臺式電風(fēng)扇開題報告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報告 題目名稱： 臺式電風(fēng)扇搖頭裝置及傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 周航 學(xué) 號： 1001433130 二級學(xué)院（系）/專業(yè)：機(jī)械工程學(xué)院 /機(jī)械制造與自動化 班 級： 機(jī)自1011 指導(dǎo)教師： 龔曉群 2013 年 1 月24日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）開 題 報 告1.本課題的背景及意義在炎熱而又煩悶的夏夜，它舞動自己的四肢為我們在黑暗中送來徐徐的涼風(fēng)，正是因?yàn)樗?，在沒有空調(diào)的日子里，我們可以依然享受到?jīng)鏊膼芤?。也許有人會說，現(xiàn)在還有多少人會用電風(fēng)扇？但實(shí)際上恐怕很多人依然會在家里留一臺，畢竟，它既環(huán)保又節(jié)能。它靈感是來自于機(jī)械鐘表，而且還需要主人自己去上發(fā)條。而在1880年，美

2、國人舒樂首次將葉片直接裝在電動機(jī)上，再接上電源，那一瞬間，葉片飛速轉(zhuǎn)動，陣陣涼風(fēng)撲面而來，這就是世界上第一臺電風(fēng)扇。隨著風(fēng)扇越來越融入我們的日常生活中，風(fēng)扇的多樣化也也來越明顯。擺脫了大而笨重的外觀，安全性能不高，噪音大等缺點(diǎn)，現(xiàn)在國內(nèi)外市場上出現(xiàn)了很多創(chuàng)意新型風(fēng)扇：迷你手持噴霧風(fēng)扇、防菌除臭風(fēng)扇、無葉風(fēng)扇等。2本課題的基本內(nèi)容及關(guān)鍵問題（1）、基本內(nèi)容：1）按給定主要參數(shù)，擬定機(jī)械傳動系統(tǒng)總體方案；2）畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖；3）分配蝸桿渦輪、齒輪傳動比，確定他們的基本參數(shù)，設(shè)計(jì)計(jì)算幾何參數(shù)；4）確定電扇搖擺轉(zhuǎn)動的的平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)尺寸，它應(yīng)滿足擺腳及急回系數(shù)條件下使最小傳動角最大。并對平面連

3、桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，驗(yàn)算曲柄存在條件。5）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（2）關(guān)鍵問題1） 如圖所示，四桿機(jī)構(gòu)。其中AB為曲柄，BC為連桿，CD為搖桿，AD桿為機(jī)架。極限位置及尺寸要求如圖所示：2）蝸輪、蝸桿傳動幾何尺寸：蝸輪、蝸桿傳動幾何尺寸計(jì)算表名稱計(jì)算公式蝸桿蝸輪齒頂高h(yuǎn)a=m=1ha2=m=1齒根高h(yuǎn)f=1.2m=1.2hf2=1.2m=1.2分度圓直徑d1=mq=18d2=mz2=62齒頂圓直徑da1=mq+2=20da2=mz2+2=64齒根圓直徑df1=mq-2.4=15.6df2=mz2-2.4=59.6頂隙C=0.2m=0.2蝸桿軸向齒距蝸輪端面齒距P=m=蝸桿分度圓柱的導(dǎo)程角tan=

4、z1q=118蝸輪分度圓上齒輪的螺旋角=arctan118=3.180中心距a=m(q+z2)2=40蝸桿螺紋部分長度z1=1b11+0.06z2m=4.72蝸輪咽喉母圓半徑rg2=a-da22=8蝸輪最大外圓直徑z1=1de2da2+2m=66蝸輪輪緣寬度蝸z1=1b20.輪輪齒包角=2arcsin(b2d1)=1518=112.893）圓柱齒輪尺寸圓柱齒輪基本參數(shù)表名稱計(jì)算公式主動輪（mm）從動輪（mm）分度圓直徑d3=mz3=1.2518=22.5d4=mz4=1.2570=87.5齒頂高h(yuǎn)a=ha*m=1.25齒根高h(yuǎn)f=(ha*+c*)m=（1+0.25）1.25=1.5625齒全高

5、h=ha+hf=1.25+2.8125=4.0625齒頂圓直徑da3=d3+2ha=22.5+2×1.25=25da4=d4+2ha=87.5+2×1.25=90齒根圓直徑df3=d3-2hf=22.5-2×1.5625=19.375df4=d4-2hf=87.5-2×1.5625=84.375基圓直徑db3=d3cos=22.5×cos20°=21.14db4=d4cos=87.5×cos20°=82.22齒距p=m=3.14×1.25=3.93齒厚s=m2=1.96齒槽寬e=m2=1.96中心距a=(

6、d3+d4)2=55頂隙c=c*m=0.25×1.25=0.31253本課題調(diào)研情況綜述隨著風(fēng)扇越來越融入我們的日常生活中，風(fēng)扇的多樣化也也來越明顯。擺脫了大而笨重的外觀，安全性能不高，噪音大等缺點(diǎn)，現(xiàn)在國內(nèi)外市場上出現(xiàn)了很多創(chuàng)意新型風(fēng)扇：迷你手持噴霧風(fēng)扇、防菌除臭風(fēng)扇、無葉風(fēng)扇等。例：無葉風(fēng)扇。原理：基座中帶有的40瓦電力馬達(dá)每秒鐘將33升的空氣吸入風(fēng)扇基座內(nèi)部，經(jīng)由氣旋加速器加速后，空氣流通速度最大被增大16倍左右，經(jīng)由無葉風(fēng)扇扇頭環(huán)形內(nèi)唇環(huán)繞，其環(huán)繞力帶動扇頭附近的空氣隨之進(jìn)入扇頭，并以高速度向外吹出。優(yōu)點(diǎn)：1、傳統(tǒng)風(fēng)扇使用葉片，雖有外罩，但仍有安全隱患。無葉片風(fēng)扇無葉片旋轉(zhuǎn)，

7、使用安全系數(shù)高，沒有危險性。2，傳統(tǒng)風(fēng)扇有劇烈的風(fēng)感，不平穩(wěn)、不舒適。無葉片風(fēng)扇通過空氣倍增技術(shù)優(yōu)化處理，平穩(wěn)、舒適。3，傳統(tǒng)風(fēng)扇清潔不方便，無葉片風(fēng)扇無葉片，免拆卸清洗，清潔使用一塊棉布擦拭即可。4，大部分傳統(tǒng)風(fēng)扇噪音較無葉片風(fēng)扇噪音大。缺點(diǎn)：1、功能單一，和傳統(tǒng)風(fēng)扇功能一樣。功能隨新產(chǎn)品推出，具有可擴(kuò)展性。相比之下，噪音在風(fēng)量大的時候2、底盤太瘦，放起來碰到很容易倒。3、目前價格較高，與普通電風(fēng)扇有較大差距。4、不易看見出風(fēng)口。5、從能量的角度來看，無葉風(fēng)扇的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的較之傳統(tǒng)風(fēng)扇均增加了風(fēng)流流動的阻力，其轉(zhuǎn)換效率必然沒有傳統(tǒng)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)換效率高，也就是說產(chǎn)生同等風(fēng)量的電耗無葉風(fēng)扇將高于

8、傳統(tǒng)風(fēng)扇。綜上所述，雖如今空調(diào)已經(jīng)進(jìn)入家庭使用中，但是仍舊不能取代風(fēng)扇的地位。相信在不就后，越來越多的創(chuàng)意風(fēng)扇將被發(fā)明創(chuàng)造出來，為我們的生活帶來更多的便捷。4本課題的方案論證方案1：該設(shè)計(jì)方案采用了齒輪箱來減小輸出速度，蝸輪蝸桿來實(shí)現(xiàn)減速和傳動軸的變換即速度方向的變換，即通過構(gòu)件2對構(gòu)件3做相對的圓周轉(zhuǎn)動使構(gòu)件3擺動，從而實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇的搖頭動作，如圖：1.1機(jī)構(gòu)分解：減速：齒輪箱和蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)；運(yùn)動軸變換：蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)；左右搖擺：平面四桿機(jī)構(gòu)。1.2優(yōu)點(diǎn)：a主動件只用了一臺電動機(jī)即用一臺電動機(jī)實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇葉片的轉(zhuǎn)動和左右搖擺；b蝸輪蝸桿傳動平穩(wěn)，嚙合沖擊小，由于蝸桿的齒數(shù)少，故單級傳動可獲得較大的傳

9、動比（可達(dá)1000），且結(jié)構(gòu)緊湊；c有自鎖現(xiàn)象。1.3缺點(diǎn)：由于蝸桿蝸輪嚙合輪齒間的相對滑動速度較大，摩擦磨損大，傳動效率較低，易出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，常用較貴的減摩耐磨材料來制造蝸輪，成本較高。方案2：當(dāng)圓柱凸輪回轉(zhuǎn)時，凹槽側(cè)面迫使構(gòu)件2左右擺動，從而實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇的搖頭功能，2.1機(jī)構(gòu)分解： 減速：齒輪箱和蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)； 運(yùn)動軸變換：蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)；左右搖擺：凸輪在凹槽中的回轉(zhuǎn)。2.2 方案二的優(yōu)點(diǎn) 機(jī)構(gòu)通俗易懂，運(yùn)動過程中反應(yīng)較快，效果明顯。2.3 方案二的缺點(diǎn)a、 機(jī)構(gòu)都很難制造且精度要求高，制造成本也相對要高。b 、傳動機(jī)構(gòu)相對比較復(fù)雜，且齒輪數(shù)目太多，制造起來麻煩。方案3：該方案用凸輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)左右搖擺。3.1 機(jī)構(gòu)分解：減速機(jī)構(gòu)：齒輪箱和蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)；運(yùn)動軸變換：蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)；左右搖擺：凸輪機(jī)構(gòu)。3.2優(yōu)點(diǎn)：較前幾個方案，機(jī)構(gòu)簡單緊湊，響應(yīng)快速。3.3缺點(diǎn)：使用凸輪機(jī)構(gòu)制造困難，易磨損，有沖擊，運(yùn)動不穩(wěn)定，而且成本較高。 總結(jié)：較以上幾個方案，左右搖擺機(jī)構(gòu)我們選用四桿機(jī)構(gòu)，因?yàn)橥馆啓C(jī)構(gòu)制造較為困難，加工成本高，且易磨損，存在沖擊，運(yùn)動不平穩(wěn)，產(chǎn)生噪音，而四連桿機(jī)構(gòu)特點(diǎn)具有機(jī)構(gòu)簡單，加工方便