台式电风扇的机械原理与创新
院部：机电工程学院
班级： 12机械卓越班
姓名：刘德华
学号： 21206072021
指导教师：韩慧风
台式电风扇的机械原理
功能原理分析
在扇叶旋转的同时扇头能左右摆动一定的角度，因此，需要设计相应的左右摆动机构（双摇杆机构）。

为完成风扇可摇头，可不摇头的吹风过程。

因此必须设计相应的离合器机构（滑销离合器机构）。

扇头的俯仰角调节，这样可以增大风扇的吹风范围。

因此，需要设计扇头俯仰角调节机构
机构
驱动方式采用电动机驱动。

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：
功能执行构件工艺动作执行机构
减速减速构件周向运动锥齿轮机构
执行摇头滑销上下运动离合机构
左右摆动连杆左右往复运动曲柄摇杆机构
俯仰撑杆上下运动滑块机构
1，减速机构
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,常需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。

所以选用锥齿轮减速。

2，离合器
3，摇头机构
四杆机构更容易制造,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容易实现,最重要的是它的制造成本比较低.所以首选四杆机构.
机构组合
功能机构的分析以下机构来实现电风扇的减速、摇头、俯仰运动。

功能的实现
摇头风扇由电机、齿轮机构、摇头连杆机构等组成。

可具体分为：
1、减速机构：采用齿轮机构实现电机轴高速旋转的降速以带动摇头曲柄。

2、摇头机构：将电机输出的转动经过连杆传动机构，最终转化为扇头的摆动。

3、控制机构：由一个滑销离合器实现风扇是否摇头控制。

曲柄齿轮轴的上下移动，实现了滑销离合器的结合与断开。

同时也伴随着伞
齿轮的啮合与脱离，实现了摇头动作的控制
4、扇叶旋转：扇叶直接安装于电动机主轴之上，实现其旋转运动。

机构的设计原理
传动原理
经过电动机的运转，所有动力都来源于电动机，再经过一对锥齿轮机构的传动，实现减速将动力传动给摇头机构，由曲柄摇杆机构实现左右摇头运动。

滑销离合器实现风扇摇头的控制，当滑销下滑实现摇头，上提则停止摇头，外置手调俯仰角按钮置于风扇立柱与扇头相接处，顺时针转动调节为增大仰角，逆时针旋转为增大俯角。

方案如下图所示：
改进与创新
(1)常见的摇头机构有杠杆式、滑板式等，可以将风扇的摇头动作分解为风扇的左右摆动和风扇的上下俯仰运动，风扇摇摆转动可以采用平面连杆机构实现，以双摇杆机构的连杆为主动件(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）,机架可选取80~90mm，风扇的上下俯仰运动可采用连杆机构、凸轮机构等实现
（2）还可以采用空间连杆机构直接实现左右摆动和上下俯仰的复合运动
生活应用案例分析
现市售电风扇的机头一般只是做单一的左右摆头动作，可结合手动调节机头俯仰角度来改善受风区域，但工作正常时机头抚养往往是固定的，
只依靠机头自身左右摆动来送风，因此受风区域、面积有限。

案例改进
电风扇有两种实现方式，即风扇左右摆动和风扇上下俯仰运动。

借助相应的构件作上下俯仰运动，实现立体宽区域送风。

根据前述设计要求，并且根据技术、经济及相容性要求，确定两种运动的执行元件——机头，选用相应的机构来实现各项运动的功能，见表仅对表基本结构进行组合，就可以得到2*2=4中方案。

初步选用机构简单uou较为可行的方案为：上下俯仰运动采用连杆机构中的双摇杆机构双摇杆机构：结果简单、制造容易、工作可靠、传动距离较远、传递载荷较大，可实现急回运动规律，一般用于从动件行程较大或承受重载的工作场合、可以实现移动、摆动等复杂运动规律.。