南臺科技大學機械工程系實務專題製作報告.doc

《南臺科技大學機械工程系實務專題製作報告.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、....南臺科技大學機械工程系實務專題製作報告題目：陀螺儀旋轉(zhuǎn)電風扇指導老師：林儒禮（）參與學生：莊志強四技自控四甲49112009陳建嘉四技自控四甲49112031曾士彥四技自控四甲49112051胡公憲四技自控四甲4910A012........一、前言電風扇是非常常見的家庭電器用品，幾乎每個家庭都擁有至少一臺甚至是多臺的電風扇，可是電風扇的設(shè)計已有數(shù)十年沒有重大的發(fā)展與創(chuàng)新，每個廠牌的電風扇都小異，而且都有一個擺頭角度不夠多且不夠大的缺點，所以我們便興起了想改良電風扇設(shè)計的念頭。二、計畫緣由與目的我們試著以增加電風扇擺頭角度的構(gòu)想去思考如何改進電風扇的設(shè)計，發(fā)現(xiàn)陀

2、螺儀的構(gòu)造適合我們所需要的設(shè)計理念。(註1)陀螺儀基本上就是運用物體高速旋轉(zhuǎn)時，角動量很大，旋轉(zhuǎn)軸會一直穩(wěn)定指向一個方向的性質(zhì)，所製造出來的定向儀器。不過它必需轉(zhuǎn)得夠快，或者慣量夠大(也可以說是角動量要夠大)。不然，只要一個很小的力矩，就會嚴重影響到它的穩(wěn)定性。所以設(shè)置在飛機、飛彈中的陀螺儀是靠內(nèi)部所提供的動力，使其保持高速轉(zhuǎn)動。陀螺儀通常裝置在除了要定出東西南北方向，還要能判斷上方跟下方的交通工具或載具上，像是飛機、飛船、飛彈、人造衛(wèi)星、潛艇......等等。它是航空、航海及太空導航系統(tǒng)中判斷方位的主要依據(jù)。這是因為在高速旋轉(zhuǎn)下，陀螺儀的轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定的指向固定方向，將此方

3、向與飛行器的軸心比對後，就可以精確得到飛機的正確方向。羅盤不能取代陀螺儀，因為羅盤只能確定平面的方向；另方面陀螺儀也比傳統(tǒng)羅盤方便可靠，因為傳統(tǒng)羅盤是利用地球磁場定向，所以會受到礦物分佈干擾，例如受到飛機的機身或船身含鐵物質(zhì)的影響；另方面在兩極也會因為地理北極跟地磁北極的不同而出現(xiàn)很大偏差，所以目前航空、航海都已經(jīng)以陀螺儀以及衛(wèi)星導航系統(tǒng)作為定向的主要儀器。我們使用的是陀螺儀中不定向旋轉(zhuǎn)且旋轉(zhuǎn)角度不停變化的特性，將其特性加入在我們所設(shè)計的電風扇中三、設(shè)計過程及製作步驟........在確定了此陀螺儀旋轉(zhuǎn)電風扇的雛形後，我們開始到店家去找尋材料。首先我們製作的是電風扇的軸

4、心主軸，因為這是此電風扇的核心零件，在馬達店選購馬達時，為了避免馬達過大且過重，我們挑選了較為小型的馬達，務求軸心的輕量化以免造成重心的偏移。各部份工作分述如下：3-1電風扇主軸製作主軸部分以中心線為界，前半段是電風扇葉片電風扇驅(qū)動組件，後半段為電風扇電源組件及電風扇開關(guān)組件，以下為詳細製作過程。（1）電風扇葉片與驅(qū)動組件：我們在此選用的是DC12V-1800RPM的馬達，在可以製造出足夠的風量下力求馬達的小型化，而風扇葉片是採用市售量產(chǎn)的12吋電風扇葉片。以上就是主軸的驅(qū)動部分。（2）電風扇電源組件：而主軸中除了驅(qū)動部分之外，還有動力來源的部分，因為陀螺儀電風扇在開啟

5、後會旋轉(zhuǎn)，如果使用一般家用的AC110V做為電源將會有電源線路難以接續(xù)的困擾，因為陀螺儀的可動關(guān)節(jié)太多，電線接觸點容易接觸不良，所以我們才會採用以電池做為電力來源，我們選用的6V的2.3ah電池兩顆，將這兩顆電池串連時即可得到我們使用馬達所需之DC12V電壓，同時可以以對稱式的安裝方式置於軸心內(nèi)，有助於重心的平衡。（3）電風扇開關(guān)組件：而開關(guān)的方式因考量到有線開關(guān)設(shè)置的困難度，所以我們採用無線的遙控模組來控制馬達的開關(guān)，並將遙控主機一併設(shè)計在電池盒內(nèi)，以免在電風扇軸心旋轉(zhuǎn)時造成重心的偏移。（4）電池盒的設(shè)計：........電池盒為一長方體，其材質(zhì)為鋁，選擇鋁的原因也是

6、因為其重量輕但依然能有一定強度的特性。此長方體內(nèi)含2顆DC6V電池以及遙控開關(guān)主機，均有放置定位不易滑動，外盒再用4根長螺絲以螺帽對鎖組合，除了其中一片上蓋是活動式的外，其他區(qū)塊均用焊接將其固定。（1）主軸的焊接與組裝：在各個部件分別完工後，我們在電池盒的後方焊接上軸心，另一邊的電風扇葉片與馬達亦以連軸器相互連接，並將線路連接上後測試，電風扇的主軸就完成了。3-2內(nèi)外環(huán)的設(shè)計與製作：主軸製作完成後，接著就是製作內(nèi)環(huán)與外環(huán)了，一開始製作圓環(huán)時所構(gòu)想的是利用長條狀的鋁材將其彎曲來製造出圓環(huán)，但是經(jīng)過試做後發(fā)現(xiàn)鋁材的強度不夠，容易產(chǎn)生形變，接著我們想到可以利用腳踏車的輪框來製

7、作外環(huán)，我們選擇了24吋跟26吋的輪框分別製作內(nèi)環(huán)跟外環(huán)，跟軸連結(jié)的部分我們使用了8mm的空心套筒來連接以取代軸承不易固定的問題，將空心套統(tǒng)焊接於圓環(huán)上就完成了內(nèi)環(huán)與外環(huán)的製作，而連接則是使用是當長度的鋁製軸心穿過空心套筒，在其上鑽孔後鎖上螺絲固定，將圓環(huán)與主軸組合起來，此時陀螺儀旋轉(zhuǎn)電風扇的外型也大致底定了。3-3製作底座：接下來要製作的就是底座了，底座為求穩(wěn)固不易晃動，我們將角鋼組合為H型，並在各個垂直連接處加上L形角鋼加以固定，在其上端也增加了2長條固定用角鋼，以增加其穩(wěn)定性，最後將主軸及內(nèi)外圓環(huán)一併安裝於底座上即完成。四、結(jié)果與討