台式电风扇设计说明书Word文档下载推荐.docx
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窗体顶端
窗体底端
第章绪论
摇头风扇的背景和意义
电风扇的技术情况
电风扇的发展
电风扇的前景
本课题的目的和关键问题
第章台式电风扇的功能和设计要求
工作原理
功能分解
设计摆动机构
设计齿轮系机构
满足传动性能要求
第章摇头风扇的内部机构选用
减速机构的选用
内啮合齿轮的优缺点
外啮合齿轮的优缺点
传动轴线变换的选用
蜗轮蜗杆机构的优缺点
圆锥齿轮传动机构的优缺点
摇头机构的选用
四杆机构的优缺点
凸轮机构的优缺点
第章机构组合方案的比较及确定
三种方案的比较
方案一及其优缺点
方案二及其优缺点
方案的初步确定
原动机的选择
传动方案的确定
传动比设计
相关计算
蜗轮蜗杆轮系设计
齿轮机构设计
执行机构尺寸设计
选择合适的比例
作图求摇杆的极限位置。
如图所示:
第章系统总图
第章三维制图
.制图软件简介
三维图展示
整体三维图
风扇叶片
涡轮蜗杆
齿轮
四杆
第章总结
谢辞
参考文献
第章绪论
摇头风扇的背景和意义
电风扇的灵感来自于机械钟表,而且还需要主人自己去上发条。
年,美国人舒乐首次将叶片直接装在电动机上,再接上电源,那一瞬间,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。
如今,在炎热而又烦闷的夏夜,它舞动自己的四肢为我们在黑暗中送来徐徐的凉风。
正是因为它,在没有空调的日子里,我们可以依然享受到凉爽的惬意。
也许有人会说,现在还有多少人会用电风扇?
但实际上恐怕很多人依然会在家里留一台,毕竟,它既环保又节能。
所以,电风扇不会消失在历史舞台,所以仍有研究和发展电风扇的意义。
电风扇的技术情况
电风扇的发展
近年来,电风扇才有了飞速的发展。
不仅设计构思更加巧妙,而且在使用方面,现代人也总结出了很多方法和心得。
总的来说,目前市场上的电风扇分家用电风扇和工业用电风扇两种。
家用电风扇有吊扇、台扇、落地扇、鸿运扇、顶扇、壁扇等。
台扇中又有摇头的和不摇头之分,也有的是转页扇。
落地扇也有摇头、转页之分。
电风扇的前景
如今,虽然有了空调之后,有人认为电风扇将退出历史舞台,但事实上,如今的电风扇已一改人们印象中的传统形象,在外观和功能上都更追求个性化,空调扇、负离子扇、塔扇等产品也被众多的电风扇厂家采用,并增加了照明、驱蚊等更多的实用功能。
最新功能的风扇有:
声控电风扇、冷气风电风扇、无噪声电风扇、灯头电风扇、防伤手指电风扇、模糊微控电风扇、火柴盒电风扇、四季电风扇等。
在未来,电风扇或许能凭借某一项独特功能吸引消费者的目光。
目前国际能源短缺,节能将是一个不可忽视的发展方向,因此电扇不会那么轻易地从历史舞台上退出。
本课题的目的和关键问题
台式电风扇摇头装置及传动系统的设计,是要设计一个摇头风扇的主要及最难的问题之一。
接下来,本人将简介如何设计一个台式电风扇的摇头装置,使电风扇做摇头动作。
已知风扇的直径为300mm,电扇电动机转速=,电扇摇头周期,电扇摆动角度ψ=°
、急回系数=。
其大体设计任务如下
()按给定主要参数,拟定机械传动系统总体方案;
()画出机构运动简图;
()分配蜗杆涡轮、齿轮传动比,确定他们的基本参数,设计计算几何参数;
()解析法确定平面连杆机构的运动学尺寸,它应满足摆角Ψ及形成速比系数。
并对平
面连杆机构进行运动分析,绘制运动线图。
并验算曲柄存在条件,验算最小传动角(最
大压力角);
()提出调节摆角的结构方案,并进行分析计算;
()编写设计说明书。
第章台式电风扇的功能和设计要求
工作原理
图
功能分解
当打开电源开关时,电动机开始工作,转动,连接在上面的叶片也会随着电动机转动而旋转。
当电动机越转越快时,叶片也会越转越快,会超过其范围,所以需要减速机构进行减速,保证叶片不会被损坏。
电扇需要左右摆动摇头,增大送风区域的目的。
为了达到这个目的,则需要一个执行机构使得电扇左右摆动。
设计摆动机构
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。
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。
设计齿轮系机构
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。
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。
满足传动性能要求
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=、摆动角度ψ°
的要求下,尽量保持运动的平稳转换和减小机构间的摩擦。
第章摇头风扇的内部机构选用
台式摇头风扇若要完成左右摆动的功能,则需完成减速、传动轴线变换及左右摆动三个动作,可以分别选用以下机构:
()减速机构可以选用齿轮传动,包括内啮合齿轮和外啮合齿轮。
()传动轴线变换的完成可以选用蜗杆蜗轮机构或圆锥齿轮传动机构等。
()常见的台式电风扇摇头机构有滑销控制机构和凸轮机构等。
接下来我们要对摇头风扇所要完成的这三个动作做详细说明,并结合各种可能方案的优缺点,最终选出适合台式摇头风扇正常工作的机构。
减速机构的选用
内啮合齿轮的优缺点
内啮合齿轮即一个齿轮的外齿与另一个齿轮的内齿相啮合。
优点:
结构紧凑、体积小、零件少、运动平稳、噪声低、容积效率较等。
缺点:
流量脉动大,转子的制造工艺复杂等。
图内齿轮啮合示意图
外啮合齿轮的优缺点
外啮合齿轮即一个齿轮的外齿与另一个齿轮的外齿相啮合。
结构简单、体积小、重量轻、自吸性好、工作可靠、成本低、应用广泛。
外形结构较内啮合齿轮复杂,且对尺寸有要求。
图外齿轮啮合示意图
考虑以上优缺点和尺寸要求,我们选用外齿轮啮合。
传动轴线变换的选用
蜗轮蜗杆机构的优缺点
蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力,蜗轮和蜗杆在其中间平面内相当于齿轮与齿条,蜗杆又与螺杆形状相似。
()传动比较大。
()两轮啮合齿面间为线接触,承载能力大。
()蜗杆传动为多齿啮合传动,所以传动平稳、
噪音很小。
()具有自锁性。
当蜗杆的导程角小于啮合轮齿
间的当量摩擦角时,机构具有自锁性,可实图蜗轮蜗杆示意图
现反向自锁,即只能由蜗杆带动蜗轮,而不能由蜗轮带动蜗杆,起保护作用。
()传动效率较低,磨损较严重。
()啮合时,轮齿间的相对滑动速度大,摩擦损耗大、效率低。
()成本较高。
因为相对滑动速度大,齿面磨损严重、发热严重,为了散热和减小磨
损,常采用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料及良好的润滑装置。
圆锥齿轮传动机构的优缺点
圆锥齿轮:
用来传递空间两相交轴之间运动和动力的一种齿轮机构。
两轴交角点称为轴角,其值可根据传动需要确定,一般多采用°
。
锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上,轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小。
()性能好、传动平稳、噪声小。
()其齿面重合度大,降低了每对齿轮的载荷,提高了齿轮的承载能力。
()锥齿轮不产生根切的最少齿数少。
锥齿轮制造工艺复杂,成本较高。
综合比较两传动轴线变换机构的优缺点,且蜗轮蜗杆
的传动比不大于,而锥齿轮的传动比只是不大于,所
以该摇头风扇应选用蜗轮蜗杆传动机构
图锥齿轮示意图
摇头机构的选用
四杆机构的优缺点
控制摇头,即在平面四连杆机构的基础上加一个滑销。
当将它往上拔起来的时候,四杆就会工作,即电扇做摆头运动。
而将它往下按时,就固定四杆不运作。
平面连杆机构是将各构件用转动副或移动副联接而成的平面机构。
最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的,简称平面四杆机构。
它的应用非常广泛,而且是组成多杆机构的基础。
机构简单、加工方便、运动较平稳而且成本低,适用于多种场合。
如图通过滑销以实现是否摇头的运动。
当滑销下滑实现摇头,上提则停止摇头。
图四杆机构示意图
凸轮机构的优缺点
凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。
凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件,一般为主动件,作等速回转运动或往复直线运动。
结构紧凑、设计方便,实现从动件任意预期运动。
缺点:
制造较为困难、加工成本高,且易磨损,存在冲击、
运动不平稳,噪音等缺点。
综上,舍弃凸轮机构,而选择滑销控制机构。
图凸轮机构示意图
第章机构组合方案的比较及确定
三种方案的比较
方案一及其优缺点
该设计方案采用了齿轮箱来减小输出速度,蜗轮蜗杆来实现减速和传动轴的变换即速度方向的变换,即通过构件对构件做相对的圆周转动使构件摆动,从而实现电风扇的摇头动作,如图所示:
图结构示意图
()方案一的机构分解
)减速:
齿轮箱和蜗轮蜗杆机构;
)运动轴变换:
蜗轮蜗杆机构;
)左右摇摆:
平面四杆机构。
()方案一的优点
)主动件只用一台电动机即可实现风扇叶片的转动和左右摇摆;
)蜗轮蜗杆传动平稳,啮合冲击小,由于蜗杆的齿数少,故单级传动可获得较大的传动比
(可达),且结构紧凑;
)有自锁现象。
()方案一的缺点
由于蜗杆蜗轮啮合轮齿间的相对滑动速度较大,摩擦磨损大,故传动效率较低且易出现
发热现象。
所以常用较贵、性能较好的减摩耐磨材料来制造蜗轮,故成本较高。
方案二及其优缺点
方案二是当圆柱凸轮回转时,凹槽侧面迫使构件左右摆动,从而实现电风扇的摇头功
能,如所以:
图圆柱凸轮示意图
()方案二的机构分解
凸轮在凹槽中的回转。
()方案二的优点
机构通俗易懂,运动过程中反应较快,效果明显。
()方案二的缺点
)机构都很难制造且精度要求高,制造成本也相对要高。
)传动机构相对比较复杂,且齿轮数目太多,制造起来麻烦。
方案三及其优缺点
该方案是用凸轮机构来实现风扇的左右摇摆。
如图所以:
图凸轮机构示意图
()方案三的机构分解
)减速机构:
齿轮箱和蜗杆蜗轮机构;
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- 台式 电风扇 设计 说明书