洗衣机课程设计

洗衣机课程设计机电一体化技术课程设计说明书河南科技学院机电学院指导老师：丛晓霞王玉萍目录一机电一体化课程设计任务书二波轮式双桶洗衣机结构和工作原理三洗衣机机械传动系统设计计算电机选择机械传动系统设计计算洗衣机的电器部件洗衣机电路图五课程设计总结及感谢四，洗衣机电气控制一课程设计设计题目半自动波轮式洗衣机设计）简介半自动洗衣机。是指洗涤、漂洗、脱水各功能中，至少有一个功能的转换需用手工操作而不能自动进行的洗衣机。一般洗衣和脱水两部分组成。半自动双桶波轮式洗衣机的结构主要洗涤系统、传动系统、脱水系统、进排水系统和电气控制系统及紧固件组成如图。洗衣机的洗涤电动机多采用电相电容式异步电动机电动机的转速为 i波轮转速是采用两级减速传动，第一级是带传动，第二级是行星齿轮减速机构，转速一般为r输出功率为 0启动转矩为额定转矩的一倍。过载能力规定最大转矩为额定转矩的一倍。脱水桶脱水电动机带动同步高速旋转，使洗涤物中的水在离心力作用下通过桶壁的小孔中甩出。脱水电动机采用单相交流电容运行电动机，输人功率一般在一。 2设计任务机械系统设计计算部分具体要求：a完成洗衣机洗涤、脱水的传动系统的电机选择，传动比计算，主要机构的受力分析；b传动机构的选择，机构简图绘制；c带传动、行星齿轮减速器传动、主要零、部件设计计算。绘图部分具体要求：a行星齿轮减速机构装配图张。b指定零件绘制零件图张。半自动波轮式洗衣机设计参数方案洗涤转速脱水转速输出功率重量控制系统设计a洗涤电机及脱水电机的选型。、控制元件的选择。c设计洗衣机工作流程。d控制电路设计。设计说明书设计说明书要求清楚地叙述整个设计过程和详细的设计内容，包括总体方案的分析、比较与确定，机械系统的结构设计，主要零部件的计算与选型，控制系统的电路原理分析，软件设计的流程图以及相关程序等。说明书的撰写内容不应少于 字符，要求内容丰富、条理清晰、图文并茂。二波轮式双桶洗衣机结构和工作原理波轮式洗衣机是洗衣机的一种，电动机带动波轮转动，衣物随水不断上下翻滚。洗涤衣物有单桶、套桶、双桶几种。它的结构比较简单，维修方便，洗净率高，但对衣物磨损率大，用水多。目前随着科技发展，出现了电脑控制的新水流洗衣机，采用大波轮、凹型波轮等。优点是对衣物缠绕小，洗涤均匀损衣率低；洗涤缸缸体有全塑、搪瓷、铝合金、不锈钢四大类。波轮式洗衣机工作原理：依靠装在洗衣桶底部的波轮正、反旋转，带动衣物上、下、左、右不停地翻转，使衣物之间、衣物与桶壁之间，在水中进行柔和地摩擦，在洗涤剂的作用下实现去污清洗。双桶洗衣机实质上是单桶洗衣机与脱水机的组合。他们各自有自己的电机以及定时器，彼此动作互不干涉。在脱水桶壁上设有许多小孔，脱出去的水此孔排出。电机通过刹车鼓、联轴器和橡胶囊与脱水桶接成一体。通过转动产生的离心力使水分被甩出，并从下水管流出1波轮波轮式洗衣机主要靠波轮旋转搅动水和衣物达到洗净的目的，于波轮在高速旋转时能产生洗涤液的涡旋，故也称涡卷式。波轮上具有几个特殊形状的呈幅射状排列的凸缘，当波轮高速旋转时，凸缘迎水面上的任一点对洗涤液的作用力均可分介为水平和垂直的两个分力，且在波轮运动的任一瞬间，这两个力的作用点的空间位置及力的方向均在变化，凸缘上各点因旋转半径及曲面形状的不同两个分力的大小也不一样。该两分力形成了运动着的水平和垂直两个祸旅，使衣物强烈翻滚和搅动。衣物不仅在洗涤液中相互撞击、摩擦，还与洗衣桶壁凸筋撞击、摩擦。这些机械作用的综合效果，相当于手工洗衣的擦、打、揉、搓，所以洗涤效果是十分显著的。2洗衣桶衣物的洗涤过程是在洗衣桶内进行的；因此洗衣桶也是洗衣机的一个重要部件。洗衣桶与波轮配合可以增强涡旋，洗衣桶壁的凸筋条，相当于我们日常使用的擦板，衣物在旋转时同桶壁的摩擦，可大大提高洗涤效果。、脱水桶衣物的脱水是靠脱水桶的高速运动实现的，转速约〜转/分，产生的离心力使衣物连同水分压向桶壁，水分从桶壁小孔飞出，衣物便逐渐脱水甩干。脱水桶必须有良好的动平衡，如失去平衡就要产生噪音和振动。事实上要衣物分布得完全均匀是不可能的，因此脱水桶都设有特殊的平衡环，使在运转时形成新的平衡.、传动机构洗涤部分：一般用皮带传动，电动机固定在箱体底部的支架上，用三角皮带带动波轮旋转，传动机构中最关键的问题要防止波轮轴承座与桶体结合处漏水，为此需在其间加薄胶密封垫，并在轴承上部装油封。如下图：脱水部份：电动机主轴通过联接轴直接与脱水桶轴相联来实现传动的。洗衣机盖装有机械联锁装置与电气系统相配合，使高速转动的脱水桶在脱水程序结束，或改变操作程序，突然打开洗衣机盖时，电动机迅速停转，以免发生事故。传动系统要平稳，以减少电力耗损、振动和噪音。5箱体和支承全部部件均装在箱体里面，箱体用毫米的薄钢板或镀塑钢板经过剪，冲凸筋，弯折，点焊，表面清洁处理，喷漆烘干后总装近年也有用大型注塑机制成全塑壳的。在面板后侧设一倾斜控制屏板，上面装上各类控制按钮、开关、旋钮等，操作十分方便。箱体后面有一个可开启的大窗口，供修理时用。支承，使洗衣桶、脱水桶借助其机构与箱体结合为一个整体。支承可以减振和减少噪音。、给排水给水：洗衣机的给水设有两种注入方式，顶部淋洒注水和底部喷涌注水。底部喷涌注水适用于漂洗，底部不断涌出清水，污水及洗涤剂泡沫可从上部溢水口溢出，漂洗效果好，可节约漂洗时间。顶部淋洒注水法浸洗效果好，可很快将衣物淋湿打入水中和将泡沫打碎排水：设有溢水口，位置在洗涤桶底某一角，一般溢水口装有网眼插板便于脏物和洗涤液顺利流出。三洗衣机机械传动系统传动系统主要电动机、减速离台器组成。电机的选择半自动双桶波轮式洗衣机有两台电机，一台用来洗涤，另一台用来完成脱水工作。洗涤电动机：洗涤电动机通常有种功率规格：00与0配用〜IJ的运转电容器。于洗涤电动机采用正、反向频繁换向的运转方式，因此它的两个定子绕组无正、副之分，多采用电相电容式异步电动机电动机的转速为 r波轮转速是采用两级减速传动，第一级是带传动，第二级是行星齿轮减速机构，转速一般为m输出功率为 。启动转矩为额定转矩的一倍过载能力规定最大转矩为额定转矩的一倍。脱水电动机：脱水桶脱水电动机带动同步高速旋转，使洗涤物中的水在离心力作用下通过桶壁的小孔中甩出。脱水电动机采用单相交流电容运行电动机，输人功率一般在一，旋转方向都是逆时针方向。于脱水电动机只有一个转动方向，因此其定子绕组有主、副之分。于电动机以/ 的高速度旋转，加上脱水桶内的衣物分布不可能完全均匀，因此，转动时脱水桶将产生较大的振动。为了减小振动和偏摆，在脱水电动机与洗衣机底座之间安装组弹簧支座减振装置，减振装置是减振弹簧、橡胶套和上、下支架组成。电动机是整个洗衣机工作的动力。目前常用的电容运转式电动机技术参数如表所示机械传动系统设计计算波轮式全自动洗衣机的传动系统的设计一般设计内容主要有：方案设计、电动机选用、带传动设计、行星减速器设计等。方案设计波轮式洗衣机常用布局为输入轴布置在内桶的中心处整个传动系统基本上同轴布置电动机只能偏置一边为了保持平衡可将排水电磁阀和排水管与电动机对称布置必要时可加平衡块。根据设计任务中给出的内桶直径为则外桶直径约为电动机轴与洗涤输入轴之间中心距只能为左右，在此范围内选择合适的一级降速传动比和采用带轮传动。基本参数的选择目前洗衣机的洗衣量、电动机功率、内桶直径等基本参数，大多数企业是通过实验设计选用的。根据常用的波轮式半自动洗衣机基本参数，选用电动机功率为0电动机满载时转速为 •i带传动设计计算因为带传动允许的传动比较大，结构较紧凑，在同样的张力下，带传动较平带传动能产生更大的摩擦力，所以这里选用了最常用的带作为第一级降速。行星轮减速器传动比为：初步选定电动机功率为0洗衣转速为 ,脱水转速为 ,则传动比为：计算功率 于载荷变动小，因此取工作情况系数选择带型根据小带轮转速为 ，以及小带轮安装尺寸的大概范围，选取普通带型带轮的基准直径和 初选小带轮的基准直径d选取 7大于带轮的最小基准直径 的要求则大带轮的基准直径为：1按表圆整为： 4验算带的速度普通带的最大带速 ,故满足要求。中4距和带的基准长度根据洗衣机桶体的安装尺寸，初取a准长度:查表选取标准带的长度为。则实际中心距为：在安装时，在结构上要保持不定期有一定的张紧力，安装中心距会略有所变化。变动范围：主动轮上的包角合适带的根数 长度系数、包角系数、单根带基本额定功率、单根带额定功率增量查表、表、表和表，取另、=O O取。带的预紧力 带单位长度的资料查表得/单根带所需的预紧力为：

新安装带取:带传动作用在轴上的力新安装带取:带传动作用在轴上的力2带轮的结构设计带轮的结构设计可参考有关的《机械设计手册》或《机械设计》教材。、行星齿轮的设计行星减速器设计E知洗衣转速为 ,脱水转速为 /于脱水时行星减速器中4轮与内齿圈顺时针等速旋转，故中4轮与行星架的传动比为1波轮与内桶顺时针等速旋转，因此洗涤状态来进行行星减速器的设计计算。洗涤状态传动比洗涤输入轴与波轮的传动比为：*:初选中心轮和内齿圈齿数洗涤时中心轮旋转，内齿圈静止，中心轮与TOC\o"1-5"\h\z行星架的传动比按以下公式计算： B初选中心轮齿数 ，式计算得内齿圈齿数 6计算行星轮齿数于洗衣机工作扭矩不大，选择齿轮模数为,如选个行星轮对此布置，则可计算出行星齿轮齿数为：最终0定中心轮齿数 为,内齿圈齿数为，行星齿轮齿数为X实际传动比为，洗衣转速为 / 、行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算初算：⑴按齿面接触强度初算小齿轮分度圆直径 小齿轮分度圆直径的初算公式为式中一啮合齿轮副中小齿轮的名义转矩，根据公式算出行星轮数：一算式系数，对于直齿轮传动 7—使用系数，查表得aZ—综合系数，查表得Z=一接触强度载荷分布不均匀系数，算得 ；①一小齿轮齿宽系数，查表得①=一齿数比，算得/。 一齿轮的接触疲劳极限，查图选取。代入得：则模数为 ⑵按齿根弯曲强度初算齿轮模数：齿轮模数的初算公式为：式中一啮合d轮副中小齿轮的名义转矩，根据公式算出：一算数系数，对于直齿轮传动 m —使用系数，

查表得A —综合系数，查表得F一计算弯曲强度的行星轮间载荷分布不均匀系数，p 一小齿轮齿形系数，查图选取 ；①一小齿轮齿宽系数，查表得①;一齿轮副中小齿轮齿数， a一试验齿轮弯曲疲劳极限，选取代入得结合、2结合、2再根据圆整后，取模数①分度圆直径：②齿顶圆直径a齿顶高：外啮合内啮合③齿根圆直径f齿根高则④齿宽b选取⑤中心距对于不变位或高变位的啮合传动，因其节圆与分度圆相重合，则啮合齿轮副的中心距为：一为外啮合齿轮副X一为内啮合齿轮副X 所以，行星齿轮参数列为：数据名称中心轮行星轮模数齿数分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径、行星轮架与输出轴间齿轮传动的设计内齿圈已知：电动机功率齿轮轴转速 r传动比,载荷平稳。使用寿命年，单班制工作。行星轮架内齿圈选用钢调质，硬度为〜H齿轮轴选用钢正火，硬度为〜，选用级精度，要求齿面粗糙度am 按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为钢质齿轮，可应用《多，主要有电磁式和电子式两类。洗衣机电路图普通双桶波轮式洗衣机控制电路两部分组成：一部分是洗涤控制电路；另一部分是脱水控制电路。这两部分电路是相互独立的，可以独立操作。洗涤控制电路洗涤控制电路主要包括洗涤定时器、洗涤选择开关、电动机及电容器等，其中洗涤定时器用来控制电动机按规定时间运转，同时，定时器按规定时间把电容器与电动机的两个绕组轮流串接以改变电动机的旋转方向。洗涤定时器的主触点开关和洗涤选择开关串联在电路中，顺时针转动洗涤定时器旋钮，主触点就接通，此时若不按下洗涤开关中的某一个按键，电动机仍不运转。使用洗衣机时，首先按下所需的洗涤选择开关，这时电动机在定时器控制时间组件的控制下，按预定时间分别完成正转一一停一一反转的周期性动作，从而实现标准或轻柔洗涤。一般标准洗涤时，电动机正或反转〜，间歇〜；轻柔洗涤时，正或反转〜间歇〜脱水控制电路脱水控制电路脱水电动机、脱水定时器、脱水桶盖开关等组成。于脱水内桶只单方向转动，所以脱水定时器只有一个触点开关。在电路中脱水定时器与盖开关相串联。只有完全合上脱水桶外盖，盖开关才闭合，因此需要脱水时，首先将衣物放入桶中，合上盖板，顺时针旋转脱水定时器至所需的时间位置，此时电源经盖开关、脱水定时器开关向脱水电动机供电，脱水电动机运转，洗衣机进入脱水工作状态，直到脱水定时器预定的时间到，脱水操作结束六课程设计总结及感谢三周课程设计转瞬即逝，已经接近尾声，三周时间了泡图书馆、网上查资料、埋头计算、认真画图。感觉过的很充实，也收获很多知识，在硬件方面有了很大提高。这期间学了很多书本上及课堂上学不来的东西。在此我要感谢我的指导老师丛老师和王老师，课程设计期间她们帮助每一位同学解答疑问，让我们的效率提高很多；还要感谢我的小组的队友们，这次课程设计，不是一个人完成的，我需要他们的配合，团体协作，最终交上一份满意的答卷。参考资料及文献中国家用电器研究所家用电器时尚消费，王春刚洗衣机的特点及原理北京：农村读物出版社，X 机械原理第七版高等教育出版社，丛晓霞机械设计课程设计高等教育出版社机械设计第八版高等教育出版社，机电一体化技术课程设计说明书河南科技学院机电学院指导老师：丛晓霞 王玉萍目录一机电一体化课程设计任务书二波轮式双桶洗衣机结构和工作原理三洗衣机机械传动系统设计计算电机选择机械传动系统设计计算洗衣机的电器部件洗衣机电路图五课程设计总结及感谢四，洗衣机电气控制一课程设计设计题目半自动波轮式洗衣机设计）简介半自动洗衣机。是指洗涤、漂洗、脱水各功能中，至少有一个功能的转换需用手工操作而不能自动进行的洗衣机。一般洗衣和脱水两部分组成。半自动双桶波轮式洗衣机的结构主要洗涤系统、传动系统、脱水系统、进排水系统和电气控制系统及紧固件组成如图。洗衣机的洗涤电动机多采用电相电容式异步电动机电动机的转速为 i波轮转速是采用两级减速传动，第一级是带传动，第二级是行星齿轮减速机构，转速一般为r输出功率为0启动转矩为额定转矩的一倍。过载能力规定最大转矩为额定转矩的一倍。脱水桶脱水电动机带动同步高速旋转，使洗涤物中的水在离心力作用下通过桶壁的小孔中甩出。脱水电动机采用单相交流电容运行电动机，输人功率一般在一。 2设计任务机械系统设计计算部分具体要求：a完成洗衣机洗涤、脱水的传动系统的电机选择，传动比计算，主要机构的受力分析；