拢而成的齿轮箱)a32战a24.便宜是正在较小空间内不妨疏通轴线变更，且有自锁功能.为了能真止上下、安排往复疏通，正在经济简朴的准则下采用单摇杆机构（a43），真止疏通目标接替接换.综上，所有电风扇安排晃头机构A1＝｛a24，a32，a43｝.4.2 电风扇上下俯俯机构思量到能真止俯俯疏通，预先计划使用（凸轮机构）a11安排俯俯机构，但是由于电扇的机壳大小有限，而且凸轮只常使用正在矮背载的传动历程，假若当电风扇的机头被某沉物压住，则很简单益坏凸轮.所以，改形成规划二使用A2=｛a33｝（连杆滑块机构）安排.将机壳引出杆使用一条路径导轨举止拘束，去完毕设念的俯俯疏通.5．疏通规划及采用5.1 安排晃动规划一（搁弃）：图5.1 安排晃头规划一机构简图图5.2 安排晃头规划一机构坐体视图该规划主动件有二个，一个单独戴动风扇扇片转化，另几个则为上图戴箭头的圆盘搞整周回转戴效果头安排晃动.机构领会：总体传动——四杆机构（直柄摇杆机构）摇杆：机头天圆直线摇杆：对接机头战转盘便宜：机构简朴，主动件为连架杆便于估计四杆机构参数缺面：需要二个主能源即需要二个电机启动5.2安排晃动规划二（搁弃）：图安排晃动规划二机构简图图安排晃动规划二坐体图该安排规划采与了齿轮箱改变输进输出速度、涡轮蜗杆用于减速并变更速度目标、四杆机构去举止机头的安排晃动并达到慢回效验.机构领会：减速——齿轮箱及其蜗轮蜗杆机构安排晃头——四杆机构便宜：只需要一个主动件即一个电机即可得到风扇转化战机头晃动二种疏通.缺面：正在达到机头安排晃动效验的共时，马达齿轮箱也会自转，达没有到预期的效验.5.3安排晃动规划三（采与）：图安排晃动规划三机构简图图安排晃动规划三坐体图该规划正在规划2的前提上，改变了四杆机构的机架及各杆的位子，与消了其自转，达到扇叶随摇杆安排晃动的效验.便宜：蜗轮与底下的转盘共轴但是不妨推伸，正在需要电扇转头时搁下蜗轮使其与蜗杆啮合，使蜗杆戴动蜗轮转化，戴动转头；当没有需要转头时，拔起蜗轮即可摆脱啮合.图上下晃动规划坐体图该规划中，导轨去统造风扇机头的上下摇晃，导轨的形状不妨根据央供变动去达到分歧的上下摇晃效验，并为了好瞅将导轨躲于机壳里里.导轨套正在主轴上，没有随着机头安排转化，而机头正在安排转化时其里里的凸起物受导轨轨迹的拘束，戴效果头正在安排转化的共时随导轨轨迹上下摇晃.便宜：没有波及搀纯机构，普及了稳当性；上下摇晃轨迹不妨随央供改变.5.5 比较劣缺面即采用安排晃动规划一：便宜：机构简朴，主动件为连架杆便于估计四杆机构参数 缺面：需要二个主能源即需要二个电机启动 安排晃动规划二：便宜：只需要一个主动件即一个电机即可得到风扇转化战机头晃动二种疏通.缺面：正在达到机头安排晃动效验的共时，马达齿轮箱也会自转，达没有到预期的效验. 安排晃动规划三：便宜：蜗轮与底下的转盘共轴但是不妨推伸，正在需要电扇转头时搁下蜗轮使其与蜗杆啮合，使蜗杆戴动蜗轮转化，戴动转头；当没有需要转头时，拔起蜗轮即可摆脱啮合.上下晃动规划：此规划机构简朴，疏通的是中力并没有是疏通机构，所以稳当性比较下，也没有简单引导品量问题.5.6最后规划：安排晃动规划三 与 上下晃动的分离.图 最后规划三视图四杆少度的定义：最先定义一个摇杆的少度，再由晃角及路程比系数K 去估算出直柄的少度，共时不妨由21min max l l l l +≤+且最短杆为连架杆去辅帮估算，再由图得到连杆战机架的少度以及最小传动角.表图瞅察表，根据本量情况（30CM 直径的扇叶），挑出比率最协做及最小传动角相对付大的第二组数据，并按比率缩搁到c=、a=3cm 、d= 6．传动比安排由于正在安排的安排晃头机构中，将蜗轮戴动连杆举止整周回转的匀速圆周疏通.当蜗轮转化一周，电扇机壳也正佳摇晃一回，得出蜗轮的转速为w=2×л/10=л/5.由于已知条件电效果转速与蜗轮转速出进较大，而且需要改变轴背传动，果此正在安排中使用了能爆收较大传动比的蜗轮蜗杆机构与止星齿轮机构.最后得出理念的传动比.止星轮系正在一定齿数比的情况下能爆收较大的传动比.安排中，采与一对付中啮合战一对付内啮合齿轮形成.其中Z3为内啮合齿轮，Z1=18，m1=1；Z2=33，m2=1，'2Z =17，'2m =1；Z3=68，m3=1.估计得传动比为325.图6.1 止星轮系与止星轮系协共，并思量电扇机壳的体积大小，蜗轮蜗杆的尺寸没有宜过大.安排中蜗杆的直径为18，m=1,α=︒20,γ=84.102059'''︒；蜗轮的Z=29，m=1,α=︒20,β=84.102059'''︒，如许，蜗轮蜗杆轮系的传动比i=29，且均为左旋.、将二种轮系推拢成一个复合轮系，能成功天切合安排央供，没有但是传动的轴背改变，而且，完毕了较大传动比的减速历程，概括二者的传动比，得总i =3725.7．机构参数估计果为使用的是以连杆搞主动件的单摇杆机构，辨别于凡是的安排要领，所以，此次安排咱们采与一种新的安排思路——机架变更法.机架变更法的表里依据如图所示，图一中的V1是千万于速度，V2是机构疏通后，机架相对付于摇杆的相对付速度，此时V1=V2.而后变更机架，将机架变更至图一中的摇杆位子，当前共一位子处，设定图二中的V1=V2.那样依照图2的机构安排尺寸，所得的尺寸便是本量问题所需要的尺寸少度.此安排思路，克服了连杆机构以连杆为主动件，连架杆为为从动所爆收的易题，通过变更思路，等效疏通逆序，安排出理念的尺寸少度.7.2 摇杆周期角速度图：8．安排图纸(1)规划安排简图(2)四杆疏通逆序表9．参照文件（1）裘修新. 板滞本理课程安排指挥书籍.北京下等培养出版社2005（2）申永胜. 板滞本理教程（第2版）. 北京浑华大教出版社2005。
机械原理课程设计台式电风扇摇头装置
成员：辅导教师：时间：目录一．设计题目……………………………………二．计划任务……………………………………三．设计提示……………………………………四．功能分解……………………………………五．机构的选用…………………………………六．机构组合设计与说明…………………………七．方案评价及相关计算…………………………八．小组中三个方案的评价与择优………………九．设计体会……………………………………一．设计题目设计台式电风扇的摇头机构，使电风扇做摇头动作（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表见表2.11.表2.11 台式电风扇摆头机构设计数据我选择方案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方案。
（2）画出机构运动方案简图。
（3）分配蜗轮蜗杆、齿轮传动比，确定它们的基本参数，设计计算几何尺寸。
（4）确定电风扇摇摆转动的屏幕、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，验算曲柄存在条件。
（5）编写设计计算说明书。
（6）学生可进一步完成台式电风扇摇头机构的计算机动态演示或模型试验验证。
三．设计提示（1）常见的摇头机构有杠杆式、滑板式和揿拔式等。
可以将电风扇的摇头动作分解为风扇左右摆动和风扇上下俯仰运动。
风扇要摇摆转动克采用平面连杆机构实现。
以双摇杆机构的连杆作为主动件（即风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风扇的左右摆动（风扇安装在连架杆上）。
机架可取80~90 mm。
风扇的上下俯仰运动可采取连杆机构、凸轮机构等实现。
（2）还可以采用空间连杆机构直接实现风扇的左右摆动和上下仰俯的复合运动。
四．功能分解为完成风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动机构完成风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。
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 日目录第一章：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；2．设计传动系统中各机构的运动尺寸，绘制机构运动简图。
3．编写课程设计说明书。
（用A4纸，封面用标准格式）4．机械传动系统和执行机构的尺寸计算。
四：注意事项每位同学按照课程设计后最好准备一个专用笔记本，把课程设计中查阅、摘录的资料。
初步的计算以及构思的草图都记录在案，这些资料是整理设计说明书的基本素材。
台式电风扇摇头装置报告模板
湖南工业大学课程设计资料袋机械工程学院学院（系、部） 2015 ~ 2016 学年第二学期课程名称机械原理课程设计指导教师职称学生姓名专业班级学号 144题目台式电风扇摇头装置的设计成绩起止日期 2016 年6月13 日～2016 年6 月 17 日目录清单机械原理设计说明书台式电风扇摇头装置的设计起止日期： 2016年 6 月 13日至 2016 年 6 月 21日学生姓名陈班级学号成绩指导教师(签字)机械工程学院（部）2016年 6月18日前言进入二十一世纪以来，市场愈加需要各种各样性能优良、质量可靠、价格可靠、效率高、能耗低的机械产品，而决定产品性能、质量、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节是产品设计。
机械产品设计中，首要任务是进行机械运动方案的设计和构思、各种传动机构和执行机构的选用和创新设计。
机械理课程设计能够培养机械类专业学生的创新能力，是学生综合应用机械原理课程所学理论知识和技能解决问题，获得工程技术训练必不可少的实践性教学环节。
我们组的设计题目是台式电风扇摇头装置，通过对设计任务的讨论分析，功能上要求完成左右摇摆和上下仰俯运动。
要完成这些功能需要有主动装置、减速装置、轮轴转换、四连杆装置。
经过仔细的分析评价，最后选择了最合适的方案。
目录前言 (2)目录 (3)1.设计题目 (4)2.设计任务 (5)3.功能分解 (5)4. 机构选用 (6)减速机构选用 (7)离合器的选用 (8)摇头机构选用 (9)5.机构组合方案及评价 (10)6.传动比设计 (11)铰链四杆机构设计 (11)四杆位置和尺寸的确定 (12)传动比的分配 (14)7.设计总结 (18)8.参考资料 (19)台式电风扇摇头装置1．设计要求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。
原始数据设计台式电风扇摆头装置,风扇的直径为Ф300mm，电扇电动机转速n=1450r/min，电扇摇头周期T=10s。
机械原理课程设计(台式风扇的摇头机构)
目录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。
2.画机构运动简图。
3.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。
4.解析法确定平面连杆机构的运动学尺寸。
5.提出调节摆角的结构方案，并计算分析。
6.学生科=可进一步完成台式风扇摇头机构的计算机动态演示验证。
2.执行机构的设计相当于一个四杆连杆机构，ABCD ，机架CD ，连杆架AB 为原动件，机构ABCD 变成双摇杆机构，AD 的相对于机架的摆动即是摇头动作。
台式电风扇摇头装置报告
北京交通大学机械原理课程设计台式电风扇摇头装置——北京交通大学机械原理课程设计组长：任思远组员：陶哲承王宇指导老师：张英2021-5-6台式电风扇摇头装置一、设计题目及原始数据设计台式电风扇摆头装置,风扇的直径为Ф300mm，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与急回系数k 的设计要求及任务分配见下表。
二、设计方案提示常见的摇头机构有杠杆式、滑板式和揿拔式等。
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，蜗轮和小齿轮做成一体，小齿轮带动大齿轮，大齿轮与铰链四杆机构的连杆做成一体，并以铰链四杆机构的连杆作为原动件，那么机架、两个连架杆都作摆动，其中一个连架杆相对于机架的摆动即是摇头动作。
机架可取80～90mm。
三、设计任务1.按给定主要参数，拟定机械传动系统总体方案，并在图纸上画出传动系统图；2.画出机构运动方案简图和运动循环图；3. 分配蜗轮蜗杆、齿轮传动比，确定它们的根本参数，设计计算几何尺寸;4. 解析法确定平面连杆机构的运动学尺寸，它应满足摆角ψ及行程速比系数k。
并对平面连杆机构进行运动分析，绘制运动线图。
验算曲柄存在条件，验算最小传动角〔最大压力角〕；5.提出调节摆角的结构方案，并进行分析计算；6.编写设计计算说明书；7.学生可进一步完成台式电风扇摇头机构的计算机动态演示验证。
前言进入二十一世纪以来，市场愈加需要各种各样性能优良、质量可靠、价格可靠、效率高、能耗低的机械产品，而决定产品性能、质量、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节是产品设计。
机械产品设计中，首要任务是进行机械运动方案的设计和构思、各种传动机构和执行机构的选用和创新设计。
机械理课程设计能够培养机械类专业学生的创新能力，是学生综合应用机械原理课程所学理论知识和技能解决问题，获得工程技术训练必不可少的实践性教学环节。
我们组的设计题目是台式电风扇摇头装置，通过对设计任务的讨论分析，功能上要求完成左右摇摆和上下仰俯运动。
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机械原理课程设计说明书设计题目台式电风扇摇头机构成员指导教师班级2016年6月26日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。
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＝100°、俯仰角度φ＝22°与急回系数K＝1.03。
风扇可以在一定周期下进行摆头运动，使送风面积增大。
项目成员分工所有组员一同完成功能机构及传动机构的整体设计，其余工作分工如下:111：机构的图解法（速度、加速度、力分析尺寸设计，说明书的编写；222：机构的解析法求解及MATLAP编程，PPT的制作；333：A1图纸的绘制；444：机构的三维建模及运动仿真。
目录一研究背景和意义 (1)二设计工艺参数和工作原理 (1)2.1 工艺参数要求 (1)2.2 工作原理及工艺过程 (1)2.3 设计要求 (1)2.4 功能分解 (2)三设计方案的评定及方案选择 (4)3.1左右摆动方案一（放弃） (4) (4)3.2左右摆动方案二（放弃） (5)3.3左右摆动方案三（采用） (6)四各构件参数的确定 (7)4.1机构传动比的设计 (7)4.2 蜗杆尺寸参数设计 (9)4.3蜗轮尺寸参数 (10)4.4 直齿圆柱齿轮3尺寸参数 (11)4.5 直齿圆柱齿轮4尺寸参数 (11)4.6 双摇杆机构尺寸参数 (12)五运动学分析 (13)5.1.图解法： (13)5.2 解析法: (20)5.3 图解法与解析法误差分析： (22)六主要参考文献 (23)七心得体会： (23)八附件 (25)8.1三维图片 (25)8.2 MATLAB程序代码: (26)8.3自评分表............................................................... 错误!未定义书签。
一研究背景和意义电风扇摇头机构可以使电风扇左右或者上下往复动一定角度，这样增大了送风面积，增大了空间的空气流通，所以一种合适的摇头机构的设计十分必要。
二设计工艺参数和工作原理2.1 工艺参数要求设计台式电风扇的摇头机构，使电风扇作摇头动作。
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＝100°、俯仰角度φ＝22°与急回系数K＝1.03。
风扇可以在一定周期下进行摆头运动，使送风面积增大。
2.3 设计要求2.3.1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。
2.3.2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。
2.3.3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。
2.3.4设计计算齿轮机构，确定传动比，选择适当的摸数。
2.3.5编写设计计算说明书。
2.4 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：电动机齿轮传动蜗轮蜗杆曲柄摇杆图1.1 运动功能图（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）风扇可利用仰俯旋钮实现上下俯仰，因此需要设计相应的俯仰机构。
（3）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：（4）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。
（5）俯仰运动的基本运动：与水平面之间的夹角的变换。
（6）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＝1.03、摆动角度Ψ=100°的要求下，尽量保持运动的平稳转换和减小机构间的摩擦。
三设计方案的评定及方案选择3.1左右摆动方案一（放弃）此机构为我们所学最简单的四杆机构，但是此方案风扇的具体位置难以确定，且齿轮的体积较大，故舍去。
3.2左右摆动方案二（放弃）该机构不易实现大角度转动风扇，因为大角度转动后容易引起涡轮蜗杆接触过紧或脱落，故舍去。
3.3左右摆动方案三（采用）1——蜗轮，2——蜗杆，3、4——直齿圆柱齿轮，5——电动机如图所示，ABCD是以BC为连杆的双摇杆机构，因为它满足最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，故连杆BC可相对于两连架杆作整周转动。
带有风扇的电动机5、齿轮3、4和蜗杆2、蜗轮1均于连架杆AB上，而蜗轮1又与连杆BC固联。
电动机5转动时，一方面带动风扇转动，另一方面经齿轮传动和蜗杆传动带动连杆BC相对于连架杆AB转动，两连架杆AB、CD 作往复摆动，从而使风扇轴线可在一定角度范围内摆动。
四 各构件参数的确定4.1机构传动比的设计此方案中，齿轮机构4-3和蜗轮蜗杆机构2-1组合作为减速机构。
由于在设计的左右摆头机构中，将蜗轮带动连杆进行整周回转的匀速圆周运动。
当蜗轮旋转一周，电扇机壳也正好摇摆一回，得出蜗轮的转速为51021ππω==。
选取蜗轮1，蜗杆2模数m=1，齿轮3、4的模数m=1.25。
蜗轮1转速t21πω= 蜗轮蜗杆机构2-1的传动比211221Z Z i ==ωω 32ωω= 直齿圆柱齿轮机构4-3的传动比433443Z Z i ==ωω 电动机的转速31456021450ππω=⨯=ωω=4由以上式子得，tZ Z Z Z πω2314511324==⨯⨯⨯⨯ 要实现大的传动比，因此，取蜗杆12=Z ，齿轮4齿数17min 4==Z Z ，代入上式得，tZ Z πω232465113==⨯⨯ 经计算，当1Z =30，3Z =44时，t=10.09,相对误差%9.0%100101009.10=⨯-=η； 当1Z =36，3Z =36时，t=9.91,相对误差%9.0%1001091.910=⨯-=η； 当1Z =30，3Z =43时，t=9.86,相对误差%4.1%1001086.910=⨯-=η； 当1Z =29，3Z =44时，t=9.76,相对误差%5.2%1001075.910=⨯-=η。
结合台式电风扇机壳尺寸大小的要求及摇动周期，选择1Z =36，3Z =36。
蜗轮蜗杆机构2-1传动比 361362121===Z Z i直齿圆柱齿轮机构4-3传动比 18.217364343≈==Z Z i4.2 蜗杆尺寸参数设计模数m=1齿顶高系数12*=a h径向间隙系数C*=0.2齿数12=Z压力角α=20°分度圆直径182=d 导程角≈=22d m Z arctg γ 3.18° 特性系数182==md q 齿顶高1*22==m h h a a顶隙c=c*m=0.2齿根高h f2=(h f2*+c *)m=1.2齿顶圆直径202222=+=a a h d d齿根圆直径5.152222=-=f f h d d轴向齿距14.3==m p π 轴向齿厚57.122==p s法向齿厚568.1cos 22==γs s n4.3蜗轮尺寸参数模数m=1齿顶高系数12*=a h径向间隙系数C*=0.2齿数1Z =36压力角α=20°分度圆直径3611==mZ d螺旋角β=γ=3.18°齿顶高1*11==m h h a a顶隙C=C*m=0.2齿根高h f1=(h f1*+c *)m=1.2齿顶圆直径382111=+=a a h d d齿根圆直径5.332111=-=f f h d d 齿顶圆弧半径9221==d R a 蜗轮蜗杆啮合中心距5421=+=d d a4.4 直齿圆柱齿轮3尺寸参数模数m=1.25齿顶高系数1*=a h径向间隙系数25.0*=c齿数3Z =36压力角α=20°分度圆直径4533==mZ d齿顶高25.1*3==m h h aa 顶隙3125.0*==m c c齿根高5625.1)(**33=+=m c h h f f齿顶圆直径5.472333=+=a a h d d齿根圆直径875.322333=-=f f h d d齿厚96.12/==m s π齿宽96.12/==m e π4.5 直齿圆柱齿轮4尺寸参数模数m=1.25齿顶高系数1*=a h径向间隙系数25.0*=c齿数174=Z压力角α=20°分度圆直径25.2144==mZ d齿顶高25.1*4==m h h aa 顶隙3125.0*==m c c齿根高5625.1)(**44=+=m c h h f f齿顶圆直径75.232444=+=a a h d d齿根圆直径125.182444=-=f f h d d齿厚96.12/==m s π齿宽96.12/==m e π齿轮3和齿轮4的啮合中心距25.6643=+=d d a4.6 双摇杆机构尺寸参数 极位夹角18011⨯+-=K K θ°=2.77°图4.1 双摇杆机构根据实际情况（30CM直径的扇叶），同时经过计算，可取a=35，b=146，c=209，d=211.4。
五运动学分析5.1.图解法：1）状态一：速度分析：加速度分析：动力学分析：2)状态二：速度分析：加速度分析：动力学分析:5.2 解析法:角速度变化曲线图5.3 图解法与解析法误差分析：1）图解法精度较低，测量时存在误差；2）测量出的数据经计算时会被放大；计算示例：E1=[（0.72-0.65）/0.72]*100%=9.72%,其它如上。
六主要参考文献[1]安子军.机械原理[第三版].北京：国防教育出版社，2015.4.1-206[2]刘永贤蔡光起.机械工程概论.北京：机械工业出版社，2009.9.1-42[3]陈国华.机械机构及应用.北京：机械工业出版社，2008.1.224-234七心得体会：222这次的课程设计更让我们深感惭愧与忧虑，它让我切切实实地认识到自己知识、技能的匮乏。
知识的缺乏让我在一开始的时候便遇上了障碍，对某些方面的知识的掌握不牢，使我在解决问题时花费了更多的时间与精力，使得这次的课程设计有着许多的缺陷。
然而这也激励我往后要学习好更多的专业知识，培养专业能力。
333在这次课程设计中我学到得不仅是专业的知识，还有的是如何进行团队的合作，因为任何一个作品都不可能由单独某一个人来完成，它必然是团队成员的细致分工完成某一小部分，然后在将所有的部分紧密的结合起来，并认真调试它们之间的运动关系之后形成一个完美的作品。
这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。