全自動(dòng)洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)解讀

1、 全自動(dòng)洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：洗衣機(jī)是一種普遍的家用電器。它不但可以減輕人的家務(wù)勞動(dòng)，而且較手工洗滌衣物省時(shí)、省水、省洗滌劑，故洗衣機(jī)已成為市場(chǎng)上的暢銷品。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，我國(guó)洗衣機(jī)工業(yè)迅速發(fā)展，洗衣機(jī)年銷售量8000萬(wàn)臺(tái)以上?，F(xiàn)在我國(guó)市場(chǎng)上，全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)占據(jù)較大的市場(chǎng)份額，所以有必要對(duì)全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)功能改進(jìn)完善，使其在適用性、可靠性、環(huán)保性、節(jié)能性和智能性等方面不斷提高，以更好地滿足我國(guó)市場(chǎng)需求。本文對(duì)全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)的研究要點(diǎn)如下：（1）介紹了洗衣機(jī)的洗滌原理、分類情況，闡述了國(guó)內(nèi)外全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)的研究現(xiàn)狀和全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)今后的

2、發(fā)展趨勢(shì)及本文所研究其傳動(dòng)系統(tǒng)的目的、意義。（2）對(duì)全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)的四種傳動(dòng)系統(tǒng)方案作了對(duì)比分析，選擇了其中一種傳動(dòng)方案作本文的設(shè)計(jì)。（3）闡述了全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成和基本原理，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)主要組成部分如電動(dòng)機(jī)、v帶、行星齒輪減速器等進(jìn)行了詳細(xì)的參數(shù)選擇和計(jì)算。（4）設(shè)計(jì)了洗衣機(jī)離合器及行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)，并對(duì)主要零部件進(jìn)行了校核。關(guān)鍵詞： 波輪式洗衣機(jī) 傳動(dòng) 減速器 離合器 設(shè)計(jì) Design the thansmission system of automatic washing machineAbstract：Washing machine is a kind of co

3、mmon household electrical appliances. It not only can reduce the housework of persons,but also it istime-saving,water-saving, provincial detergent than manual washing, So washing machine has become the best in the market . With the further development of the national economy and people's living

4、standard enhances unceasingly , our washing machine industry has been developing rapidly . Annual sales of washing machine is more than 80 million . Now in the market of our country, full-automatic washing machine occupy larger market share,soitis necessary to research the strcture and the function

5、onwashingmachines,let it better meet the market deman on applicability ,reliability, environmental protection, energy conservation and intelligent . The research point of Automatic washing machine as follows:(1) Introduce the principle, classification of washing machine , Elaborate domestic and fore

6、ign research status of automatic washing machine and its development tendency in the future and the purpose, significance for the research of its transmission system.(2) Analysis four kind of transmission system of automatic washing machine,and select one.(3) Expound the structure components and bas

7、ic principle of automatic washing machine drive system ,select and calculate detailly the main component part of transmission system such as electric motors, v belt, planetary gear reducer. (4) Design the structure of washing machine clutch and planetary gear reducer.And check the main parts.Keyword

8、s: impeller type washing machine; thansmission; reducer; clutch; design目 錄1 緒 論11.1引言11.2全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的和意義11.3全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)的發(fā)展背景和發(fā)展前景11.3.1全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)的發(fā)展背景11.3.2全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)的發(fā)展前景31.4本文所研究的內(nèi)容42 傳動(dòng)方案的擬定52.1 傳動(dòng)方案一52.2傳動(dòng)方案二62.3傳動(dòng)方案三72.4 傳動(dòng)方案四82.5 傳動(dòng)方案選擇93 全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)原理103.1基本結(jié)構(gòu)103.2系統(tǒng)組成及其工作原理103.2.1傳動(dòng)系統(tǒng)組成1

9、03.2.2 減速離合器結(jié)構(gòu)和工作原理113.2.3傳動(dòng)系統(tǒng)兩種工作狀態(tài)134 傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算164.1傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖164.2電動(dòng)機(jī)的選擇164.3 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算174.4行星減速器設(shè)計(jì)計(jì)算204.4.1洗滌狀態(tài)傳動(dòng)比204.4.2 計(jì)算模數(shù)204.4.3 行星齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算224.4.4行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算244.4.5 齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度的校核計(jì)算254.4.6行星輪系輸入輸出軸的設(shè)計(jì)285 結(jié)論33參考文獻(xiàn)34致 謝351 緒 論1.1引言衣機(jī)的分類(一)按結(jié)構(gòu)型式分類 主要有單桶洗衣機(jī)和雙桶洗衣機(jī)。(二)按結(jié)構(gòu)原理分類 常見(jiàn)的洗衣機(jī)有滾筒式、攪拌式、波輪式等三種

10、。(三)按洗滌功能分類   一般分為普及型、半自動(dòng)型、全自動(dòng)型等三種。洗衣機(jī)雖有如此之多的分類，然而由于波輪式洗衣機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、成本低、洗滌時(shí)間短、洗凈率高、耗電少、占地小，搬動(dòng)靈活、使用方便等特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)該類洗衣機(jī)。本文以全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)作為研究要點(diǎn)。1.2全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的和意義目前中國(guó)洗衣機(jī)市場(chǎng)正進(jìn)入更新?lián)Q代期，市場(chǎng)潛力巨大，人們對(duì)于洗衣機(jī)的要求也越來(lái)越高，目前的洗衣機(jī)主要有強(qiáng)弱洗滌功能、進(jìn)排水系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能、暫停等七大功能，在許多方面還不能達(dá)到人們的需求。這就要求設(shè)計(jì)者們有更高的專業(yè)和技術(shù)水平，能夠提出更多好的建議和新的課

11、題，將人們的需要變成現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)出更節(jié)能、功能更全面、更人性化的全自動(dòng)洗衣機(jī)。目前的洗衣機(jī)都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全方面的兼容，大多洗衣的廠家都注重各自品牌的洗衣機(jī)的特長(zhǎng)，突出一兩個(gè)與別的洗衣機(jī)不同的個(gè)性化的功能，或者采用清潔能源、減少噪音和消耗，以此來(lái)吸引消費(fèi)者。中國(guó)對(duì)于洗衣機(jī)的研究步伐還跟不上美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)自60年代初開(kāi)始生產(chǎn)洗衣機(jī)，到60年代末波輪式洗衣機(jī)逐趨完善，80年代則迅猛增長(zhǎng)，現(xiàn)在我國(guó)洗衣機(jī)已大量普及，年銷售量8000萬(wàn)臺(tái)以上。在我國(guó)現(xiàn)階段，經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平不是很高，不適合大量開(kāi)發(fā)新型新能源洗衣機(jī)。而對(duì)于波輪式洗衣機(jī)，中國(guó)普及面最廣，隨著國(guó)民收入的持續(xù)增長(zhǎng)和政府家電下鄉(xiāng)等優(yōu)惠政策的提出，

12、波輪式洗衣機(jī)更是進(jìn)入了千家萬(wàn)戶，可以說(shuō)全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)在家用電器中占據(jù)了相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)份額，所以有必要對(duì)全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)功能改進(jìn)完善，使其在適用性、可靠性、環(huán)保性、節(jié)能性和智能性等方面不斷提高，以更好地滿足我國(guó)市場(chǎng)需求。1.3全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)的發(fā)展背景和發(fā)展前景1.3.1全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)的發(fā)展背景最早的波輪洗衣機(jī)是英國(guó)胡佛公司研制的噴流式洗衣機(jī)，它利用旋轉(zhuǎn)水流洗滌衣物，波輪裝在立式洗滌桶的側(cè)壁，波輪約以500600轉(zhuǎn)/分的速度旋轉(zhuǎn)。產(chǎn)生急速轉(zhuǎn)動(dòng)的水流向?qū)γ鎳娚淞鲃?dòng)，通過(guò)水流的沖擊和洗滌劑的作用，達(dá)到洗滌目的。日本三洋公司從英國(guó)引進(jìn)噴流式洗衣機(jī)， 將其改進(jìn)， 增加了反轉(zhuǎn)水流以減少衣物的

13、纏繞， 同時(shí)將波輪移到了桶底， 避免了向外濺水，研制成功波輪立桶式洗衣機(jī)。 1956 年發(fā)明了全自動(dòng)波輪洗衣機(jī)，四年后出現(xiàn)了雙桶波輪式洗衣機(jī)。我國(guó)第一臺(tái)洗衣機(jī)于1957年在沈陽(yáng)試制成功，六十年代上海曾小批量生產(chǎn)，但我國(guó)洗衣機(jī)制造業(yè)的興起是在1978年后， 早期以生產(chǎn)單桶小波輪洗衣機(jī)為主。它用的是噴漆冷軋鋼板外殼，洗滌桶用鋁板拉伸或用搪瓷桶，電動(dòng)機(jī)吊掛在洗滌桶上。這種洗衣機(jī)容量小，波輪小，直徑約為150mm，波輪放在偏離中心的位置，并稍有傾斜，它的轉(zhuǎn)速一般為400轉(zhuǎn)/分。由于波輪的轉(zhuǎn)速快，水流急劇，沖擊力強(qiáng)，洗滌桶的衣物在水流的作用下，翻滾動(dòng)作很快，不斷的被水沖刷，并與桶的四壁發(fā)生猛烈沖撞與摩擦

14、，因此它的洗凈率很高。但衣物與洗滌桶四壁的急速摩擦衣物的磨損加劇，磨損率也高。80年代開(kāi)始，國(guó)內(nèi)許多廠家開(kāi)始引進(jìn)日本的雙桶洗衣機(jī)和套桶洗衣機(jī)。為提高衣物的洗凈率，減少纏繞，選擇波輪的直徑較以前大,因此對(duì)水的推動(dòng)力也大，但水對(duì)它的阻力也大。大波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)速度較小波輪的相應(yīng)的要慢，一般為150一300轉(zhuǎn)/分，工作時(shí)間也大大減少，合理控制它的轉(zhuǎn)停比，可減小衣物的纏繞。波輪頻繁的正反轉(zhuǎn)，使得洗滌桶內(nèi)的水流也頻繁的換向，衣物被迫不斷地改變運(yùn)動(dòng)方向。正是這個(gè)原因以及衣物的運(yùn)動(dòng)總是滯后于水流的運(yùn)動(dòng)，使衣物不斷的被推來(lái)推去，與變換的水流發(fā)生更多的沖撞和摩擦，而衣物與桶的摩擦和沖撞卻減小了。這種洗滌方式更接近于手

15、搓，減小了衣物的磨損。通過(guò)琴鍵開(kāi)關(guān)和定時(shí)器設(shè)置波輪不同的正反轉(zhuǎn)時(shí)間，對(duì)不同衣物進(jìn)行洗滌。由于波輪轉(zhuǎn)速低，水流較弱，洗凈率較小波輪的要低?，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)最常用的波輪洗衣機(jī)已改為改進(jìn)的蛛形波輪、塔形大波輪以及轉(zhuǎn)桶式大波輪。碟形波輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)洗滌桶內(nèi)的水受到離心力的推動(dòng)作用，向四壁沖去，水流是以傾斜向上的角度向桶邊沖去，桶中心的壓力較低,桶壁的衣物受到擠壓而桶中心的衣物則可充分舒展。波輪頻繁的正反轉(zhuǎn)，衣物就可不斷的被擠壓和舒展，以此達(dá)到洗凈衣物的目的。1998年日本松下推出了“離心力洗衣機(jī)”，即桶轉(zhuǎn)，波輪不轉(zhuǎn)，使得水流在高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用下穿透衣物的纖維質(zhì)，磨損率小，目前已開(kāi)始批量出現(xiàn)在市場(chǎng)上。隨著人們的

16、衛(wèi)生意識(shí)逐步提高,健康型洗衣機(jī)開(kāi)始出現(xiàn)，有的在連體桶和波輪內(nèi)加人特殊陶瓷粉末，抑制祥菌的產(chǎn)生有的加一個(gè)臭氧發(fā)生器，通過(guò)高壓放電將空氣中的變成。并隨空氣一起打進(jìn)洗滌桶中進(jìn)行消毒。以往洗衣機(jī)外殼的噴漆、噴粉處理對(duì)人體有害且污染環(huán)境，日本在八十年代開(kāi)始采用鋁合金箱體和無(wú)污染的噴塑箱體，九十年代中期小天鵝、海爾的部分套桶洗衣機(jī)也用鋁合金箱體，如今有的廠家已開(kāi)始應(yīng)用噴塑箱體。外觀采用先進(jìn)的絲網(wǎng)印刷工藝，不脫落?？刂泼姘逵梢郧袄饨欠置鞯拇笮倍茸?yōu)檩^柔和的小斜面，機(jī)體內(nèi)部加強(qiáng)了防水漏水保護(hù)，隨著大容量的洗衣機(jī)的需求量增大，雙桶洗衣機(jī)最大容量已出現(xiàn)了9公斤洗滌容量，套桶洗衣機(jī)最大容量達(dá)8公斤，但仍以5公斤容量

17、的洗衣機(jī)銷路最好。1.3.2全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)的發(fā)展前景全自動(dòng)洗衣機(jī)的發(fā)展首先表現(xiàn)在洗滌方式發(fā)生巨大變化。原先大多側(cè)重于水流的改變、動(dòng)力的加大?，F(xiàn)在，超音波、電解水、臭氧和蒸汽洗滌的運(yùn)用，使洗衣機(jī)的去污能力從單純依靠洗衣粉、洗滌劑的化學(xué)作用和強(qiáng)弱變化的水流機(jī)械作用，向更高層次的健康、環(huán)保洗滌方式轉(zhuǎn)變，特別是電解水、超音波技術(shù)在洗衣機(jī)行業(yè)的運(yùn)用幾乎改變了洗衣機(jī)的歷史一洗衣不用或少用洗衣粉、洗滌劑，減少化學(xué)品對(duì)皮膚的損害和對(duì)環(huán)境的污染。電解水、臭氧、蒸汽的殺菌除味及消毒功能倍受青睞引發(fā)了洗衣機(jī)消費(fèi)健康潮?，F(xiàn)在的洗衣機(jī)真的是多種多樣，在大城市，雙缸洗衣機(jī)購(gòu)買的人已經(jīng)是越來(lái)越少了，滾筒洗衣機(jī)和波輪洗衣

18、機(jī)將成為市場(chǎng)的主流，使用洗衣機(jī)就是圖個(gè)方便省力，現(xiàn)在的全自動(dòng)洗衣機(jī)都符合人們的要求。那么洗衣機(jī)還會(huì)怎樣進(jìn)步或發(fā)展呢？歸納起來(lái)，有如下幾個(gè)趨勢(shì)。高度自動(dòng)化：現(xiàn)在洗衣機(jī)越來(lái)越高度自動(dòng)化，只要衣服放入洗衣機(jī)，簡(jiǎn)單的按兩個(gè)鍵，就會(huì)自動(dòng)注水，一些先進(jìn)的電腦控制洗衣機(jī)，還能自動(dòng)的感覺(jué)衣物的重量，自動(dòng)的添加適合的水量和洗滌劑，自動(dòng)的設(shè)置洗滌的時(shí)間和洗滌的力度，洗滌完以后自動(dòng)的漂洗甩干，更有些滾筒洗衣機(jī)還會(huì)將衣物烘干，整個(gè)洗衣的過(guò)程完成以后還會(huì)用動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè)聲提醒用戶，用戶可以在洗衣的過(guò)程做其它的事，節(jié)省了不少的時(shí)間?？傊?，每一項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步部極大地推動(dòng)了洗衣過(guò)程自動(dòng)化程度的提高。 健康化：現(xiàn)代人對(duì)健康格外的重視

19、，對(duì)洗衣機(jī)也提出了更高的要求，有的洗衣機(jī)廠家采用納米內(nèi)桶，減少污垢附著，有的洗衣機(jī)設(shè)置有改進(jìn)型漂洗程序，徹底漂凈衣物上殘留的洗滌劑，防止對(duì)人體的侵害。還有一些洗衣機(jī)采用臭氧進(jìn)行殺菌，達(dá)到徹底滅菌的目的。節(jié)能：節(jié)能也是用戶選擇洗衣機(jī)時(shí)考慮的問(wèn)題，有些洗衣機(jī)具有洗滌劑循環(huán)利用系統(tǒng)，可以將在外桶到排水泵之間濃度較高的洗滌劑通過(guò)循環(huán)水流帶回外桶內(nèi)，循環(huán)使用可以節(jié)約20%的洗滌劑。有的洗衣機(jī)采用專利的無(wú)孔內(nèi)桶省水，普通的波輪洗衣機(jī)在注水的時(shí)候，內(nèi)桶與外桶之間也有大量的水，洗滌的時(shí)候內(nèi)桶外的水就浪費(fèi)了，而無(wú)孔內(nèi)桶只有內(nèi)桶有水，這樣可以充分的利用洗衣機(jī)內(nèi)的水，注水的時(shí)候比其它洗衣機(jī)少使用40%的水量，同時(shí)也

20、可以節(jié)省洗滌劑和省電。大容量和微型化：現(xiàn)代人居家總希望有寬敞的空間，因此各廠家都推出了超小型或超薄型的 洗衣機(jī)，比較有代表性的有小鴨的迷你滾筒洗衣機(jī)，海爾的小小神童波輪洗衣機(jī)，惠爾浦的維納斯系列上開(kāi)門立式滾筒洗衣機(jī)，西門子的40厘米超薄滾筒洗衣機(jī)滿足了人們對(duì)占地空間的要求。品種多樣化： 從洗滌形式上分波輪式、滾筒式洗衣機(jī)，從洗滌容量上自2公斤到7公斤有很多等級(jí)，高中低檔洗衣機(jī)在功能上，還有很多不同，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?，F(xiàn)在已經(jīng)有廠家開(kāi)發(fā)出了不需要使用洗滌劑的洗衣機(jī)，還有的廠家開(kāi)發(fā)出了更迷你的旅行洗衣機(jī)，小到可以在出外旅行的時(shí)候隨身攜帶，為了更方便的操作有的廠家還開(kāi)發(fā)

21、出了可以遠(yuǎn)程控制的洗衣機(jī)，這么樣？是不是看的眼花繚亂，將來(lái)的洗衣機(jī)會(huì)朝著使用更方便、更加節(jié)能、更加個(gè)性化的方向發(fā)展。1.4本文所研究的內(nèi)容（1）介紹了洗衣機(jī)的洗滌原理、分類情況，闡述了國(guó)內(nèi)外全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)的研究現(xiàn)狀和全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)今后的發(fā)展趨勢(shì)及本文所研究其傳動(dòng)系統(tǒng)的目的、意義。（2）對(duì)全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)的四種傳動(dòng)系統(tǒng)方案作了對(duì)比分析，選擇了其中一種傳動(dòng)方案作本文的設(shè)計(jì)。（3）闡述了全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成和基本原理，對(duì)重點(diǎn)機(jī)構(gòu)減速離合器和行星齒輪減速器作了重點(diǎn)地原理介紹和示意圖說(shuō)明。同時(shí)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)離合器改變的兩種工作狀態(tài)作了具體傳動(dòng)路線和相關(guān)零部件狀態(tài)的闡述說(shuō)明。（4）

22、確定了傳動(dòng)相關(guān)參數(shù)，同時(shí)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)主要組成部分如電動(dòng)機(jī)、v帶、行星齒輪減速器等進(jìn)行了詳細(xì)的參數(shù)選擇和計(jì)算。2 傳動(dòng)方案的擬定2.1 傳動(dòng)方案一 按照波輪洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)與負(fù)載的連接方式可分為間接驅(qū)動(dòng)和直接驅(qū)動(dòng)兩大類型。方案一為間接驅(qū)動(dòng)，如下圖2-1所示 ，通過(guò)普通電機(jī)，一般為單相異步交流電機(jī)通過(guò)一級(jí)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)離合器工作，以實(shí)現(xiàn)洗衣和脫水。其基本工作原理為:(1) 洗衣程序時(shí)，電機(jī)通過(guò)皮帶帶動(dòng)離合器皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使離合器內(nèi)軸（波輪軸）作減速旋轉(zhuǎn)，此時(shí)外軸（脫水軸）處于制動(dòng)狀態(tài)，離合器離合彈簧處于“分”的狀態(tài)。(2) 脫水程序時(shí)，牽引器先開(kāi)始工作，拉開(kāi)離合器手柄，使離合彈簧處于“合”的狀態(tài)。然后電機(jī)

23、帶動(dòng)離合器皮帶輪旋轉(zhuǎn)，使離合器外軸與與離合器皮帶輪作等速旋轉(zhuǎn)波輪內(nèi)桶 皮帶減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)械抱閘減速離合器 圖 2-1 方案一傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 圖2-2 方案一結(jié)構(gòu)圖其優(yōu)缺點(diǎn)為：(1) 優(yōu)點(diǎn) 制造成本和制造精度相對(duì)較低，價(jià)格便宜，國(guó)內(nèi)這種類型的洗衣機(jī)普及面廣，制造工藝成熟，零部件易更換維修。(2) 缺點(diǎn) 洗衣機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作效率低、轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定、啟動(dòng)電流大、故障率比較高、控制精度低；在結(jié)構(gòu)設(shè)置上，洗衣機(jī)的電機(jī)軸與滾筒的幾何中心軸不可能同軸（需要皮帶減速），處于偏置狀態(tài)，而正是這種“偏置”，造成了洗衣機(jī)在工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)，難以平衡的問(wèn)題。所以，迫使我們不得不增加平衡塊，以抑制整個(gè)機(jī)體工作時(shí)的振動(dòng)和

24、噪音；電機(jī)的固有結(jié)構(gòu)及特性決定了這種電機(jī)的單位體積功率偏小、起動(dòng)力矩偏弱、過(guò)載能力不足等。2.2傳動(dòng)方案二傳動(dòng)方案二也屬于間接驅(qū)動(dòng)方式，其傳動(dòng)的原理為：通過(guò)電動(dòng)機(jī)的有極變速，取消了負(fù)責(zé)的離合器結(jié)構(gòu)，只用一級(jí)皮帶作為減速兼?zhèn)鲃?dòng)，它在洗滌、脫水時(shí)的不同轉(zhuǎn)速是由電機(jī)的不同極對(duì)數(shù)繞組來(lái)完成的，繞組多采用2極/16極，或2極/12極,這樣可以使洗滌轉(zhuǎn)速大約在100一200r/min，左右,脫水轉(zhuǎn)速大約在600800r/min。當(dāng)人們想進(jìn)一步提高脫水轉(zhuǎn)速時(shí),也大多選用改變電機(jī)的轉(zhuǎn)差率來(lái)改變電機(jī)繞組電壓,達(dá)到脫水轉(zhuǎn)速可調(diào)的目的。雙速電機(jī)一級(jí)皮帶減速波輪內(nèi)桶 圖2-3 方案二傳動(dòng)簡(jiǎn)圖雙速電機(jī)的原理同單速電機(jī)相

25、同，不同的是此類電機(jī)的定子上有兩套極數(shù)不同的繞組用來(lái)產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速，按照繞組結(jié)構(gòu)的不同又可以分為分離繞組和共享繞組兩類。分離繞組雙速電機(jī)的定子上有兩套完全獨(dú)立的不同極數(shù)的繞組，如2極/6極、2極/16極、4極/6極等。由感應(yīng)電機(jī)的特點(diǎn)可知，轉(zhuǎn)子鼠籠會(huì)自動(dòng)形成與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相同的極數(shù)，因此通過(guò)給不同極數(shù)的定子繞組供電便可得到不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速，用來(lái)適應(yīng)不同的需求，如2極或4極用來(lái)脫水，6極或16極用來(lái)洗滌等。此類電機(jī)的性能特點(diǎn)同單速電機(jī)相比，因?yàn)槠涠ㄗ由闲枰獌商桌@組，所以體積比單速電機(jī)大，成本也高。共享繞組雙速電機(jī)是對(duì)分離繞組雙速電機(jī)的進(jìn)一步改進(jìn)，其特點(diǎn)是通過(guò)改變連接方式可以使同一定子繞組為兩種不同

26、的極數(shù)所共用。例如對(duì)已經(jīng)大批量生產(chǎn)的4極/6極雙速電機(jī)，其定子繞組既可以用作4極，通過(guò)改變連接又可以用作6極，而且4極與6極都可分別用于洗滌和脫水。因?yàn)榇祟愲姍C(jī)的定子繞組是兩種極數(shù)共享的，所以它的體積要比普通的分離繞組雙速電機(jī)小得多。其優(yōu)缺點(diǎn)為：(1) 優(yōu)點(diǎn) 取了復(fù)雜的離合器結(jié)構(gòu)和二級(jí)減速裝置，整個(gè)傳動(dòng)裝置得以簡(jiǎn)化。(2) 缺點(diǎn) 對(duì)電機(jī)要求較高，電機(jī)的制造成本高，電機(jī)存在調(diào)速范圍小、穩(wěn)定性差等不足。且電機(jī)繞組極對(duì)數(shù)增加越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，成本越高。通過(guò)一級(jí)皮帶作減速傳動(dòng)，脫水時(shí)由于皮帶傳動(dòng)后脫水轉(zhuǎn)速減小，使得衣物脫水不很理想。2.3傳動(dòng)方案三 方案三采用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，這是一種洗衣機(jī)專用電機(jī)，其結(jié)

27、構(gòu)如圖2-4所示，這里介紹的洗衣機(jī)專用電機(jī)除了起到電機(jī)的作用，還起到離合器的作用。其結(jié)構(gòu)組成為：主要由內(nèi)軸、外軸、單向軸承、電磁制動(dòng)裝置（制動(dòng)裝置有多種形式，這里只是設(shè)定其中一種）、減速器、脫水電機(jī)、洗衣電機(jī)等部分組成。洗衣機(jī)專用電機(jī)的工作原理是： (1) 洗衣程序時(shí)，洗衣電機(jī)通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)減速器使內(nèi)軸減速旋轉(zhuǎn)，此時(shí)電磁制動(dòng)裝置處于制動(dòng)狀態(tài)。(2) 脫水程序時(shí),洗衣電機(jī)不通電，脫水電機(jī)通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，使外軸與轉(zhuǎn)子等速旋轉(zhuǎn)，此時(shí)電磁制動(dòng)裝置處于不制動(dòng)狀態(tài)。(3) 當(dāng)洗衣機(jī)處于脫水狀態(tài)時(shí)，如人為打開(kāi)機(jī)蓋，則通過(guò)連動(dòng)開(kāi)關(guān)使電機(jī)斷電，同時(shí)使電磁制動(dòng)裝置處于制動(dòng)狀態(tài)，使脫水桶停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到有關(guān)

28、安全標(biāo)準(zhǔn)要求。波輪內(nèi)桶 電磁離合器 減速器 電動(dòng)機(jī) 圖2-4 方案三傳動(dòng)簡(jiǎn)圖和結(jié)構(gòu)圖其優(yōu)缺點(diǎn)為：（1）優(yōu)點(diǎn) 重量集中在中心因而不需要裝置平衡塊，內(nèi)外軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換直接由電機(jī)實(shí)現(xiàn)，不需要拉動(dòng)離合器手柄的牽引器，因?yàn)闆](méi)有皮帶對(duì)軸拉緊的張力，可以將洗衣機(jī)專用電機(jī)直接安裝在外桶上，不需要安裝底板。減少摩擦，降低噪聲及延長(zhǎng)使用期，使洗衣機(jī)裝配程序大大簡(jiǎn)化，使洗衣機(jī)容易維修。（2）缺點(diǎn) 對(duì)制造要求相對(duì)較高，制造成本也相對(duì)較高，國(guó)內(nèi)對(duì)這種機(jī)型的制造較少，普及面不高。2.4 傳動(dòng)方案四以直接驅(qū)動(dòng)方式的波輪洗衣機(jī)基本傳動(dòng)原理如圖2-5所示，這種驅(qū)動(dòng)方式把洗衣機(jī)原有的二級(jí)減速傳動(dòng)變?yōu)橐患?jí)減速傳動(dòng)或無(wú)級(jí)調(diào)速直接驅(qū)動(dòng)，采

29、用變頻控制器，可以感知洗衣機(jī)的負(fù)載和水位等狀況從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而可以在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)洗衣機(jī)的洗滌和脫水轉(zhuǎn)速，電磁離合器控制穩(wěn)定，不易磨損和摩擦，是新一代的波輪洗衣機(jī)傳動(dòng)方式。其優(yōu)缺點(diǎn)為：（1）優(yōu)點(diǎn) 提高了整個(gè)裝置的效率，取消了皮帶和減速器，采用電磁離合器，去除因皮帶顫動(dòng)、打滑產(chǎn)生的振動(dòng)及噪聲，降低了維修費(fèi)用，提高了使用壽命。洗滌衣物的速度可調(diào)，可根據(jù)衣物性質(zhì)和多少自動(dòng)調(diào)節(jié)洗滌速度。（2）缺點(diǎn) 但是直接驅(qū)動(dòng)提出了更高的要求，不僅要求驅(qū)動(dòng)電機(jī)有較寬的運(yùn)行范圍，而且要求電機(jī)具良好的重復(fù)性，這對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)控制能力提出了很高的要求。波輪內(nèi)桶 電磁離合器 永磁同步電機(jī) 變頻控制 圖2-5 方案四傳

30、動(dòng)簡(jiǎn)圖2.5 傳動(dòng)方案選擇本論文對(duì)比了各方案，考慮到傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造難度、制造成本、通用性、互換性、工藝性、維修便捷性，文選用方案（一）的傳動(dòng)系統(tǒng)。下面將對(duì)方案（一）的傳動(dòng)系統(tǒng)具體組成結(jié)構(gòu)和原理作詳細(xì)分析。 3 全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)原理3.1基本結(jié)構(gòu)箱體部分由控制盤、上蓋、外殼、底座、底腳、吊掛裝置等組成。桶體部分采用套桶結(jié)構(gòu)，主要由內(nèi)桶、外桶、波輪等組成，全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗滌、漂洗、脫水都在內(nèi)桶進(jìn)行，外桶用來(lái)盛放洗滌液和收集脫水時(shí)甩出的水。傳動(dòng)部分包括電機(jī)、減速離合器、三角皮帶等，用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械力的產(chǎn)生和傳遞，驅(qū)動(dòng)洗滌和脫水等運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。這也是本設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)討論的部分。程序控制部分

31、主要由電腦程控器、水位傳感器/水位開(kāi)關(guān)、安全開(kāi)關(guān)等組成，它用來(lái)控制洗衣機(jī)按照用戶設(shè)定的程序工作。進(jìn)排水系統(tǒng)由進(jìn)/排水閥、水位傳感器/水位開(kāi)關(guān)、進(jìn)/排水管等組成，它用來(lái)實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的自動(dòng)進(jìn)水及控制進(jìn)水量的多少及將漂洗脫水時(shí)甩出的水排出。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-1 圖 3-1 波輪式洗衣機(jī)整體結(jié)構(gòu)外觀圖3.2傳動(dòng)系統(tǒng)組成及其工作原理3.2.1傳動(dòng)系統(tǒng)組成傳動(dòng)系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、v帶、減速離合器等組成。全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)使用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)完成洗滌和脫水功能。洗滌時(shí)，波輪轉(zhuǎn)速較低（150-300r/min）；而脫水時(shí)，脫水桶轉(zhuǎn)速較高（700800r/min）。因此，要對(duì)電動(dòng)機(jī)1370r/min的輸出轉(zhuǎn)速作減速處理

32、，以適應(yīng)兩項(xiàng)工作的不同要求。這主要由洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)完成。為使洗衣機(jī)具有良好的機(jī)械傳動(dòng)性能并具有較大的傳動(dòng)比，使用帶傳動(dòng)作為第一級(jí)減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)考慮到洗衣機(jī)的整體結(jié)構(gòu)緊湊性與傳動(dòng)的可靠性，采用行星減速機(jī)構(gòu)作為第二級(jí)減速裝置。洗衣機(jī)的洗滌與脫水狀態(tài)的切換通過(guò)離合器實(shí)現(xiàn)。傳動(dòng)系統(tǒng)工作示意圖如圖3所示： 圖3-2 全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖3.2.2 減速離合器結(jié)構(gòu)和工作原理全自動(dòng)洗衣機(jī)中盛水桶與脫水桶是套在一起的，在洗滌中波輪轉(zhuǎn)動(dòng)而脫水桶不動(dòng)，脫水時(shí)兩者一起轉(zhuǎn)動(dòng)，完成此功能的部件是離合器。它由脫水軸、洗滌軸、抱簧和剎車等組成。目前應(yīng)用最廣泛的有兩種：帶制動(dòng)式減速離合器與單向軸承式減速離合

33、器。本設(shè)計(jì)中采用帶制動(dòng)式離合器。圖3.3為帶制動(dòng)式離合器結(jié)構(gòu)圖： 減速離合器基本結(jié)構(gòu)如圖3.3所示，離合器中部有兩根軸：輸入軸l8和脫水軸23。輸人軸18的下端加工成四方形，與之相配的帶輪13和離合套19的內(nèi)孔也是方形。離合套19和帶輪13被螺母17固定在輸人軸18上，由于方軸與方孔的緊密配合，從而帶輪13、輸入軸18和離合套19聯(lián)成了一體。輸入軸18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l8的外部是脫水軸23。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13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15完成的。方絲離合彈簧的形

34、狀呈錐形，上端幾圈的直徑比下端略小一些。由于脫水軸23和離合套19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19和脫水軸23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(guò)方絲離合彈簧就將帶輪13的轉(zhuǎn)動(dòng)由離合套19傳遞到脫水軸23，這就是“合”時(shí)的脫水狀態(tài)。在洗滌時(shí)，可以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19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3.4是其工作原理簡(jiǎn)圖。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(guò)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)動(dòng)。 圖3-3 減速離合器結(jié)構(gòu)圖

35、1輸出軸 2大水封 3滾動(dòng)軸承 4止回彈簧 5離合器上蓋 6行星減速機(jī)構(gòu) 8行星輪架 9太陽(yáng)輪 10內(nèi)齒圈 11滾動(dòng)軸承 12彈簧外罩 13v帶輪 14棘輪 15方絲離合彈簧 16墊片 17螺母 18輸入軸 19離合套 20彈性擋圈 21含油軸承 22棘爪 23脫水軸 24撥桿 25含油軸承 26彈性擋圈 27離合器下蓋 28行星齒輪 29操縱機(jī)構(gòu) 30離合扭簧31剎車扭簧 32彈性擋圈 33含油軸承 34彈簧外罩 35含油軸承 36彈性擋圈 37小水封 38密封蓋板 圖 3-4 離合棘輪工作原理圖 圖3-5 行星齒輪減速器示意圖 a-中心輪；g-行星輪；b-內(nèi)齒圈；H-行星架制動(dòng)帶7用于脫水

36、運(yùn)轉(zhuǎn)的制動(dòng)和洗滌運(yùn)轉(zhuǎn)中阻止脫水旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)約束洗滌旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的順向跟隨；逆向跟隨則由脫水軸23所套的螺旋扭簧式的止回彈簧4阻止。對(duì)跟隨的阻止可避免脫水桶的跟轉(zhuǎn)以至降低洗滌效果。對(duì)逆向跟隨的阻止也避免輸入套19帶動(dòng)離合彈簧15扭緊逆向偶合制動(dòng)連軸套19和輸入軸18。本文采用NGW型行星齒輪系減速機(jī)構(gòu)，其傳動(dòng)示意圖如圖3.5所示。行星減速器6以其內(nèi)齒輪結(jié)合于減速器內(nèi)周，輸入軸18是其輸入，洗滌軸1是其輸出?？刂茥U29未受驅(qū)動(dòng)時(shí)，脫水旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)于離合機(jī)構(gòu)與輸入軸18分離，且受到復(fù)位的制動(dòng)帶7順向制動(dòng)與跟隨阻動(dòng)以及止回彈簧4的逆向跟隨阻動(dòng)；制動(dòng)帶7約束減速機(jī)構(gòu)6，輸入軸18只經(jīng)減速機(jī)構(gòu)6減速傳動(dòng)洗滌軸1，減速

37、離合器進(jìn)入洗滌運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)?？刂茥U29被驅(qū)動(dòng)時(shí)，制動(dòng)帶7松開(kāi)解除對(duì)脫水旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的制動(dòng)和對(duì)減速機(jī)構(gòu)6約束，輸入軸18與離合機(jī)構(gòu)偶合脫水旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，以及經(jīng)減速機(jī)構(gòu)6直傳偶合洗滌軸1與脫水旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)同步旋轉(zhuǎn)，減速離合器進(jìn)入脫水運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。3.2.3傳動(dòng)系統(tǒng)兩種工作狀態(tài) 1.洗滌狀態(tài)洗滌時(shí)，通過(guò)減速離合器降低轉(zhuǎn)速帶動(dòng)波輪間歇正反轉(zhuǎn)，此時(shí)洗滌脫水桶不轉(zhuǎn)動(dòng)。 此時(shí)，電磁鐵處于斷電狀態(tài)，排水閥關(guān)閉，制動(dòng)桿沒(méi)有動(dòng)作，扭簧抱緊剎車裝置外罩，剎車帶被拉緊，剎車裝置起作用。脫水軸制動(dòng)。同時(shí)撥叉回轉(zhuǎn)復(fù)位，棘爪深入棘輪45mm，將棘輪順時(shí)針撥過(guò)一個(gè)角度，使棘爪對(duì)準(zhǔn)棘輪中心，這樣方絲彈簧隨著棘輪的旋轉(zhuǎn)而放松，下端與離合套脫離，即離

38、合套與脫水軸內(nèi)桶法蘭內(nèi)桶脫離，此時(shí)離合套只是隨輸入軸空轉(zhuǎn)。大皮帶輪帶動(dòng)離合套及齒輪軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)行星輪減速機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)傳送至波輪，實(shí)現(xiàn)洗滌。此時(shí)由于離合套與脫水軸分離且脫水桶制動(dòng)，所以內(nèi)桶固定不動(dòng)。洗滌時(shí)的傳動(dòng)路線是：電機(jī)小皮帶輪大皮帶輪輸入齒輪軸中心輪行星齒輪行星架波輪軸波輪。 電機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)一級(jí)皮帶輪減速后，又經(jīng)行星減速器減速，故波輪轉(zhuǎn)速較低，一般為175r/min。其工作示意圖如下： 圖3-6 洗滌時(shí)工作示意圖2.脫水狀態(tài)脫水時(shí)，排水電磁鐵通電吸合，排水閥被拉開(kāi)，固定在電磁鐵拉桿上的檔套推動(dòng)制動(dòng)桿，制動(dòng)杠桿繞銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使其下端的剎車帶放松，當(dāng)減速器整體順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，摩擦力將剎車帶拉松，故剎

39、車帶不起作用。制動(dòng)杠桿推動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘，使離合套轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)其上的棘爪與棘輪脫離，于是棘輪和方絲離合彈簧處于自由狀態(tài)，即方絲離合彈簧處于彈性旋緊狀態(tài)，彈簧將脫水軸洗滌軸抱緊，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)洗滌軸與脫水軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)脫水桶轉(zhuǎn)動(dòng)。脫水時(shí)，通過(guò)離合器，不減速(即高速)帶動(dòng)洗滌脫水桶順時(shí)針?lè)较?從洗衣機(jī)上方向下看，下同)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行脫水，此時(shí)波輪也隨著洗滌脫水桶一起運(yùn)轉(zhuǎn)。脫水時(shí)內(nèi)桶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣大皮帶輪1、齒輪軸和離合套一起順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。離合套的轉(zhuǎn)動(dòng)使方絲彈簧更加旋緊，兩者之間的巨大摩擦力將離合套2和脫水軸5連為一體，而脫水軸與內(nèi)桶法蘭盤通過(guò)方軸對(duì)方孔連在一起，這樣就將內(nèi)桶減速器外殼脫水軸方絲彈簧離合套洗滌軸大皮帶輪

40、連成了一個(gè)整體，電機(jī)帶動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)內(nèi)桶波輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)脫水。所以脫水軸和帶動(dòng)內(nèi)筒以及減速器內(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(wú)法自傳只能公轉(zhuǎn)，從而行星架的轉(zhuǎn)速與脫水軸是一樣的，即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)拉傷。脫水時(shí)的傳動(dòng)路線是：電機(jī)小皮帶輪大皮帶輪輸入軸離合套方絲離合彈簧脫水軸法蘭盤內(nèi)桶。由于電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速只經(jīng)帶一級(jí)減速，所以內(nèi)桶轉(zhuǎn)速較高，約為680800r/min其工作示意圖如下： 圖3-7 脫水時(shí)工作示意圖4 傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算4.1傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)輸入輸出軸布置內(nèi)桶中心處，整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)同軸布置。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，

41、選擇V帶為一級(jí)減速傳動(dòng)，行星減速器為二級(jí)減速傳動(dòng)。下圖為傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖: 圖 4-1 傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖4.2電動(dòng)機(jī)的選擇 洗衣機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)的主要要求，一般是出力大、啟動(dòng)好、耗電少、溫升低、噪音小、絕緣性能好等。由于洗衣機(jī)的波輪是在定時(shí)器的控制下，以正轉(zhuǎn)停止反轉(zhuǎn)的循環(huán)制式頻繁地啟動(dòng)、停止和正、反轉(zhuǎn)方式運(yùn)行的，又要求電動(dòng)機(jī)有較大的轉(zhuǎn)矩和在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)能保持相近的輸出轉(zhuǎn)矩，所以洗衣機(jī)用電動(dòng)機(jī)一般都采用兩相繞組完全對(duì)稱的單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式異步電動(dòng)機(jī)。下圖是GB3537-83選用的全自動(dòng)洗衣機(jī)電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電機(jī)的基本參數(shù)。表 4-1 XD型洗衣機(jī)用電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)及外形尺寸型號(hào)XD90XD120XD180XD2

42、50額定電壓/V220220220220頻率/Hz50505050輸出功率/W90120180250額定轉(zhuǎn)速(r/min)1370137013701370堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩(N.M)0.90.90.80.7最大轉(zhuǎn)矩(N.M)1.71.71.71.7堵轉(zhuǎn)電流/A2.02.54.05.5效率()49525659功率因素0.950.950.950.95表4-2 洗衣機(jī)專用電動(dòng)機(jī)功率與洗衣量的關(guān)系洗衣量/kg電動(dòng)機(jī)功率/w內(nèi)桶直徑/mm脫水轉(zhuǎn)速r/min洗衣轉(zhuǎn)速r/min3.81804005207008001203004.52504005207008001203005.02504005207008001

43、203005.53704005207008001203006.0370400520700800120300根據(jù)任務(wù)書，結(jié)合上述表格，選用電動(dòng)機(jī)功率為250W，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1370r/min。4.3 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算已選定洗衣機(jī)功率為250W,洗衣機(jī)洗衣轉(zhuǎn)速為180r/min，脫水轉(zhuǎn)速為720r/min，傳動(dòng)比為： 4.3.1 確定計(jì)算功率(1)計(jì)算功率 工作情況系數(shù) 所需傳遞的額定功率。如電動(dòng)機(jī)的額定功率或名義的負(fù)載功率，KW由于載荷變動(dòng)小，因此取工作情況系數(shù) ,4.3.2選擇v帶帶型 根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速，由文獻(xiàn)1圖8-11上選取V帶帶型，由圖上選用Z型。確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速

44、V（1）初選小帶輪直徑，由文獻(xiàn)1表8-6和文獻(xiàn)1表8-8輪直徑（2）驗(yàn)算帶速 ，故帶速合適。3)計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑按表3.5整圓整為132mm。4.3.4 確定v帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度（1）初選中心距據(jù)式 帶入數(shù)據(jù)，由洗衣機(jī)的安裝尺寸，?。?）基準(zhǔn)長(zhǎng)度由文獻(xiàn)1表8-2選長(zhǎng)度 （3）計(jì)算實(shí)際中心距則中心距的變化范圍為 即中心距的變化范圍為143.51724.3.5驗(yàn)算小帶輪上的包角4.3.6 計(jì)算帶的根數(shù)Z（1）計(jì)算單根v帶的額定功率 由和，由文獻(xiàn)1表8-2a上得根據(jù)，i=1.9 和Z型帶，查表8-9得由文獻(xiàn)1表8-5上得，查表8-2得=0.96 于是（2）計(jì)算v帶的根數(shù)Z 于是z取14.3.7

45、計(jì)算v帶初拉力的最小值 由文獻(xiàn)1表8-3上得z型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量， 則 應(yīng)使實(shí)際的初拉力4.3.8 帶傳動(dòng)作用在軸上的力 90.6N4.4行星減速器設(shè)計(jì)計(jì)算已知洗衣轉(zhuǎn)速為180rmin，脫水轉(zhuǎn)速為720rmin。由于脫水時(shí)行星減速器中心輪與行星架順時(shí)針等速旋轉(zhuǎn)，故中心輪與行星架的傳動(dòng)比為l，波輪與內(nèi)桶順時(shí)針等速旋轉(zhuǎn)，因此由洗滌狀態(tài)來(lái)進(jìn)行行星減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算。 中心輪選用45剛正火，硬度為169217.要求齒面粗糙度。行星輪a、內(nèi)齒圈b選用鋼調(diào)質(zhì)，硬度為241286，要求齒面粗糙度。齒輪均為7級(jí)精度。4.4.1洗滌狀態(tài)傳動(dòng)比洗滌輸入軸與波輪的傳動(dòng)比為： 4.4.2 計(jì)算模數(shù)（1）初選中心輪和內(nèi)齒

46、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)比按上述公式計(jì)算，初選中心輪齒數(shù)，由上式計(jì)算得內(nèi)齒圈齒數(shù)。 由同心條件得行星輪齒數(shù)（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由文獻(xiàn)2，6-49 ，小齒輪分度圓直徑的初算公式為： 算式系數(shù)，對(duì)于鋼對(duì)鋼配對(duì)的齒輪副， 直齒輪傳動(dòng) 嚙合齒輪副中小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩，單位 使用系數(shù)，取1.1綜合系數(shù)，取2計(jì)算接觸強(qiáng)度的行星輪載荷分布不均系數(shù)，取1.1小齒輪齒寬系數(shù)，取0.72齒數(shù)比，試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限，取560綜上，（3）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)m齒輪模數(shù)的初算公式為： 算式系數(shù)，由文獻(xiàn)2表6-2上得,直齒輪傳動(dòng)綜合系數(shù)，由文獻(xiàn)2表6-5上取1.8 載荷

47、不均系數(shù)，由文獻(xiàn)2,6-5公式取 小齒輪齒寬系數(shù)，由文獻(xiàn)2圖6-22上取3.020試驗(yàn)齒輪彎曲疲勞極限，由文獻(xiàn)2圖6-266-30上選取=120綜上， 按GB/T135787及洗衣機(jī)的模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，取模數(shù)再按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑, 算得小齒輪齒數(shù)則 ，這樣既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。4.4.3 行星齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算（1）分度圓直徑d=m=1.1×20=22mm =m=1.1×20=22mm =m=1.1×60=66mm（2）齒頂圓直徑 齒頂高：外嚙合=*m=m=1.1內(nèi)嚙合=（-）*m=(1-7.55/)*m=0.792

48、 =+2=22+2.2=24.2mm=+2=22+2.2=24.2mm=-2=66-2.2=63.8mm （3）齒根圓直徑 齒根高=（+）*m=1.25m=1.35 =-2=22-1.35=21.65mm=-2=22-1.35=21.65mm=+2=66+1.35=67.35mm（4）齒寬b由文獻(xiàn)2表18-9上選取=0.75=*=0.75×22=16.5mm=16.5mm=16.5-(5-10)=16.5-5=11.5mm（5）中心距a對(duì)于不變位或高變位的嚙合傳動(dòng)，因其節(jié)圓與分度圓相重合，則嚙合齒輪副的中心距為： 1、ac為外嚙合齒輪副=m/2(+)=1.1/2×(22+2

49、2)=24.2mm 2、bc為內(nèi)嚙合齒輪副 =m/2(+)=1.1/2×(66-22)=24.2mm表4-3 行星齒輪傳動(dòng)幾何參數(shù)表中心輪a行星輪c內(nèi)齒圈b模數(shù)m1.11.11.1齒數(shù)z202020分度圓直徑d222266齒頂圓直徑24.224.263.8齒根圓直徑21.621.667.3齒寬b16.516.511.5中心距a=24.2mm =24.2mm4.4.4行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算（1）傳動(dòng)比要求即 =1+/可得 1+/=1+66/22=4 = 所以中心輪a和內(nèi)齒輪b的齒數(shù)滿足給定傳動(dòng)比的要求。（2）保證中心輪、內(nèi)齒輪和行星架軸線重合同心條件為保證行星輪與兩個(gè)中心輪、同時(shí)正確嚙

50、合，要求外嚙合齒輪ac的中心距等于內(nèi)嚙合齒輪bc的中心距，即 = 稱為同軸條件。對(duì)于非變位或高度變位傳動(dòng)，有 m/2(+)=m/2(-)得 =(-)/2=(66-22)/2=22（3）保證多個(gè)行星輪均布裝入兩個(gè)中心輪的齒間安裝條件相鄰兩個(gè)行星輪所夾的中心角=2/中心輪a相應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)角，角必須等于中心輪a轉(zhuǎn)過(guò)個(gè)（整數(shù)）齒所對(duì)的中心角，即 =*2/ ,式中2/為中心輪a轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒（周節(jié)）所對(duì)的中心角。 =n/=/=1+/將和代入上式，有 2*/2/=1+/經(jīng)整理后=+=（22+22）/2=22滿足兩中心輪的齒數(shù)和應(yīng)為行星輪數(shù)目的整數(shù)倍的裝配條件。（4）保證相鄰兩行星輪的齒頂不相碰鄰接條件在行星傳動(dòng)中，

51、為保證兩相鄰行星輪的齒頂不致相碰，相鄰兩行星輪的中心距應(yīng)大于兩輪齒頂圓半徑之和，如圖4-2所示 圖4-2 行星齒輪可得 l=2* l=2*2/m*(+)*sin=39/2m =d+2=17m滿足鄰接條件。4.4.5 齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度的校核計(jì)算（一）齒面接觸強(qiáng)度的校核計(jì)算（1）強(qiáng)度條件校核齒面接觸應(yīng)力的強(qiáng)度條件：大小齒輪的計(jì)算接觸應(yīng)力中的較大值均應(yīng)不大于其相應(yīng)的許用接觸應(yīng)力為，即 或者校核齒輪的安全系數(shù)：大、小齒輪接觸安全系數(shù)值應(yīng)分別大于其對(duì)應(yīng)的最小安全系數(shù)，即 >由文獻(xiàn)2表611可得 =1.3 所以 >1.3（2）齒面接觸應(yīng)力=使用系數(shù)，由文獻(xiàn)2表6-7上選取=1動(dòng)載荷系數(shù)，由文獻(xiàn)2表

52、6-6上可得=1.02齒向載荷分布系數(shù)，對(duì)于接觸情況良好的齒輪副可取=1、齒間載荷分配系數(shù)，由文獻(xiàn)2表6-9上查得 =1.1 =1.2行星輪間載荷分配不均勻系數(shù)，由文獻(xiàn)2，7-13得=1+0.5（-1），由文獻(xiàn)2圖7-19上 得=1.5 所以 =1+0.5（-1）=1+0.5×（1.5-1）=1.25同上 =1.75節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，由文獻(xiàn)2圖6-9上查得=2.06彈性系數(shù)，由文獻(xiàn)2圖6-12上查得=1.605重合度系數(shù)，由文獻(xiàn)2圖6-10上查得=0.82螺旋角系數(shù)，=1（3）許用接觸應(yīng)力為許用接觸應(yīng)力可按下式計(jì)算，即=*試驗(yàn)齒的接觸疲勞極限，由文獻(xiàn)2圖6-116-15上查得 =630Mpa、最小安全系數(shù)，由文獻(xiàn)2圖6-11上可得=1.5、=2接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，由文獻(xiàn)2圖6-11上查得 =1.38齒面工作硬化系數(shù)，由文獻(xiàn)2圖6-2