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1、<p><b> 機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)</b></p><p> 題 目: 波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)機(jī)構(gòu) </p><p> 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p><p> 姓 名: </p><p> 班 級(jí):
2、 </p><p> 學(xué) 號(hào): </p><p> 指導(dǎo)教師: </p><p> 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院</p><p><b> 摘 要</b></p><p&
3、gt; 2003年的北京洗衣機(jī)市場(chǎng),以海爾雙動(dòng)力洗衣機(jī)為代表的第四種洗衣機(jī)正在悄悄改變北京洗衣機(jī)市場(chǎng)原有的滾筒、波輪兩強(qiáng)對(duì)壘的格局。有關(guān)市場(chǎng)專家在盤點(diǎn)2003年家電市場(chǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn),高檔洗衣機(jī)市場(chǎng)50%的市場(chǎng)份額都被雙動(dòng)力型洗衣機(jī)所占據(jù)。除了具有殺菌、消毒功能的保健雙動(dòng)力洗衣機(jī)之外,不用洗衣粉的環(huán)保雙動(dòng)力、能夠洗滌羊絨等高檔衣料的變速雙動(dòng)力等產(chǎn)品也受到了消費(fèi)者的青睞。專家認(rèn)為,未來洗衣機(jī)的發(fā)展方向?qū)⑹浅暡ㄏ匆聶C(jī),運(yùn)用超聲波原理振動(dòng)洗衣,從
4、概念上徹底更新洗衣機(jī)洗滌原理,不再使用洗衣粉,是真正的環(huán)保型洗衣機(jī)。到時(shí),人們不僅從洗衣機(jī)里拿出衣服就能穿,而且完全不用考慮清洗劑會(huì)對(duì)衣料帶來的損害,更不存在化學(xué)洗滌劑的環(huán)境污染問題了。</p><p> 關(guān)鍵字:洗滌 脫水 轉(zhuǎn)速</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 摘要</b>
5、;</p><p> 第1章 緒論·······························
6、3;····································1&
7、lt;/p><p> 1.1 機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)目的······························
8、83;··························1</p><p> 第2章 波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)···
9、··························2</p><p> 2.1波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)總體結(jié)構(gòu)····
10、····································
11、3;·············2</p><p> 2.2 進(jìn)水,排水系統(tǒng)·················
12、83;····································&
13、#183;··············3</p><p> 2.3傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理···············
14、83;····································&
15、#183;······7</p><p> 2.4機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)傳動(dòng)計(jì)算·······················
16、3;····································
17、183;·19</p><p> 致謝······························
18、83;····································&
19、#183;··········27</p><p> 參考文獻(xiàn)·····················
20、····································
21、3;···············28</p><p> 波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b> 第1章 緒論</b></p><p> 1.1 機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)目的&l
22、t;/p><p> 機(jī)電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。要求學(xué)生做那個(gè)和運(yùn)用說學(xué)過的機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等方面的知識(shí),獨(dú)立進(jìn)行一次機(jī)電結(jié)合的設(shè)計(jì)訓(xùn)練,主要目的是:</p><p> 1) 學(xué)習(xí)機(jī)電一體化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案立定,分析與比較的方法。</p><p> 2) 通過對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì),掌握集中典型傳動(dòng)晚間與導(dǎo)向元件的工作原理、設(shè)計(jì)計(jì)算
23、方法與選用原則。如齒輪/同步帶減速裝置、蝸桿副、滾珠絲杠螺母副、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副等。</p><p> 3) 通過對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì),掌握常用伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理、計(jì)算選擇方法與控制驅(qū)動(dòng)方式,學(xué)會(huì)選用典型的位移/速度傳感器;如交流、逼近伺服進(jìn)給系統(tǒng),增量式旋轉(zhuǎn)編碼器,直線光柵等。</p><p> 4) 通過對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),掌握一些典型硬件電路的設(shè)計(jì)方法和控制軟件的設(shè)計(jì)思路;如控
24、制系統(tǒng)選用原則、CPU選擇、存儲(chǔ)器擴(kuò)展、I/O接口擴(kuò)展、A/D與D/A配置、鍵盤與現(xiàn)實(shí)電路設(shè)計(jì)等,以及控制系統(tǒng)的管理軟件、伺服電動(dòng)機(jī)的控制軟件等、</p><p> 5) 培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力,學(xué)習(xí)并初步樹立“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”的思想。</p><p> 6) 鍛煉提高學(xué)生應(yīng)用手冊(cè)和標(biāo)準(zhǔn)、查閱文獻(xiàn)資料以及撰寫科技論文的能力。</p><p> 第2
25、章 波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p> 2.1 波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)總體結(jié)構(gòu)</p><p> 圖6—26 波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu) </p><p> 1—排水管 2—溢水管 3—吊桿 4—脫水桶 5—盛水桶 </p><p> 6—平衡環(huán) 7—蓋板 8—安全開關(guān) 9—控制面板 10—水位控制器
26、 </p><p> 11—進(jìn)水電磁閥 12—進(jìn)水接頭 13—壓力軟管 14—貯氣室 15—支架</p><p> 16—電動(dòng)機(jī) 17—離合器 18—波輪 19—脫水軸 </p><p> 20—排水電磁閥 21—法蘭盤 22—脫水孔</p><p
27、> 目前在我國生產(chǎn)的洗衣機(jī)中,波輪式洗衣機(jī)占了80%以上。早期生產(chǎn)的波輪式洗衣機(jī)波輪較小,直徑都在165~185mm之間,轉(zhuǎn)速為320~500r/min?,F(xiàn)在基本都是大波輪洗衣機(jī),其中又以碟形波輪應(yīng)用最廣,波輪直徑約為300mm,轉(zhuǎn)速約為120~300r/min。</p><p> 一般來說,波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)具有洗滌、脫水、水位自動(dòng)控制,以及根據(jù)不同衣物選擇洗滌方式和洗滌時(shí)間等功能。其結(jié)構(gòu)主要由洗滌和
28、脫水系統(tǒng)、進(jìn)排水系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制技術(shù)、支承機(jī)構(gòu)等5大部分組成,如圖6—26所示。波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)多采用套桶式結(jié)構(gòu),波輪裝在內(nèi)桶的底部,內(nèi)桶為帶有加強(qiáng)筋和均勻小孔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),并可繞軸旋轉(zhuǎn)。外桶彈性懸掛于機(jī)箱外殼上,主要用于盛水,并配有一套進(jìn)水和排水系統(tǒng),用兩個(gè)電磁閥控制洗衣機(jī)的進(jìn)、排水動(dòng)作。外桶的底部裝有電動(dòng)機(jī)減速離合器,以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、排水電磁閥等部件。動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)能提供兩種傳遞,低速用于洗滌和漂洗,高速用于脫水,通過
29、減速離合器來實(shí)現(xiàn)兩種轉(zhuǎn)速的切換。</p><p> 2.2進(jìn)水、排水系統(tǒng)</p><p> 全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)、排水系統(tǒng)主要由進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥和水位開關(guān)等組成。</p><p><b> 1、水位開關(guān)</b></p><p> 水位開又稱為壓力開關(guān)。洗衣機(jī)洗滌桶進(jìn)水時(shí)的水位和洗滌桶排水時(shí)的狀況是壓力開關(guān)檢測(cè)的
30、。當(dāng)洗衣機(jī)工作在洗滌或漂洗程序時(shí),若桶內(nèi)無水或水量不夠,壓力開關(guān)則發(fā)出供水信號(hào)。當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定位置時(shí),壓力開關(guān)將發(fā)出關(guān)閉水源的信號(hào)。微電腦全自動(dòng)洗衣機(jī)工作在排水程序時(shí),若排水系統(tǒng)有故障,水位開關(guān)則發(fā)出排水系統(tǒng)受阻信號(hào)。</p><p> 圖6—27 水位開關(guān)結(jié)構(gòu)及其水壓軟管傳遞系統(tǒng)</p><p> ?。?)結(jié)構(gòu) 波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)上使用最多的水位開關(guān)是空氣壓力式。如圖6—27所示
31、。這類壓力開關(guān)按其功能可大致分為氣壓傳感裝置,控制裝置及觸點(diǎn)開關(guān)三部分。 </p><p> 氣壓傳感裝置由氣室11,橡膠膜10,塑料盤9,頂心6等組成;觸點(diǎn)開關(guān)由動(dòng)彈簧8、開關(guān)小彈簧7、動(dòng)靜觸點(diǎn)組成。其中公共觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)組成動(dòng)斷觸點(diǎn)。公共觸點(diǎn)COM和常開觸點(diǎn)NO組成動(dòng)合觸點(diǎn)。動(dòng)彈簧8是由鈹青銅板制成,其結(jié)構(gòu)如圖6—28所示。
32、 </p><p> 圖6—28 動(dòng)彈簧結(jié)構(gòu)</p><p> ?。?)工作原理 當(dāng)水注入內(nèi)桶時(shí)間氣室封閉,隨著水位上升封閉在氣室內(nèi)的空氣壓力不斷提高,壓力經(jīng)過軟管傳到水位開關(guān)氣室,水位開關(guān)氣室內(nèi)的空氣壓力向上推動(dòng)橡膠膜和塑料盤,推動(dòng)動(dòng)簧片中的內(nèi)動(dòng)簧片向上移動(dòng),壓力彈簧被壓縮。當(dāng)注水到選定水位時(shí),此時(shí)內(nèi)動(dòng)簧片移動(dòng)到預(yù)定的平衡位置開關(guān)小彈簧將拉動(dòng)外動(dòng)簧片并產(chǎn)生一個(gè)向下的推力,使
33、開關(guān)的常閉觸點(diǎn)NC與公共觸點(diǎn)COM迅速斷開,常開觸點(diǎn)與公共觸點(diǎn)閉合從而發(fā)出關(guān)閉水源的信號(hào)。</p><p> 排水時(shí)當(dāng)水位下降到規(guī)定的復(fù)位水位時(shí),水位產(chǎn)生的壓力減小。壓力彈簧恢復(fù)伸長,推動(dòng)頂心,使動(dòng)簧片中的內(nèi)動(dòng)簧片向下移動(dòng),當(dāng)移動(dòng)到預(yù)定的力平穩(wěn)位置時(shí)開關(guān)小彈簧對(duì)外動(dòng)片產(chǎn)生一個(gè)向外的推力。使開關(guān)的常開觸點(diǎn)NO與公共觸點(diǎn)COM迅速斷開,常閉觸點(diǎn)NC與公共觸點(diǎn)COM閉合。從而改變控制電路的通斷。</p>
34、<p> 水位開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)</p><p><b> 2、進(jìn)水電磁閥</b></p><p> (1) 結(jié)構(gòu) 進(jìn)水電磁閥也稱為進(jìn)水閥或注水閥。其結(jié)構(gòu)如圖6—29所示。</p><p> 圖6—29 進(jìn)水閥結(jié)構(gòu)圖</p><p> (2) 工作原理 電磁閥線圈斷電時(shí),鐵心在自重和小
35、彈簧作用下下壓,使鐵心下端的小橡膠塞堵住泄壓逐漸增大,最終使橡膠閥緊張?jiān)诔鏊艿纳隙丝冢瑢㈤y關(guān)閉。同時(shí),因鐵心上面空間與控制腔相通,控制腔內(nèi)水壓的增大還會(huì)使鐵心上面空間氣體壓強(qiáng)增大,導(dǎo)致橡膠閥更緊地壓在泄壓孔上,增加了閥關(guān)閉的可靠性。</p><p> 當(dāng)進(jìn)水電磁閥線圈通電后,產(chǎn)生的電磁吸力將鐵心向上吸起,泄壓孔被打開??刂魄粌?nèi)的從迅速從泄壓孔中流入出水管,同時(shí)經(jīng)壓孔流入控制腔的水又進(jìn)行補(bǔ)充。但由于加壓孔比泄壓
36、孔小,使控制腔內(nèi)的壓力迅速下降。當(dāng)控制腔中的水壓降到低于進(jìn)水腔誰呀時(shí),橡膠閥被進(jìn)水腔中的水向上推開,水從進(jìn)水腔直接進(jìn)入出水管,進(jìn)而流入盛水桶。水到位后,由水位開關(guān)切斷進(jìn)水電磁閥線圈的電源,進(jìn)水閥重新關(guān)閉。</p><p><b> 3.進(jìn)水電磁閥</b></p><p> 排水電磁閥由電磁鐵與排水閥組成,如圖6—30所示。電磁鐵和排水閥是兩個(gè)獨(dú)立的部件,兩者之間以
37、電磁鐵拉桿連接起來。</p><p> 圖6—30 排水閥的結(jié)構(gòu)與電磁鐵的裝配關(guān)系</p><p> ?。?) 結(jié)構(gòu) 排水閥是由排水閥座,橡膠閥,內(nèi)外彈簧,導(dǎo)套和閥蓋等組成排水閥門采用橡膠材料制成,內(nèi)有一個(gè)由硬質(zhì)塑料制作的導(dǎo)套。導(dǎo)套內(nèi)裝有內(nèi)彈簧,它一端卡在導(dǎo)套左邊槽口,另一端鉤掛在電磁鐵拉桿上,內(nèi)彈簧處于拉緊狀態(tài)。在倒要外裝有一個(gè)外彈簧,它的剛度比內(nèi)彈簧小,它的一端與閥蓋接觸,另一
38、端與導(dǎo)套的基座接觸,外彈簧出租壓縮變形狀態(tài)。</p><p> 電磁鐵有交流和直流兩種,機(jī)械式全自動(dòng)洗衣機(jī)一般采用交流電磁鐵,而電腦式全自動(dòng)洗衣機(jī)一般采用直流電磁鐵的主要技術(shù)參數(shù)表。</p><p> 交流電磁鐵的主要技術(shù)參數(shù)</p><p> 直流電磁鐵的主要技術(shù)參數(shù)</p><p> (2) 工作原理 洗衣機(jī)處在進(jìn)水和洗滌時(shí),
39、排水閥處于關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)主要由外彈簧吧橡膠閥緊壓在排水閥座的底部。</p><p> 排水時(shí),排水電磁鐵通電工作,銜鐵被吸入,牽動(dòng)電磁鐵拉桿,由于拉桿位移,在它上面的擋套撥動(dòng)制動(dòng)裝置的剎車扭簧伸出端,使制動(dòng)裝置處于非制動(dòng)狀態(tài)。另一方面隨著電磁鐵拉桿的左端離開導(dǎo)套,外彈簧被壓縮,使排水閥門打開。正常排水時(shí),橡膠閥離開排水閥座密封面的距離應(yīng)不小于8mm,排水電磁鐵的牽引力約為40N。</p><
40、p> 2.3、傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其工作原理</p><p> 傳動(dòng)系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、減速離合器組成。套桶式全自動(dòng)洗衣機(jī)使用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)完成洗滌和脫水。洗滌時(shí),波輪轉(zhuǎn)速較低(140~200 r/min);而脫水時(shí),脫水桶轉(zhuǎn)速較高(約800r/min)。因此,要對(duì)電動(dòng)機(jī)1370r/mim的輸出轉(zhuǎn)速經(jīng)常減速處理,以適應(yīng)兩項(xiàng)工作的不同要求,這主要由洗衣機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)來完成,傳動(dòng)系統(tǒng)的工作示意如圖6—31所示。<
41、/p><p> 圖6—31 套桶式全自動(dòng)洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖</p><p> 1.電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)</p><p> 電動(dòng)機(jī)是整個(gè)洗衣機(jī)工作的動(dòng)力來源。我國現(xiàn)階段生產(chǎn)的套筒式洗衣機(jī)大多采用的是電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī),產(chǎn)品遵循中華人民共和國機(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)如表所示。<
42、;/p><p> 表 XD型洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)</p><p> 2. 減速離合器的結(jié)構(gòu)和工作原理</p><p> 早期設(shè)計(jì)的小波輪全自動(dòng)動(dòng)洗衣機(jī)的離合器沒有減速功能,故洗滌和脫水轉(zhuǎn)速相同。新型大波輪全自動(dòng)洗衣機(jī)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(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。目前應(yīng)用最廣泛的有兩種:?jiǎn)蜗蜉S承式減速離合器與帶制動(dòng)式減速離
43、合器。</p><p> 單向軸承式減速離合器</p><p> 基本結(jié)構(gòu) 單向軸承式減速離合器主要由離合器和行星減速器兩部分組成,其具體結(jié)構(gòu)如書插頁的設(shè)計(jì)裝配圖6-32.圖6-33和圖6-34所示。</p><p> ① 離合器主要結(jié)構(gòu) 如圖6-35所示,離合器中部有兩根軸:輸入軸1和脫水軸18。</p><p> 輸入軸1的
44、下端加工成四方形,與之相配的帶輪3和離合套20的內(nèi)孔也是方形。離合套20和帶輪3被螺母2固定在輸入軸1上,由于方軸與方孔的緊密配合,從而帶輪3、輸入軸1和離合套30聯(lián)成了一體。輸入軸1的上端加工成齒形花鍵,和行星減速器的中心輪內(nèi)孔配合聯(lián)接輸入軸1的外部是脫水軸18。在衣服洗滌時(shí),脫水軸靜止不轉(zhuǎn);而洗滌結(jié)束后,脫水軸應(yīng)將帶輪3的高轉(zhuǎn)速直接傳遞給脫水桶,完成脫水功能。這種轉(zhuǎn)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
45、直徑比下端略小一些。由于脫水軸18和離合套20的外徑比方絲離合彈簧的內(nèi)徑略大,在自由狀態(tài)時(shí),方絲離合彈簧就抱緊在離合套20和脫水軸18的外壁上。當(dāng)帶輪帶動(dòng)離合套向彈簧旋緊方向旋轉(zhuǎn)時(shí),通過方絲離合彈簧就將帶輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)由離合套20傳遞到脫水軸18,這就是“合”時(shí)的脫水狀態(tài)。在洗滌時(shí),可以就將方絲離合彈簧向反方向旋松,使其內(nèi)徑變大,從而與離合套20脫離接觸,這就是“離”時(shí)的洗滌狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)彈簧旋松的機(jī)構(gòu)是棘輪棘爪裝置,圖6-36是其工作原理簡(jiǎn)圖
46、。方絲離合彈簧下端的彈簧卡2卡在棘輪3的內(nèi)槽中,通過棘爪5的擺動(dòng)使棘輪3轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)方絲離合彈簧向旋松方向轉(zhuǎn)</p><p> 圖6-35中的8是單向滾針軸承部件,它的內(nèi)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19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18只能向一個(gè)方向自由旋轉(zhuǎn)。單向滾針軸承是滾針軸承產(chǎn)品領(lǐng)域中一種科技含量較高的產(chǎn)品,
47、其結(jié)構(gòu)緊湊,徑向截面小。因?yàn)槠渫馊ぷ髅媸切ㄐ?,所以只允許一個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng),可以起到單向離合器的作用。洗衣機(jī)單向滾針離合器的工作原理如圖6-37所示。它由帶楔形面的外圈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(dāng)脫水軸5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),滾針</p><p> 落入楔形槽的大端中,此時(shí)脫水軸課順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng);而當(dāng)脫水軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),滾針</p><p> 則卡緊在楔形槽的
48、小端處,這時(shí)脫水軸將無法轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p> 在圖6-35中,剎車裝置外罩9、剎車扭簧10、剎車帶15、剎車盤16和十字軸套17等組成了脫水軸18的剎車裝置。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)成一體。剎車裝置外罩9安裝在脫水軸18上,為間隙配合,它對(duì)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,
49、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(gè)方孔中,由排水電磁鐵帶動(dòng)拉桿控制其狀態(tài)。洗滌時(shí),排水電磁鐵斷電,剎車扭簧處于自由旋緊的狀態(tài)。當(dāng)脫水軸18順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),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(shí)針旋轉(zhuǎn)。剎車裝置外罩9在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)過程中,剎車扭簧10將被</p><p> 迅速旋緊,強(qiáng)大的摩擦力使剎車裝置外罩9無
50、法動(dòng)作此時(shí)剎車帶15和剎車盤16將發(fā)生劇烈摩擦,對(duì)脫水軸18產(chǎn)生制動(dòng)作用,防止脫水桶產(chǎn)生跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象。在脫水時(shí),排水閥通電,排水電磁鐵帶動(dòng)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(shí)針旋轉(zhuǎn)過程 </p><p> 中,與旋松的剎車扭簧之間可以自由滑動(dòng),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18一起高速旋轉(zhuǎn),完成脫水功能。</p><p>
51、 ?、?行星減速器結(jié)構(gòu) 減速器的結(jié)構(gòu)如圖6-38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?yàn)榉ㄌm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(gè)止口,從而保證了減速器和脫水軸2安裝時(shí)的同心度。對(duì)行星減速器來說,輸入軸1是動(dòng)力的傳入軸,其花鍵端插入中心輪11的內(nèi)孔中。行星輪4共有4個(gè),與中心輪1
52、1以及內(nèi)齒圈6相嚙合。內(nèi)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(dāng)行星輪繞中心輪公轉(zhuǎn)時(shí),將帶動(dòng)行星架一起旋轉(zhuǎn)。波輪軸9兩端都加工成齒形花鍵,其下端與行星架7聯(lián)接,上端與波輪相聯(lián),從而使波輪以低速旋轉(zhuǎn)洗滌衣物。 </p><p><b> 2)工作原理</b></p><p> ?、倜撍疇顟B(tài) 減速離合器脫水時(shí)的狀態(tài)
53、及裝配關(guān)系如圖6-39所示,脫水狀態(tài)下,排水電磁鐵通電吸合,牽引拉桿移動(dòng)約13mm,使排水閥開啟。拉桿在帶動(dòng)閥門開啟的同時(shí),一方面撥打旋松剎車彈簧,使其松開剎車裝置外罩,這是剎車盤隨脫水軸5一起轉(zhuǎn)動(dòng),剎車不起作用;另一方面又推動(dòng)撥叉旋轉(zhuǎn),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狀態(tài),這是也就抱緊了離合套2.。大帶輪1在脫水時(shí)是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的,由于摩擦力的作用,方絲離合彈簧3將會(huì)越抱越緊。這樣脫水軸5就
54、和離合套2聯(lián)在一起,跟隨大帶輪1一起做高速運(yùn)轉(zhuǎn)。由于此時(shí)脫水軸5做順時(shí)針運(yùn)動(dòng),和單向滾針軸承7的運(yùn)動(dòng)方向一致,因此單向滾針軸承7對(duì)它的運(yùn)動(dòng)無限制。由于脫水軸5通過鎖緊塊與法蘭盤9聯(lián)接,而內(nèi)桶12與行星減速器10均固定在法蘭盤9上,所以脫水軸5帶動(dòng)內(nèi)桶12以及減速器內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速,與輸入軸帶動(dòng)減速器中心輪的轉(zhuǎn)速相同,這樣致使行星輪無法自轉(zhuǎn)而只能公轉(zhuǎn),從而行星架的轉(zhuǎn)速與脫水軸是一樣的,即使波輪與脫水桶以等速旋轉(zhuǎn),保證了脫水桶內(nèi)的衣物不會(huì)發(fā)生拉
55、傷。</p><p> 脫水狀態(tài)傳動(dòng)路線是:電動(dòng)機(jī)小帶輪大帶輪1輸入軸6離合套2方絲離合彈簧3脫水軸5法蘭盤9內(nèi)桶12。由于電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速只經(jīng)帶輪一級(jí)減速,所以內(nèi)桶轉(zhuǎn)速較高,約680~800r/min。</p><p> ?、?洗滌狀態(tài) 如圖6-40所示,洗滌狀態(tài)下排水電磁鐵斷電,排水閥關(guān)閉,拉桿復(fù)</p><p> 位。這時(shí)剎車扭簧16被恢復(fù)到自然旋緊狀態(tài)
56、,扭簧抱緊剎車裝置外罩,剎車裝置8起作用;同時(shí)撥叉回轉(zhuǎn)復(fù)位,棘爪18伸入棘輪4,將棘輪撥過一個(gè)角度,方絲離合彈簧3被旋松,起下端與離合套2脫離,這時(shí)離合套只是隨輸入軸空轉(zhuǎn)。大帶輪1帶動(dòng)輸入軸6轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)行星減速器減速后,帶動(dòng)波輪軸11轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)洗滌功能。輸入軸至波輪軸的傳動(dòng)稱為二級(jí)減速,其工作過程為,輸入軸通過中心輪驅(qū)動(dòng)行星輪,行星輪既繞自己的軸自轉(zhuǎn)又沿內(nèi)齒圈繞輸入軸公轉(zhuǎn)。因?yàn)樾行禽喒潭ㄔ谛行羌苌?,所以行星輪的公轉(zhuǎn)也將帶動(dòng)行星架轉(zhuǎn)動(dòng);行星
57、架以花鍵孔與波輪軸下端的花鍵相聯(lián)接,帶動(dòng)波輪軸和波輪轉(zhuǎn)動(dòng)。行星減速器的減速比i計(jì)算公式為:i=1+內(nèi)齒圈齒數(shù)/中心輪齒數(shù)。</p><p> 洗滌狀態(tài)傳動(dòng)路線是:電動(dòng)機(jī)小帶輪大帶輪1輸入軸6中心輪行星輪行星架波輪軸11波輪。其間,電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速經(jīng)帶輪一級(jí)減速后,又經(jīng)減速比約為4的行星減速器減速,所以轉(zhuǎn)速約為140~200r/min。</p><p> ?、?內(nèi)桶跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象的解決 洗滌
58、時(shí)防止內(nèi)桶出現(xiàn)跟轉(zhuǎn)是設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的問題。洗滌時(shí),波輪將傳動(dòng)力矩傳遞給水和洗滌物,而轉(zhuǎn)動(dòng)的水和洗滌物又將轉(zhuǎn)矩傳遞給內(nèi)桶。因此,內(nèi)桶如果不固定或固定不可靠,就要隨之轉(zhuǎn)動(dòng),這就是跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象。洗滌時(shí),內(nèi)桶跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象將減弱洗滌效果并對(duì)洗衣機(jī)不利,所以要防止內(nèi)桶出現(xiàn)跟轉(zhuǎn)。因?yàn)閮?nèi)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(nèi)桶不跟轉(zhuǎn)。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6-37所示。</p>
59、<p> 三種工況下的零部件工作狀態(tài)</p><p> 當(dāng)波輪逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí),內(nèi)桶有逆時(shí)針方向跟轉(zhuǎn)的傾向,這時(shí)與內(nèi)桶成一體的脫水軸被單向滾針軸承卡住,不能轉(zhuǎn)動(dòng),所以內(nèi)桶也就不能轉(zhuǎn)動(dòng)。但在波輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),單向滾針軸承允許轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與之一致,所以對(duì)脫水桶沒有制動(dòng)作用。</p><p> 當(dāng)波輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),內(nèi)桶有順時(shí)針方向跟轉(zhuǎn)的傾向,這時(shí)自然狀態(tài)的剎車扭簧將被旋緊
60、,緊緊抱住剎車裝置外罩的軸端,相互之間產(chǎn)生足夠的摩擦力使兩者成為一整體。剎車裝置外罩的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)摩擦力將剎車帶拉緊,剎車帶對(duì)剎車盤轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生摩擦阻力,這樣就阻止了內(nèi)桶的跟轉(zhuǎn)。剎車裝置工作原理如圖6-41所示。</p><p> 綜合所述,當(dāng)波輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),依靠單向滾針軸承來防止內(nèi)桶的跟轉(zhuǎn);當(dāng)波輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),依靠剎車裝置來防止內(nèi)桶的跟轉(zhuǎn)。</p><p> 脫水過程中突然打開洗衣機(jī)
61、上蓋,排水電磁鐵失電,方絲離合彈簧恢復(fù)到洗滌狀態(tài),由于脫水是順時(shí)針旋轉(zhuǎn),剎車扭簧將抱緊,剎車裝置起作用,剎車帶將使內(nèi)桶迅速制動(dòng)。</p><p> (2)帶制動(dòng)式減速離合器 帶制動(dòng)式減速離合器和單向軸承式離合器結(jié)構(gòu)和原理大體相同,其結(jié)構(gòu)如圖6-42所示,減速器和制動(dòng)器合二為一,即借用減速器外殼作為剎車盤。帶制動(dòng)式減速離合器是由排水閥電磁鐵來切換高低速狀態(tài)。洗滌時(shí),排水閥電磁鐵斷電,排水閥關(guān)閉,由制動(dòng)桿21通
62、過棘爪撥叉25,使棘爪27卡住棘輪3,棘輪內(nèi)的方絲離合彈簧4松開,帶輪的動(dòng)力無法傳給上半軸15。同時(shí)制動(dòng)帶6剎住制動(dòng)輪16,避免上半軸15因波輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)而跟轉(zhuǎn)。</p><p> 方絲離合彈簧4外部同軸安裝棘輪3,上端處于自由狀態(tài),下端插入棘輪3內(nèi)壁孔中。方絲離合彈簧4內(nèi)部套住方孔離合套29和上半軸28,為柔性接觸,旋緊時(shí)使兩者聯(lián)為一體。</p><p> 脫水時(shí),排水閥電磁鐵得電,排水
63、閥處于排水狀態(tài),電磁鐵帶動(dòng)制動(dòng)桿21移動(dòng)一個(gè)距離,剎車帶6放松,制動(dòng)輪16可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí),棘爪撥叉25隨制動(dòng)桿轉(zhuǎn)過一個(gè)角度,棘爪和棘輪3分開,方絲離合彈簧4旋緊,方孔離合套29和下半軸28兩者聯(lián)動(dòng)。大帶輪2的扭矩由方孔離合套29、方絲離合彈簧4、下半軸28、制動(dòng)輪16傳給上半軸15,為高速脫水提供動(dòng)力。</p><p> 帶制動(dòng)式減速離合器主要有三種工作模式,如表6-14所示。</p><
64、p> 帶制動(dòng)式減速離合器的三種工作情況</p><p> 2.4、 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p> 波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容較多,當(dāng)大多數(shù)零部件可以選用而無需進(jìn)行設(shè)計(jì),一般設(shè)計(jì)內(nèi)容主要有:方案設(shè)計(jì)、電動(dòng)機(jī)選用、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)、行星減速器設(shè)計(jì)等。</p><p><b> 方案設(shè)計(jì)</b></p>
65、<p> 波輪式洗衣機(jī)常用布局為輸入軸布置在內(nèi)桶的中心處,整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)基本上同軸布置,電動(dòng)機(jī)只能偏置一邊,為了保持平衡,可將排水電磁閥和排水管與電動(dòng)機(jī)對(duì)稱布置,必要時(shí)可加平衡塊。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)中給出的內(nèi)桶直徑為400 mm則外桶直徑約為470mm,電動(dòng)機(jī)軸與洗滌輸入軸之間中心距只能為150mm左右,在此范圍內(nèi)選擇合適的一級(jí)降速傳動(dòng)比和采用帶輪傳動(dòng)。</p><p><b> 基本參數(shù)的選
66、擇</b></p><p> 目前洗衣機(jī)的洗衣量、電動(dòng)機(jī)功率、內(nèi)桶直徑等基本參數(shù),大多數(shù)企業(yè)是通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行</p><p> 設(shè)計(jì)選用的。表6-15是目前常用的波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)基本參數(shù)情況,可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。</p><p> 表6-15波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)基本參數(shù)</p><p> 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求最大洗衣量為3.8kg,
67、參照表6-15選用電動(dòng)機(jī)功率為180W,電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)轉(zhuǎn)速為1370r·min。</p><p><b> V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p> 因?yàn)閂帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比較大,結(jié)構(gòu)較緊湊,在同樣的張力下,V帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)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(jí)降速。</p><p> 參照表6-15,初步選
68、定電動(dòng)機(jī)功率P為180W,洗衣轉(zhuǎn)速為180r/min,脫水轉(zhuǎn)速為720r/min,則傳動(dòng)比為:</p><p> 計(jì)算功率 由于載荷變動(dòng)小,因此取工作情況系數(shù)</p><p><b> ==0.18kW</b></p><p> ?。?) 選擇帶型 根據(jù)小帶輪轉(zhuǎn)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(
69、見圖6-43)</p><p> ?。?) 帶輪的基準(zhǔn)直徑 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑,查表6-16和表6-17,選取=55mm,大于V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑的要求50mm。</p><p> V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑</p><p> 大帶輪的基準(zhǔn)直徑為:</p><p> =,按表6-17圓整為=106mm。</p><p
70、><b> 計(jì)算功率/kW</b></p><p><b> 普通V帶選型圖</b></p><p><b> ?。?)驗(yàn)算帶的速度</b></p><p> 普通V帶的最大帶速,故滿足要求。</p><p> V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列</p><
71、p> ?。?)中心距和帶的基準(zhǔn)長度Ld</p><p> 根據(jù)洗衣機(jī)桶體的安裝尺寸,初取α0=140mm,基準(zhǔn)長度: </p><p> 查表6-18選取和538mm 相近的標(biāo)準(zhǔn)帶的長度Ld為560mm,則實(shí)際中心距為:</p><p> 在安裝時(shí),在結(jié)構(gòu)上要保持V不定期有一定的張緊力,安裝中心距會(huì)略有所變化。</p><p>
72、 表6-18 V不定期的基準(zhǔn)長度系列及長度系數(shù)KL</p><p> (6)主動(dòng)輪上的包角α1</p><p> ?。?)帶的根數(shù)z 長度系數(shù)KL、包角系數(shù)Kα、單根V帶基本額定功率P0、單根V帶額定功率增量?P0查表6-18、表6-19、表6-20a和表6-20b,取另KL=0.94、Kα=0.95、P0=0.16Kw、?P0=0.02kW。</p><p
73、> 表6-19 包角系數(shù)</p><p> 單根普通V帶的基本額定頻率 (單位:kW)</p><p> 單根普通V帶額定功率的增量 (單位:kW)</p><p><b> 取z=1。</b></p><p> ?。?) 帶的預(yù)緊力 V帶單位長度的資料q 查表6-21得
74、q=0.06kg/m,單根V帶所需的預(yù)緊力為:</p><p><b> =</b></p><p><b> V帶單位長度的質(zhì)量</b></p><p> ?。?)帶傳動(dòng)作用在軸上的力:</p><p><b> ?。?lt;/b></p><p>&l
75、t;b> 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p> 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可參考有關(guān)的《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》或《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材。</p><p><b> 行星減速器設(shè)計(jì)</b></p><p> 已知洗衣轉(zhuǎn)速為180r/min,脫水轉(zhuǎn)速為720r/min。由于脫水時(shí)行星減速器中心輪與內(nèi)齒圈順時(shí)針等速旋轉(zhuǎn),故中心輪與行星架的傳動(dòng)比為
76、1,波輪與內(nèi)桶順時(shí)針等速旋轉(zhuǎn),因此由洗滌狀態(tài)來進(jìn)行行星減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p> 洗滌狀態(tài)傳動(dòng)比 洗滌輸入軸與波輪的傳動(dòng)比為:</p><p><b> ?。?lt;/b></p><p> ?。?)初選中心輪和內(nèi)齒圈齒數(shù) 洗滌時(shí)中心輪旋轉(zhuǎn),內(nèi)齒圈靜止,中心輪與行星架的傳動(dòng)比按以下公式計(jì)算:</p><p>
77、<b> ?。?lt;/b></p><p> 初選中心輪齒數(shù),由式計(jì)算得內(nèi)齒圈齒數(shù)。</p><p> (3) 計(jì)算行星輪齒數(shù) 由于洗衣機(jī)工作扭矩不大,選擇齒輪模數(shù)為1mm,如選4個(gè)行星輪對(duì)此布置,則可計(jì)算出行星齒輪齒數(shù)為:</p><p> 最終確定中心輪齒數(shù)為19,內(nèi)齒圈齒數(shù)為57,行星齒輪齒數(shù)為19,實(shí)際傳動(dòng)比為4,洗衣轉(zhuǎn)速為180
78、r/min。</p><p><b> 棘爪與棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p> 由于外桶尺寸已定(因內(nèi)桶直徑已知),在方案設(shè)計(jì)時(shí)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(jù)選定的排水電磁閥的行程和初定的棘輪頂圓直徑來設(shè)計(jì)棘爪機(jī)構(gòu)。要求在洗滌時(shí),棘爪要伸入棘輪棘齒高度的三分之二,脫水時(shí)棘爪脫離棘輪1.5mm以上。棘爪與棘輪
79、機(jī)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)可參考相關(guān)書籍。</p><p><b> 總結(jié)</b></p><p> 時(shí)間過得真快,兩周的時(shí)間一轉(zhuǎn)眼就要過去了。本次的課設(shè)不但拓寬了我的視野而且對(duì)知識(shí)面。非常感謝老師教導(dǎo)。給了我們很多的幫助和鼓勵(lì)。在剛收到課設(shè)題目的時(shí)候還不知道該如何下手,后來在老師和同學(xué)的幫助下自己的設(shè)計(jì)思路也漸漸的明朗了。在確定了設(shè)計(jì)思路后同學(xué)們分工合作,又問題的時(shí)候大家一
80、起協(xié)商解決。解決不了的就查資料,請(qǐng)老師指導(dǎo),在學(xué)習(xí)的同時(shí)又收獲了很多的快樂。</p><p> 對(duì)于課程設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)經(jīng)歷了很多次了,同學(xué)們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力是很重要的。在老師的</p><p> 建議下同學(xué)們根據(jù)自己自身的興趣和專長自行分組。然后由各組的同學(xué)自己分工協(xié)同進(jìn)行。這樣不但減輕了工作量提高效率更重要的是在出現(xiàn)問題的時(shí)候大家坐在一起集思廣義,不但可以增長自己的知識(shí)。也會(huì)有很多創(chuàng)新的思
81、想融入進(jìn)來。這樣就更加完善了課程設(shè)計(jì)思路。給課程設(shè)計(jì)又添了點(diǎn)睛的一筆。</p><p> 說實(shí)話,課程設(shè)計(jì)真的有點(diǎn)累,雖然都一分工。漫漫回味這2周的心路歷程,一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消.雖然這是我剛學(xué)會(huì)走完的第一步,也是人生的一點(diǎn)小小的勝利,然而它令我感到自己成熟的許多,另我有了一中”春眠不知曉”的感悟。 通過課程設(shè)計(jì),使我深深體會(huì)到,干任何事都必須耐心,細(xì)致.課程設(shè)計(jì)過程中,許多計(jì)算有時(shí)不免令我感到有些
82、心煩意亂:有幾次因?yàn)椴恍⌒奈矣?jì)算出錯(cuò),只能毫不情意地重來,我想我應(yīng)該想那些成功人士一樣端正態(tài)度,認(rèn)真對(duì)待的良好習(xí)慣.這次課程設(shè)計(jì)使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練. 短短二周是課程設(shè)計(jì),使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識(shí)是真正如此的缺乏,自己綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)能力是如此的不足,幾年來的學(xué)習(xí)了那么多的課程,今天才知道自己并不會(huì)用.想到這里,我真的心急了,我以后一定要不斷的激勵(lì)自己認(rèn)真努力學(xué)更多的知識(shí)。</p><p&g
83、t; 最后,我要感謝我的老師們,是您嚴(yán)厲批評(píng)喚醒了我,是您的敬業(yè)精神感動(dòng)了我,是您的教誨啟發(fā)了我,是您的期望鼓勵(lì)了我,我感謝老師您今天又為我增添了一幅堅(jiān)硬的翅膀.今天我為你們而驕傲,明天你們?yōu)槲叶院馈?lt;/p><p> 馬上也要走出校園步入工作崗位了,要珍惜現(xiàn)在的時(shí)光。給以后留下些美好的回憶。不要給自己埋下悔恨的種子。希望等到以后有機(jī)會(huì)談到這段時(shí)光的時(shí)候自己可以拍著胸脯說,那段日子我無怨無悔。</p&
84、gt;<p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> 尹志強(qiáng),機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 .機(jī)械工業(yè)出版社,2007</p><p> 王冠熙,全自動(dòng)洗衣機(jī)原理與維修[M].電子工業(yè)出版社,2003</p><p> 伍寸宏.淺談PLC在全自動(dòng)洗衣機(jī)中的運(yùn)用[J].設(shè)計(jì)與開發(fā),2000</p><p
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