全自动波轮式洗衣机机械结构设计(含9张CAD图纸)
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任务书课 题:全自动波轮式洗衣机机 械结构设计 一、毕业设计(论文)的内容在本次的毕业设计中,需要通过查阅相关涉及资料,选择有用的参数及材料,结合现有的设计与目前的全自动波轮式洗衣机现状进行对比,创新及构思一种全自动波轮式洗衣机装置的结构总体。设计必须要考虑优化结构的设计特点,能够比现有的结构更加突出特点,这个可以从多方面考虑,包括环保卫生、效率生产量、节能、自动化等角度。论文主要内容包括:对全自动波轮式洗衣机的应用、发展、分类等综述;全自动波轮式洗衣机系统的总体设计、方案选择、结构设计、参数设计;主要结构设计计算;全自动波轮式洗衣机的经济技术分析等。就目前形式来看,我国的洗衣机机械发展前景十分广阔,尤其主要原因是我国人民消费的洗衣机大多是来自自动化和信息化的洗衣机,每年洗衣机的生产和使用是体现国民生活水平的一部分。在以前的洗衣机发展的资源不能直接实现全动化,未能深实现自动化综合利用而造成的设计资源短板更高,因此现在设计全自动的波轮式洗衣机,在现有我国洗衣机机械的发展水平具有广阔的市场前景。二、毕业设计(论文)的要求与数据设计满足的要求:(1) 安全性要求(2) 可靠性要求(3) 操作方便要求 全自动波轮式洗衣机的主要参数:(1)波轮最小工作直径300-500mm;(2)波轮工作往复运转速度0.5-3.5秒;(3)机体外形尺寸500x500x1200mm;(4)机体总质量30kg-80kg;(5)工作额定功率15KW;其余参数根据设计过程中需求确定及根据设计进行参数调整和修改,结构设计合理,材料选用正确,便于加工安装以及使用;装配图和零件图表达正确、尺寸齐全、标注合理,所选用的尺寸公差指标符合国家标准规范。三、毕业设计(论文)应完成的工作(1)毕业设计说明书(论文),字数1.2万;(2)各零部件三维模型及装配体;(3)完成毕业设计英文翻译(4万英文字符);(4)主要零部件的二维图零件图,总装配图(3个A0);四、应收集的资料及主要参考文献1 金捷.多功能家用全自动全自动波轮式洗衣机的设计J.机械产品开发与设计,2010,37(12).2 许孝堂,王敏柔,赵磊等.一种全自动波轮式全自动全自动波轮式洗衣机J.西南交通大学.1994-2012.3 高振英.全自动全自动波轮式洗衣机J.1994-2012.4 郎庆军,赵守恩. 夹馅全自动全自动波轮式洗衣机清洗部分结构改进J. 1994-2012.5 吕晓冬.解读全自动全自动波轮式洗衣机技术条件新旧标准的差异J. 1994-2012.6 师俊玲,胡新中,欧阳韶晖.品质评价方法研究进展J.西北农林科技大学学报,2002,30(9).7 张艳,阎俊,H.Yoshida3,王德森,陈东升,T.Nagamine,刘建军,何中虎.中国的标准化实验室制作与评价方法研究J.麦类作物学报 2007, 27( 1) : 158- 165.8 沈再春.农产品实现自动化与设备M.北京:中国农业出版社,1993.10.9 杨可桢,程光蕴,李仲生.机械设计基础M.北京:高等教育出版社,2006(5).10郭顺堂,谢焱.洗衣机实现自动化业J,北京:化学工业出版社,2009.111蔡春源,蒋尊贤,李自治.机械设计手册M,沈阳:辽宁科学技术出版社,2011.1212成大先.机械设计手册M,北京:化学工业出版社,201213张玉,刘平.几何量公差与测量技术J,沈阳:东北大学出版社,2012.10五、试验、测试、试制加工所需主要仪器设备任务下达时间:2019年11月4日毕业设计开始与完成时间:2019年12月16日至2019年5月11日组织实施单位:海洋工程学院教研室主任意见:签字 2019年11月6日学院领导小组意见:签字 2018年11月 8日编号: 题 目:全自动波轮式洗衣机机械结 构设计 告用纸 III 摘 要在我国经济快速发展的今天,家用洗衣机的发展也得到了快速的发展,在近几年的发展中,不同种类的洗衣机层出不穷,给人们的生活带来很多便利。现有的急用设备的转发展中,不同家用设备在不断的变化,各式各样的设备在不断的更新,使得我们的生活水平越来越高,在生活中很多的电气不断的给我们带来便捷。本次设计的全自动波轮式洗衣机,在进入家家户户后,大大提高了洗衣服的效率。以前的洗衣机在在洗衣服的成都上和效率上存在一定的问题,现在的很多的自动化层度较高的洗衣机在不断的给人们带来好处,使得在做家务的时候减少了很多的困难,在价格不高的条件下,使用全自动波轮洗衣机是比较划算的。还可以节省时间,在家里活一些洗机店里面得到了很多人的喜爱,因此在这个的全自动波轮洗衣机的设计上,进行了洗衣机结构形式的设计,完成本次设计的要求。在本次的全自动波轮式洗衣机的设计上,查阅相关的资料,了解以前的洗衣机的结构形式,对以前的洗衣机的结构进行分析和总结,然后改进和完善本次设计的洗衣机,构思相应的设计方案,进型洗衣机设计方案的对比,选择比较优化的设计结构来设计本次的波轮结构洗衣机。主要设计的部分是洗衣机的波轮结构的设计和动力结构的设计,完成衣服机波轮结构的工作原理设计和结构形式的计算分析。对减速机的选型和对波轮洗衣机的工作动力进行分析。完成本次设计的任务要求。查阅相关的设计文献,了解洗衣机的工作原理和结构形式,通过分析建模完成波轮洗衣机的结构形式,在建模设计中,不断的进行整改。完善设计的结构形式,绘制总体装配结构,绘制二维结构图纸,完成本次设计的主要设计目的。关键词:完善;洗衣机;波轮;减速系统 ABSTRACTWith the rapid development of Chinas economy, the development of household washing machines has also been rapid development. In recent years, different types of washing machines emerge in an endless stream, bringing a lot of convenience to peoples life. In the forwarding exhibition of existing emergency equipment, different household devices are constantly changing, and various devices are constantly updating, which makes our living standard higher and higher, and many electrical appliances in our life constantly bring us convenience. The design of the full-automatic wave wheel washing machine, after entering every household, greatly improved the efficiency of laundry. There are some problems in the efficiency and efficiency of the former washing machines in Chengdu. Now many washing machines with high automation level are constantly bringing benefits to people, reducing many difficulties when doing housework. Under the condition of low price, it is more cost-effective to use the full-automatic wave wheel washing machine. It can also save time, and get a lot of peoples love in the washing machine shop. Therefore, in the design of the full-automatic wave wheel washing machine, the structural form of the washing machine is designed to complete the design requirements.In the design of this automatic wave wheel washing machine, consult the relevant information, understand the structure form of the previous washing machine, analyze and summarize the structure of the previous washing machine, then improve and perfect the designed washing machine, conceive the corresponding design scheme, compare the design scheme of the advanced washing machine, select the more optimized design structure to design the wave wheel Structural washing machine. The main part of the design is the design of the wave wheel structure of the washing machine and the design of the dynamic structure. It completes the design of the working principle and the calculation and analysis of the structural form of the wave wheel structure of the washing machine. The selection of the reducer and the working power of the wave wheel washing machine are analyzed. Complete the task requirements of this design. Consult the relevant design literature, understand the working principle and structural form of the washing machine, complete the structural form of the wave wheel washing machine through analysis and modeling, and constantly carry out rectification in the modeling design. Improve the structural form of the design, draw the overall assembly structure, draw two-dimensional structural drawings, and complete the main design purpose of this design.Key words: perfect; washing machine; wave wheel; deceleration system第 26 页 共 30 页1 绪论1.1 研究背景及意义通过限制我国机械设备的发展,使得我们生活水平越来越好,对先进的一些家用设备的需求也是越累来好。洗衣机已经成为家家户户的必需品,正在走向高速发展的阶段,然而全自动波轮式洗衣机产业在国内的发展状况并不容乐观,如产业结构不合理、技术密集型产品落后于发达工业国家、产业集中于劳动力密集型产品;企业规模较小、创新能力单薄、管理水平落后等。 以当前情景来看,洗衣机机械在国内的发展前景非常广阔,主要是因为我国人民消费的洗衣机大多是来自信息化、自动化的洗衣机,每年洗衣机的使用和生产是体现国民生活水平的一部分。在以前的洗衣机发展的资源不能直接实现全动化,未能深实现自动化综合利用而造成的设计资源短板更高,因此现设计的全自动波轮式洗衣机,在未来的发展中,洗衣机的发展会有更好的未来。在我们的机械发展中,比国外的一些国家来说是有落后和不足的地方,在很多的自动化方面和高科技的发展上,我国还需要得到更多的发展和进步。所以,我国洗衣机机械制造企业,要想开发出国际一流水平的先进设备必须从创新的角度以及自主知识产权的高度来开发新产品,方能实现国产洗衣机产业在机械制造业上的升级提档。由于手工进行洗衣的方式已经逐步被自动化的洗衣机替换,改变效率低,一致性差,清洗不好等问题。因而契需设计一全自动波轮式的机械式洗衣机,满足现有的市场需要。本设计贴近生活,着眼于自动化洗衣这一先进性的家务劳动,提出了家用全自动波轮式洗衣机的设计方案,提高洗衣服的工作效率,给人们的家务和生活带来便捷,实现家用洗衣机等的自动化层度的发展。1.2 国内外发展现状20世纪以来,较改革开放初期而言洗衣机发展工业有了较大发展,人民生活得到极大的改善,对洗衣机实现自动化和洗衣机包装提出更加高端的要求。发展洗衣机工业的基础便是洗衣机机械部件的发展以及先进自动化系统的设计。为满足人民物质和文化生活的需求,为促进洗衣机工业的发展需不断的研制各种类型的洗衣机机械使人们从繁琐的家务劳动中解脱出来,而以更充分的精力投入到工作中去。因而研制先进的洗衣机机械结构,使洗衣机实现自动化并迅速地实现自动化,使得我国的机械化设备的发展得到进步。在我国人们生活的不断进步和改善上,对于物质上的要求也是越来越高,人们的生活习惯逐渐向更方便,更快捷发展,在快节奏的生活中实现洗衣机的自动化工作模式,受到广大群众的欢迎。1.3 本文研究内容本次课题的设计主要是根据实际的发展情况进行设计的。因为现有的波轮式的洗衣机的结构大部分类似于回转体的形式发展。实现搬运和实现自动化程度的不断进步和改善。实现物体的波轮的回转运动等工作操作内容。达到动作敏捷的原理。主要设计的波轮式的洗衣机的设计优势和设计的结果如下所示:a.可以实现波轮选择上的结构形式要在结构上的便捷方便;b.设计的波轮式的洗衣机的结构形式简单,使用上的工作安全性能高;c.本次的设计结构合理,在设计上很多地方采用标准件来设计,以降成本和解决设计的可靠性的原则;d.在波轮式的洗衣机的自动化设计上采用电气等控制的方式来完成。波轮式的洗衣机的总体设计的思路:1、通过了解和调研,确定波轮式的洗衣机的总体设计的结构形式、在波轮机构和其他部件的选择上能够实现设计的功能和设计的目的要求。2、紧靠本次设计的任务要求,初步设计和计算各部件的设计参数和结构样式。3、设计机体的结构形式。4、进行主要的设计部件的计算和参数的校核,选择合适的参数进行波轮式的洗衣机的设计,检查每个部件的设计要求和工艺性要求和能够完成波轮式的洗衣机的装配上的工艺性。5、设计上每个部件要设计紧凑,能够更好的衔接。6、设计过程中不断的进行参数的修整和结构形式的优化调整。2 波轮洗衣机的概述2.1 波轮洗衣机的工作原理在设计波轮洗衣机的主要的机构上,能够完成对一点量的衣服进行清洗,脏的物质可以通过排水系统进行外排,不影响洗衣机的正常使用。在设计中的主要的功能是在于对波轮的往复旋转设计,实现进行清洗的作用,在波轮洗衣机工作结构上完成是它的主要结构的形式和主要的部件设计6。本次设计的洗衣机,在使用上,可以直接在桶内放入衣服入水(洗衣粉等)波轮的旋转实现减速变速原理波轮往复运动完成清洗(排水、吹干)。工作任务为:将衣服放进去洗衣机里面以后,在放入一些洗衣液和洗衣粉后直接打开自动清洗的开关,就可以对衣服进行清洗的过程,使得衣物在筒中的波轮作用下,波轮下旋转洗衣机的配件过程,旋转洗衣机的衣物,在重力的作用下被传送到波轮筒中,经过波轮旋转进行清洗。2.2 波轮洗衣机的优势分析在洗衣机的发展和同类设备的制造上,很多的厂家也在不断的开始研制,创新和设计出自己的可以进行流水线生产的波轮式的洗衣机。就在波轮式的洗衣机的生产和制造上来说,生产流程起步是比较晚的,我国在自动化的洗衣机上对波轮式的洗衣机的生产和制造上同国内外先进国家,在相比下落后时间很长;就在发展创新的技术水平上而言,由于我国的起点是较高的所以发展起来也是比较快的。在中国的生产洗衣机的行业里面,波轮式的洗衣机的发展需求的市场是很大的,但在面对其他的一些自动化的洗衣机加工的设备在不断的不断优化,在国际市场上来说,我国的设计和制造的自动化的洗衣机。还有相对比较价格低而且技术不是很先进的,能够实现的清洗的功能和自动化的水平还不是很全,在多功能的基础上不能达到一个非常先进的清洗作用,使得自动化的洗衣机洗衣服的处理技术,还需要更好的创新和改进,在国内生产的很多的自动化的洗衣机波轮式的洗衣机,在生产厂家上来看变得是较为严峻的,而且使得我国在自动化的洗衣机波轮式的洗衣机的研制上,自动化的洗衣机波轮式的洗衣机的市场竞争在不断的变得更加的激烈。随着现代机械设备在不断的的迅猛发展,自动化的洗衣机、波轮式的洗衣机已成为广泛被不断应用的一种设备,实现自动化的洗衣机波轮式的洗衣机的主要功能,运用于自动化的洗衣机、波轮式的洗衣机,作为一种在自动化的洗衣机生产和加工上的先进的设计技术手段,特别是在自动化的洗衣机的高生产率要求下和完美的生产加工需求下,实现的加工质量,深受自动化的洗衣机生产用户的欢迎。在随着我国主题经济的发展以及对外实现开放的政策的实施,使得国内的许多自动化的洗衣机机械设备生产的厂家,在通过各种不同的渠道下。不断的引进一些国外的自动化的洗衣机生存多种形式的自动化的洗衣机波轮式的洗衣机。这些自动化的洗衣机波轮式的洗衣机在自动化的洗衣机生产加工上均能起到一些满意的生产效果,在对我国实现木材生产加工上,使得整个行业的进步和发展上起到推动作用。2.3 波轮机构的基本结构 在本次的设计中,在计算和设计上,主要设计的部件是洗衣机的波轮结构,一台洗衣机的好坏,很大的一部分是取决于洗衣机的波轮的表等级要求及设计要求。全自动波轮式洗衣机结构的波轮,在设计的时候表面设计为比较粗超的面,在设计上波轮的每个边是堆成分布的,更好的实现洗衣机构的弄了转动机构。2.4 影响波轮洗衣的主要因素(1)设计上的波轮轴的设计,要采用材料比较好的物料,因为波轮轴在洗衣机的工作上,其运动的时间是比较长的,长时间的工作容易造成轴的开裂和破损,使得洗衣机无法正常工作,属于在设计上可以选择使用40Cr,表面处理。表面的公差要求要高,使得在装配的时候,紧配合让(2)扎起洗衣机的减速器的设计上,需要计算传动比,与筒体的下压上,洗衣机的传动的计算需要考虑到增添的重量和洗衣机工作时候的压力,一个合理的参数的设计对于筒体的工作效果是一个很好的基础。在波轮的参数设计过程中,一般传动比选择0.5.(3)自动波轮洗衣机传动轴的设计中,要符合洗衣机的工作原理,能够在洗衣机的底部控制空间内完成动力的转化过程。从动轴要在筒体的设计要求上实现往复的转到,实现往返的同速运动。全自动波轮式洗衣机在工作中,可以通过对清洗的衣物的干净程度,来进行更好的调节,在两边的位置上设计两个滑到的滑块,这样的设计结构能够更好的实现螺母的设计,然后实现往复运动的过程,可以更好的调节传动之间的距离。全自动波轮洗衣机的设计中,主要采用往复转动的方式,采用减速机和轴的连接,对波轮进行受力的连接传动,来完成筒体的旋转过程的运动形式。驱动方式采用电机驱动,在底部排水槽旁边的机构上安装电机,要电控的形式来实现洗衣机的运转。这样的设计方式在回转体结构的部分设计上是常见的。也是使用比较广泛的。洗衣机的设计部件上采用的主要的方式是旋涡的设计,这样的设计方式采用在洗衣机上能够更好的实现传动,达到设计的目的控制上采用电机减速器来就控制,这样的机构在后续的自动化上的实现带来了优势,更直观的体现出来洗衣机的工作效率上的设计原理。洗衣机的下面需要安装一个多功用的转盘机构,可以吸附处筒体内不同种类的物体,可以根据物体的大小和物体的重量等实现多功能的排出的任务。在现有的设计中,洗衣机的结构主要有排污的方式和转盘的机构,在本次的设计上,采用转盘式的机构来对洗衣机进行吸附设计。设计上分为机械机构的设计,可以实现传动系统的设计,还有控制系统的设计,可以实现自动化的工作原理。完成物体随意的从排水管排出的工作。本次选中动力的设计部分上,为了更好的实现传动的控制和成本的考虑,选择使用电动机的来实现设计上的要求,这样的结构在查找相关的文献后也是可行的,在市场上的使用也是在近几年的发展上越来越多。如果旋转使用机型的结构来进行控制,在这样的设计上不利于实现整体重量轻的作用,在家用洗衣机的设计上,出于要求设计上的结构的要简单化,设计的尺寸大小根据筒提尺寸的限制,在此洗衣机的设计上可以选择的选取,选取一定的直径来作为洗衣轮的外径设计,根据本次的设计需求,洗衣机实现全自动波轮结构参数的设计中的查阅相管文献得计算到相应的计算效果,根据全自动波轮式洗衣机选取的动力以及功率参数:P值 = 0.5K IK ZB V (千瓦 ) (2-1)式中:K l= l (选择的输入传动轴);K l= 1.2 (选择的输出传动轴);B :全自动波轮式洗衣机设计上的传动轴选择的有效宽度(米);V :全自动波轮式洗衣机传动轴的工作的速度,多对实现传动轴时可以采用全自动波轮式洗衣机的第一对工作传动轴的设计的速度;Kz:全自动波轮式洗衣机系数KZ1.2;全自动波轮式洗衣机洗衣轮转速约在30r/min左右。3 设计任务及可行性分析3.1 设计任务设计全自动波轮洗衣机的目的:(1)在洗衣机设备的设计上,要实现设计的优势,比如设计上要达到操作方便,设计的结构形式比较简单,能够很好的降低工作量。在洗衣机的使用上可以达到很好的性价比。(2)设备的电的使用上,要满足用电的安全要求,一般在家用设备的设计上,电的选择都使用三孔插的界限方式。(3)整个洗衣机如果得到生产和发展,设计的结构成本要符合本次成本低的设计要求,降低环境的影响,才能在以后的发展上得到认可。3.2可行性分析洗衣机在波轮上的样式很多,对于人口众多的家庭来说,是一种主要的家用设备之一。所有在洗衣机的波轮上,实现了自动化的工作方法,这样的设计对于洗衣机的制造和使用上来说都是一个很好的形式,在工作上能够更好的满足人们对洗衣机的要求。减少衣服清洗的强度,达到本次设计的目的。在实际的工作上要可以达到设计的经济性要求。4 全自动波轮式洗衣机的总体方案设计4.1 设计方案的提出在本次的设计中,提出两种设计的方案:一是滚筒式的全自动洗衣机,还有一种是在工作中可以实现波轮式的洗衣机,实现波轮自动旋转洗衣机的全自动波轮式洗衣机。设计滚筒式洗衣机,把衣物放入滚筒前需要经过使用对滚筒的处理。在相对的进行转动和进行旋转后形成的清洗的过程,再经过滚筒旋转过程中使用筒体对衣物进行摩擦清洗,从而在滚筒上的结构形成相应实现清洗的形式。设计波轮式洗衣机,把水跟衣物直接放入洗衣机的衣斗中,通过进行螺旋的装置,再进行搅拌的波轮,在更换清洗内壁的情况下可以进行波轮出一些不同形状的样式的洗衣机,能够更好的实现洗衣机的自动化,现如今的市场上虽出现各种各样的全自动化家用洗衣机,但操作比较复杂,波轮的洗衣机的口碑较差,在设计中很难达到人们的预期效果。因此在本次设计的方案中,最为关键的设计部件是波轮的设计、实现波轮的传动机构上的设计。在波轮的设计装置中,实现波轮的粗糙度和设置的变速器值,决定了在配件上的洗衣机的配件样式与品质,在电机的选择上可以实现对洗衣机的不同样式,满足大家对不同洗衣机的喜欢。(1)在设计中考虑设计一个大小合适,实现进衣方便的一个进衣筒,进衣筒的设计要倾斜角度的形式,要经过设计上的严格的几何参数的计算得到相关的设计参数。(2)实现滚筒机构的设计要合理,不能在设计中出现卡衣的情况,影响洗衣机的使用,因此波轮的表面经过使用PVC清洗,使得外表光滑及美观。(3)通过所了解的知识选择出适宜的动力源,运用齿轮轴等作为传动系统,使得产生的噪音小,设计的结构较为紧凑,在工作上的传动比较平稳,在传动动力上能够实现精确并且高效的特点,工作中波轮无震动等优势。(4)设计出能够调试的波轮,经过调试波轮之间的设计的减速量,可以达到清洗的不同规格的洗衣机满足人们的要求。洗衣机品质的好坏,取决于对波轮的过程的设计,因此在本文的设计中将洗衣和波轮的过程设计的装置作为本次设计的主要设计的对象。4.2 波轮的方案设计在波轮的设计中,主要考虑的是波轮在工作中需经往复旋转的过程,并可通过对衣物的品质的不同要求,增加对衣物的洗衣次数,再通过使用波轮旋转进行清洗。实现衣物清洗要求,这种波轮式的洗衣机,在不使用下可以使用更长的时间,还可以进行衣物自动风干,实现洗衣机的设计上的要求,使得洗衣机的一般的工作原理,更加的适合现有的衣物清洗的方式要求。5 全自动波轮式洗衣机传动部件的设计5.2 直流减速马达轮的设计按照本次设计的具体设计和传动的要求,可以选取使用电动机和主轴在设计之间上采用轮的传动方式来实现传动,因为在全自动波轮式洗衣机的洗衣轴的设计上和运用的工作过程中,可能会因为传动件轮在实现传递上有一个挠性件的因素,它有一定的传动上的结构弹性,能在时间的工作中缓和工作上的冲击力,实现更好的进行吸收工作的震动等,因而在设计上使洗衣机的时间的工作比较平稳下,实现噪音小等优点8。在传动过程中轮之间存在一定的摩擦,会让两者的设计上有相互的滑动,利用这一设计的特点,当洗衣轴承受的摩擦力较大时,轮与轴之间可以相对滑动,从而保护了传动系统和电动机,起到过载保护的作用。只要传动比比较准确就可以满足要求轮的结构简单、制造成本底、容易维修和保养、便于安装。所以,在电动机与传动齿轮之间选用轮的传动配合是很合理的。 5.2.1确定计算功率 (5-1) 其中 KA:工作情况系数; P:电动机的功率;5.2.2传动系统的选择确定传动轮的基准直径初选主动轮的基准直径d1,根据机械设计基础书可选择的型号参考表选取衣物清洗程度,小轮直径d1=30mm1(1)计算传动的速度 (5-2)(2)计算全自动波轮式洗衣机从动轮的直径根据查表知d2符合要求4(3)确定全自动波轮式洗衣机传动中心距a和长L 初步选取中心距取,符合。由公式计算全自动波轮式洗衣机所需的基准长度 (5-3)查表得,选用L=450mm.计算全自动波轮式洗衣机实际中心距a(4)验算全自动波轮式洗衣机小轮包角,根据回转体册得出全自动波轮式洗衣机小轮包角的公式: (5-4)合适。计算全自动波轮式洗衣机设计得:14 (5-5) 今n1=58r/min,d1=30mm,查表Y型的额定功率表得。由查表得,代入上述公式得:Z=1.961取2根。5.2.3求作用在全自动波轮式洗衣机轮轴上的变速器查表得q=0.04kg/m,即所求初拉力: (5-6)作用在全自动波轮式洗衣机轴上的变速器: (5-7)5.2.4全自动波轮式洗衣波轮转动的计算 (1)全自动波轮式洗衣机轮的材衣选择 因为波轮的设计中,选择的转速:V=2.2m/s,选择的转速相对而言是比较低的,所以在的选定上可以选择使用PVC。(2)结构设计全自动波轮式洗衣机轮的结构设计主要是根据波轮的基准直径,选择波轮的结构形式,根据的型号来确定论轮筒的尺寸,设计如下:因为根据全自动波轮式洗衣机主动波轮的基准直径尺寸,而与全自动波轮式洗衣机主动轮配合的电动机轴的直径d=10,因此根据公式d12.53d,所以全自动波轮式洗衣机主动轮采用实心式。查参考文献得, 5.1 直流减速马达的选择我们知道电动机的转速越低越好,而且家用电压普遍都是220v的标准电压,由机械设计课程设计手册综台考虑电动机和传动装置的重量、尺寸以及传动的传动比10,选用直流马达ZYT2203048-150KW-48R,额定功率P=150KW,满载转速n=48r/min,传动装置结构较紧凑,总传动比适中。直流马达ZYT2203048-150KW-48R主要参数如下表:5.3 全自动波轮式洗衣机变速齿轮的设计5.3.1选择传动齿轮的精度等级根据传动比的要求,由上一节可知齿轮1转速为58r/min,因为两个齿轮主要起传动与减速作用,及传动比i=6.75,因此选用直齿圆柱齿轮传动;洗衣机工作,轴与转速不高,故选用8级精度,齿轮材衣为45钢(调质),硬度为240HBS。根据各个轴的位置关系。选齿轮1齿数为Z1=20,则齿轮2的齿数为Z2=45,n2=311/min。选齿轮3齿数为Z3=15,则齿轮4的齿数为Z4=45,n4=104/min。5.3.2按接触强度进行初步计算 (1)设齿轮按8级精度制造,查表知取载荷系数Kt=1.3,齿宽系数8 。(2)计算轴2传递的转矩 (5-8) (5-9)(3)令,称为弹性系数,查表得(4)按齿硬度查表得齿轮1与齿轮2的接触疲劳强度极为(5)由参考文献计算应力循环次数得(6)由参考文献中取接触疲劳寿命系数KHN1=0.94(7)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=1,得(8)试算齿轮分度圆直径d,将H代入公式得(5-10) 根据尺寸要求取(9)计算全自动波轮式洗衣机圆周速度 (5-11)(10)计算全自动波轮式洗衣机齿宽(11)计算全自动波轮式洗衣机载荷系数12 根据计算的参数设计选择:v=0.81m/s,精度等级选择8级的精度,由设计查阅的参考文献查得本次设计的全自动波轮式洗衣机的动载系数:Kv=1.12;直齿轮,KH=KF=1;由参考文献中查得使用系数KA=1.0;由参考文献中用插值法查得8级精度,非对称布置,KH=1.315;由b/h=1.78,查参考文献得KF=1.3;故载荷系数 (5-11)按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径得 (5-12)5.3.3按机齿根弯曲强度设计由参考文献9 中式得弯曲强度得设计公式为 (5-13)(1)查表得齿轮1得弯曲疲劳强度极限FE1=420MPa;(2)选用弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85;(3)计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数SF=1.4,得 (5-14)(4)计算载荷系数K(5)查取齿形系数,查表得YFa1=2.57;YSa1=1.60代入上式得5.3.4确定齿数按接触强度算得的分度圆直径d1=50mm ,算出齿轮1的齿数为5.3.5确定洗衣机几何尺寸(1)计算分度圆直径、(2)计算中心距a (3)计算齿轮宽度b查表,取。6 全自动波轮式洗衣机轴的设计轴的设计是本次设计中组成洗衣机的一个主要的零件之一。在设计中轴作为回转实现运动的一个传动重要的零件,设计上必须连带安装在轴上的零件一起考虑,才能使运动及相应的动力的传递实现正常的工作。因此轴的设计上主要的设计的功用是在支撑整个的回转体零件,以及实现传递的动力和实现工作的运动。完成具体情况的不同分析而异,所以轴在没有标准的设计的结构形式下,轴的设计应考虑便于安装和使用在轴上零件的定位方式和固定以及零件的装拆等问题,尽量在设计中减小轴应力集中的问题。按照设计的轴的承载荷在不同的情况下的受力是不同的,所有轴的选择可以分为转轴或心轴的形式和实现传动轴的三大类型来分析。在轴的工作中,轴既要承受工作上的弯矩,还要有承受自身的扭矩2 ,这样设计的轴在机械设备的设计中是最为常见的一种设计的方式。轴的设计和选择上的常用材衣及主要的设计选择力学性能见表6-1。表6-1 轴的材衣及主要力学性能6.1 电机轴结构的设计传动轴套结构如图6-1所示:图6-1 传动轴套零件图在轴的结构设计上,包括确定轴的设计参数是否合理,轴的外形和全部的设计结构尺寸的校核分析等。在轴的结构设计上要考虑的有这几个方面:使得轴在全自动波轮式洗衣机器中的安装以及位置形式的确定;使得轴上安装的各类差异的零件的类型选择,材衣的确定、尺寸的分析和选择、安装数量和安装的重量的确定,以及完成和轴相互连接的安装方法;在载荷存在的性质下、载荷的大小计算、轴的方向和传动及分布情况;在设计的轴的制造和清洗上的工艺难度等考虑。由于在设计中轴的结构设计受多个因素的影响,所以在轴的结构设计形式上,又要随着整个设备的结构形式来进行考虑。对于要求刚度大的轴,还应从结构上考虑减小轴的变形,总之,设计的时候要对不同情况进行详细的分析。然而,不管是什么条件,轴的结构都应该满足以下条件:(1)轴和装在轴上的零部件都得有自己精确的工作位置;(2)轴上的零件应具备便于装拆和调整的功能;(3)轴的制造工艺性应该是良好的;(4)载荷的性质、方向、大小及分布情况。因此,可以先根据轴系的不同要求,将轴的各部分分开考虑,然后再根据相互关系,和清洗、安装、拆卸、维修等的要求综合考虑,并相应地调整各部分的结构和尺寸链。6.2 电机轴的设计计算初步计算轴径常用类比法、经验法及按许用切应力估算法,轴结构设计的基体是由初步估算得来的轴径。轮一般放在轴的端部,可以先求出轴的最小直径;轴的基本直径尺寸公式如下: (6-1)此次家用全自动波轮式洗衣机的轴一般选用45钢就能满足要求,45钢的可以查表6-2。对于d100mm的轴,只有一个键筒时,轴径应增大5%7%,有两个键筒时则增大10%15%。因为轴上有一处键筒,所以,又由于洗衣机的主轴和压轴是一体的承受的是冲击动载荷,故在设计时,轴的最小处直径应比理论计算的要大一些,然后,再综合考虑,暂时选取轴的材衣为45号钢,调质处理,dmin=35mm。6.2.1确定轴的尺寸7 全自动波轮式洗衣机结构设计从机械机构来分,全自动波轮式洗衣机可分为洗涤脱水系统,进排水系统、机械传动系统和箱体支承系统组成,其结构如图7-1所示:图7-1 全自动波轮式洗衣机结构图7.1 洗涤脱水系统由盛水桶、洗涤桶、法兰盘、波轮、平衡环等零部件构成洗衣机的洗涤脱水系统。7.1.1盛水桶 盛水桶就是我们常说的外桶,用它来盛放洗涤液并且是离合器、电动机等部件的安装体。在盛水桶的中心有一个孔是用来和离合器上的大油封相互配合,起到防止漏水的作用。在桶底边上设有出水口,用于排放洗涤液。外桶的下部分设有气嘴,与水位开关气压管连接,用来测定水位。溢水口设于桶上部,目的在于排出溢水以及保证漂洗时泡沫能够迅速排出。桶的外部由四根吊杆组悬挂在箱体四角上,降低洗衣机运转时的振动和噪声。7.1.2洗涤桶洗涤桶俗称内桶,边上装有侧板,它的作用是在洗衣机工作时水从倒板中涌出,形成瀑布效果,下部装有法兰盘,其作用是把脱水桶固定到离合器上。7.1.3波轮洗涤衣物产生机械洗涤力的主要零件为波轮,洗涤的洗净率、磨损率、缠绕率均受其外形、大小的影响。所以在本次设计我们采用的是蝶形波轮,其洗净率高,衣物缠绕率低,其结构如图7-1所示:图7-1 蝶形波轮零件图7.1.4平衡环平衡环就是由上下两部分胶合而成的塑料空心圈组成,里面注有盐水,它的作用是在脱水过程中起到平衡的效果。但平衡环的作用还存在局限性,若衣物投放过于杂乱将导致脱水时产生一定的晃动。7.2 机械传动系统 洗衣机工作的动力来源于离合器、电动机,叶轮组成。离合器对洗衣机而言相当于心脏对于人体那般重要,因为洗衣机的洗涤与脱水功能均由离合器来控制,离心泵的主要部件为叶轮,通过电动机的带动旋转,使介质受到提升力以及离心力,使介质具有机械能,其结构图如图7-2所示:图7-2 叶轮零件图7.3 进排水系统由进水管组件,进水阀以及电子传感器组成进水系统,排水管,排水阀组件以及排水电机组成排水系统是。7.4 减震支撑系统减震支撑系统包含箱体、底座以及减震吊杆组件。7.4.1箱体箱体的作用是支撑桶体使洗衣传动系统正常工作及装饰洗衣机外观的作用。于双筒洗衣机而言,全自动洗衣机的箱体要支撑更大更重的洗涤脱水桶高速旋转,因此对箱体的强度和减振要求也更高。7.4.2减震吊杆组件洗涤脱水桶套装在盛水桶内,在洗涤运行中,由于洗涤脱水桶体积较大,衣物多时容易发生偏置,在高速脱水过程中,产生较大的离心力,随之产生的噪声和振动也较大。因此,在全自动洗衣机上增加了柔性悬挂系统的设计,做法就是利用四根减震吊杆组件将盛水桶悬挂于箱体的四角上,以降低噪声和振动,其结构如图7-3所示。图7-3 减震吊杆零件图7.5 全自动波轮式洗衣机的总体装配图 图7-4 全自动波轮式洗衣机的总体装配图8 总结本次的设计,通过资衣查找以及对市场的调查研究,运用机械原理,设计了全自动波轮式家用型洗衣机。该全自动波轮式洗衣机具有节能、体积小、操作简单、维修方便、光洁卫生等特点。基本完成了预期目标,实现了课题研究的价值。本次课题基本完成:(1) 经过研究波轮式洗衣机的工作原理及基本结构,对它的可行性进行分析,提出了全自动波轮式洗衣机的设计方案。(2) 通过运用大学期间所学的专业知识以及课外资料的查阅,设计出大小合适进衣方便的装置,进衣筒的倾斜角度经过严格的几何计算得到。(3)完成了洗衣机传动部件的设计(马达的选择与设计、传动系统的选择、齿轮的设计等)。(4)完成了洗衣机轴的结构设计。(5)运用CAD和Solidworks对洗衣机的重要部件进行绘制与建模,并通过Solidworks对洗衣机的各部件进行装配。(6)全自动波轮式洗衣机的波轮机构的设计形式要合理,不出现在排水的过程中有卡衣等情况出现,对设计的传动轴表的清洗中,使得光滑达到美观的特点,才能在清洗的实现均匀和外观的光洁的特点。(7)通过所学的知识选择出合适的动力源,使用齿轮和衣物作为传动系统,工作中的噪音比较小,设计的结构形式比较紧凑,传动的过程中整个设备的结构平稳,达到传动动力的准确性实现高效的特点,设备工作中无震动的情况。此次设计在传统家用全自动波轮式洗衣机的设计基础之上添加了电动机。轴进行了升级,由传统的一种洗衣机,改进为波轮洗衣机,结构原理简单,便于清理。但是我设计的全自动波轮式洗衣机还存在许多缺陷,坯厚度调节机构不能准确调节,精度不高,使全自动波轮式洗衣机的使用环境存在局限性。参考文献1金捷.多功能家用全自动波轮式洗衣机的设计J.机械产品开发与设计,2010,37(12).2许孝堂,王敏柔,赵磊.一种全自动波轮式洗衣机J.西南交通大学出版社.2012.3吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册M.北京:高等教育出版社,2010.4孙桓,陈作模.机械原理M.北京:高等教育出版社,2012.5王勇章.数控技术M.北京:高等教育出版社,2011.6师俊玲,胡新中,欧阳韶晖.品质评价方法研究进展J.西北农林科技大学报,2002,30(9).7张艳,阎俊,陈东升.中国的标准化实验室制作与评价方法研究J.麦类作物学 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