全自動(dòng)揉搓式洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)(精)

1、青島黃海職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文設(shè)計(jì)（論文題目：全自動(dòng)揉搓式洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)姓名韓偉學(xué)號(hào) 029408301945系部機(jī)電工程系專業(yè)機(jī)電一體化年級(jí) 2007 級(jí)指導(dǎo)教師田雪艷2010 年 10 月 28 日摘要現(xiàn)有的洗衣機(jī)中最為常見(jiàn)的為波輪式洗衣機(jī)和滾筒式洗衣機(jī)。波輪式洗衣機(jī)是 依靠波輪的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)衣物和洗滌液進(jìn)行洗滌；而滾筒式洗衣機(jī)是依靠滾筒的連續(xù) 轉(zhuǎn)動(dòng)或定時(shí)反向來(lái)洗滌衣物。由此可看出，這兩種類型的洗衣機(jī)都是依靠單一的運(yùn) 動(dòng)方式來(lái)洗滌衣物，而在此設(shè)計(jì)中將這兩種洗滌方式揉和起來(lái)，將兩種運(yùn)動(dòng)方式結(jié)合 起來(lái)，增加了衣物在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)。使衣物既能像在波輪式洗衣機(jī)中那樣由波 輪帶動(dòng)衣物進(jìn)行洗滌又能像滾筒

2、式洗衣機(jī)那樣依靠水流的力量洗滌衣物，并且還可以像手洗那樣對(duì)衣物進(jìn)行揉搓，集各種洗滌方式于一身，對(duì)衣物進(jìn)行更為徹底的洗 滌。由于洗衣機(jī)的基本功能是對(duì)衣物的洗滌，關(guān)鍵在于進(jìn)行洗衣程序的控制。所以 本文就洗衣機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)和電氣控制進(jìn)行了探討，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)揉搓式洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:波輪滾筒揉搓全自動(dòng)ABSTRACTIn what the exist ing washer is most com mon is the impeller type washer and the rollerwasher. The impeller type washer is depe nds upon impellers

3、 rotati on to drive the cloth ingand the clea ning soluti on carries on the wash; But the roller washer is depe nds upondrums continuous rotation or fixed time reverse washes the clothing. From this may see,these two types washer is the dependence sole mode of motion washes the clothing, but kneads

4、to gether in this desig n these two wash way, un ifies two modes of moti on, in creasedcloth in gs in vertical direct ion moveme nt. En ables the clothi ng both to look like in theimpeller type washer such drives the clothing by the impeller to carry on the wash and to beable to look like the roller

5、 washer such dependence current of water the strength washclothing, and may also look like the hand to wash such carries on to the clothing rubs, thecollection each wash way in a body, carries on a thorougher wash to the clothing. Becausewashers basic fun cti on is to cloth in gs wash, therefore, th

6、e key lies in carries on washesclothes the procedure control. Therefore, this article has carried on the discussion onwashers machine design and the electric control, realizes the completely automatic to rubtype washers desig nkey words: The impeller drum rubs the completely automatic目錄前言（1第一章緒論（21.

7、1 設(shè)計(jì)思想（21.2 工作原理（2第二章洗衣機(jī)的原理、分類和驅(qū)動(dòng)方式（42.1 洗衣機(jī)的原理（42.2 洗衣機(jī)的分類（52.3 洗衣機(jī)的驅(qū)動(dòng)分類（7第三章電動(dòng)機(jī)的選擇（83.1 概論（83.2 洗滌電動(dòng)機(jī)（8第四章整機(jī)設(shè)計(jì)（114.1 波輪的分類（114.2 波輪的參數(shù)及性能（114.3 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（一 （124.4 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（二（144.5 螺紋軸的設(shè)計(jì)（164.6 波輪軸的設(shè)計(jì)（20第五章電氣部分設(shè)計(jì)（235.1 設(shè)計(jì)概述（235.2 系統(tǒng)總體框圖（235.3 元器件介紹（245.3.1 AT89C2051 （245.3.2 CW7805 （255.3.3 74LS139 （265

8、.4 洗衣機(jī)功能分析（275.5 全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制功能（275.6 電路圖中各部件的分析（295.7 全自動(dòng)洗衣機(jī)的部分電路分析（305.8 洗衣機(jī)控制程序設(shè)計(jì)（325.8.1 程序流程圖（325.8.2 源程序（36第六章相關(guān)部件的設(shè)計(jì)和安裝說(shuō)明（446.1 洗衣機(jī)的底座及外殼（446.2 位開(kāi)關(guān)和撥動(dòng)開(kāi)關(guān)（446.3 盛水桶及其安裝（446.4 桶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（45結(jié)論（46致謝（47參考文獻(xiàn)（48.、八、-刖言人類洗衣史幾乎同其文明史一樣久遠(yuǎn)，然而第一臺(tái)具有現(xiàn)代洗衣機(jī)雛形的洗衣 機(jī)器直到十九世紀(jì)末才在美國(guó)出現(xiàn)。1874 年，美國(guó)人比爾布萊克斯托（Bill Black-stone 發(fā)明了木

9、制洗衣機(jī)他在一只 木桶的底部裝上了六只葉片，用手柄和齒輪來(lái)傳動(dòng)，使衣物在桶內(nèi)的肥皂液中翻滾轉(zhuǎn) 動(dòng)，達(dá)到洗凈衣物的目的。1914 年，第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)誕生。第二次世界大戰(zhàn)后，洗衣機(jī)的生產(chǎn)有了迅速發(fā)展。在發(fā)達(dá)國(guó)家，洗衣機(jī)開(kāi)始進(jìn)入 普通家庭，洗衣機(jī)也由單一的攪拌式發(fā)展為滾筒式、噴流式和波輪式等多種。1953年，英國(guó)首先試制出噴流式洗衣機(jī)。此后，日本三洋公司在噴流式洗衣機(jī)的基礎(chǔ)上，研 制成功波輪立桶式洗衣機(jī)。1956 年，日本東芝公司制成第一臺(tái)全自動(dòng)波輪式洗衣 機(jī)。四年后，三洋公司又推出了雙缸波輪式洗衣機(jī)。目前，全世界洗衣機(jī)的年產(chǎn)量已超過(guò)了 3000 萬(wàn)臺(tái)。在英、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家，家 用洗衣機(jī)的普及率

10、達(dá) 99%以上。同時(shí)，各式各樣的洗衣機(jī)仍在層出不窮，自動(dòng)化程度 也越來(lái)越高。我國(guó)的洗衣機(jī)雖然起步較晚，但發(fā)展速度卻相當(dāng)快。1979 年，我國(guó)的洗衣機(jī)開(kāi)始 投入批量生產(chǎn)，當(dāng)年的產(chǎn)量約為一萬(wàn)臺(tái)。但到 1985 年，產(chǎn)量已達(dá)到 800 萬(wàn)臺(tái),要居世 界首位。1988 年，產(chǎn)量超過(guò)了 1000 萬(wàn)臺(tái)，占世界洗衣機(jī)總產(chǎn)量的三分之一?，F(xiàn)在，我 國(guó)大中城市的家用洗衣機(jī)的普及率已達(dá) 80%以上。廣大的農(nóng)村地區(qū)的洗衣機(jī)擁有 量已達(dá) 10%作左右。洗衣機(jī)的迅速發(fā)展，既說(shuō)明了我國(guó)人民生活水平的迅速提高，同 時(shí)也表達(dá)了人們對(duì)于從繁重的家務(wù)勞動(dòng)中解放出來(lái)的迫切愿望。此次設(shè)計(jì)是對(duì)現(xiàn)有洗衣機(jī)進(jìn)行了仔細(xì)的分類和研究，利用新的

11、原理，并揉和進(jìn)現(xiàn) 代的控制理論和已有的洗衣機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)出一種新型洗衣機(jī)。這種洗衣機(jī)類似于傳 統(tǒng)的洗衣機(jī)，但其應(yīng)用了新的設(shè)計(jì)原理和控制方法，在其性能上又大大高于傳統(tǒng)洗衣 機(jī)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中得到了徐邵良老師的悉心指導(dǎo)和大力支持，從而掃清了設(shè)計(jì)過(guò) 程中的不少障礙，在此深表感謝。第一章緒論1.1 設(shè)計(jì)思想現(xiàn)有的洗衣機(jī)中最為常見(jiàn)的為波輪式洗衣機(jī)和滾筒式洗衣機(jī)。 波輪式洗衣機(jī)是 依靠波輪的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)衣物和洗滌液進(jìn)行洗滌；而滾筒式洗衣機(jī)是依靠滾筒的連續(xù) 轉(zhuǎn)動(dòng)或定時(shí)反向來(lái)洗滌衣物。由此可看出，這兩種類型的洗衣機(jī)都是依靠單一的運(yùn)圖 1 工作原理圖動(dòng)方式來(lái)洗滌衣物，而在此設(shè)計(jì)中將這兩種洗滌方式揉和起來(lái)，將兩種運(yùn)動(dòng)

12、方式結(jié)合 起來(lái)，增加了衣物在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)。使衣物既能像在波輪式洗衣機(jī)中那樣由波 輪帶動(dòng)衣物進(jìn)行洗滌又能像滾筒式洗衣機(jī)那樣依靠水流的力量洗滌衣物，并且還可以像手洗那樣對(duì)衣物進(jìn)行揉搓，集各種洗滌方式于一身，對(duì)衣物進(jìn)行更為徹底的洗 滌。1.2 工作原理外筒內(nèi)筒下波輪周向傳感器徑向傳感器上波輪波輪軸螺紋軸立柱雙速電機(jī)大帶輪 1 小帶輪 1洗滌電機(jī)小帶輪 2大帶輪 2摩擦盤其工作原理如圖 1,主要部件為螺紋軸，波輪軸，下波盤,上波盤，內(nèi)筒，外筒，套筒，傳 感器，導(dǎo)軸，帶輪及電機(jī)等。（1 洗滌原理其洗滌原理為：電機(jī) 1 帶動(dòng)帶輪 1,帶輪與內(nèi)筒為緊固連接，內(nèi)筒做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，上波 盤與內(nèi)筒蓋為緊固連接，所

13、以上盤也做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)帶輪使螺紋軸轉(zhuǎn)動(dòng), 使螺紋盤向上運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)波輪軸向上運(yùn)動(dòng)，使下波盤推動(dòng)衣物與旋轉(zhuǎn)的上波盤進(jìn)行 對(duì)衣物進(jìn)行揉搓，從而達(dá)到洗凈衣物的目的。上波盤與內(nèi)筒蓋緊固連接，內(nèi)筒與套筒通過(guò)螺栓緊固連接，大帶輪 1 通過(guò)鍵與套 筒連接。主軸通過(guò)彈簧和連接件與下波盤連接，連接件上裝有周向和徑向傳感器。 螺紋盤與主軸通過(guò)鍵和螺母緊固連接，螺紋軸通過(guò)鍵與大帶輪 2 連接,螺紋盤裝在螺 紋軸上，螺紋盤可沿導(dǎo)軸進(jìn)行上下移動(dòng)。主軸和螺紋盤上下運(yùn)動(dòng)的范圍可由行程開(kāi)關(guān)決定，行程開(kāi)關(guān)決定了大皮帶輪 2 的轉(zhuǎn)動(dòng)量，當(dāng)主軸和下波盤托著衣物頂向上波盤的力大于彈簧的力時(shí)，下波盤將向下 移動(dòng)，當(dāng)該力達(dá)到

14、設(shè)定的大小時(shí)，限位開(kāi)關(guān)（徑向傳感器工作，皮帶輪 2 停止轉(zhuǎn)動(dòng)，螺紋 盤停止向上運(yùn)動(dòng)，調(diào)整限位開(kāi)關(guān)的位置即可改變作用于衣物上擠壓力的大小。上下波盤對(duì)衣物有一定的擠壓力時(shí)，上波盤是正反轉(zhuǎn)動(dòng)，就是對(duì)衣物的揉搓。當(dāng) 揉搓力（周向力過(guò)大而使彈簧軸向移動(dòng)一定量時(shí)，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)（軸向傳感器工作使內(nèi)筒 （上波盤轉(zhuǎn)動(dòng)反向。調(diào)整撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的長(zhǎng)度可改變?nèi)啻炅Φ拇笮　＃?漂洗原理本設(shè)計(jì)為全自動(dòng)洗衣機(jī)，應(yīng)此洗衣機(jī)必須具備漂洗功能。在漂洗方式的選用上，考慮到經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性以及結(jié)合本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，選用 溢水漂洗方式。就是在洗衣機(jī)將衣物洗滌完畢后，從進(jìn)水口不斷向內(nèi)桶注入清水，結(jié) 合內(nèi)桶的旋轉(zhuǎn)以及波輪的揉搓運(yùn)動(dòng)，使洗滌液以及污垢從

15、衣物中脫離出來(lái)，隨著水面的不斷升高，脫離出的洗滌液和污垢就可以隨著水流從溢水口排出，使洗滌液和污垢予衣物脫離，已達(dá)到漂洗衣物的目的。之所以此種漂洗方式，是考慮到此種洗衣機(jī)的洗滌特點(diǎn)，和經(jīng)濟(jì)實(shí)用型。本洗衣 機(jī)與其它洗衣機(jī)相比，最大的特點(diǎn)就是增加了揉搓功能，因此，在漂洗的時(shí)候可以考慮 使用此功能。不僅可以大大縮短漂洗環(huán)節(jié)的時(shí)間，而且可以提高衣物的干凈程度，同 時(shí)，也大大的節(jié)省了漂洗用水，可謂一舉三得。(3 脫水原理在本洗衣機(jī)中與其它洗衣機(jī)類似，也采用內(nèi)桶的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，使衣物高速轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)： 使衣物中的水受慣性力的作用甩出衣物，順著內(nèi)桶壁上的孔進(jìn)入外桶排出。第二章洗衣機(jī)的原理、分類和驅(qū)動(dòng)方式2.1 洗衣

16、機(jī)的原理(1 洗衣機(jī)洗滌原理洗衣機(jī)的洗滌原理是以模擬人工搓洗衣物的動(dòng)作而發(fā)展起來(lái)的，當(dāng)然,它與人工搓洗的動(dòng)作并不完全相同，洗衣機(jī)(以波輪式為例以波淪為動(dòng)力帶動(dòng)洗衣機(jī)中的洗滌 液和衣物，實(shí)質(zhì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到洗凈衣物的目的。將洗衣機(jī)的電源接通之后，即可通過(guò)水流選擇開(kāi)關(guān)來(lái)確定水流的強(qiáng)弱，然后轉(zhuǎn)動(dòng) 定時(shí)器按鈕，定好洗滌時(shí)間，定時(shí)器就會(huì)接通電動(dòng)機(jī)的電源，波輪在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下開(kāi) 始運(yùn)轉(zhuǎn)。洗滌桶中的洗滌液在波輪的推動(dòng)下，產(chǎn)生強(qiáng)有力的旋轉(zhuǎn)水流，將液體中的衣 物帶動(dòng)起來(lái)，不斷的被轉(zhuǎn)動(dòng)揉搓，經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)間，定時(shí)起降電源切斷，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng) 洗滌程序完成。這時(shí)，打開(kāi)排水閥，將洗衣機(jī)內(nèi)的洗滌液排出，然后就可進(jìn)行

17、漂洗或者 將衣物取出，放入另外一批衣物繼續(xù)洗滌。在洗衣機(jī)中，整個(gè)洗凈衣物的過(guò)程，也就是在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)，波輪在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng) 下,通過(guò)正反相交替運(yùn)行，推動(dòng)水流,是洗滌桶中的衣物不斷翻滾、摩擦，并實(shí)質(zhì)產(chǎn)生相 對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而將衣物洗凈的過(guò)程。(2洗衣機(jī)的漂洗原理將衣物搓洗以后，還要將衣物表面的污水沖洗干凈，這就是漂洗。漂洗可分為以 下四種方式：1普通漂洗就是將衣物放進(jìn)洗滌桶內(nèi)，更換清水，是用于洗滌時(shí)相同的水流強(qiáng)度，將衣物上存 留的污垢和洗滌液沖洗干凈。2溢水漂洗在漂洗的過(guò)程中，讓洗滌桶中的水面高度超過(guò)溢水口，并且不斷的向桶內(nèi)中注水 讓污水從溢水口流出，這是一種比普通漂洗優(yōu)越的漂洗方法。3噴淋漂洗它的原理

18、是借助水的溶解性和流動(dòng)性，同時(shí)應(yīng)運(yùn)了離心力的原理，將整個(gè)的漂洗 過(guò)程從洗滌桶內(nèi)搬到脫水桶中進(jìn)行，既節(jié)省了總的洗衣過(guò)程的時(shí)間，又節(jié)約了漂洗用 水。因此，它是一種先進(jìn)的漂洗方法。4頂淋漂洗頂林漂洗可以說(shuō)是有一種噴淋漂洗方式，它浴噴淋漂洗的不同之處就是將脫水 桶中的噴淋管去掉，而換成位于脫水桶上方的淋水中蓋。(3 洗衣機(jī)的脫水原理洗衣機(jī)的脫水，主要是應(yīng)用離心力原理。當(dāng)脫水桶以較高的速度轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后，衣 物中的水在離心力作用下，就會(huì)向水桶的四周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)脫水桶壁，穿過(guò)脫水桶上的 孔,進(jìn)入脫水外桶，隨之排出脫水機(jī)。2.2 洗衣機(jī)的分類從 1914 年第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)問(wèn)世至今，洗衣機(jī)隨著各種新技術(shù)的產(chǎn)生和應(yīng)

19、用發(fā) 展十分迅速。我國(guó)洗衣機(jī)工業(yè)從 70 年代開(kāi)始起步，雖然起步較晚，但發(fā)展的速度是相 當(dāng)驚人的。國(guó)內(nèi)已擁有數(shù)十種牌號(hào)和上百種規(guī)格。目前市場(chǎng)上的家用洗衣機(jī)通常可以按照下面幾種方法分類：(1 按自動(dòng)化程度分類a. 普通型洗衣機(jī)普通型洗衣機(jī)又稱為普及型洗衣機(jī)。波輪式普通洗衣機(jī)可以分 為普通型單桶和普通型雙桶洗衣機(jī)兩種。普通型雙桶洗衣機(jī)是在普通型單桶洗衣機(jī) 的基礎(chǔ)上，增設(shè)脫水機(jī)構(gòu)發(fā)展而來(lái)。他們都是通過(guò)定時(shí)器來(lái)控制波輪在洗衣桶內(nèi)作 間歇的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生水平旋轉(zhuǎn)與上下翻轉(zhuǎn)的綜合水流來(lái)洗滌衣物。 洗滌時(shí)，根據(jù) 衣物的多少以及厚薄來(lái)選擇洗滌、漂洗的時(shí)間。脫水時(shí)根據(jù)衣物量的多少來(lái)選擇脫 水時(shí)間。普通型洗衣機(jī)

20、洗滌時(shí)，洗滌、漂洗和脫水各功能之間的轉(zhuǎn)換需要手工來(lái)完成，其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便，價(jià)格便宜，是目前國(guó)內(nèi)銷售量最大的洗衣機(jī)。b. 半自動(dòng)型洗衣機(jī)根據(jù)我國(guó)家用電動(dòng)洗衣機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：在洗滌、漂洗、脫水各功能之間，其中任意兩個(gè)功能之間轉(zhuǎn)換不用手工操作而能自動(dòng)進(jìn)行的洗衣機(jī)稱為半自動(dòng)型洗衣機(jī)。半自動(dòng)型洗衣機(jī)有洗滌側(cè)半自動(dòng)型和脫水側(cè)半自動(dòng)型。半自動(dòng)型 洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)比普通型復(fù)雜，但使用方便靈活，價(jià)格較高。c. 全自動(dòng)型洗衣機(jī)全自動(dòng)型洗衣機(jī)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)定義為：洗衣機(jī)工作時(shí)，具有洗 滌、漂洗和脫水之間轉(zhuǎn)換不需要手工操作而自動(dòng)完成。其特點(diǎn)是省時(shí)省力，體積小, 洗衣容量大，磨損小。(2洗滌方式分類a.波輪式洗衣機(jī)波輪式洗衣

21、機(jī)在洗滌桶中裝有一個(gè)波輪，波輪上有幾條突起的 筋，波輪以每分鐘數(shù)百轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)桶中的洗滌液和衣物作旋轉(zhuǎn)和翻滾運(yùn)動(dòng)來(lái) 洗滌衣物。波輪式洗衣機(jī)根據(jù)水流的方式可分為小波輪渦卷式和大波輪新水流兩種。新水 流洗衣機(jī)具有低轉(zhuǎn)速，頻繁轉(zhuǎn)、停等特點(diǎn)，使得衣物不易被纏繞，提高了衣物的洗凈度, 降低了磨損率。b. 攪拌式（擺動(dòng)式洗衣機(jī)攪拌式洗衣機(jī)是依靠攪拌器往復(fù)擺動(dòng)的方式來(lái)進(jìn)行洗 滌的洗衣機(jī)，攪拌式洗衣機(jī)在洗衣桶中間豎直安裝攪拌器，攪拌器繞軸心在一定角度 范圍內(nèi)正反向擺動(dòng)，攪動(dòng)洗滌液和衣物好似人工手洗洗滌的揉搓，衣物受力均勻，一次 洗衣量較多，攪拌式洗衣機(jī)多為全自動(dòng)型。c. 滾筒式洗衣機(jī)滾筒式洗衣機(jī)是依靠滾

22、筒連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)或定時(shí)正反向轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行洗滌的洗衣機(jī)。滾筒式洗衣機(jī)有一個(gè)盛水的圓柱形外桶，外桶中有一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的內(nèi)桶，內(nèi)桶壁上有許多排列規(guī)則的小孔，并有幾條突起的筋，衣物就投放在內(nèi)桶中，內(nèi)桶 有規(guī)律的正反旋轉(zhuǎn)，突起的筋將衣物帶起，到一定的高度又將衣物拋落在洗滌液中，來(lái) 達(dá)到洗滌衣物的目的。上述三種洗衣機(jī)的特點(diǎn)見(jiàn)下頁(yè)表一類別優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)主要市場(chǎng)波輪式洗凈率高，洗滌時(shí)間短，耗電少,材料要求不高,易于塑料化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，維修方便，可制成小容量或便攜式，成本低。磨損率高，用水量大，不易造成大容量，噪聲 大。中國(guó)、日本等亞洲國(guó)家，中東、中南美洲部分國(guó)家。攪拌式洗凈率較高，磨損率較低,洗滌容量大,洗滌衣物不易

23、纏繞。三葉攪拌器的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，制造困難,修理技術(shù)難度較高。洗滌時(shí)間較長(zhǎng)，噪聲 稍大,機(jī)體大而重。美國(guó)、墨西哥、加拿大、智利、阿根廷等北美、中美、南美國(guó)家。滾筒式磨損率低,洗滌劑用量少,節(jié)省水，洗衣容量大,衣物不易產(chǎn)生扭角，可洗吸水性較 強(qiáng)的厚重織物。洗滌時(shí)間較長(zhǎng)，耗電量大,洗凈率較低，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，體積大,不易做小容量，滾筒體 要求不銹鋼制作。歐洲各國(guó)如法國(guó)、英國(guó)、荷蘭、意大利等。d.其他洗滌方式洗衣機(jī)除了常見(jiàn)的波輪式、攪拌式和滾筒式洗衣機(jī)以外，還有 多種常用的洗衣機(jī)，依照其洗滌方式的不同，還有以下幾種：噴流式洗衣機(jī) 超聲波洗衣機(jī) 真空洗衣機(jī) 高溫泡沫洗衣機(jī) 噴射 式洗衣機(jī)表 2-1 波輪式、

24、攪拌式、滾筒式洗衣機(jī)性能比較振動(dòng)式洗衣機(jī)旋轉(zhuǎn)桶形洗衣機(jī)壓力式洗衣機(jī)壓縮式洗衣機(jī)2.3 洗衣機(jī)的驅(qū)動(dòng)分類(1 間接驅(qū)動(dòng):通過(guò)皮帶連接電機(jī)軸和離合器輸入軸來(lái)傳遞動(dòng)力可靠性及可維修性(2電容式單向感應(yīng)電機(jī)+離合器(3 雙速電機(jī)+離合器(4 三相交流變頻電機(jī)+減速離合器(5 直接驅(qū)動(dòng)(DD(6 電機(jī)輸出軸直接和負(fù)載連接。(7 電機(jī)的輸出軸和離合器的輸入軸連在負(fù)載連接。洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)方式間接傳動(dòng)方式直接傳動(dòng)方式皮帶輪傳動(dòng)比約齒輪比平衡性靜音性電機(jī)轉(zhuǎn)距效率成本，通過(guò)離合器的輸出軸和可靠性及可維修性可控性壽命1:1.81:5-1:8一般差單相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)雙速感應(yīng)電機(jī)交流變頻電機(jī)小較底低0.90.5短1:5-1

25、:8良好一般電容式異步電機(jī)單相盤式異步電機(jī)一般1.00.8一般間接驅(qū)動(dòng)和直接驅(qū)動(dòng)各中指標(biāo)對(duì)比表表二表 2-2 直接驅(qū)動(dòng)和間接驅(qū)動(dòng)的各項(xiàng)性能比在此設(shè)計(jì)中考慮到洗衣機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能要求選擇第一種驅(qū)動(dòng)方式。 為滿足 洗滌脫水轉(zhuǎn)速的要求，電機(jī)設(shè)計(jì)成 2P/8P 采用電容式感應(yīng)電機(jī)。電機(jī)輸出兩種(高,低 轉(zhuǎn)速，通過(guò)皮帶減速便可得到所需洗滌脫水轉(zhuǎn)速。(3 缺點(diǎn)：1 皮帶減速傳遞效率低，故障率高。2 由于電機(jī)偏置，易震動(dòng)，需加配。3 皮帶易打滑磨損。第三章電動(dòng)機(jī)的選擇3.1 概論目前在家用電器中使用的電機(jī)分為直流電機(jī)、單相串激式電機(jī)。直流電機(jī)使用 干電池供電，通常在電動(dòng)剃須刀、錄音機(jī)、電動(dòng)兒童玩具等小型器

26、具中。單相串激 式的電機(jī)結(jié)構(gòu)上與直流電機(jī)相似。由于其轉(zhuǎn)子上帶有換向器，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使得換向器極易磨損，因而壽命短，常用在轉(zhuǎn)速要求較高而單次使用時(shí)間短的電動(dòng)器具上，如吸塵器、食品加工機(jī)等。單相感應(yīng)電機(jī)應(yīng)用最廣，根據(jù)起動(dòng)方式的不同又分為罩極 式、分相起動(dòng)式、電容起動(dòng)式及電容運(yùn)轉(zhuǎn)式，分別用于電冰箱、電風(fēng)扇、微波爐、 洗衣機(jī)等家用電動(dòng)器具上。由于電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電機(jī)具有起動(dòng)扭矩大、運(yùn)行穩(wěn)定、功率 因數(shù)高、過(guò)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，并能較好的滿足洗衣機(jī)正反兩個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)的工作要求，所以被廣泛的應(yīng)用于洗衣機(jī)中。洗衣機(jī)在正常工作狀態(tài)洗滌桶內(nèi)應(yīng)裝有水和衣物，因此,洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)總是在 有負(fù)載的條件下運(yùn)行，由于洗衣機(jī)工作時(shí)要求波

27、輪正反轉(zhuǎn)，這就要求電動(dòng)機(jī)帶載正反 頻繁起動(dòng)，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不能看成恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，因?yàn)橄匆聶C(jī)的波輪直接接觸水 和衣物，在起動(dòng)的初始時(shí)刻，阻轉(zhuǎn)矩較小。但是，這個(gè)負(fù)載又不能簡(jiǎn)單的看成是風(fēng)機(jī)水 泵類負(fù)載(與轉(zhuǎn)速的平方成正比的負(fù)載特性，由于桶內(nèi)衣物位置和水流的變化，在正常 的工作條件下，負(fù)載的大小可能經(jīng)常發(fā)生變化，由于洗衣機(jī)的負(fù)載特點(diǎn)和工作是頻繁 起動(dòng)的需要，對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩都要求比較高。3.2 洗滌電動(dòng)機(jī)(1 電動(dòng)機(jī)的選用。洗衣機(jī)中使用的電動(dòng)機(jī)可分為單向異步電動(dòng)機(jī)、永磁式直流電動(dòng)機(jī)、單向串激 式和直線型驅(qū)動(dòng)電機(jī)。單向異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)啟動(dòng)方式不同又可分為電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng) 機(jī)和罩極式電動(dòng)機(jī)，而電

28、容式電動(dòng)機(jī)又派生出雙速變極式電動(dòng)機(jī)。洗衣機(jī)根據(jù)各自 的工作特點(diǎn)采用不同的電動(dòng)機(jī)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)洗衣機(jī)的主要性能指標(biāo)作了相應(yīng)的規(guī)定，表一就是波輪洗衣機(jī)用的XD 型洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)。 根據(jù)我國(guó)條件，電動(dòng)機(jī)的電源電壓為 220V,頻率為 50Hz,同步轉(zhuǎn)速為 1500r/mi n,額定轉(zhuǎn)速為 1350r/mi n,洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)根據(jù)洗衣機(jī)的規(guī)格而定，洗衣機(jī)的規(guī)格大小是按每次最 大洗滌的量配用的電容器。衣物重量來(lái)確定的，表二列出了不同規(guī)格的洗衣機(jī)所配 用的電動(dòng)機(jī)的功率及電動(dòng)機(jī)所配用的電容器。表 3-2 洗衣機(jī)所配用的電機(jī)設(shè)計(jì)以 2.5 千克為容量進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以選用電機(jī)功率為 120W，配置電容

29、器為 8 卩F 其中堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為 0.9,堵轉(zhuǎn)電流為 2.5A ,最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為 1.7,效率為 52%, 功率因素為 0.95。（2 雙速變極電機(jī)結(jié)構(gòu)雙速變極電動(dòng)機(jī)是采用改變極數(shù)來(lái)獲得兩種速度的電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)。接通12 級(jí)繞組，電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，完成洗滌、漂洗功能。接通兩極繞組，電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，完成脫水功能。洗滌電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖一所示：輸入功率（W 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)堵轉(zhuǎn)電流（A最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)效率（%功率因數(shù)90 0.95 2.0 1.7 49 0.95 120 0.9 2.5 1.7 52 0.95 180 0.8 4.0 1.7 56 0.95 2500.75.51.7590.95洗衣機(jī)的

30、 洗衣量（kg 1.5-22-33- 44- 5配用電動(dòng)機(jī)（W 90,120120180250配置電容器（卩 F6,88,1010,1216表 3-1 XD 型洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的性能（3 主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容分類性能指標(biāo)2 極 12 極效率（%30 25功率因數(shù) 0.84 0.90堵轉(zhuǎn)電流（A7.0 1.8堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)據(jù)（N m 1.0 1.7最大轉(zhuǎn)矩（N m 1.8 2.4溫升（K80 80噪音（dB74 60洗衣機(jī)在洗滌運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，受力極大。因此對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的波輪軸、軸承套等零件要 求具有一定的強(qiáng)度、剛度、耐疲勞性能。同時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上部分在洗滌時(shí)，長(zhǎng)期受水 的侵蝕，使得各零件要求有很高的耐腐蝕性和耐冷熱沖

31、擊性能。YXG162/2/12 型雙速變極電動(dòng)機(jī)為中國(guó)濟(jì)南洗衣機(jī)廠生產(chǎn)，主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)上 表。啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)配用 14 微法/450 伏電容器,2 極額定輸出功率 200 瓦;12 極輸出功率 為 120瓦。圖 3-1 洗滌電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖第四章整機(jī)設(shè)計(jì)4.1 波輪的分類1.常見(jiàn)的幾種波輪形式：掌形波輪碟形波輪塔形波輪 攪拌棒形波輪80轉(zhuǎn)桶式大波輪(盒式波輪2.較有特點(diǎn)的新水流波輪：(1 日本公司的棒式波輪(2三洋公司的手搓式波輪(3 松下公司的碟形波輪(4 夏普公司的帽式”波輪(5 日電公司的撬桿式波輪(6 三菱公司的攪拌式波輪(7 東芝公司的偏心波輪4.2 波輪的參數(shù)及性能波輪形狀和尺寸與洗滌

32、性能的關(guān)系如下圖所示：1.波輪直徑:波輪直徑與洗凈比、 織物磨損、 織物纏繞和洗滌不均勻度的關(guān)系 見(jiàn)圖一。洗凈比(%織物纏繞織物磨損洗凈比11090180250320390洗滌不均勻度 圖一波盤直徑與洗滌性能的關(guān)系波盤直徑（mm如圖所示，增大波輪直徑對(duì)洗滌物的洗凈比、織物纏繞和洗滌不均勻度都有利 僅對(duì)織物磨損略有增大。2.波輪葉片筋：它的作用是在波輪正反旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生水平和上下回轉(zhuǎn)的復(fù)合水流 使洗滌物受到三維沖擊力的作用。波筋寬度在 2025mm 時(shí),洗滌性能較好。除波 筋寬度外,波筋的高度和條數(shù)也對(duì)洗滌性能有所影響，但波筋高度對(duì)洗滌電動(dòng)機(jī)的輸 入功率影響更大。波筋條數(shù)一般設(shè)計(jì)成 38 條，實(shí)驗(yàn)

33、表明，波筋 6 條時(shí)洗滌性能較 好。4.3 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（一在此部分主要對(duì)洗衣機(jī)中主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)帶傳動(dòng)和一個(gè)螺紋傳動(dòng)以及波 輪軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算。此部分將完成連接洗衣機(jī)內(nèi)筒的帶傳動(dòng)計(jì)算。1.雙速電動(dòng)機(jī)功率為 120W，轉(zhuǎn)速 min /13700r n =，波輪軸轉(zhuǎn)速 min /300r n =，傳動(dòng)比 57.43001370=i確定計(jì)算功率 ca P由表 8-6 查得工作情況系數(shù) 1.仁 A K，故KwP K P A ca 132.012.01.1=?=? =2.選取 V 帶帶型根據(jù) ca P ,0n 由圖 8-9 確定選用 Z 型 3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑由表 8-3 和表 8-7 取主動(dòng)輪基

34、準(zhǔn)直徑.631mm D =根據(jù)式(8-15,從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑.2886357.412mm iD D =?=根據(jù)表 8-7, 取.2802mmD =按式(8-13 驗(yàn)算帶的速度s m n D v /2552.410006013706310006011=?=?=nn4.確定 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù)式(2102127.0D D a D D +?=?-=?-? =1202.131602676328018060180121aD Da主動(dòng)輪上的包角合適。6.計(jì)算帶的根數(shù) Z由式（8-22 知（Lca k k P P P Za?+=由,57.4,63min,/137010=i mm D r n 查表

35、 8-5c 和 8-5d 得KwP 15.00= Kw P 03.0=?查表 8-8 得 86.0=ak 查表 8-2 得 08.1=L k ,則(79.008 .186.003.015.013221.0二？+=Z取仁 z根。7. 計(jì)算預(yù)緊力 0F由式（8-23 知 2015.2500qv k vZ P F ca +? ?-?=a由表 8-4 m kg q /06.0=，故N F 08.2952.406.0186.05.2152.4132.050020=? +? -?8. 計(jì)算作用在軸上的壓軸力 Q 由公式（8-24 得 NZF Q 76.432.131sin 08.29122sin0=? ?

36、 =a9.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)波輪式洗衣機(jī)洗滌部分的傳動(dòng)方式，均采用三角皮帶傳動(dòng)，其中，小皮帶輪與電機(jī) 轉(zhuǎn)軸的伸出部分連接，其轉(zhuǎn)速較高，因此要求強(qiáng)度高，有較好的耐磨性能。所以，在選擇小皮帶輪時(shí)，一般優(yōu)先選用金屬制件，而大皮帶輪則不宜采用金屬制 件。因?yàn)槿莻鲃?dòng)皮帶吸水能力較強(qiáng)，假如由于受潮或?yàn)R水，而使傳動(dòng)皮帶絕緣性能 降低，或變成導(dǎo)體，一旦電機(jī)發(fā)生故障而漏電，將使漏電流傳至小皮帶輪，經(jīng)傳動(dòng)皮帶一 大皮帶輪一一波輪軸一一傳入洗滌液中，洗滌時(shí)容易造成觸電傷亡事故，如果采用 塑料皮帶輪，就能起到良好的絕緣作用。再者，由于大皮帶輪的轉(zhuǎn)速較低，選用塑料皮 帶輪就能夠滿足要求了。帶輪的具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)零件圖。4.

37、4 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（二此部分將要完成與螺紋軸連接的帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)。電動(dòng)機(jī)功率為 25W，轉(zhuǎn)速 m in /12801r n =，螺紋軸轉(zhuǎn)速 min /7962r n =，傳動(dòng)比61.17961280=i1.確定計(jì)算功率 ca P由表 8-7 查得工作情況系數(shù) 1.仁 A K ,KwP K P A ca 0275.0025.01.1=?=? =2.選取 V 帶帶型根據(jù) ca P ,0n 由圖 8-8 確定選用 Z 型 3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑由表 8-8 和表 8-4 取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑.631mm D =根據(jù)式(8-15,從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑.1016361.112mm iD D =?=根據(jù)表 8-8,取.10

38、02mm D二按式(8-13 驗(yàn)算帶的速度s m n D v /2522.410006012806310006011=?=?=nn所以帶的速度合適。4.確定 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù)式(2102127.0D D a D D +?=?-7.計(jì)算預(yù)緊力 0F=?-? =120170602276311018060180121aD Da主動(dòng)輪上的包角合適。6.計(jì)算帶的根數(shù) Z 由式（8-2 知（Lcak k P P P Za?+=由 61.1,63min,/128010=i mm D r n 查表 8-6a 和 8-6b 得KwP 23.00= Kw P 01.0=?查表 8-9 得 98.0

39、=a,查表 8-10 得 99.0=L k ,則（12.099.098.001.023.00275.0二？+=Z取仁 z根。7.計(jì)算預(yù)緊力 0F由式（8-23 知 2015.2500qv k vZ P F ca +? ?-?=a由表 8-5m kg q /06.0=，故 N F 12.622.406.0198.05.2122.40275.050020=? +? -?8.計(jì)算作用在軸上的壓軸力 N ZF Q 2.122170sin12.6122sin210=? ? =a4.5 螺紋軸的設(shè)計(jì)1.初步確定軸徑選取軸的材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 15-3 取 1120=A。于是得mm nP A

40、 d 02.31280025.01123Omin =?=2.螺紋軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.擬訂軸上零件的裝配方案采用下圖所示的裝配方案D.擬訂軸上零件旳裝配力傑采用下圖所示的裝配方案圖5-1螺紋軸的裝配方案2).根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度圖 5-1 螺紋軸的裝配方案2.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1為了使螺紋盤獲得較高的移動(dòng)速度，螺距 P 應(yīng)取大值,此處取 P=2mm 對(duì)應(yīng)的 公稱直徑 mm d 2021=-.22 面左端裝軸承，根據(jù)手冊(cè)選用 202 的深溝球軸承，其尺寸為.113515? =? B D d 故 mm d d 154321=-而 mm l mm l 20,104

41、321=-3取安裝皮帶輪處的軸徑 mm d 1154=-,為了保證軸端擋圈壓在皮帶輪上，取mmI 1654=-。3.軸上零件的周向定位皮帶輪與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。按 54-d 由手冊(cè)查得平鍵截面 44? =? h b(GB1095-79。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 10mm (標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見(jiàn) GB1096-79,同時(shí)為了保 證皮帶輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇皮帶輪輪轂與軸的配合為 H7/k6,滾動(dòng)軸 承與軸的周向定位是借過(guò)度配合來(lái)保證的，故此處選軸的直徑公差為 6mm。2.求軸上的載荷對(duì)各支點(diǎn)進(jìn)行受離分析如下圖所示：P 1P 2QT 1T 2MTabc由皮帶傳動(dòng)的計(jì)算知 Q=12.2NN

42、P Q P 25.1305.12.1212=+=+=, mmN nP T T? =3307960275.09550000955000012mmN Q M? =? =? =5.2745.222.125.22maxmm N T MMca ? =? +=+=3293036.0(5.274(2222(max各截面處 M 及 T 列于下表：表 5-1 截面處的彎距和扭距M (N mmT (N mmcaM(N mm2 5.7750 5.775 3 268.3 303 324.1 497.6303206.33.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大計(jì)算彎矩的截面的強(qiáng)度。則由式得MPa

43、WM ca ca 97.0151.03293=?=(15-5 可(T圖 5-2 軸的載荷分析圖前以選定軸的材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，由表 15-1 查得MPa 3551=-c因此1-ccc 故安全。4.精確校核軸的疲勞強(qiáng)度判斷危險(xiǎn)截面截面 2、3 的應(yīng)力集中影響相當(dāng)，軸徑也相同,但 3 截面受載的情況遠(yuǎn)大于 故應(yīng)校核 3 截面的右側(cè)，同樣,4 截面的右側(cè)也應(yīng)校核。截面 3 右側(cè)抗彎截面系數(shù) 3335.337151.01.0mm d W =?=抗扭截面系數(shù)333675152.02.0mm d W T =?=截面 3 右側(cè)的彎矩 mm N M ? =3.268截面 3 上的扭矩為 mmN T?=

44、303截面上的彎曲應(yīng)力 MPaWM b 79.05.3373.268= =c截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa2 截面,94T 45.0675303=T軸的材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得MPa MPa MPa B 200,355,73511=-TCC截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)&及T按附表 3-2 查取。r/d=0.8/15=0.053,D/d=20/15=1.33,經(jīng)插值后可查得53.2=+? =+=?+?=+=+? =+=-S S S S S S K S K S ca mCTTbTTTbbbT?TTC(T(T故可知其安全。截面 4 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3331.133111.01.0mm d W =?=抗扭截面系數(shù)3332.266112.02.0mm d W T =?=截面 3 右側(cè)的彎矩 mm N M .6.97=截面 3 上的扭矩為