機電一體化課程設計實例-全自動洗衣機

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1、1 洗 衣 機1.按 洗 衣 機 自 動 化 程 度 分 類 ： 普 通 洗 衣 機 、半 自 動 洗 衣 機 、 全 自 動 洗 衣 機 。2.按 照 洗 滌 方 式 分 類 ： 波 輪 式 、 滾 筒 式 、 攪拌 式 。3.按 照 結 構 型 式 分 類 ： 普 通 型 單 桶 、 雙 桶 、半 自 動 雙 桶 、 波 輪 式 全 自 動 、 滾 筒 式 全 自 動洗 衣 機 。概 述 2 洗 衣 機 的 型 號 與 規(guī) 格1.洗 凈 性 能 2.漂 洗 性 能3.脫 水 率4.磨 損 率5.排 水 性 能洗 衣 機 的 主 要 技 術 指 標6.定 時 器 指 示 誤 差7.振 動 性

2、 能8.噪 聲9.制 動 性 能 3 普 通 雙 桶 波 輪 式 洗 衣 機主 要 由 箱 體 、 洗 衣 桶 、 脫水 桶 、 波 輪 、 電 動 機 、 傳動 機 構 、 控 制 機 構 （ 包 括定 時 ） 排 水 機 構 等 部 分 構成 ， 如 圖 8-1所 示 。 普 通 波 輪 式 洗 衣 機 4 5 1.箱 體2.洗 衣 桶 洗 衣 桶 內強 制 循 環(huán) 毛 絮過 濾 結 構 如 圖8-3所 示 。 6 3.脫 水 桶4.波 輪 波 輪 一 般 采 用 聚 丙 烯 塑 料 或 ABS塑 料 注 塑成 形 ， 如 圖 8-4所 示 。 7 5.傳 動 結 構 傳 動 結 構 中

3、，波 輪 軸 總 成 是關 鍵 部 件 ， 如圖 8-5所 示 。 8 密 封 圈 的 結 構 如 圖 8-6所 示 。 9 6.電 動 機（ 1） 洗 滌 電 動 機 洗 滌 電 動 機 接 線 圖 如 圖 8-7所 示 。 10 （ 2） 脫 水 電 動 機 脫 水 系 統(tǒng) 的 剎 車 機 構 如 圖 8-9所 示 。 11 7.定 時 器8.進 、 排 水系 統(tǒng) 常 用 的 桶外 排 水 系 統(tǒng)機 構 圖 如 圖8-10所 示 。 12 9. 普 通 雙 桶 波 輪 式 洗 衣 機 典 型 電 路 分 析 普 通 雙 桶 波 輪 式 洗 衣 機 控 制 電 路 電 氣 原 理 圖 如 圖

4、 8-11所 示 ?？?制 電 路 工 作 在 強 洗 狀 態(tài) 如 圖 8-12所 示 。 13 波 輪 式 全 自 動 洗 衣 機 全 自 動 洗 衣 機 按控 制 方 式 不 同 分 為 機電 式 和 微 電 腦 式 兩 類 ，其 總 體 結 構 基 本 相 同 ，如 圖 8-13所 示 。結 構 與 工 作 特 點 14 15 （ 一 ） 機 械 支 撐 系 統(tǒng)1.外 箱 體2.彈 性 支 承 結 構 全 自 動 洗 衣 機 采 用 的 一 種 彈 性 支 承 結 構如 圖 8-14所 示 。 阻 尼 筒 結 構 圖 如 圖 8-15所 示 。3.面 框 16 17 （ 二 ） 洗 滌

5、脫 水 系 統(tǒng)1.盛 水 桶2.洗 滌 脫 水 桶 洗 滌 脫 水 桶 的 結構 如 圖 8-16所 示 。3.波 輪 18 （ 三 ） 傳 動 系 統(tǒng)1.電 動 機 電 動 機 結 構 圖 如 圖 8-17所 示 。 19 2.離 合 器 目 前 大 波 輪 新 水流 全 自 動 洗 衣 機 通常 使 用 減 速 離 合 器 ，其 總 承 分 解 圖 如 圖8-18所 示 。 它 的 結構 如 圖 8-19所 示 。3.電 容 器 20 21 （ 四 ） 進 水 、 排 水 系 統(tǒng)1.進 水 電 磁閥 進 水 閥 由電 磁 線 圈 、可 動 鐵 心 、橡 皮 膜 、 彈簧 等 組 成 ，其

6、結 構 如 圖8-20所 示 。 22 2.水 位 開 關 水 位 開 關 結 構 及 水 壓 傳 遞 系 統(tǒng) 如 圖 8-21所 示 。 23 水 位 開 關 的 動 作 示 意 圖 如 圖 8-22所 示 。 24 水 位 開 關 的 電 路 連 接 如 圖 8-23所 示 。 25 3.排 水 電 磁 閥 排 水 電 磁 閥 由 磁 鐵 與 排 水 閥 組 成 ， 如 圖8-24所 示 。 26 （ 五 ） 電 氣 控 制 系 統(tǒng) 全 自 動 洗 衣 機 的電 氣 控 制 系 統(tǒng) 主 要包 括 程 控 器 、 水 位開 關 、 安 全 開 關 及其 他 功 能 選 擇 開 關等 ， 防

7、振 型 安 全 開關 如 圖 8-25所 示 。 27 全 自 動 洗 衣 機 控 制 系 統(tǒng) 方 框 圖 如 圖 8-26所 示 。 28 （ 一 ） 機 電 式 程 控 器 全 自 動 洗 衣 機 常 見 機 電式 程 控 器 全 自動 洗 衣 機 的 電氣 原 理 圖 如 圖8-27所 示 。 29 （ 二 ） 微 電 腦 式 程 控 器 全 自 動 洗 衣 機 簡 介 微 電 腦 控 制全 自 動 洗 衣 機電 路 原 理 圖 如圖 8-29所 示 。 30 滾 筒 式 洗 衣 機 1 滾 筒 式 洗 衣 機 的 類 型 及 結 構 特 點 31 滾 筒 式 全 自動 洗 衣 機 主要

8、 由 洗 滌 、脫 水 系 統(tǒng) ，傳 動 系 統(tǒng) ，操 作 部 分 系統(tǒng) ， 支 承 系統(tǒng) ， 給 排 水系 統(tǒng) 和 電 氣控 制 系 統(tǒng) 等部 分 構 成 。如 圖 所 示 。 32 滾 筒 式 全 自 動 洗 衣 機 傳 動 系 統(tǒng) 33 2 滾 筒 式 全 自 動 洗 衣 機 的 洗 滌 原 理 滾 筒 式 洗 衣 機 洗 衣 時 不 用 波 輪 ， 而 是 用 滾 筒 (又 稱 內 桶 )， 滾 筒上 有 很 多 小 孔 ， 可 以 使 洗 滌 液 自 由 流 人 、 流 出 ， 洗 滌 的 衣 物裝 在 滾 筒 之 中 ， 滾 筒 外 為 一 盛 放 洗 滌 液 的 外 桶 (盛 水

9、 桶 )。 洗 滌 時 ， 進 水 電 磁 閥 打 開 ， 自 來 水 通 過 洗 滌 劑 盒 連 同 洗 滌 劑沖 進 筒 內 ， 內 桶 在 電 動 機 的 帶 動 下 以 低 速 度 周 期 性 地 正 反 向旋 轉 ， 衣 物 便 在 筒 內 翻 滾 揉 搓 ， 一 方 面 衣 物 在 洗 滌 液 中 與 內桶 壁 以 及 桶 壁 上 的 提 升 筋 之 間 產 生 摩 擦 力 ， 衣 物 靠 近 提 升 筋部 分 與 相 對 運 動 部 分 互 相 摩 擦 產 生 搓 揉 作 用 ； 另 一 方 面 滾 筒壁 上 的 提 升 筋 帶 動 衣 物 一 起 轉 動 ， 衣 物 被 提 升

10、 出 液 面 并 送 到一 定 高 度 ， 由 于 重 力 作 用 又 重 新 跌 入 洗 滌 液 中 ， 與 洗 滌 液 撞擊 ， 產 生 棒 打 、 摔 跌 作 用 。 這 樣 內 筒 不 斷 正 轉 、 反 轉 ， 衣 物不 斷 升 起 、 跌 落 以 及 洗 滌 液 的 輕 柔 運 動 ， 都 使 衣 物 與 衣 物 之間 ， 衣 物 與 洗 滌 液 之 間 ， 衣 物 與 內 筒 之 間 產 生 摩 擦 、 揉 搓 、撞 擊 ， 這 些 作 用 與 手 揉 、 板 搓 、 刷 洗 、 甩 打 等 手 工 洗 滌 相 似 ，達 到 洗 滌 衣 物 的 目 的 。 34 3 電 腦 洗

11、衣 機 的 控 制 原 理 35 攪 拌 式 洗 衣 機 攪 拌 式 洗 衣 機 通 俗 來講 ， 就 是 通 過 波 輪 循環(huán) 攪 拌 衣 物 。 一 般 攪拌 式 洗 衣 機 由 內 桶 ，外 桶 ， 攪 拌 波 輪 ， 電機 還 有 電 腦 控 制 器 等組 成 。 36 攪 拌 式 洗 衣 機攪 拌 式 洗 衣 機 內 筒 中 央 的 一 個 攪 拌 棒 和 幾 片 攪 拌 翼 ，能 夠 保 持 在 360 之 內 依 據 不 同 衣 物 質 地 、 臟 污 程度 、 洗 滌 物 質 量 等 或 快 或 慢 地 來 回 旋 轉 ， 將 衣 物 攬在 懷 中 來 回 揉 搓 ， 徹 底

12、清 除 污 漬 。 因 此 ， 攪 拌 式 洗衣 機 具 有 不 纏 繞 、 不 磨 損 、 省 電 、 洗 滌 力 強 等 諸 多優(yōu) 點 ， 兼 具 波 輪 式 與 滾 筒 式 的 優(yōu) 點 ， 并 且 克 服 了 兩者 的 不 足 。 37 三 種 洗 衣 機 比 較洗 凈 度 和 損 衣 率 ：滾 筒 洗 衣 機 可 以 加 熱 ， 損 衣 率 比 較 小 （ 0.75)。 采 用 的 是 摔 打 式 的 洗 法 ， 相 當于 是 我 們 的 手 洗 方 式 ， 所 以 衣 服 不 會 纏 繞 ， 不 會 打結 。波 輪 式 洗 衣 機 采 用 摩 擦 式 的 洗 滌 ， 洗 凈 度 比

13、較 高（ 0.7)， 但 是 磨 損 率 較 高 （ 0.15%)。攪 拌 式 洗 衣 機 的 洗 凈 率 一 般 是 大 于 0.7。 38 三 種 洗 衣 機 比 較水 電 的 使 用 量 ：滾 筒 式 洗 衣 機 的 用 電 量 一 般 是 在 400W， 其 用 水 量 少（ 70升 ） ， 只 需 將 衣 服 浸 沒 即 可 且 可 自 動 加 熱 。波 輪 式 洗 衣 機 的 用 電 量 一 般 是 在 200W左 右 ， 但 是 其用 水 量 比 較 大 （ 150升 ） ， 耗 損 量 比 較 大 。 而 且 隨著 普 及 型 、 半 自 動 型 、 全 自 動 型 洗 衣 機

14、 的 發(fā) 展 ， 自動 化 程 度 越 高 洗 衣 機 的 耗 電 量 就 越 大 。 39 三 種 洗 衣 機 比 較容 量 和 價 格 ：滾 筒 式 洗 衣 機 的 容 量 一 般 在 3-5公 斤 ， 而 波 輪 式 洗衣 機 的 容 量 在 2-6公 斤 。滾 筒 式 洗 衣 機 的 價 格 一 般 在 3000塊 錢 左 右 ， 波 輪 式洗 衣 機 的 價 格 在 1000到 2000之 間 ， 而 攪 拌 式 的 洗 衣機 在 2000塊 錢 左 右 。 40 三 種 洗 衣 機 比 較攪 拌 式 洗 衣 機 較 波 輪 式 洗 衣 機 結 構 復 雜 ， 體 積 大 、制 造

15、難 度 大 ， 因 此 ， 成 本 也 高 ， 所 以 在 我 國 普 及 率不 高 ， 主 要 是 在 北 美 洲 流 行 。攪 拌 式 洗 衣 機 在 滾 筒 、 波 輪 等 3種 洗 衣 機 中 ， 洗 凈均 勻 度 是 最 好 的 ， 適 合 洗 滌 棉 布 、 化 纖 衣 物 。隨 著 變 頻 直 驅 技 術 的 應 用 ， 攪 拌 式 洗 衣 機 結 構 復 雜的 特 點 被 化 解 ， 隨 著 新 技 術 的 應 用 攪 拌 式 洗 衣 機 在我 國 的 普 及 率 將 會 迅 速 增 長 。 41 波 輪 式 全 自 動 洗 衣 機 全 自 動 洗 衣 機 按控 制 方 式 不

16、 同 分 為 機電 式 和 微 電 腦 式 兩 類 ，其 總 體 結 構 基 本 相 同 ，如 圖 所 示 。結 構 與 工 作 特 點 42 43 波 輪 式 全 自 動 洗 衣 機 機 電 系 統(tǒng) 設 計 一 、 設 計 任 務 任 務 ： 設 計 一 種 波 輪 式 全 自 動 洗 衣 機 的 機 電 系 統(tǒng) ， 要 求 最 大洗 衣 質 量 為 3.8kg， 內 桶 直 徑 為 400mm， 洗 衣 轉 速 約 為 140 200r min， 脫 水 轉 速 約 為 700 800r min。 要 求 具 有 自 動 調 節(jié) 水 位 、根 據 衣 服 種 類 設 定 洗 滌 模 式 、

17、 自 動 進 水 、 排 水 和 自 動 脫 水 等 功 能 。 二 、 波 輪 式 全 自 動 洗 衣 機 的 總 體 結 構 目 前 在 我 國 生 產 的 洗 衣 機 中 ， 波 輪 式 洗 衣 機 占 了 80 以 上 。早 期 生 產 的 波 輪 式 洗 衣 機 波 輪 較 小 ， 直 徑 都 在 165 185mm之 間 ，轉 速 為 320 500r min。 現(xiàn) 在 基 本 都 是 大 波 輪 洗 衣 機 ， 其 中 又 以碟 形 波 輪 應 用 最 廣 ， 波 輪 直 徑 約 為 300mm， 轉 速 約 為 120 300rmin。 一 般 來 說 ， 波 輪 式 全 自

18、動 洗 衣 機 具 有 洗 滌 、 脫 水 、 水 位 自 動 控制 ， 以 及 根 據 不 同 衣 物 選 擇 洗 滌 方 式 和 洗 滌 時 間 等 基 本 功 能 ， 其 結 構 主 要 由 洗 滌 和 脫 水 系 統(tǒng) 、 進 排 水 系 統(tǒng) 、 電 動 機 和 傳 動 系 統(tǒng) 、 電 氣控 制 系 統(tǒng) 、 支 承 機 構 等 5大 部 分 組 成 ， 如 圖 1所 示 。 44圖 1 45 三 、 進 水 、 排 水 系 統(tǒng) 全 自 動 洗 衣 機 的 進 、 排 水 系 統(tǒng) 主 要 由 進 水 電 磁 閥 、 排 水 電 磁 閥和 水 位 開 關 等 組 成 。 1.水 位 開 關

19、水 位 開 關 又 稱 壓 力 開 關 。 洗 衣 機 洗 滌 桶 進 水 時 的 水 位 和 洗 滌桶 排 水 時 的 狀 況 是 由 壓 力 開 關 檢 測 的 。 當 洗 衣 機 工 作 在 洗 絳 或 漂洗 程 序 時 ， 若 桶 內 無 水 或 水 量 不 夠 ， 壓 力 開 關 則 發(fā) 出 供 水 信 號 。當 水 位 達 到 設 定 位 置 時 ， 壓 力 開 關 將 發(fā) 出 關 閉 水 源 的 信 號 。 微 電腦 全 自 動 洗 衣 機 工 作 在 排 水 程 序 時 ， 若 排 水 系 統(tǒng) 有 故 障 ， 水 位 開關 則 發(fā) 出 排 水 系 統(tǒng) 受 阻 信 號 。 (1)

20、結 構 波 輪 式 全 自 動 洗 衣 機 上 使 用 最 多 的 水 位 開 關 是 空 氣壓 力 式 ， 其 結 構 如 圖 2所 示 。 這 類 壓 力 開 關 按 其 功 能 可 大 致 分 為 氣壓 傳 感 裝 置 、 控 制 裝 置 及 觸 點 開 關 三 部 分 。 氣 壓 傳 感 裝 置 由 氣 室 11、 橡 膠 膜 10、 塑 料 盤 9、 頂 心 6等 組 成 ；控 制 裝 置 由 壓 力 彈 簧 4、 導 套 2、 調 壓 螺 釘 3、 杠 桿 l和 凸 輪 5等 組 成 ； 觸 點 開 關 由 動 簧 片 8、 開 關 小 彈 簧 7、 動 靜 觸 點 組 成 ， 其

21、 中 公 共 觸 點COM和 常 閉 觸 點 NC組 成 動 斷 觸 點 ， 公 共 觸 點 COM和 常 開 觸 點 NO組 成 動合 觸 點 。 動 簧 片 8是 由 鈹 青 銅 板 制 成 ， 其 結 構 如 圖 3所 示 。 46圖 2 47 在 內 動 簧 片 和 外 動 簧 片 的 a、 b點 安 裝一 個 小 彈 簧 ， 即 圖 2中 的 開 關 小 彈 簧 7。c點 為 內 動 簧 片 的 力 驅 動 點 ， 位 于 頂 心和 塑 料 盤 的 軸 心 線 上 。 圖 3 動 簧 片 結 構 (2)工 作 原 理 當 水 注 入 內 桶 時 ， 氣 章 很 快 被 封 閉 。 隨

22、 著 水 位 上升 ， 封 閉 在 氣 室 內 的 空 氣 壓 力 也 不 斷 提 高 ， 壓 力 經 軟 管 12傳 到 水 位開 關 氣 室 11， 水 位 開 關 氣 室 ll內 的 空 氣 壓 力 向 上 推 動 橡 膠 膜 10和 塑料 盤 9， 推 動 動 簧 片 8中 的 內 動 簧 片 向 上 移 動 ， 壓 力 彈 簧 4被 壓 縮 。 當注 水 到 了 選 定 水 位 時 ， 此 時 內 動 簧 片 移 動 到 預 定 的 力 平 衡 位 置 ， 開關 小 彈 簧 7將 拉 動 外 動 簧 片 ， 并 產 生 一 個 向 下 的 推 力 ， 使 開 關 的 常 閉觸 點 N

23、C與 公 共 觸 點 COM迅 速 斷 開 ， 常 開 觸 點 NO與 公 共 觸 點 COM閉 合 ，從 而 發(fā) 出 關 閉 水 源 信 號 。 排 水 時 ， 當 水 位 下 降 到 規(guī) 定 的 復 位 水 位 時 ， 水 位 產 生 的 壓 力 減小 ， 壓 力 彈 簧 4回 復 伸 長 ， 推 動 頂 心 6， 使 動 簧 片 8中 的 內 動 簧 片 向 下移 動 ， 當 移 動 到 預 定 的 力 平 穩(wěn) 位 置 時 ， 開 關 小 彈 簧 7對 外 動 簧 片 產 生 一 個 向 上 的 推 力 ， 使 開 關 的 常 開 觸 點 N0與 公 共 觸 點 COM迅 速 斷 開 ，

24、 常閉 觸 點 NC與 公 共 觸 電 C0M閉 合 ， 從 而 改 變 控 制 電 路 的 通 斷 。 48 2.進 水 電 磁 閥(1)結 構 進 水 電 磁 閥 也 稱 為 進 水 閥 或 注 水 閥 ， 其 結 構 如 圖 4所 示 。 圖 4 49 (2)工 作 原 理 電 磁 閥 線 圈 4斷 電 時 ， 鐵 心 6在 自 重 和 小 彈 簧 5作用 下 下 壓 ， 使 鐵 心 6下 端 的 小 橡 膠 塞 7堵 住 泄 壓 孔 B， 此 時 如 果 有 水進 入 進 水 腔 I， 水 便 由 加 壓 孔 A進 入 控 制 腔 ， 使 控 制 腔 內 水 壓 逐漸 增 大 ， 最

25、終 使 橡 膠 閥 9緊 壓 在 出 水 管 的 上 端 口 上 ， 將 閥 關 閉 。 同時 因 鐵 心 6上 面 空 間 與 控 制 腔 相 通 ， 控 制 腔 內 水 壓 的 增 大 還會 使 鐵 心 6上 面 空 間 氣 體 壓 強 增 大 導 致 橡 膠 閥 9更 緊 地 壓 在 泄 壓 孔B上 ， 增 加 了 閥 關 閉 的 可 靠 性 。 當 進 水 電 磁 閥 線 罔 4通 電 后 ， 產 生 的 電 磁 吸 力 將 鐵 心 6向 上 吸起 ， 泄 壓 孔 B被 打 開 。 控 制 腔 內 的 水 迅 速 從 泄 壓 孔 B中 流 入 出 水管 ， 同 時 經 加 壓 孔 A流

26、 人 控 制 腔 的 水 又 進 行 補 充 。 但 由 于 加 壓 孔A比 泄 壓 孔 B小 ， 使 控 制 腔 內 的 壓 力 迅 速 下 降 。 當 控 制 腔 中 的水 壓 降 到 低 于 進 水 腔 I水 壓 時 ， 橡 膠 閥 9被 進 水 腔 I中 的 水 向 上 推 開 ，水 從 進 水 腔 直 接 進 入 出 水 管 ， 進 而 流 人 盛 水 桶 。 水 到 位 后 ， 由 水位 開 關 切 斷 進 水 電 磁 閥 線 圈 4的 電 源 ， 進 水 閥 重 新 關 閉 。 50 3.排 水 電 磁 閥 排 水 電 磁 閥 由 電 磁 鐵 與 排 水 閥 組 成 ， 如 圖

27、5所 示 。 電 磁 鐵 和 排水 閥 是 兩 個 獨 立 的 部 件 ， 兩 者 之 間 以 電 磁 鐵 拉 桿 聯(lián) 接 起 來 。 圖 5 51 (1)結 構 排 水 閥 是 由 排 水 閥 座 1、 橡 膠 閥 2、 內 外 彈 簧 3與 4、 導 套 5和 閥蓋 6等 組 成 。 排 水 閥 門 采 用 橡 膠 材 料 制 成 ， 內 有 一 個 由 硬 質 塑 料 制 作 的 導 套 5。導 套 5內 裝 有 內 彈 簧 3， 它 一 端 卡 在 導 套 左 邊 槽 口 ， 另 一 端 鉤 掛 在 電 磁 鐵 拉 桿 7上 ，內 彈 簧 3處 于 拉 緊 狀 態(tài) 。 在 導 套 5外

28、 裝 有 一 個 外 彈 簧 4， 它 的 剛 度 比 內 彈 簧 3小 ,它 的 一 端 與 閥 蓋 6接 觸 另 一 端 與 導 套 5的 基 座 接 觸 外 彈 簧 4處 在 壓 縮 變 形 狀 態(tài) 。 電 磁 鐵 有 交 流 和 直 流 兩 種 ， 機 械 式 全 自 動 洗 衣 機 一 般 采 用 交 流 電 磁 鐵 ， 而電 腦 式 全 自 動 洗 衣 機 一 般 采 用 直 流 電 磁 鐵 。 交 流 電 磁 鐵 的 主 要 技 術 參 數(shù) 如 表 1所示 ， 直 流 電 磁 鐵 的 主 要 技 術 參 數(shù) 如 表 2所 示 。 2 52 (2)工 作 原 理 洗 衣 機 處 在

29、 進 水 和 洗 滌 時 ， 排 水 閥 處 于 關 閉狀 態(tài) 。 此 時 主 要 由 外 彈 簧 4把 橡 膠 閥 2緊 壓 在 排 水 閥 座 1的 底 部 。 排 水 時 ， 排 水 電 磁 鐵 通 電 工 作 ， 銜 鐵 13被 吸 入 ， 牽 動 電 磁 鐵拉 桿 7。 由 于 拉 桿 7位 移 ， 在 它 上 面 的 擋 套 16撥 動 制 動 裝 置 的 剎 車扭 簧 伸 出 端 17， 使 制 動 裝 置 處 于 非 制 動 狀 態(tài) (脫 水 狀 態(tài) )。 另 一 方面 隨 著 電 磁 鐵 拉 桿 7的 左 端 離 開 導 套 5， 外 彈 簧 4被 壓 縮 ， 使 排 水閥

30、門 打 開 正 常 排 水 時 ， 橡 膠 閥 2離 開 排 水 閥 座 l密 封 面 的 距 離 應 不小 于 8mm， 排 水 電 磁 鐵 的 牽 引 力 約 為 40N。 四 、 傳 動 系 統(tǒng) 的 結 構 及 其 工 作 原 理 傳 動 系 統(tǒng) 主 要 由 電 動 機 、 減 速 離 臺 器 組 成 。 套 桶 式 全 自 動 洗 衣機 使 用 一 臺 電 動 機 來 完 成 洗 滌 和 脫 水 工 作 。 洗 滌 時 ， 波 輪 轉 速 較 低(140 200r/min)； 而 脫 水 時 ， 脫 水 桶 轉 速 較 高 (約 800r min)。 因此 ， 要 對 電 動 機 13

31、70r min的 輸 出 轉 速 進 行 減 速 處 理 ， 以 適 應 兩 項工 作 的 不 同 要 求 ， 這 主 要 由 洗 衣 機 的 傳 動 系 統(tǒng) 來 完 成 ， 傳 動 系 統(tǒng) 的工 作 示 意 如 圖 6所 示 。 531.電 動 機 的 技 術 參 數(shù) 電 動 機 是 整 個 洗 衣 機 工 作 的 動 力 來 源 。 我 國 現(xiàn) 階 段 生 產 的 套 桶式 洗 衣 機 大 多 采 用 的 是 電 容 運 轉 式 電 動 機 ， 產 品 遵 循 中 華 人 民 共 和國 機 械 行 業(yè) 標 準 JB T3758-1996 家 用 洗 衣 機 用 電 動 機 通 用 技 術

32、條件 。 目 前 常 用 的 電 容 運 轉 式 電 動 機 技 術 參 數(shù) 如 表 3所 示 。 54 3 2.減 速 離 合 器 的 結 構 和 工 作 原 理 早 期 設 計 的 小 波 輪 全 自 動 洗 農 機 的 離 合 器 沒 有 減 速 功 能 ， 故 洗 滌 和 脫 水 轉 速 相 同 。 新型 大 波 輪 全 自 動 洗 衣 機 的 離 合 器 都 具 有 洗 滌 減 速 功 能 ， 稱 為 減 速 離 合 器 ， 其 種 類 很 多 ， 但主 要 結 構 和 工 作 原 理 基 本 相 同 。 目 前 應 用 最 為 廣 泛 的 有 兩 種 ： 單 向 軸 承 式 減 速

33、 離 合 器 與 帶制 動 式 減 速 離 合 器 。 55 1)基 本 結 構 離 合 器 主 要 結 構 如圖 7(1)(2)所 示 。 離 合 器中 部 有 兩 根 軸 ： 輸 入 軸 l和 脫 水 軸 l8。 輸 人 軸 1的下 端 加 工 成 四 方 形 ， 與 之相 配 的 帶 輪 3和 離 合 套 20的 內 孔 也 是 方 形 。 離 合 套20和 帶 輪 3被 螺 母 2固 定 在輸 人 軸 1上 ， 由 于 方 軸 與方 孔 的 緊 密 配 合 ， 從 而 帶輪 3、 輸 入 軸 I和 離 合 套20聯(lián) 成 了 一 體 。 輸 入 軸 1的 上 端 加 工 成 齒 形 花

34、鍵 ， 和 行 星 減 速 器 的 中 心 輪 內 孔 配 合 聯(lián) 接 。 (1)單 向 軸 承 式 減 速 離 合 器 圖 7(1) 567(2) 57 輸 入 軸 l的 外 部 是 脫 水 軸 18。 在 衣 服 洗 滌 時 ， 脫 水 軸 靜 止 不 轉 ；而 洗 滌 結 束 后 ， 脫 水 軸 應 將 帶 輪 3的 高 轉 速 直 接 傳 遞 給 脫 水 桶 ， 完成 脫 水 功 能 。 這 種 轉 換 功 能 是 由 方 絲 離 合 彈 簧 4完 成 的 。 方 絲 離 合彈 簧 的 形 狀 呈 錐 形 ， 上 端 幾 圈 的 直 徑 比 下 端 略 小 一 些 。 由 于 脫 水軸

35、 18和 離 臺 套 20的 外 徑 比 方 絲 離 合 彈 簧 的 內 徑 略 大 ， 在 自 由 狀 態(tài)時 ， 方 絲 離 合 彈 簧 就 抱 緊 在 離 合 套 20和脫 水 軸 18的 外 壁 上 。 當 帶 輪 帶 動 離 合 套向 彈 簧 旋 緊 方 向 旋 轉 時 ， 通 過 方 絲 離 合彈 簧 就 將 帶 輪 3的 轉 動 由 離 合 套 20傳 遞到 脫 水 軸 18， 這 就 是 “ 合 ” 時 的 脫 水 狀 態(tài) 。在 洗 滌 時 ， 可 以 將 方 絲 離 合 彈 簧 向 反 方向 旋 松 ， 使 其 內 徑 變 大 ， 從 而 與 離 合 套20脫 離 接 觸 ，

36、這 就 是 “ 離 ” 時 的 洗 滌 狀 態(tài) 。實 現(xiàn) 彈 簧 旋 松 的 機 構 是 棘 輪 棘 爪 裝 置 ，圖 8是 其 工 作 原 理 簡 圖 。 方 絲 離 合 彈 簧下 端 的 彈 簧 卡 2卡 在 棘 輪 3的 內 槽 中 ， 通 過 棘 爪 5的 擺 動 使 棘 輪 3轉 動 ， 從 而 帶 動方 絲 離 合 彈 簧 向 旋 松 方 向 轉 動 。 8 58 圖 7中 的 8是 單 向 滾 針 軸 承 部 件 ， 它 的 內 圈 與 脫 水 軸 18相 接 觸 ，它 的 外 圈 與 齒 輪 軸 承 座 過 盈 配 合 成 一 體 ， 齒 輪 軸 承 座 嵌 在 支 撐 架 1

37、9中 ， 支 撐 架 用 螺 栓 和 離 合 器 外 罩 14固 定 在 一 起 。 在 單 向 滾 針 軸 承 8的 作 用 下 ， 脫 水 軸 l8只 能 向 一 個 方 向 自 由 旋 轉 。 單 向 滾 針 軸 承 是 滾針 軸 承 產 品 領 域 中 一 種 科 技 含 量 較 高 的 產 品 ， 其 結 構 緊 湊 ， 徑 向 截面 小 。 因 為 其 外 圈 工 作 面 是 楔 形 所 以 只 允 許 一 個 方 向 的 轉 動 可以 起 到 單 向 離 合 器 的 作 用 。 洗 衣 機 單 向 滾 針 離 合 器 的 工 作 原 理 如 圖 所 示 ， 它 由 帶 楔 形 面

38、 的外 圈 7以 及 利 用 保 持 架 3隔開 的 一 系 列 滾 針 6組 成 ，軸 承 直 接 套 在 脫 水 軸 5上 。當 脫 水 軸 5順 時 針 轉 動 時 ，滾 針 落 入 楔 形 槽 的 大 端 中 ，此 時 脫 水 軸 可 順 時 針 轉 動 ；而 當 脫 水 軸 逆 時 針 轉 動 時 ，滾 針 則 卡 緊 在 楔 彤 槽 的 小 端 處 ， 這 時 脫 水 軸 將 無 法轉 動 。 9 59 在 圖 7中 ， 剎 車 裝 置 外 罩 9、 剎 車 扭 簧 lO、 剎 車 帶 15、 剎 車 盤 16和 十 寧 軸 套 17等 組 成 了 脫 水 軸 18的 剎 車 裝

39、置 。 十 字 軸 套 17用 兩 顆 緊定 螺 釘 和 脫 水 軸 18固 定 在 一 起 ， 剎 車 盤 16又 和 十 字 軸 套 17用 螺 栓 固定 在 一 起 ， 所 以 剎 車 盤 16和 脫 水 軸 18聯(lián) 成 了 一 體 。 剎 車 裝 置 外 罩 9安 裝 在 脫 水 軸 18上 ， 為 間 隙 配 合 ， 它 對 脫 水 軸 的 作 用 由 剎 車 扭 簧 10控 制 。 剎 車 扭 簧 10套 裝 在 剎 車 裝 置 外 罩 9的 外 圓 上 ， 其 下 端 固 定 在離 合 器 外 罩 上 ， 它 的 上 端 則 嵌 在 拉 桿 21的 一 個 方 孔 中 ， 由 排

40、 水 電 磁鐵 帶 動 拉 桿 控 制 其 狀 態(tài) 。 洗 滌 時 ， 排 水 電 磁 鐵 斷 電 ， 剎 車 扭 簧 處 于自 由 旋 緊 的 狀 態(tài) 。 當 脫 水 軸 18順 時 針 旋 轉 時 ， 由 于 剛 性 剎 車 帶 15緊緊 抱 住 剎 車 盤 16， 而 其 一 端 又 卡 在 剎 車 裝 置 外 罩 9的 方 槽 中 ， 所 以剎 車 盤 、 剎 車 帶 以 及 剎 車 裝 置 外 罩 9都 將 一 起 順 時 針 旋 轉 。 剎 車 裝 置外 罩 9在 順 時 針 旋 轉 過 程 中 ， 剎 車 扭 簧 10將 被 迅 速 旋 緊 ， 強 大 的 摩 擦力 使 剎 車

41、裝 置 外 罩 9無 法 動 作 ， 此 時 剎 車 帶 15和 剎 車 盤 16將 發(fā) 生 劇 烈摩 擦 ， 對 脫 水 軸 18產 生 制 動 作 用 ， 防 止 脫 水 桶 產 生 跟 轉 現(xiàn) 象 。 在 脫水 時 ， 排 水 閥 通 電 ， 排 水 電 磁 鐵 帶 動 拉 桿 使 剎 車 扭 簧 處 于 放 松 狀 態(tài) 。由 于 剎 車 裝 置 外 罩 9在 順 時 針 旋 轉 過 程 中 ， 與 旋 松 的 剎 車 扭 簧 之 間 可 以 自 由 滑 動 ， 剎 車 不 起 作 用 ， 因 此 剎 車 裝 置 外 罩 9、 剎 車 盤 16、 剎 車帶 15都 將 與 脫 水 軸 1

42、8一 起 高 速 旋 轉 ， 完 成 脫 水 功 能 。 6010 61 行 星 減 速 器 結 構 如 圖 10所 示 。 減 速 器 外 罩 8和 減 速 器 底 蓋 10用螺 釘 緊 固 在 一 起 ， 再 安 裝 在 法 蘭 盤 12上 ， 法 蘭 盤 12和 脫 水 軸 2通 過鎖 緊 塊 13固 定 在 一 起 ， 因 為 法 蘭 盤 12和 脫 水 桶 相 聯(lián) 接 ， 所 以 減 速 器外 罩 8、 減 速 器 底 蓋 10、 法 蘭 盤 12和 脫 水 桶 成 一 整 體 。 減 速 器 底 蓋10有 上 、 下 兩 個 止 口 ， 從 而 保 證 了 減 速 器 和 脫 水

43、軸 2安 裝 時 的 同 心 度 。對 行 星 減 速 器 來 說 ， 輸 入 軸 1是 動 力 的 傳 入 軸 ， 其 花 鍵 端 插 人 中 心 輪l1的 內 孔 中 。 行 星 輪 4其 有 4個 ， 與 中 心 輪 11以 及 內 齒 圈 6相 嚙 合 。 內齒 圈 6通 過 其 圓 周 槽 卡 在 減 速 器 底 蓋 10上 ， 與 之 聯(lián) 成 一 體 。 行 星 輪 通過 銷 軸 5安 裝 在 行 星 架 7上 ， 當 行 星 輪 繞 中 心 輪 公 轉 時 ， 將 帶 動 行 星架 一 起 旋 轉 。 波 輪 軸 9兩 端 都 加 工 成 齒 形 花 鍵 ， 其 下 端 與 行

44、星 架 7聯(lián)接 ， 上 端 與 波 輪 相 聯(lián) ， 從 而 使 波 輪 以 低 速 旋 轉 洗 滌 衣 物 。 2)工 作 原 理 脫 水 狀 態(tài) 減 速 離 合 器 脫 水 時 的 狀 態(tài) 及 裝 配 戈 系 如 圖 11所 示 ，脫 水 狀 態(tài) 下 ， 排 水 電 磁 鐵 通 電 吸 合 ， 牽 引 拉 桿 移 動 約 13mm， 使 排水 閥 開 啟 。 拉 桿 在 帶 動 閥 門 開 啟 的 同 時 ， 一 方 面 撥 動 旋 松 剎 車 彈 簧 ， 使 其 松 開 剎 車 裝 置 外 罩 ， 這 時 剎 車 盤 隨 脫 水 軸 5一 起 轉 動 ，剎 車 不 起 作 用 ； 另 一

45、方 面 又 推 動 撥 叉 旋 轉 ， 致 使 棘 爪 18脫 開 棘 輪4， 棘 輪 被 放 松 ， 方 絲 離 合 彈 簧 3在 自 身 的 作 用 力 下 回 到 自 由 旋 緊 62 狀 態(tài) ， 這 時 也 就 抱 緊了 離 合 套 2。 大 帶 輪 l在 脫 水 時 是 順 時 針 旋轉 的 ， 由 于 摩 擦 力 的作 用 ， 方 絲 離 合 彈 簧3將 會 越 抱 越 緊 。 這 樣脫 水 軸 5就 和 離 合 套 2聯(lián) 在 一 起 ， 跟 隨 大 帶輪 1一 起 做 高 速 運 轉 。由 于 此 時 脫 水 軸 5做 順時 針 運 動 ， 和 單 向 滾針 軸 承 7的 運 動

46、 方 向 一致 ， 因 此 單 向 滾 針 軸承 7對 它 的 運 動 無 限制 。 由 于 脫 水 軸 5通 過鎖 緊 塊 與 法 蘭 盤 9聯(lián) 接 ， 而 內 桶 12與 行 星 減 速 器10均 固 定 在 法 蘭 盤 9上 ， 11 63 所 以 脫 水 軸 5帶 動 內 桶 12以 及 減 速 器 內 齒 圈 的 轉 速 ， 與 輸 入 軸 帶 動減 速 器 中 心 輪 的 轉 速 相 同 ， 這 樣 致 使 行 星 輪 無 法 自 轉 而 只 能 公 轉 ，從 而 行 星 架 的 轉 速 與 脫 水 軸 是 一 樣 的 ， 即 波 輪 與 脫 水 桶 以 等 速 旋 轉 ，保 證

47、了 脫 水 桶 內 的 衣 物 不 會 發(fā) 生 拉 傷 。 脫 水 狀 態(tài) 傳 動 路 線 是 ： 電 動 機 小 帶 輪 大 帶 輪 l 輸 入 軸 6離 合 套 2 方 絲 離 合 彈 簧 3 脫 水 軸 5 法 蘭 盤 9 內 桶 12。 由 于 電 動機 輸 出 轉 速 只 經 帶 輪 一 級 減 速 所 以 內 桶 轉 速 較 高 ， 約 680 800r min。 洗 滌 狀 態(tài) 如 圖 12所 示 ， 洗 滌 狀 態(tài) 下 ， 排 水 電 磁 鐵 斷 電 ， 排 水閥 關 閉 ， 拉 桿 復 位 。 這 時 剎 車 扭 簧 16被 恢 復 到 自 然 旋 緊 狀 態(tài) ， 扭 簧抱

48、緊 剎 車 裝 置 外 罩 ， 剎 車 裝 置 8起 作 用 ； 同 時 撥 叉 回 轉 復 位 ， 棘 爪18伸 入 棘 輪 4， 將 棘 輪 撥 過 一 個 角 度 ， 方 絲 離 合 彈 簧 3被 旋 松 ， 其 下端 與 離 臺 套 2脫 離 ， 這 時 離 合 套 只 是 隨 輸 入 軸 空 轉 。 大 帶 輪 1帶 動 輸入 軸 6轉 動 ， 經 行 星 減 速 器 減 速 后 ， 帶 動 波 輪 軸 11轉 動 ， 實 現(xiàn) 洗 滌功 能 。 輸 入 軸 至 波 輪 軸 的 傳 動 稱 為 二 級 減 速 ， 其 工 作 過 程 為 ： 輸 人 軸 通 過 中 心 輪 驅 動 行

49、星 輪 ， 行 星 輪 既 繞 自 己 的 軸 自 轉 又 沿 著 內 齒 圈繞 輸 人 軸 公 轉 ， 因 為 行 星 輪 固 定 在 行 星 架 上 ， 所 以 行 星 輪 的 公 轉 也 64 將 帶 動 行 星 架 轉 動 ；行 星 架 以 花 鍵 孔 與波 輪 軸 下 端 的 花 鍵相 聯(lián) 接 ， 帶 動 波 輪軸 和 波 輪 轉 動 。 行星 減 速 器 的 減 速 比i計 算 公 式 為 ： i=1+內 齒 圈 齒 數(shù) 中 心輪 齒 數(shù) 。 洗 滌 狀 態(tài) 傳 動 路 線是 ： 電 動 機 小 帶 輪 大 帶 輪 l 輸 入 軸 6 中心 輪 行 星 輪 行 星 架 波 輪 軸

50、11 波 輪 。 其 間 ， 電 動 機 輸 出 轉 速 經 帶輪 一 級 減 速 后 ， 再 經 減 速比 約 為 4的 行 星 減 速 器 減速 ， 所 以 轉 速 約 為 140200r min。 12 65 對 于 洗 衣 機 傳 動 系 統(tǒng) 三 種 工 作 情 況 ， 各 零 部 件 工 作 狀 態(tài) 如 表 所 示 。 4 66 內 桶 跟 轉 現(xiàn) 象 的 解 決 洗 滌 時 防 止 內 桶 出 現(xiàn) 跟 轉 是 設 計 中 一個 非 常 重 要 的 問 題 。 洗 滌 時 ， 波 輪 將 傳 動 力 矩 傳 遞 給 水 和 洗 滌 物 ，而 轉 動 的 水 和 洗 滌 物 又 將 轉

51、 矩 傳 遞 給 內 桶 。 因 此 ， 內 桶 如 果 不 固 定或 固 定 不 可 靠 ， 就 要 隨 之 轉 動 ， 這 就 是 跟 轉 現(xiàn) 象 。 洗 滌 時 ， 內 桶 跟轉 現(xiàn) 象 將 減 弱 洗 滌 效 果 并 對 洗 衣 機 不 利 ， 所 以 要 防 止 山 桶 出 現(xiàn) 跟 轉 。因 為 內 桶 和 脫 水 軸 是 連 成 一 體 的 ， 所 以 只 要 將 脫 水 軸 可 靠 固 定 ， 就可 使 內 桶 不 跟 轉 。 為 此 除 了 剎 車 裝 置 外 ， 在 脫 水 軸 上 還 安 裝 有 單向 滾 針 軸 承 ， 其 工 作 原 理 如 圖 9所 示 。 13 當

52、波 輪 逆 時 針 方 向 旋 轉 時 ， 內 桶 有逆 時 針 方 向 跟 轉 的 傾 向 ， 這 時 與 內 桶 成一 體 的 脫 水 軸 被 單 向 滾 針 軸 承 卡 住 ， 不能 轉 動 ， 所 以 內 桶 也 就 不 能 轉 動 。 但 在波 輪 順 時 針 力 向 轉 動 時 ， 單 向 滾 針 軸 承允 許 轉 動 的 方 向 與 之 致 ， 所 以 對 脫 水 桶沒 有 制 動 作 用 。 當 波 輪 順 時 針 方 向 轉 動 時 ， 內 桶 有順 時 針 方 向 跟 轉 的 傾 向 ， 這 時 自 然 狀 態(tài)的 剎 車 扭 簧 將 被 旋 緊 ， 緊 緊 抱 住 剎 車

53、裝 67 置 外 罩 的 軸 端 ， 相 互 之 間 產 生 足 夠 的 摩 擦 力 使 兩 者 成 為 一 整 體 。 剎車 裝 置 外 罩 的 順 時 針 旋 轉 摩 擦 力 將 剎 車 帶 拉 緊 ， 剎 車 帶 對 剎 車 盤 轉動 產 生 摩 擦 阻 力 ， 這 樣 就 阻 止 了 內 桶 跟 轉 。 剎 車 裝 置 工 作 原 理 如 圖13所 示 。 綜 合 所 述 ， 當 波 輪 逆 時 針 轉 動 時 ， 依 靠 單 向 滾 針 軸 承 來 防 止 內桶 跟 轉 ； 當 波 輪 順 時 針 方 向 轉 動 時 ， 依 靠 剎 車 裝 置 來 防 止 內 桶 跟 轉 。 脫 水

54、 過 程 中 突 然 打 開 洗 衣 機 上 蓋 ， 排 水 電 磁 鐵 失 電 ， 方 絲 離 合彈 簧 恢 復 到 洗 滌 狀 態(tài) ， 由 于 脫 水 是 順 時 針 旋 轉 ， 剎 車 扭 簧 將 抱 緊 ，剎 車 裝 置 起 作 用 ， 剎 車 帶 將 使 內 桶 迅 速 制 動 。 (2)帶 制 動 式 減 速 離 合 器 （ 略 ） 五 、 機 械 傳 動 系 統(tǒng) 設 計 計 算 波 輪 式 全 自 動 洗 衣 機 的 傳 動 系 統(tǒng) 的 設 計 計 算 內 容 較 多 ， 但 大 多數(shù) 零 部 件 可 以 選 用 無 需 進 行 設 計 ， 一 般 設 計 內 容 主 要 有 ：

55、 方 案 設 計 、電 動 機 選 用 、 帶 傳 動 設 計 、 行 星 減 速 器 設 計 等 。 1.方 案 設 計 波 輪 式 洗 衣 機 常 用 布 局 為 輸 入 軸 布 置 在 內 桶 的 中 心 處 ， 整 個 傳動 系 統(tǒng) 基 本 上 同 軸 布 置 ， 電 動 機 只 能 偏 置 一 邊 ， 為 了 保 持 平 衡 ， 可 68 將 排 水 電 磁 閥 和 排 水 管 與 電 動 機 對 稱 布 置 ， 必 要 時 可 加 平 衡 塊 。 根據 設 計 任 務 中 給 出 的 內 桶 直 徑 為 400mm， 則 外 桶 直 徑 約 為 470mm， 電動 機 軸 與 洗

56、滌 輸 入 軸 之 間 中 心 距 只 能 為 150mm左 右 在 此 范 罔 內 選 擇合 適 的 一 級 降 速 傳 動 比 和 采 用 帶 輪 傳 動 。 2.基 本 參 數(shù) 的 選 擇 目 前 洗 衣 機 的 洗 衣 量 、 電 動 機 功 率 、 內 桶 直 徑 等 基 本 參 數(shù) ， 大多 數(shù) 企 業(yè) 是 通 過 實 驗 進 行 設 計 選 用 的 。 表 5是 目 前 常 用 的 波 輪 式 全自 動 洗 衣 機 基 本 參 數(shù) 情 況 ， 可 供 設 計 時 參 考 根 據 設 計 任 務 要 求 最 大 洗 衣 量 為 3.8kg， 參 照 表 5選 用 電 動 機 功率

57、為 180w， 電 動 機 滿 載 時 轉 速 為 1370r min。 69 3. V帶 傳 動 設 計 計 算 因 為 V帶 傳 動 允 許 的 傳 動 比 較 大 ， 結 構 較 緊 湊 ， 在 同 樣 的 張 力下 ， V帶 傳 動 較 平 帶 傳 動 能 產 生 更 大 的 摩 擦 力 ， 所 以 這 里 選 用 了 最常 用 的 V帶 作 為 第 一 級 降 速 。 參 照 表 6， 初 步 選 定 電 動 機 功 率 P為 l80W， 洗 衣 轉 速 為 180r/min，脫 水 轉 速 為 720r/min， 則 傳 動 比 為 ： (1)計 算 功 率 Pca 由 于 載 荷

58、 變 動 小 ， 因 此 取 工 作 情 況 系 數(shù)K A=1.0， Pca=KAP=0.18kW。 (2)選 擇 帶 型 根 據 小 帶 輪 轉 速 為 1370r/min， 以 及 小 帶 輪 安 裝尺 寸 的 大 概 范 圍 ， 選 取 普 通 V帶 Z型 (見 圖 14)。 (3)帶 輪 的 基 準 直 徑 d1和 d2 初 選 小 帶 輪 的 基 準 直 徑 dd1查 表 6和表 7， 選 取 dd1=55mm， 大 于 V帶 輪 的 最 小 基 準 直 徑 ddmin的 要 求 50mm。 大 帶 輪 的 基 準 直 徑 dd2為 ：dd2=idd1=l.9 55=104.5mm，

59、 按 表 6圓 整 為 dd2=106mm。 7014 71 67 72 (4)驗 算 帶 的 速 度 v 普 通 V帶 的 最 大 帶 速 vmax=25 30m s， 故 滿 足 要 求 。 (5)中 心 距 a和 帶 的 基 準 長 度 Ld 0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2) 112.7a0322根 據 洗 衣 機 桶 體 的 安 裝 尺 寸 ， 初 取 a0=140mm， 基 準 長 度 ： Ld =2a0+( /2)(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0 =2 140+( /2)(55+106)+(106-55) 2/(4 140)mm =538mm 查 表

60、 8選 取 和 538mm相 近 的 標 準 帶 的 長 度 Ld為 560mm， 則 實 際 中心 距 為 ： a a0+(Ld-Ld )/2=140+(560-538)/2=151mm 在 安 裝 時 ， 在 結 構 上 要 保 持 V帶 有 一 定 的 張 緊 力 ， 安 裝 中 心 距會 略 有 所 變 化 。 73 8 (6)主 動 輪 上 的 包 角 1 1=180o-(dd2-dd1)/a 57.5o=160.6o 120o (7)帶 的 根 數(shù) z 長 度 系 數(shù) KL、 包 角 系 數(shù) K 、 單 根 V帶 基 本 額 定功 率 P 、 單 根 V帶 額 定 功 率 增 量

61、P0查 表 8、 表 9、 表 10和 表 11， 取KL=0.94、 K =0.95、 P0=0.16kW、 P0=0.02kW。 74 910 75 11 取 z=1。 (8)帶 的 預 緊 力 F0 V帶 單 位 長 度 的 質 量 q查 表 l2得 q=0.06kg m，單 根 V帶 所 需 的 預 緊 力 為 ： 76 12 (9)帶 傳 動 作 用 在 軸 上 的 力 FL： 4.帶 輪 的 結 構 設 計 帶 輪 的 結 構 設 計 可 參 考 有 關 機 械 設 計 于 冊 或 機 械 設 計 教 材 。 5.行 星 減 速 器 設 計 已 知 洗 衣 轉 速 為 180r m

62、in， 脫 水 轉 速 為 720r min。 由 于 脫 水時 行 星 減 速 器 中 心 輪 與 內 齒 圈 順 時 針 等 速 旋 轉 ， 故 中 心 輪 與 行 星 架的 傳 動 比 為 l， 波 輪 與 內 桶 順 時 針 等 速 旋 轉 ， 因 此 由 洗 滌 狀 態(tài) 來 進 行 行 星 減 速 器 的 設 計 計 算 。 77 (1)洗 滌 狀 態(tài) 傳 動 比 洗 滌 輸 入 軸 與 波 輪 的 傳 動 比 為 ： (2)初 選 中 心 輪 和 內 齒 圈 齒 數(shù) 洗 滌 時 中 心 輪 旋 轉 ， 內 齒 圈 靜 止 ，中 心 輪 與 行 星 架 的 傳 動 比 按 以 下 公

63、 式 計 算 ： 初 選 中 心 輪 齒 數(shù) zA=19， 由 上 式 計 算 得 內 齒 圈 齒 數(shù) zB=57。 (3)計 算 行 星 輪 齒 數(shù) 由 于 洗 衣 機 工 作 扭 矩 不 大 ， 選 擇 齒 輪 模數(shù) 為 1mm， 如 選 4個 行 星 輪 對 稱 布 置 ， 則 可 計 算 出 行 星 齒 輪 齒 數(shù) 為 ： 最 終 確 定 中 心 輪 齒 數(shù) z A為 19， 內 齒 圈 齒 數(shù) zB為 57， 行 星 齒 輪 齒數(shù) zx為 19， 實 際 傳 動 比 iBAX為 4， 洗 衣 轉 速 為 l80r min。 78 6.棘 爪 與 棘 輪 機 構 設 計 由 于 外 桶

64、 尺 寸 已 定 (因 內 桶 直 徑 已 知 )， 在 方 案 設 計 時 初 定 位 于外 桶 底 部 的 出 水 口 位 置 ， 則 排 水 電 磁 閥 銜 鐵 中 心 與 出 水 口 中 心 位 于同 一 直 線 上 。 根 據 選 定 的 排 水 電 磁 閥 的 行 程 和 初 定 的 棘 輪 頂 圓 直 徑來 設 計 棘 爪 機 構 。 要 求 在 洗 滌 時 ， 棘 爪 要 伸 人 棘 輪 棘 齒 高 度 的 三 分之 二 ， 脫 水 時 棘 爪 脫 離 棘 輪 l.5mm以 上 。 棘 爪 與 棘 輪 機 構 的 詳 細 設 計可 參 考 相 關 書 籍 。 六 、 控 制 系

65、 統(tǒng) 設 計 電 腦 式 全 自 動 洗 衣 機 上 使 用 的 微 控 制 器 主 要 是 4位 或 8位 的 單 片機 。 本 例 中 控 制 電 路 的 微 控 制 器 選 用 MCS-5l系 列 的 單 片 機 AT89C2051， 該 單 片 機 是 AT-MEL公 司 8位 單 片 機 系 列 產 品 之 一 ， 內 含 2K字 節(jié)可 反 復 擦 寫 的 程 序 存 儲 器 以 及 128字 節(jié) 的 RAM單 元 ， 具 有 15條 可 編 程控 制 的 I O線 ， 5個 中 斷 觸 發(fā) 源 ， 其 指 令 與 MCS-51系 列 完 全 兼 容 。選 用 AT89C205l作

66、CPU， 可 使 洗 衣 機 的 控 制 電 路 大 大 簡 化 。 79 1.全 自 動 洗 衣 機 的 功 能 要 求 (1)強 、 弱 洗 滌 功 能 要 求 強 洗 時 ， 正 、 反 轉 驅 動 時 間 各 為 4s，間 歇 時 間 為 1s； 弱 洗 時 ， 正 、 反 轉 驅 動 時 間 各 為 3s， 間 歇 時 間 為 2s。 (2)4種 洗 衣 工 作 程 序 即 標 準 程 序 、 經 濟 程 序 、 單 獨 程 序 和 排水 程 序 。 1)標 準 程 序 動 作 順 序 是 ： “ 進 水 洗 滌 或 漂 洗 排 水 脫 水 ” ，如 此 循 環(huán) 三 次 。 每 循 環(huán) 一 次 ， 洗 滌 或 漂 洗 時 間 比 上 一 循 環(huán) 同 一 環(huán) 節(jié)減 少 2min， 也 即 ： 第 一 循 環(huán) 內 的 洗 滌 時 間 定 為 6min， 第 二 循 環(huán) 內 的漂 洗 時 間 減 為 4min， 第 三 循 環(huán) 內 的 漂 洗 時 間 減 為 2min； 排 水 時 間 采用 動 態(tài) 時 間 法 確 定 脫 水 時 間 規(guī) 定 為 2min。 2)經 濟 程 序 與