机械原理课程设计_台式电风扇摇头装置机构设计.pdf
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1、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学学 生生签签 名:名:指导教师签名:指导教师签名:评阅教师签名:评阅教师签名:机械原理课程设计机械原理课程设计签名页年年月月日日年年月月日日年年月月日日目录目录.3第第 1 1 章章台式电风扇摇头装置的功能与设计要求台式电风扇摇头装置的功能与设计要求.41.1设计题目.41.2工作原理及工艺过程.41.3设计要求.41.4功能分解.5第第 2 2 章章机构的选用与设计机构的选用与设计.62.1机构的选用.62.2 左
2、右摇头机构.62.2.1左右摇动方案一(放弃).62.2.2左右摇头方案二(采用).72.2上下仰俯机构.7第第 3 3 章章传动比的设计传动比的设计.9第第 4 4 章章机构尺寸设计机构尺寸设计.114.1蜗轮蜗杆尺寸设计.114.1.1蜗杆尺寸参数.114.1.2蜗轮尺寸参数.124.2直齿圆柱齿轮尺寸参数.124.2.1直齿圆柱齿轮 3 尺寸参数.124.2.2直齿圆柱齿轮 4 尺寸参数.134.2双摇杆机构尺寸参数.14第第 5 5 章章小结小结.15第第 6 6 章章参考文献参考文献.16第第1 1章章台式电风扇摇头装置的功能与设计要求台式电风扇摇头装置的功能与设计要求1.11.1设
3、计题目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 n1450r/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 K1.03。风扇可以在一定周期下进行摆头运动,使送风面积增大。1.21.2工作原理及工艺过程工作原理及工艺过程执行机构 1原动机传动减速机构执行机构 2系统1.31.3设计要求设计要求.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
4、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。1.41.4功能分解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左右摇头机构图 1.1运动功能图.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。.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。.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
5、,可知它们分别应该实现下列基本运动:.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。.俯仰运动的基本运动:与水平面之间的夹角的变换。.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 K1.03、摆动角度=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。第第2 2章章2.12.1机构的选用机构的选用机构的选用与设计机构的选用与设计根据前述要求, 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的表 2.1 与表 2.2的设计目录,分别选择相应的机
6、构,以实现这三个机构的各项功能,见下表。由于要实现大传动比,且受到电风扇机壳体积大小的限制,结合机械原理课程设计指导书第155 页的附录 2,减速机构可选用蜗轮蜗杆机构与直齿圆柱齿轮机构的组合机构。表 2.1电风扇摆头的机构选形功能左右摆动执行机构连杆机构工艺动作扇形往复运动执行机构齿轮机构连杆机构上下仰俯连杆机构扇形往复运动连杆机构2.22.2 左右摇头机构左右摇头机构为了能实现左右往复运动, 在经济简单的原则下可选择双摇杆机构,实现运动方向交替交换。2.2.12.2.1左右摇动方案一(放弃)左右摇动方案一(放弃)图 2.1方案一该方案主动件有两个, 一个单独带动风扇扇片转动,另一个则为上图
7、带箭头的飞轮做整周回转,通过连杆带动机头左右摆动。由于风扇的转动动作与摇头动作不是由同一个原动机施给的,因此,此方案中不需要用到减速机构,只需使两个原动机有不同的转动速度即可。优点:机构简单,主动件为连架杆便于计算四杆机构参数缺点:需要两个主动力即需要两个电机驱动2.2.22.2.2左右摇头方案二左右摇头方案二 (采用)(采用)图 2.2方案二1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
8、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。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。2.22.2上下仰俯机构上下仰俯机构为了实现仰俯运动, 事先计划使用凸轮机构设计仰俯机构,但由于电扇的机壳大小有限, 并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,且凸轮制造困难,成本高,对一台普通台式风扇的设计来说,并不经济。也可以使用连杆滑块机构设计,将机
9、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。但是需要计算连杆长度以及导轨位移,如果在电动机座与立柱的连接处用两个带有扇形凸台圆盘(图 2.3)在圆心处铰链联接, 再加一个简易的制动机构, 也同样可以手动实现电风扇的上下仰俯。图 2.3圆盘 1 上的扇形凸台圆心角为 180-22=158() ,圆盘 2 上为半圆形凸台。电动机座与圆盘 1 相连接,立柱与圆盘 2 相连接。圆孔内旋入仰俯旋钮。当仰俯旋钮旋紧时,两圆盘之间的磨擦力增大,仰角不变,当仰俯旋钮旋松时,两圆盘相离,可以改变仰角。第第3 3章章传动比的设计传动比的设计2。105由于在设计的左右摆头机构中, 将蜗轮带动连杆进行整周
10、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1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2t1蜗轮蜗杆机构 2-1 的传动比i212Z11Z223直齿圆柱齿轮机构 4-3 的传动比i434Z33Z414502145603电动机的转速4由以上式子得,145Z4Z2213Z3Z1t要实现大的传动比,因此,取蜗杆Z2 1,齿轮4 齿数Z4 Zmin17,代入上式得,2465213Z3Z1t10.09 10100% 0.9%;10109.91100% 0.9%;当Z1=36,Z3=36 时,t=9.91,相对误差101
11、09.86100% 1.4%;当Z1=30,Z3=43 时,t=9.86,相对误差10109.75100% 2.5%。当Z1=29,Z3=44 时,t=9.76,相对误差10经计算, 当Z1=30,t=10.09,相对误差Z3=44 时,结合台式电风扇机壳尺寸大小的要求及摇动周期,选择Z1=36,Z3=36。蜗轮蜗杆机构 2-1 传动比i21Z136 36Z21Z336 2.18Z417直齿圆柱齿轮机构 4-3 传动比i43第第4 4章章4.14.1蜗轮蜗杆尺寸设计蜗轮蜗杆尺寸设计4.1.14.1.1蜗杆尺寸参数蜗杆尺寸参数模数 m=1齿顶高系数h*a21径向间隙系数c* 0.25齿数Z2 1
12、压力角=20分度圆直径d218导程角 arctg机构尺寸设计机构尺寸设计Z2m3.18d2特性系数q d218m*齿顶高ha2 ha2m 1顶隙c c*m 0.25*齿根高hf 2 (h*f 2c )m 1.25齿顶圆直径da2 d2 2ha2 20齿根圆直径df 2 d22hf 215.5轴向齿距p m 3.14轴向齿厚s2p1.572法向齿厚sn2 s2cos1.5684.1.24.1.2蜗轮尺寸参数蜗轮尺寸参数模数 m=1齿顶高系数h*a21径向间隙系数c* 0.25齿数Z1=36压力角=20分度圆直径d1 mZ1 36螺旋角=3.18*齿顶高ha1 ha1m 1顶隙c c*m 0.25
13、*齿根高hf1 (h*f1c )m 1.25齿顶圆直径da1 d1 2ha1 38齿根圆直径df1 d12hf1 33.5齿顶圆弧半径Ra1d2 92蜗轮蜗杆啮合中心距a d1 d2 544.24.2直齿圆柱齿轮尺寸参数直齿圆柱齿轮尺寸参数4.2.14.2.1直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮 3 3 尺寸参数尺寸参数模数 m=1.25齿顶高系数h*a1径向间隙系数c* 0.25齿数Z3=36压力角=20分度圆直径d3 mZ3 45*齿顶高ha3 ham 1.25顶隙c c*m 0.3125*齿根高hf 3 (h*f 3c )m 1.5625齿顶圆直径da3 d3 2ha3 47.5齿根圆直径df 3
14、d32hf 3 32.875齿厚s m/2 1.96齿宽e m/2 1.964.2.24.2.2直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮 4 4 尺寸参数尺寸参数模数 m=1.25齿顶高系数h*a1径向间隙系数c* 0.25齿数Z417压力角=20分度圆直径d4 mZ4 21.25*齿顶高ha4 ham 1.25顶隙c c*m 0.3125*齿根高hf 4 (h*c )m 1.5625f 4齿顶圆直径da4 d4 2ha4 23.75齿根圆直径df 4 d42hf 418.125齿厚s m/2 1.96齿宽e m/2 1.96齿轮 3 和齿轮 4 的啮合中心距a d3 d4 66.254.24.2双摇杆机构尺
15、寸参数双摇杆机构尺寸参数极位夹角K 1180=2.77K 1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=46, c=209,d=211.4。第第5 5章章小结小结机械原理课程设计是一门综合性较强的学科, 综合运用运动分析、 力学分析、机构的选择与设计、零件设计等等各方面的知识,能够培养机械类专业学生创新能力。通过这次的课程设计, 使我进一步巩固、 掌握并社步运用机械原理的知识和理论,对分析、运算、绘图、文学表达等各方面的能力进行了初步的训练,理论与实际相结合。然而, 这次的课程设计更让我深感惭愧与忧虑,它让我切切实实地认识到自己知识、技
16、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。第第6 6章章参考文献参考文献1 孙恒、 陈作模、 葛文杰.机械原理M.第七版.北京:高等教育出版社,2006.5.2 裘建新.机械原理课程设计指导书M.北京:高等教育出版社,2008.12.3 牛鸣岐、王保民、王振甫 .机械原理课程设计手册 M.重庆:重庆大学出版社,2011.11.原文已完。下文为附加文档,如不需要,下载后可以编辑删除,谢谢!施工组织设计本施工组织设计是本着“一流的质
17、量、一流的工期、科学管理”来进行编制的。编制时,我公司技术发展部、质检科以及项目部经过精心研究、合理组织、充分利用先进工艺,特制定本施工组织设计。一、 工程概况:西夏建材城生活区 27 、30 住宅楼位于银川市新市区,橡胶厂对面。本工程由宁夏燕宝房地产开发开发,银川市规划建筑设计院设计。本工程耐火等级二级,屋面防水等级三级,地震防烈度为 8度,设计使用年限 50 年。本工程建筑面积:27#楼 3824.75m2;30#楼 3824.75 m2。室内地坪0.00 以绝对标高 1110.5 m 为准,总长 27#楼 47.28m;30#楼47.28 m。总宽 27#楼 14.26m;30#楼 14
18、.26 m。设计室外地坪至檐口高度 18.6 00m,呈长方形布置,东西向,三个单元。本工程设计屋面为坡屋面防水采用防水涂料。外墙水泥砂浆抹面,外刷浅灰色墙漆。内墙面除卫生间 200300 瓷砖,高到顶外,其余均水泥砂桨罩面,刮二遍腻子;楼梯间内墙采用50#厚胶粉聚苯颗粒保温。地面除卫生间 200200 防滑地砖,楼梯间 50 厚细石砼 1:1 水泥砂浆压光外,其余均采用 50 厚豆石砼毛地面。楼梯间单元门采用楼宇对讲门,卧室门、卫生间门采用木门, 进户门采用保温防盗门。 本工程窗均采用塑钢单框双玻窗,开启窗均加纱扇。本工程设计为节能型住宅,外墙均贴保温板。本工程设计为砖混结构,共六层。基础采
19、用C30 钢筋砼条形基础,上砌 MU30 毛石基础,砂浆采用 M10 水泥砂浆。一、二、三、四层墙体采用 M10 混合砂浆砌筑 MU15 多孔砖;五层以上采用 M7.5 混合砂浆砌筑 MU15 多孔砖。本工程结构中使用主要材料:钢材:I 级钢,II 级钢;砼:基础垫层 C10,基础底板、地圈梁、基础构造柱均采用 C30,其余均 C20。本工程设计给水管采用 PPR 塑料管,热熔连接;排水管采用UPVC 硬聚氯乙烯管,粘接; 给水管道安装除立管及安装 IC 卡水表的管段明设计外,其余均暗设。本工程设计采暖为钢制高频焊翅片管散热器。本工程设计照明电源采用 BV2.5 铜芯线,插座电源等采用BV4
20、铜芯线;除客厅为吸顶灯外,其余均采用座灯。二、 施工部署及进度计划1、工期安排本工程合同计划开工日期:2004 年 8 月 21 日,竣工日期:2005 年 7 月 10 日,合同工期 315 天。计划 2004 年 9 月 15 日前完成基础工程,2004 年 12 月 30 日完成主体结构工程,2005 年 6月 20 日完成装修工种,安装工程穿插进行,于 2005 年 7 月 1 日前完成。具体进度计划详见附图1(施工进度计划) 。2、施工顺序基础工程工程定位线(验线)挖坑钎探(验坑)砂砾垫层的施工基础砼垫层刷环保沥青 基础放线(预检)砼条形基础刷环保沥青 毛石基础的砌筑构造柱砼地圈梁地
21、沟回填工。结构工程结构定位放线(预检)构造柱钢筋绑扎、定位(隐检)砖墙砌筑(50cm 线找平、预检)柱梁、顶板支模(预检)梁板钢筋绑扎(隐检、开盘申请)砼浇筑下一层结构定位放线重复上述施工工序直至顶。内装修工程门窗框安装室内墙面抹灰楼地面门窗安装、油漆五金安装、内部清理通水通电、竣工。外装修工程外装修工程遵循先上后下原则,屋面工程(包括烟道、透气孔、压顶、找平层)结束后,进行大面积装饰,塑钢门窗在装修中逐步插入。三、 施工准备1、现场道路本工程北靠北京西路,南临规划道路,交通较为方便。场内道路采用级配砂石铺垫,压路机压。2、机械准备设 2 台搅拌机,2 台水泵。现场设钢筋切断机 1 台,调直机
22、 1 台,电焊机 2 台,1台对焊机。现场设木工锯,木工刨各 1 台。回填期间设打夯机 2 台。现场设塔吊 2 台。3、施工用电施工用电已由建设单位引入现场;根据工程特点,设总配电箱 1 个,塔吊、搅抖站、搅拌机、切断机、调直机、对焊机、木工棚、楼层用电、生活区各配置配电箱 1 个;电源均采用三相五线制;各分支均采用钢管埋地;各种机械均设置接零、接地保护。具体配电箱位置详见总施工平面图。3、施工用水施工用水采用深井水自来水,并砌筑一蓄水池进行蓄水。楼层用水采用钢管焊接给水管,每层留一出水口;给水管不置蓄水池内,由潜水泵进行送水。4、生活用水生活用水采用自来水。5、劳动力安排结构期间:瓦工 40
23、 人;钢筋工 15 人;木工 15 人;放线工 2 人;材料1 人;机工 4 人;电工 2 人;水暖工 2 人;架子工 8 人;电焊工 2 人;壮工 20 人。装修期间抹灰工 60 人;木工 4 人;油工 8 人;电工 6 人;水暖工10 人。四、主要施工方法1、施工测量放线施工测量基本要求A、西夏建材城生活区 17 、30 住宅楼定位依据:西夏建材城生活区工程总体规划图,北京路、规划道路永久性定位B、 根据工程特点及建筑工程施工测量规程DBI012195,4、3、2 条,此工程设置精度等级为二级,测角中误差12,边长相对误差 1/15000。C、根据施工组织设计中进度控制测量工作进度,明确对
24、工程服务,对工程进度负责的工作目的。工程定位A、根据工程特点,平面布置和定位原则,设置一横一纵两条主控线即 27#楼: (A)轴线和(1)轴线;30#楼: (A)轴线和(1)轴线。根据主轴线设置两条次轴线即27#楼: (H)轴#线和(27)轴线;30#楼: (H)轴线和(27)轴线。B、主、次控轴线定位时均布置引桩,引桩采用木桩,后砌一水泥砂浆砖墩;并将轴线标注在四周永久性建筑物或构造物上, 施测完成后报建设单位、 监理单位确认后另以妥善保护。C、控轴线沿结构逐层弹在墙上,用以控制楼层定位。D、水准点:建设单位给定准点,建筑物0.00 相当于绝对标高 1110.500m。基础测量A、在开挖前,
25、基坑根据平面布置,轴线控制桩为基准定出基坑长、宽度,作为拉小线的依据;根据结构要求,条基外侧 1100mm 为砂砾垫层边,考虑放坡,撒上白灰线,进行开挖。B、在垫层上进行基础定位放线前,以建筑物平面控制线为准,校测建筑物轴线控制桩无误后,再用经纬仪以正倒镜挑直法直接投测各轴线。C、标高由水准点引测至坑底。结构施工测量A、首层放线验收后,主控轴一引至外墙立面上,作为以上务层主轴线竖身高以测的基准。B、施工层放线时,应在结构平面上校投测轴线,闭合后再测设细部尺寸和边线。C、标高竖向传递设置 3 个标高点,以其平均点引测水平线折平时,尽量将水准仪安置在测点范围内中心位置,进行测设。2、基坑开挖本工种
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