课程设计《台式电风扇摇头装置》

这样，电风扇机头整体、减速箱曲柄盘、上下摇头连杆及支承架构成一个四杆机构，参照图6.1传动原理示意图。在图中，AB代表机头整体，BC为盘状曲柄，CD为上下摇头连杆，DA表示U型支承架，铰接点A处铰接有铰轴及其上的驱动凸轮机构，铰接点B处铰接与盘状曲柄，铰点C位于盘状曲柄的盘周，铰接啦上下摇头连杆的一端，铰点D是上下摇头连杆另一端的铰接点。点B’、B’’分别表示AB绕铰点A摆动到两个极限位置时的位置点，α和α

2

1

表示机头整体向两侧的极限摆角，而机头整体的上下摆动范围α1+α

2

可通过调整BC

的尺寸来实现。

参照附图2和4。所述的凸轮驱动机构可以贯穿其中的铰轴转动，铰轴上套有驱动凸轮主体18，而驱动轮上有供拔销滑动的倾斜环形封闭槽，拔销位于中心盘17的盘变附近，中心盘安装在固定座上。中心盘与其中心轴14铆接，中心轴插入固定座的定位孔中，止定螺钉15止入的压力下，其上端的棘齿与中心盘下端的棘齿齿合；同时花键套又与固定座为花键盘连接，可相对上下滑动而不可相对转动。上述中心轴套件构成了角度调节及过载保护结构，在正常工作时中心盘相对固定座不能转动，并与固定座配合限制支承架上下移位，使支承架只能绕中心轴转动。而当强行扭动电风扇机头时，活动花键套推压弹簧片并脱离与中心盘下的齿的齿合，发生跳齿起到位置调节及机构保护作用。

工作时，减速箱在电动机驱动下，通过输出曲柄盘带动上下摇头连杆推动机头作上下摆头动作；同时，曲柄盘带动其上的同步皮带将动力传递到外套在铰轴上的驱动凸轮主体，驱动凸轮主体在转动过程中迫使拔销连同中心盘作相对摆动，由于中心盘的固定，所以安装在支承架上的机头整体绕中心盘作左右来回摆动，由此两个互为垂直的摆动组合成机头的立体循环运动。

七、机构设计

7.1凸轮机构设计

摆动从动件圆柱凸轮机构（如图7.11）是一种空间凸轮机构，这种机构是把旋转运动改变为平行于旋转轴线的平面内的摆动运动。

此凸轮机构是用来带动风扇机头作左右来回摆头运动的。可知风扇的摆角是ψ=90°，根据摆动从动件圆柱凸轮机构的运动原理，见图7.12摆动从动件圆柱凸轮运动简图，由公式：

L???（1?cos)

22 5 / 8

式中：?——凸轮机构的中心距 L ——摆动从动件的长度

?——摆动从动件的最大摆角

则经计算得：凸轮机构的中心距?= 25.6mm，L= 30 mm， ?=90°。 驱动凸轮主体倾斜封闭环形槽的平面展开图如下图7.13所示。

图7.11 摆动从动件圆柱凸轮机构 图7.12 摆动从动件圆柱凸轮运动简图

图7.13

7.2双摇杆机构设计

如图6.1为电扇实现上下俯仰运动的传动原理示意图。在满足杆长条件且最短杆是连杆的情况下，该机构为双摇杆机构。现假设图中杆BC为最短杆且（设lAB最长）

lBC?lAB?l又因为

CD1 ?l;……………………………………………………○A 6 / 8

2222lAB?lAD?(lBC?lCD)2lAB?lAD?(lCD?lBC)2????○2 ?1??2?arccos?arccos2*lAB*lAD2*lAB*lAD ?1??2?15???????????????????○3 假设lBC?lAD?lCD?lAB?????????????○4

综合○1○2○3○4式可设计为：lAD?85mm,lBC?22.5mm,lCD?127.5mm,lAB?165mm。

八、传动方案设计

（1）根据风扇电动机转速n=1450r/min，电风扇摇头周期t=10s，确定系统总传动比i为 i?1450/60?241.67?242

1/10（2）传动比分配 （根据国家标准GB/T10087??1988）

减速箱采用二级转速，第一级采用涡轮蜗杆传动，选取传动比为80.第二级采用单级齿轮减速，齿轮传动比为3.

由齿轮传动强度确定齿轮的标准模数m=0.6。齿轮齿数：z1=20，z2=98。 具体见表8.1传动方案的一些参数

表8.1

涡轮 蜗杆 齿轮1 齿轮2

曲柄盘带动其上的同步皮带将动力传递到外套在铰轴上的驱动凸轮主体时，曲柄盘的转速和凸轮机构中的从动齿轮的转速是相等的，即带有槽的圆柱凸轮的转速和曲柄盘的转速是相等的。

齿数 1 80 25 75 模数/mm 0.6 0.6 0.6 0.6 压力角/° 20 20 20 20 螺旋角 14.04 14.04 14.04 14.04 九、小结

为期一周的机械原理课程设计结束了，回望这短暂的几天时间学习，自己学到了不少。

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在真正开始设计这个电风扇摇头装置之前，自己也曾经有过很多想法和方案，有的很简单，有的很复杂。在这么多方案中选择一种较好的，确实要考虑很多东西。平时学到的机械原理知识还是有限，在抉择中有点头大。但是通过上网、去图书馆查资料以及小组成员的讨论，确定了本次设计的方案。当然此次设计还有很多不足和需待改进的地方。

这次课程设计，是第一次将本学期《机械原理》这门课程中所学的知识综合运用到实际中某一具体实例中，另外对于机械设计也有了初步的认识和实践经验。这次课程设计，从最初的毫无头绪到逐渐做出雏形，然后进一步改进。虽然总共仅用了几天的时间，但在这整个设计过程中，自己在实践中摸索成长，在理论中分析探讨，更加清晰地认识到只有灵活地掌握好理论知识，在实际应用中才能够得心应手，才能真正将理论用于实践，从中学到更多的知识和技能。

一个巴掌拍不响，一个人的力量是有限的，想像力、创新力也如此。小组成员通过分析思考、查找资料、再分析思考、小组讨论、确定初步方案、分工协作、组织成型、改进和确定最终方案。“书上得来终觉浅，需知事事要躬行”。书本的知识不可能面面具到，而又由于在学习过程中的不慎不断遗失，使我们的知识结构十分不完整。于是系统地进行实践操作对我们完善知识体系有莫大的帮助。

与此同时，在具体实践时，往往会遇到很多事先没预测到的困惑，这成为我们完成设计的一大障碍，但最终还是通过求教和自己摸索中解决了。从这些过程中我们又锻炼了自己遇到问题，分析问题，解决问题的能力。同时也感受到了群众的智慧是不可估量的。“三人行则必有我师焉。”

在此设计中，小组各成员之间积极配合、共同奋斗，在加深了对专业理解掌握的同时，也加深了我们的友谊。同时也要感谢石端虎和张元越两位老师的耐心指导。

以后这样的实践学习的课程，学校要多加开设。从中我们学生能学到很多书本上学不到的东西，学会了运用自己所学的知识用于实践生活中，更好的指导我们学习。

十、参考资料

1.《机械原理》（第七版） 孙桓 陈作模 主编 高等教育出版社 2.《机械设计课程设计》（第二版） 朱文坚 黄平 编 华南理工大学出版社 3.《机械设计基础课程设计》 孙德志 张伟华 邓子龙 编 科学出版社 4.《机械设计与理论》 李柱国 主编 科学出版社 5.《机械原理设计课程设计指导书》 裘建新 主编 高等教育出版社

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