子母雙筒洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含19張CAD圖.zip,子母,雙筒,洗衣機(jī),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),19,CAD
子母雙筒洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
摘 要
現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)和國(guó)外的洗衣機(jī)分為很火類別，大致可分為波輪式洗衣機(jī)、滾筒式洗衣機(jī)、攪拌式洗衣機(jī)，從手動(dòng)洗衣到自動(dòng)洗衣，洗衣機(jī)經(jīng)歷了一次又一次的改進(jìn)與更新，從節(jié)能型到智能型，洗衣機(jī)的更新?lián)Q代見(jiàn)證了科技的發(fā)展。當(dāng)前，商場(chǎng)里的洗衣機(jī)種類各種各樣，百花齊放。但是有大小2個(gè)桶的洗衣機(jī)很少見(jiàn)，能將外套和內(nèi)衣物分開(kāi)同時(shí)洗的的洗衣機(jī)，基于以上考慮，提出了子母雙筒洗衣機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的課題，本文設(shè)計(jì)一種能將外衣物和內(nèi)衣物分開(kāi)洗的洗衣機(jī)。
本文主要研究洗衣機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)子母雙筒結(jié)構(gòu)，大桶的洗衣量為6kg，小桶的洗衣量為2kg，同時(shí)對(duì)洗衣機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)進(jìn)行計(jì)算和選型，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)將對(duì)以后的工作有很大幫助。
關(guān)鍵詞：雙筒、波輪、洗衣機(jī)、減速離合器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
ABSTRACT
Currently, there are a variety of washing machines at home and abroad, such as top loading washing machines, drum type washing machine, mixing type washing machines, washing machines from manual to automatic washing machines, washing machines and experienced the change from generation to generation and update, from energy saving to the intelligent, washing machine Witnessed the upgrading of technological progress. Currently, a wide range of washing machines available in the market, but few have found the size of two barrels, can coat and underwear and socks in the washing machine wash separately at the same time, based on the above considerations, this paper binocular washing mechanism design Picture Subject, the paper design of a can outside the clothing and underwear and socks in the washing machine wash separately.
In this paper, the mechanical structure of washing machines, the design structure of PIP binoculars, vats of laundry amount 6kg, laundry amount kegs 2kg, while washing the calculation of power transmission and selection, this will be after graduation Play a crucial role in the work.
Keywords：Binoculars、Impeller、Washing Machine、Deceleration clutch、Transmission mechanism
目 錄
第1章 緒論 1
1.1、 設(shè)計(jì)目的及意義 1
1.2、 洗衣機(jī)工作原理 1
1.3、 洗衣機(jī)的分類和發(fā)展歷史 2
1.3.1、 洗衣機(jī)的分類 2
1.3.2、 洗衣機(jī)的發(fā)展歷史 3
1.4、 洗衣機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 5
第2章 總體方案設(shè)計(jì) 6
2.1、 設(shè)計(jì)任務(wù) 6
2.3、 傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理 8
2.4、 本課題解決的主要問(wèn)題 9
2.5、 減速離合器的工作原理 10
第3章 子母雙筒洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12
3.1、 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 12
3.2、 電機(jī)參數(shù)的選擇 13
3.3、 帶傳動(dòng)的類型和結(jié)構(gòu) 13
3.4、 V帶輪以及V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 15
3.4.1、 大桶V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 15
3.4.2、 小桶V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 20
3.6、 大小脫水桶設(shè)計(jì) 22
3.7、 減速離合器的設(shè)計(jì) 24
3.7.1、 行星減速器設(shè)計(jì)計(jì)算 24
3.7.2、 離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26
3.8、 盛水桶的設(shè)計(jì) 29
3.9、 大小波輪設(shè)計(jì) 30
3.10、 整體布局 31
第4章 洗衣機(jī)工作過(guò)程和控制系統(tǒng) 32
4.1、 洗衣機(jī)的plc控制技術(shù) 32
4.2、 控制系統(tǒng)框圖 33
4.3、 洗衣機(jī)工作流程圖 34
結(jié) 論 36
參考文獻(xiàn) 37
致 謝 39
第1章 緒論
1.1、 設(shè)計(jì)目的及意義
洗衣機(jī)現(xiàn)以成為家庭必備的電器設(shè)備，能減輕家務(wù)勞動(dòng)，省時(shí)省力?？墒俏覀冇袝r(shí)需要洗的衣服非常少，這時(shí)無(wú)論我們用波輪洗衣機(jī)還是用滾筒洗衣機(jī)都是一件費(fèi)事廢水的事情。這是因?yàn)闊o(wú)論哪種洗衣機(jī)都有一個(gè)最小的用水量，必須滿足這個(gè)條件洗衣機(jī)才能運(yùn)行。針對(duì)上述情況我們需要設(shè)計(jì)一款雙筒子母波輪式洗衣機(jī)，洗衣量大時(shí)，用大的洗衣桶，洗衣少時(shí)，用小洗衣桶，滿足節(jié)能節(jié)電需求。而且能夠?qū)⒓抑胁煌胰耍煌猛镜囊挛锓珠_(kāi)來(lái)洗，衣物的交叉感染在清洗過(guò)程中可以避免。子母雙筒洗衣機(jī)與常見(jiàn)的波輪洗衣機(jī)工作原理一樣，我們可以根據(jù)衣物的材質(zhì)設(shè)置好清洗的強(qiáng)度和時(shí)間，然后直接將衣物放到洗衣筒中等機(jī)器自動(dòng)清洗就可以。但兩者還是有區(qū)別的，子母洗衣機(jī)除了正常大小的洗衣筒外，還增加了一個(gè)小一號(hào)的洗衣筒，這樣就可以把外套、褲子等較臟的大件衣物可以放在大的洗衣筒中，T恤、孩子的衣物和內(nèi)衣內(nèi)褲等衣物可以放在小的洗衣筒中，設(shè)定好功能放置后，兩個(gè)洗衣筒就會(huì)運(yùn)行起來(lái)可以單獨(dú)運(yùn)行也可同時(shí)運(yùn)行?？梢詫⒉煌囊挛锟梢苑珠_(kāi)洗，這是子母洗衣機(jī)的最大優(yōu)勢(shì)之一。能保證大量衣物同時(shí)洗、小件衣物立即洗，減小很大一部分空間的同時(shí)，又能按照衣物的不同有效地控制能源的消耗和浪費(fèi)。
1.2、 洗衣機(jī)工作原理
洗衣機(jī)是按照手工洗衣的方法和原理制作而成的。衣物的污垢來(lái)源于環(huán)境、人體的分泌的贓物。污垢有固態(tài)的小微粒、油脂和能溶解于水的其它臟東西。污漬能附著在衣服的力大概有四種：污漬和衣服之間形成化學(xué)鍵的化學(xué)結(jié)合力，散落在衣服上面的表面附著力，污漬和衣服之間的分子的引力，進(jìn)入衣物纖維小孔中的機(jī)械附著力。清洗過(guò)程就是減小并且完全破壞這些力、使污漬和衣物分開(kāi)的過(guò)程?；瘜W(xué)反應(yīng)與機(jī)械摩擦產(chǎn)生清洗的效果，把污漬從衣服中分離出來(lái)，必須得有水、洗滌劑和搓揉作用三個(gè)條件。下面我以波輪洗衣機(jī)為例解釋一下。洗衣機(jī)接通電源波輪在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)。在波輪附近的洗滌液，由于波輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生水平方向和垂直方向兩個(gè)作用力，1.在慣性離心力作用下的沿徑向方向的速度，2.在波輪轉(zhuǎn)動(dòng)下水會(huì)從切線方向運(yùn)動(dòng)的速度。在慣性離心力作用下的沿徑向方向的速度這兩個(gè)力的合力的作用點(diǎn)以一定速度運(yùn)動(dòng)，并隨著由波輪中心到波輪邊緣也逐漸增大，合速度也隨之增大。當(dāng)洗滌液經(jīng)過(guò)波輪外緣后合速度增大，被裝向桶壁，洗滌液被轉(zhuǎn)到桶壁后又沿桶壁上，波輪附近形成低壓區(qū)，洗滌液在壓里不同的情況下又流向波輪，使洗滌液沿著波輪軸線形成大渦流是因?yàn)椴ㄝ喛焖俚男D(zhuǎn)。洗滌劑的濕潤(rùn)、乳化，分散等綜合作用，衣物在渦流的作用下來(lái)回滾動(dòng)纏繞，摩擦，洗滌液在衣物中來(lái)回交叉作用，衣物與衣物、衣物與水流之間、衣物材料與桶壁之間不斷互相搓揉和摩擦，使污漬漸漸的脫離衣物，因而起著搓揉作用，為了解決衣服攪成一團(tuán)的這個(gè)缺點(diǎn)，衣物不能直向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)所以洗衣機(jī)的電機(jī)一般都可以正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)運(yùn)行，波輪也就跟著交替正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，這樣使水流方向不斷改變，從而獲得較好的洗滌效果。前面贅述的看起來(lái)復(fù)雜的機(jī)械作用，產(chǎn)生了和人手洗衣時(shí)手搓和水流的沖擊同時(shí)作用的洗滌效果。漂洗原理大致是和洗滌原理相同的，所以就不再重復(fù)。
1.3、 洗衣機(jī)的分類和發(fā)展歷史
1.3.1、 洗衣機(jī)的分類
全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗滌、漂洗和甩干等各個(gè)功能之間的切換不用我們手動(dòng)去完成，我們不需要盯著洗衣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)隔段時(shí)間就去按，洗衣機(jī)可以根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的程序自動(dòng)完成整個(gè)過(guò)程。這種洗衣機(jī)根據(jù)洗衣的重量和用戶選擇的模式通過(guò)傳感器和計(jì)算機(jī)控制的程序自動(dòng)完成水量的選擇和水溫的調(diào)整之類的工作，然后自動(dòng)完成各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)洗衣過(guò)程的自動(dòng)化?！?】全自動(dòng)洗衣機(jī)的出現(xiàn)帶給我們一個(gè)別致的體驗(yàn)，可以讓我們?cè)诿β档纳钪型祽?，做一個(gè)“懶人”。我們只要將準(zhǔn)備洗的衣服和洗衣液放入洗衣機(jī)中，調(diào)整好水量和或強(qiáng)度等程序，按下開(kāi)始按鈕就可以了，這就是全自動(dòng)洗衣機(jī)越來(lái)越受到現(xiàn)代人喜愛(ài)的主要原因。下面我介紹一下全自動(dòng)洗衣機(jī)有哪些類型，哪種更好用。
如今市場(chǎng)上出售的全自動(dòng)洗衣機(jī)大體分為三類。
1.前置式側(cè)開(kāi)門(mén)滾筒式洗衣機(jī)
這是歐洲人發(fā)明的最早的一種洗衣機(jī)，它的優(yōu)勢(shì)在于它能很好的洗滌真絲、棉毛等面料，不會(huì)發(fā)生糾纏磨損衣物的處境。在洗滌時(shí)保證衣物不受損壞，更重要的是它還可以加溫。雖然它有諸多好處，但是也是有缺點(diǎn)的，就是這種洗衣機(jī)洗衣的時(shí)間比較長(zhǎng)，沒(méi)有其它類型洗衣機(jī)洗的干凈用的水也很多，甚至是其它洗衣機(jī)的幾倍，因?yàn)樗南礈旆绞绞遣粫?huì)讓衣物纏繞的和磨損的。這種洗衣機(jī)的內(nèi)筒是不銹鋼制成的，不可避免的噪聲比較大。這種洗衣機(jī)適用于生活水平比較高的家庭，對(duì)絲質(zhì)、純毛、純棉等好面料的保護(hù)比較好，如果家里經(jīng)常用洗衣機(jī)洗衣服，并且衣服面料好建議選擇這種洗衣機(jī)。滾筒式洗衣機(jī)的自動(dòng)化程度高，洗滌性能好，容量大，質(zhì)量高?！?】
2.波輪上開(kāi)門(mén)洗衣機(jī)
這種洗衣機(jī)是亞洲人發(fā)明的，生產(chǎn)的時(shí)間比較晚， “小天鵝”、“海棠”、“榮事達(dá)”等都是市面上比較知名的品牌，波輪上開(kāi)門(mén)洗衣機(jī)洗滌時(shí)間短，用水量小，洗凈度高，是滾筒式的好幾倍，由于內(nèi)筒是塑料材料制成，噪音小，而且上開(kāi)蓋，能使洗滌液反復(fù)利用，使用比較經(jīng)濟(jì)。這種洗衣機(jī)洗衣服比滾筒干凈，大多用來(lái)洗腈綸、化纖等比較結(jié)實(shí)不需要經(jīng)常的衣物，適用于生活環(huán)境比較差的家庭。洗全自動(dòng)波輪洗衣機(jī)多為套桶型。這種洗衣機(jī)離心桶的外徑比盛水桶的內(nèi)徑要小，所以這種洗衣機(jī)是將外桶和內(nèi)筒裝在同一個(gè)軸心上，減少了洗衣機(jī)占用的空間。波輪洗衣機(jī)的外桶是用來(lái)裝水的容器，內(nèi)桶是用來(lái)洗滌，漂洗和甩干的。我們生活中比較常見(jiàn)到的套桶洗衣機(jī)是單電機(jī)的，靠離合器來(lái)完成脫水和洗滌工作轉(zhuǎn)換的控制。洗滌時(shí)波輪轉(zhuǎn)動(dòng)而脫水桶不轉(zhuǎn)，脫水是波輪與脫水桶一起旋轉(zhuǎn)?！?】
3.攪拌式洗衣機(jī)
攪拌式洗衣機(jī)是美洲土著創(chuàng)造出來(lái)的的，在商場(chǎng)上很稀有，由于美洲人們經(jīng)常穿著牛仔服裝之類粗厚面料的服裝，而且美洲的天氣比較差，風(fēng)大，沙塵暴也比較大，所以這種攪拌式洗衣機(jī)是很適合他們的，這種洗衣機(jī)的洗滌方式很損壞衣物，但是洗凈度非常高，是波輪式洗衣機(jī)的十幾倍。
這三種洗衣機(jī)都有它們適用的人群，也有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，但不變的標(biāo)準(zhǔn)是“洗凈度和磨損率成正比”，所以自身需求和環(huán)境也是關(guān)鍵因素。
如果按照洗衣機(jī)的機(jī)構(gòu)劃分，洗衣機(jī)可分為單桶，雙桶和套桶洗衣機(jī)。根據(jù)不同的自動(dòng)化程度可劃分為普通機(jī)械型、半自動(dòng)和全自動(dòng)型洗衣機(jī)。
1.3.2、 洗衣機(jī)的發(fā)展歷史
自古以來(lái)，洗衣服都是人類生活中不可避免的一項(xiàng)勞動(dòng)，洗衣機(jī)也是現(xiàn)代人家庭必不可少的家用電器之一。洗衣機(jī)的出現(xiàn)的發(fā)展減輕了勞累的家務(wù)勞動(dòng)，給我們的生活帶來(lái)至關(guān)重要的便捷。下面介紹一下生活中最常見(jiàn)的洗衣機(jī)在這些年經(jīng)歷那些變革，有哪些創(chuàng)新。
在洗衣機(jī)出現(xiàn)之前，人們主要通過(guò)手揉搓，擊打，沖刷，搖晃等方式重復(fù)體力勞動(dòng)來(lái)洗衣服，整個(gè)過(guò)程無(wú)聊而沉重。洗衣機(jī)的出現(xiàn)簡(jiǎn)直可以說(shuō)是挽救了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的工作婦女，使洗衣物變得不那么困難和辛苦。
1.最早的洗衣機(jī)是木頭做的，結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，很粗糙，是美國(guó)人Hamilton Smith在1858年制造的。該洗衣機(jī)的主要部分是帶有槳形葉片的直軸的滾筒。用連接的曲軸手動(dòng)搖動(dòng)和旋轉(zhuǎn)軸來(lái)洗滌衣物。這種機(jī)器由于使用勞動(dòng)和損壞衣服而沒(méi)有被廣泛使用，但是洗衣機(jī)的這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)標(biāo)志著機(jī)器洗衣物的開(kāi)始。
后來(lái)，在德國(guó)出現(xiàn)了一臺(tái)帶杵的攪拌機(jī)的洗衣機(jī)，其原理是通過(guò)杵的上下運(yùn)動(dòng)將帶著彈簧的木釘重復(fù)作用在衣服上。
而1874年有意見(jiàn)具有重要意義的事情，這件事給很多想要提高洗衣機(jī)效率的創(chuàng)造性人士，一個(gè)重要的，引導(dǎo)就是美國(guó)人比爾.布萊克絲發(fā)明了木質(zhì)手搖洗衣機(jī)。這也敦促洗衣機(jī)的改革行程開(kāi)始飛速發(fā)展。這種主要用木頭制造的洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)也是很簡(jiǎn)單，原理是用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，齒輪帶動(dòng)木桶內(nèi)的攪拌葉片旋轉(zhuǎn)，葉片不斷攪拌衣服來(lái)回翻滾就達(dá)到了洗凈衣物的目的。
19世紀(jì)末期有人發(fā)明了一種帶手柄的八角形的洗衣機(jī)，這種洗衣機(jī)可以加入熱的肥皂水，衣服洗滌后，液體滾動(dòng)裝置會(huì)使衣服干燥。
2. 1880年，蒸汽機(jī)出現(xiàn)了，有人在美國(guó)發(fā)明了蒸汽動(dòng)力的洗衣機(jī)，從此人力就被機(jī)器取代了。當(dāng)時(shí)蒸汽洗衣機(jī)和現(xiàn)代蒸汽洗衣機(jī)的道理相似，都是為了深層潔凈衣服的目的，當(dāng)小量的水變成蒸汽，通過(guò)高溫分解衣服上面的污漬。
蒸汽洗衣機(jī)后，液壓洗衣機(jī)，內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)也出現(xiàn)了。洗衣機(jī)主要由洗衣桶，電源和與船相連的部件組成。洗衣機(jī)有入口孔和出口孔，衣物入口孔和密封蓋。洗衣機(jī)外殼設(shè)有電源，通過(guò)連接部件與船體整體連接由于不需要電力，只有天然河水才能洗衣服，同時(shí)節(jié)省時(shí)間可以減輕負(fù)擔(dān)的家務(wù)，通常被船民廣泛使用。
3. 在1911年，還是在美國(guó)，第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)試生產(chǎn)成功。這種洗衣機(jī)的洗滌桶是靠發(fā)電機(jī)帶動(dòng)的，還可以加入肥皂在里面。在攪拌葉片的作用下，衣服在肥皂水中前后強(qiáng)力滾動(dòng)，達(dá)到潔凈的目的。這款電動(dòng)洗衣機(jī)的出現(xiàn)人類家庭勞動(dòng)自動(dòng)化的開(kāi)始的一個(gè)里程碑。
4. Bendex航空公司的第一臺(tái)前置滾筒洗衣機(jī)在1932年的美國(guó)研發(fā)成功，其洗滌，沖洗，脫水等步驟在同一個(gè)滾筒中完成，這款洗衣機(jī)的出現(xiàn)意味著電動(dòng)洗衣機(jī)的發(fā)展向前邁出了一大步。直到今天，滾筒洗衣機(jī)在世界上仍然廣泛應(yīng)用。
5. 第一臺(tái) “前置”型全自動(dòng)洗衣機(jī)在1937年問(wèn)世，衣物中裝滿水的洗衣槽保持上下滾動(dòng)去除污垢。到40年代，現(xiàn)在我們現(xiàn)在普遍的現(xiàn)代型號(hào)的上置式自動(dòng)洗衣機(jī)也出現(xiàn)了。
在此期間，工業(yè)化正在加速世界各國(guó)正在開(kāi)發(fā)洗衣機(jī)的發(fā)展。同樣在1937年，英國(guó)開(kāi)發(fā)并引進(jìn)了一臺(tái)噴射式洗衣機(jī)，它是由氣缸側(cè)的運(yùn)動(dòng)波由強(qiáng)烈的渦流產(chǎn)生的，使衣物和洗滌液體在管中連續(xù)滾動(dòng)洗滌衣服。
6. 日本在1955年引進(jìn)了英式噴射式洗衣機(jī)，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出一款受歡迎的波輪洗衣機(jī)。洗衣機(jī)在桶底部有一個(gè)圓盤(pán)輪，有凸筋。由滑輪驅(qū)動(dòng)，水桶的水流形成渦流的正負(fù)旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致衣物隨著旋轉(zhuǎn)，滾動(dòng)，衣服與衣物之間的壁與桶之間的水分相互接觸，洗滌劑的作用去污沖洗。從這以后，波輪、滾筒、攪拌式開(kāi)始全面占領(lǐng)市場(chǎng)，三足鼎立。
電機(jī)技術(shù)發(fā)展到90年代已經(jīng)發(fā)生地覆天翻的變化，日本人發(fā)明的洗衣機(jī)不再用減速器和皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而是可以直接用電機(jī)驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)，電機(jī)可以變頻從而改變轉(zhuǎn)速。之后，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，洗衣機(jī)已經(jīng)成了大家生活中最平常的產(chǎn)物。我相信伴隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，可以生產(chǎn)出來(lái)更方便人們使用的洗衣機(jī)，科技的變革必將會(huì)給我們的生活帶來(lái)新的方法?！?】
1.4、 洗衣機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
家用自動(dòng)洗衣機(jī)正處于改革時(shí)代，是脫穎而出的首款新型家電。 1978年，全國(guó)產(chǎn)量?jī)H為400臺(tái)，1979年達(dá)到180萬(wàn)臺(tái)，1980年產(chǎn)量增至24.5萬(wàn)臺(tái)。到1984年，全國(guó)產(chǎn)量為588萬(wàn)臺(tái)，產(chǎn)量居世界前茅。在此期間，我們自主研發(fā)的單、雙桶波輪式洗衣機(jī)，生產(chǎn)企業(yè)也是以國(guó)有和集體企業(yè)為主要產(chǎn)品品種和質(zhì)量水平，國(guó)際水平差異很大。
隨著國(guó)家開(kāi)放和改革的進(jìn)程進(jìn)一步加快，從而推動(dòng)了家用全自動(dòng)洗衣機(jī)發(fā)展行業(yè)的快速發(fā)展。到1985年至1986年，達(dá)到了前所未有的規(guī)模，幾乎所有的專業(yè)工廠都引進(jìn)了國(guó)外的技術(shù)。那時(shí)候，日本技術(shù)是中國(guó)引進(jìn)的主要對(duì)象，其中松下，東芝，三洋，夏普，日立等技術(shù)都是主要廠商的引進(jìn)。通過(guò)引進(jìn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備，大大加快了行業(yè)發(fā)展的步伐，產(chǎn)品品種和質(zhì)量大大提高。 1988年，全國(guó)總產(chǎn)值突破1000萬(wàn)臺(tái)，1989年達(dá)到1047萬(wàn)臺(tái)。此時(shí)，雙筒洗衣機(jī)仍占領(lǐng)著國(guó)內(nèi)洗衣機(jī)的市場(chǎng)，套桶洗衣機(jī)就在這時(shí)悄悄進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，但是只有一家公司在生產(chǎn)滾動(dòng)洗衣機(jī)，市場(chǎng)占有率很低。時(shí)間轉(zhuǎn)眼到了1990年，除了西藏的企業(yè)外，國(guó)內(nèi)的洗衣機(jī)行業(yè)已發(fā)展到空前的規(guī)模，全國(guó)有接近60家專業(yè)的洗衣機(jī)生產(chǎn)廠房，企業(yè)數(shù)量和生產(chǎn)洗衣機(jī)的數(shù)量都是世界第一，但是質(zhì)量卻只有國(guó)外10年前的水平。
在AWE 2017年，包括海爾，CasaDi，美的，小天鵝，貝弗利，三星，LG，西門(mén)子，博世，松下，日立，夏普，惠而浦等中外洗衣機(jī)品牌一路走來(lái)都是走在新產(chǎn)品的前沿。高端，頻率大，容量大，智能化仍是主要洗衣機(jī)技術(shù)發(fā)展的主旋律。與過(guò)去相比，企業(yè)將專注于洗衣機(jī)產(chǎn)品本身，洗衣機(jī)公司更加關(guān)心用戶在不同場(chǎng)景下洗衣服的用戶需求，并嘗試通過(guò)各種技術(shù)并設(shè)計(jì)，追求終極的用戶體驗(yàn)是本屆AWE的一個(gè)突出現(xiàn)象。
分類洗：越來(lái)越多的洗衣機(jī)用戶隨著生活水平的不斷上升，開(kāi)始提出對(duì)內(nèi)、外衣物“分類洗”，對(duì)小量衣物“隨時(shí)洗”的要求。各家企業(yè)也是關(guān)注到了用戶的需求，洗衣機(jī)企業(yè)紛紛研發(fā)出各類多系統(tǒng)組合的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)洗衣機(jī)。滾筒、波輪或雙滾筒“二合一”型曾在上屆AWE令人眼前一亮上的洗衣機(jī)在本屆AWE上可以說(shuō)是隨處可見(jiàn)，甚至還出現(xiàn)了“三合一”型洗衣機(jī)。
智慧洗：現(xiàn)在基本所有企業(yè)都在推出帶有各種智能功能的洗衣機(jī)。但是，不同品牌智能洗衣機(jī)的“聰明”程度并不相同。雖然，不少品牌洗衣機(jī)的智能功能依然局限于wifi連接功能及通過(guò)手機(jī)APP進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、查看，它們具備智能感知功能并通過(guò)大數(shù)據(jù)具備一定的學(xué)習(xí)、判斷能力，可根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)主動(dòng)調(diào)整洗滌程序或者進(jìn)行控制。
健朗洗：在人們愈發(fā)關(guān)注健康的今天，洗衣機(jī)除菌及洗衣機(jī)本身自清潔問(wèn)題愈發(fā)受到重視。帶有殺菌功能、自清潔功能或者可以進(jìn)行清潔提示的洗衣機(jī)非常多見(jiàn)。
安靜洗：很多企業(yè)采用BLDC無(wú)刷變頻電機(jī)，既高效又靜音。這也是很多洗衣機(jī)企業(yè)一直以來(lái)的追求。
專門(mén)洗：隨著傳統(tǒng)洗衣機(jī)的普及，市場(chǎng)趨于飽和，次級(jí)市場(chǎng)需求越來(lái)越受到關(guān)注母嬰洗衣機(jī)一直是洗衣機(jī)年輕母親偏好的重要市場(chǎng)部分，時(shí)尚設(shè)計(jì)可愛(ài);用四大抗菌魔法，讓寶寶遠(yuǎn)離細(xì)菌;特殊污漬清洗程序，易于解決各種污漬。
品種多樣化：品種多樣化的洗衣機(jī)滿足了不同偏好的消費(fèi)者的需求，可以選擇滾筒。波輪不同形式的洗衣機(jī)，也可以選擇不同價(jià)位不同功能洗衣機(jī)，而且已經(jīng)有的廠商生產(chǎn)出不需要洗滌劑的洗衣機(jī)，還有一些廠商研發(fā)出小型迷你洗衣機(jī)，可以旅行時(shí)攜帶，小到可以在出外旅行的時(shí)候隨身攜帶，甚至有的廠家研制出可以遠(yuǎn)程控制的洗衣機(jī)，有的國(guó)家還正在研究新的洗滌機(jī)理的洗衣機(jī)，例如超聲波式、電磁式、高溫泡沫式、真空式、噴射式等，并取得了一些成功，但距離實(shí)現(xiàn)定型批量生產(chǎn)還得努力?！?】
第2章 總體方案設(shè)計(jì)
2.1、 設(shè)計(jì)任務(wù)
根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，我要設(shè)計(jì)一種子母雙筒洗衣機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，大桶最大洗衣質(zhì)量大概為6kg，小桶最大洗衣質(zhì)量大致為2kg。大小兩桶可同時(shí)使用，也可單獨(dú)使用，主要設(shè)計(jì)子母雙筒洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)方面，同時(shí)根據(jù)洗衣量，選擇洗衣機(jī)大小桶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速離合器等。
2.2、 子母雙筒洗衣機(jī)總體結(jié)構(gòu)
當(dāng)前國(guó)內(nèi)的洗衣機(jī)市場(chǎng)，波輪洗衣機(jī)大概就占了其中八成。以前的波輪洗衣機(jī)的波輪比較小，轉(zhuǎn)速高，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和改進(jìn)，現(xiàn)在大都是大波輪的洗衣機(jī)，波輪主要以蝶型波輪為主，直徑比較大，但是轉(zhuǎn)速低。
一般來(lái)說(shuō)，波輪式洗衣機(jī)具有洗滌、脫水、水位自動(dòng)控制，以及根據(jù)不同衣物挑選洗滌方式和洗滌時(shí)間等基本 功能，洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由5大部分組成：
1.洗滌和脫水系統(tǒng)
2.進(jìn)排水系統(tǒng)
3.電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)
4.電氣控制系統(tǒng)
5.支承機(jī)構(gòu)
所以按照設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中的要求確定洗衣機(jī)的洗衣量：大桶：6kg，小桶：2kg，初定大桶內(nèi)桶內(nèi)徑為400mm，大桶外桶內(nèi)徑約為460mm，小桶內(nèi)桶內(nèi)徑為300mm，小桶外桶內(nèi)徑約為360mm，選擇帶輪傳動(dòng)，根據(jù)電機(jī)的參數(shù)選擇合適的減速比和減速器。
總體方案如圖3.1所示。
圖2.1 洗衣機(jī)總體方案圖
圖2.2 子母雙筒洗衣機(jī)實(shí)物圖
2.3、 傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理
洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、帶輪、減速離臺(tái)器等組成。子母雙桶洗衣機(jī)的大小桶分別使用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)來(lái)完成洗滌和脫水的驅(qū)動(dòng)工作。洗衣機(jī)在洗滌時(shí)為了保護(hù)衣物不被損壞波輪轉(zhuǎn)速較低，而脫水時(shí)為了能把水全甩干脫水桶轉(zhuǎn)速應(yīng)較高，靠高轉(zhuǎn)速甩干。所以，要實(shí)現(xiàn)這一要求就必須用減速器對(duì)電動(dòng)輸出軸的轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速，這樣就可以完成洗滌和脫水 對(duì)不同轉(zhuǎn)速的要求。洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的工作示意如圖2.4所示。
洗滌時(shí)A閉合，放開(kāi)電動(dòng)機(jī)就只能帶動(dòng)波輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)洗滌功能。
脫水甩干時(shí)放開(kāi)，B使離合器制動(dòng)，然后運(yùn)動(dòng)就通過(guò)離合器傳遞給法蘭盤(pán)，法蘭和脫水桶相連，這樣可以實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速。
圖2.3 減速器系統(tǒng)組成框圖
圖2.3 洗衣機(jī)工作原理圖
波輪
（約140~200r/min）
脫水桶、波輪
約700~800r/min
行星齒輪
（減速比約1/4~1/4.8）
約700~800r/min
V帶
（減速比約1/1.7~1/2）
電機(jī)
（轉(zhuǎn)速約1370r/min）
圖2.4 波輪洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)
2.4、 本課題解決的主要問(wèn)題
設(shè)計(jì)波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)的組成、電機(jī)參數(shù)的選擇、減速離合器的設(shè)計(jì)及工作原理；并掌握機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算、傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)、基本參數(shù)的選擇、V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、行星減速器的設(shè)計(jì)。
2.5、 減速離合器的工作原理
單向軸承式減速離合器與帶制動(dòng)式減速離合器是目前使用最多的兩種減速離合器。
單向軸式減速離合器
單向軸式減速離合器主要由兩部分組成，行星減速器和離合器，其具體結(jié)構(gòu)如下。
1．離合器主要結(jié)構(gòu) 如圖2.5所示。
圖2.5 全自動(dòng)洗衣機(jī)離合器結(jié)構(gòu)圖
圖2.6 減速離合器結(jié)構(gòu)分解
2.工作原理
撥叉是由排水電磁鐵的動(dòng)鐵芯所控制的頭部裝有棘爪的一個(gè)杠桿聯(lián)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)。脫水軸又稱上離合軸，與洗衣機(jī)內(nèi)桶相連。波輪用波輪軸相連，離合軸用剎車(chē)帶抱緊。剎車(chē)盤(pán)里面是行星減速器，用來(lái)降低帶輪的高轉(zhuǎn)速，來(lái)實(shí)現(xiàn)洗滌功能。
(1)脫水狀態(tài)：洗衣機(jī)排水電磁鐵通電閉合后開(kāi)始脫水，拉桿隨之移動(dòng)，之后排水閥啟動(dòng)，同時(shí)，第一方面棘輪在撥叉轉(zhuǎn)動(dòng)使得棘爪脫開(kāi)棘輪之后被松開(kāi)，力的作用會(huì)使方絲離合彈簧進(jìn)入旋緊狀態(tài)，此時(shí)它就抱緊了離合套。第二方面撥動(dòng)旋松制動(dòng)彈簧，它會(huì)放開(kāi)剎車(chē)裝置外殼，之后制動(dòng)盤(pán)跟著脫水軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，剎車(chē)就沒(méi)有了作用；大帶輪脫水時(shí)靠摩擦力的作用，帶動(dòng)方絲離合彈簧越來(lái)越緊。這樣就可以把脫水軸和離合套連接在一起，他們一起跟著大帶輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)
圖2.7 減速器機(jī)構(gòu)圖
1-輸入軸 2-脫水軸 3-密封圈 4-行星輪 5-行星輪軸 6-齒輪圈 7-行星架 8-減速器外罩 9-波輪軸 10-減速器底蓋 11-中心輪 12-法蘭盤(pán) 13-鎖緊塊
(2)洗滌狀態(tài)：撥叉上的棘爪在排水電磁閥斷電關(guān)掉之后將棘輪撥過(guò)一個(gè)角度，離合套和脫水軸會(huì)在抱簧放開(kāi)后脫節(jié)；之后撥叉用另一部分控制剎車(chē)帶抱緊制動(dòng)盤(pán)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)通電起動(dòng)，離合器帶輪也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，但是帶輪只可以使波輪軸帶著波輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而此時(shí)剎車(chē)帶正抱緊脫水軸，再加上扭簧控制著脫水軸，脫水軸是不跟著電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的。
第3章 子母雙筒洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1、 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)
波輪洗衣機(jī)的整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是屬于同軸布置的，為了能正常轉(zhuǎn)動(dòng)都是把軸安裝在桶的中心處，把電機(jī)安裝在軸的旁邊，但是為了保證整個(gè)機(jī)構(gòu)的平衡運(yùn)轉(zhuǎn)，閥和排水管等零件圍繞中心軸對(duì)稱分布，有需要時(shí)也可以考慮加入平衡塊。
3.2、 電機(jī)參數(shù)的選擇
洗衣機(jī)運(yùn)行的動(dòng)力是靠電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)的套桶式洗衣機(jī)基本都是選用的是電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電機(jī)，它遵循中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T3758-1996《家用洗衣機(jī)用電動(dòng)機(jī)通用技術(shù)條件》。目前常用的電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)如表1所示
表3.1 電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)
XDL-90
XDS-90
XDL-120
XDS-120
XDL-180
XDS-180
XDL-250
XDS-250
額定功率/W
90
120
180
250
額定電壓/V
220
額定頻率/Hz
50
電流/A
0.88
1.1
1.54
2.0
轉(zhuǎn)速/(r.min-1)
1370
效率/(%)
49
52
56
59
功率因素
0.95
堵轉(zhuǎn)電流/A
2.0
2.5
4.0
5.5
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/N.m
額定轉(zhuǎn)矩/N.m
0.95
0.9
0.8
0.7
最大轉(zhuǎn)矩/N.m
額定轉(zhuǎn)矩/ N.m
1.7
1.7
1.7
1.7
3.3、 帶傳動(dòng)的類型和結(jié)構(gòu)
帶傳動(dòng)借助帶與帶輪之間的摩擦或嚙合，將主動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)傳給從動(dòng)輪，由主動(dòng)帶輪、從動(dòng)帶輪和撓性帶等組成如下圖所示。
圖3.1 帶傳動(dòng)示意圖
根據(jù)工作原理不同，帶傳動(dòng)可分為兩類：摩擦帶傳動(dòng)和嚙合帶傳動(dòng)。
1.摩擦帶傳動(dòng)
摩擦帶傳動(dòng)顧名思義就是依靠帶與帶輪之間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)的。按照帶的橫截面形狀不同大概可分為四種，如圖3-2所示。
圖3.2 帶傳動(dòng)的類型
2.嚙合帶傳動(dòng)
嚙合帶傳動(dòng)顧名思義就是依靠帶輪上的齒與帶上的孔嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)。嚙合帶傳動(dòng)有兩種類型，如圖3-3所示。
圖3.3 嚙合型帶傳動(dòng)
(1)同步帶傳動(dòng)：同步帶就是可保持主、從動(dòng)輪線速度一樣。帶與帶輪之間是嚙合傳動(dòng)不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。
(2)齒孔帶傳動(dòng)：帶上的孔與輪上的齒相嚙合，一樣是為避免帶與帶輪之間的發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，使主、從動(dòng)輪保持同步運(yùn)動(dòng)
3.帶傳動(dòng)的特點(diǎn)
摩擦帶傳動(dòng)具有以下特點(diǎn)：
(1)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，適合用在兩軸中心距較大的機(jī)構(gòu)。
(2)膠帶很有彈性，傳動(dòng)比較穩(wěn)定，沒(méi)有噪音。
(3)如果過(guò)載可以產(chǎn)生打滑這樣就能防止脆弱部件被損壞，很安全。但壞處就是不能保持精確的傳動(dòng)比。
(4)對(duì)軸和軸承等部件的壓力大，因?yàn)閭鲃?dòng)帶需要張緊在帶輪上。
(5)帶傳動(dòng)總體尺寸大,傳動(dòng)的效率比其它低
由于這些特點(diǎn)，所以帶傳動(dòng)多用于中、小功率機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)中（通常不大于100KW），電動(dòng)機(jī)輸出軸的第一級(jí)傳動(dòng)（工作速度一般為5～25m/s），并且對(duì)傳動(dòng)比要求不十分嚴(yán)格。
3.4、 V帶輪以及V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.4.1、 大桶V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
因?yàn)閂帶傳動(dòng)滿足洗衣機(jī)對(duì)傳動(dòng)比比較大的要求，并且結(jié)構(gòu)較還緊湊，可以在相同的張力下產(chǎn)生更大的摩擦力，所以我選擇了比較常見(jiàn)的V帶傳動(dòng)作為第一級(jí)降速。由于目前洗衣機(jī)的洗衣量和電動(dòng)機(jī)功率大小、內(nèi)桶尺寸的大小等基本參數(shù)，很多廠家都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前常用的波輪式洗衣機(jī)基本參數(shù)情況如表3.2所示
表3.2 常用的波輪式洗衣機(jī)基本參數(shù)情況
洗衣量/Kg
電機(jī)功率/W
內(nèi)桶直徑/mm
脫水轉(zhuǎn)速/(r.min-1)
洗衣轉(zhuǎn)速/(r.min-1)
3.8
180
?400~520
700~800
120~300
4.5
250
?400~520
700~800
120~300
5.0
250
?400~520
700~800
120~300
5.5
370
?400~520
700~800
120~300
6.0
370
?400~520
700~800
120~300
根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求我選擇洗衣量為分別6kg 和2kg，然后參照表3.2，選用大桶和小桶的電動(dòng)機(jī)功率分別為370w和180w，電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)轉(zhuǎn)速為1370r／min。
參照表3.2，選擇洗衣轉(zhuǎn)速為180r/min，脫水轉(zhuǎn)速為720r/min，電動(dòng)機(jī)功率p為370W，則傳動(dòng)比為：
i=n1/n2 （3-1）
=1370/720=1
表3.3普通V帶選型表
表3.4 V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列
基準(zhǔn)
直徑
Dd
帶 型
Y
Z
A
B
C
D
E
SPZ
SPA
SPB
SPC
外徑Dd
50
63
71
75
80
85
90
95
100
106
112
118
125
132
140
150
53.2
66.2
74.2
83.2
93.2
103.2
115.2
128.2
54’
67
75
79
84
94
104
116
129
136’
144
154
80.5’
85.5’
90.5’
95.5
100.5
105.5
111.5
117.5
123.5
130.5
137.5
145.5
155.5
132’
139’
147
157
僅限于普通V帶輪。
(1)計(jì)算功率Pca
因?yàn)檩d荷變動(dòng)比較小，所以選擇工作情況系數(shù)KA=1.
Pca=KAP=0.37kW （3-2）
(2)選擇帶型
考慮到小帶輪轉(zhuǎn)速為1370r/min和小帶輪安裝尺寸的大概范圍，選取普通Z型V帶(見(jiàn)表3.3)；
(3)帶輪的基準(zhǔn)直徑d1和d2
初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1，查表3.3和表3.4，選取dd1=56mm，大于V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑ddmin的要求50mm；
大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2為：
dd2=idd1=l.9×55=104.5mm （3-3）
按表3.4圓整為dd2=106mm。
(4)驗(yàn)算帶的速度v
V=πdd1N1/(60×1000)=3.14×56×1370/60000=3.95m/s （3-4）
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(zhǔn)長(zhǎng)度Ld
0.7(dd1+dd2)
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