機電一體化課程設計計算說明書 機電一體化 課程設計計算說明書 題 目： 波輪式全自動洗衣機 機電系統(tǒng)設計 院 系： 裝備制造工程分院 專 業(yè)： 班級學號： 學生姓名： 指導教師： 30 目 錄 摘 要………………………………………………………………………………1 第一章 緒論………………………………………………………………………2 1.1 機電一體化課程設計目的 ………………………………………………………………2 1.2 設計任務 …………………………………………………………………………………2 第二章 波輪式全自動洗衣機的總體結構設計…………………………………3 2.1 波輪式全自動洗衣機總體結構 …………………………………………………………3 2.2 進水排水系統(tǒng) ……………………………………………………………………………3 2.3 傳動系統(tǒng)結構及工作原理 ………………………………………………………………7 2.4 機械設計系統(tǒng)傳動計算…………………………………………………………………14 第3章 控制系統(tǒng)設計…………………………………………………………20 3.1 全自動洗衣機的功能要求………………………………………………………………20 3.2 硬件電路設計……………………………………………………………………………21 3.3 控制程序設計……………………………………………………………………………22 總 結…………………………………………………………………………24 致 謝…………………………………………………………………………26 參考文獻…………………………………………………………………………27 摘 要 從目前的洗衣機市場來看，洗衣機分為三種類型：波輪機、滾筒機以及攪拌機，但目前國內(nèi)賣場上以波輪機和滾筒機為主，攪拌機很少在國內(nèi)出現(xiàn)。 波輪洗衣機，20世紀五六十年代出現(xiàn)于日本的波輪洗衣機。目前是我國人民最了解，市場占有率最高的洗衣機種類。特點：耗水量大價格低 滾筒洗衣機，發(fā)源于歐洲，是模仿棒錘擊打衣物原理設計，利用電動機的機械 做功使?jié)L筒旋轉，衣物在滾筒中不斷地被提升摔下，再提升再摔下，做重復運動，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗滌干凈。特點：耗電量大磨損小 攪拌洗衣機，攪拌式洗衣機先于波輪式洗衣機出現(xiàn)。全自動攪拌式洗衣機發(fā)源于美國，在美國流行，但在中國很難見到。它與波輪洗衣機最大的區(qū)別就是波輪旋轉只有270度，不像波輪洗衣機的波輪是旋轉360度。特點：洗凈度好耗水多 未來洗衣機的發(fā)展方向?qū)⑹浅暡ㄏ匆聶C，運用超聲波原理振動洗衣，從概念上徹底更新洗衣機洗滌原理，不再使用洗衣粉，是真正的環(huán)保型洗衣機。到時，人們不僅從洗衣機里拿出衣服就能穿，而且完全不用考慮清洗劑會對衣料帶來的損害，更不存在化學洗滌劑的環(huán)境污染問題了。 第1章 緒論 1.1機電一體化課程設計目的 機電一體化系統(tǒng)課程設計是一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。要求學生做那個和運用說學過的機械、電子、計算機和自動控制等方面的知識，獨立進行一次機電結合的設計訓練，主要目的是： 1) 學習機電一體化系統(tǒng)總體設計方案立定，分析與比較的方法。 2) 通過對機械系統(tǒng)的設計，掌握集中典型傳動晚間與導向元件的工作原理、設計計算方法與選用原則。如齒輪/同步帶減速裝置、蝸桿副、滾珠絲杠螺母副、直線滾動導軌副等。 3) 通過對進給伺服系統(tǒng)的設計，掌握常用伺服電動機的工作原理、計算選擇方法與控制驅(qū)動方式，學會選用典型的位移/速度傳感器；如交流、逼近伺服進給系統(tǒng)，增量式旋轉編碼器，直線光柵等。 4) 通過對控制系統(tǒng)的設計，掌握一些典型硬件電路的設計方法和控制軟件的設計思路；如控制系統(tǒng)選用原則、CPU選擇、存儲器擴展、I/O接口擴展、A/D與D/A配置、鍵盤與現(xiàn)實電路設計等，以及控制系統(tǒng)的管理軟件、伺服電動機的控制軟件等、 5) 培養(yǎng)學生獨立分析問題和解決問題的能力，學習并初步樹立“系統(tǒng)設計”的思想。 6) 鍛煉提高學生應用手冊和標準、查閱文獻資料以及撰寫科技論文的能力。 1.2設計任務 　　任務：設計一種波輪式全自動洗衣機的機電系統(tǒng)，要求最大洗衣質(zhì)量為3.8kg，內(nèi)桶直徑為φ400mm，洗衣轉速約為140～200r／min，脫水轉速約為700～800r／min。要求具有自動調(diào)節(jié)水位、根據(jù)衣服種類設定洗滌模式、自動進水、排水和自動脫水等功能。 第二章 波輪式全自動洗衣機的總體結構設計 2.1波輪式全自動洗衣機總體結構 目前在我國生產(chǎn)的洗衣機中，波輪式洗衣機占了80％以上。早期生產(chǎn)的波輪式洗衣機波輪較小，直徑都在165～185mm之間，轉速為320～500r／min?，F(xiàn)在基本都是大波輪洗衣機，其中又以碟形波輪應用最廣，波輪直徑約為300mm，轉速約為120～300r／min。 　　一般來說，波輪式全自動洗衣機具有洗滌、脫水、水位自動控制，以及根據(jù)不同衣物選擇洗滌方式和洗滌時間等基本功能，其結構主要由洗滌和脫水系統(tǒng)、進排水系統(tǒng)、電動機和傳動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、支承機構等5大部分組成，如下圖所示。 1排水管 12進水接頭 2溢水管 13壓力軟管 3吊桿 14貯氣室 4脫水桶（內(nèi)桶）15支架 5盛水桶（外桶）16電動機 6水衡環(huán) 17離合器 7蓋板 18波輪 8安全開關 19脫水軸 9控制面板 20排水電磁閥 10水位控制器 21法蘭盤 11進水電磁閥 22脫水孔 2.2進水、排水系統(tǒng) 　　全自動洗衣機的進、排水系統(tǒng)主要由進水電磁閥、排水電磁閥 和水位開關等組成。 　　1.水位開關 水位開關又稱壓力開關。洗衣機洗滌桶進水時的水位和洗滌桶排水時的狀況是由壓力開關檢測的。當洗衣機工作在洗絳或漂洗程序時，若桶內(nèi)無水或水量不夠，壓力開關則發(fā)出供水信號。當水位達到設定位置時，壓力開關將發(fā)出關閉水源的信號。微電腦全自動洗衣機工作在排水程序時，若排水系統(tǒng)有故障，水位開關則發(fā)出排水系統(tǒng)受阻信號。 (1)結構　波輪式全自動洗衣機上使用最多的水位開關是空氣壓力式，其結構如圖2-1所示。這類壓力開關按其功能可大致分為氣壓傳感裝置、控制裝置及觸點開關三部分。 　　氣壓傳感裝置由氣室11、橡膠膜10、塑料盤9、頂心6等組成；控制裝置由壓力彈簧4、導套2、調(diào)壓螺釘3、杠桿l和凸輪5等組成；觸點開關由動簧片8、開關小彈簧7、動靜觸點組成，其中公共觸點COM和常閉觸點NC組成動斷觸點，公共觸點COM和常開觸點NO組成動合觸點。動簧片8是由鈹青銅板制成，其結構如圖2-2所示。 圖2-1水位開關結構及其水壓傳遞系統(tǒng) 1杠桿 2導套 3調(diào)壓螺釘 4壓力彈簧 5凸輪 6頂心 7開關小彈簧 8動簧片 9塑料盤 10橡膠模 11氣室 12壓力軟管 在內(nèi)動簧片和外動簧片的a、b點安裝一個小彈簧，即圖2中的開關小彈簧7。 c點為內(nèi)動簧片的力驅(qū)動點，位于頂心和塑料盤的軸心線上。 圖2-2觸點開關 (2)工作原理 當水注入內(nèi)桶時，氣章很快被封閉。隨著水位上升，封閉在氣室內(nèi)的空氣壓力也不斷提高，壓力經(jīng)軟管12傳到水位開關氣室11，水位開關氣室ll內(nèi)的空氣壓力向上推動橡膠膜10和塑料盤9，推動動簧片8中的內(nèi)動簧片向上移動，壓力彈簧4被壓縮。當注水到了選定水位時，此時內(nèi)動簧片移動到預定的力平衡位置，開關小彈簧7將拉動外動簧片，并產(chǎn)生一個向下的推力，使開關的常閉觸點NC與公共觸點COM迅速斷開，常開觸點NO與公共觸點COM閉合，從而發(fā)出關閉水源信號。 　　排水時，當水位下降到規(guī)定的復位水位時，水位產(chǎn)生的壓力減小，壓力彈簧4回復伸長，推動頂心6，使動簧片8中的內(nèi)動簧片向下移動，當移動到預定的力平穩(wěn)位置時，開關小彈簧7對外動簧片產(chǎn)生一個向上的推力，使開關的常開觸點N0與公共觸點COM迅速斷開，常閉觸點NC與公共觸電C0M閉合，從而改變控制電路的通斷。 2.進水電磁閥 (1)結構　進水電磁閥也稱為進水閥或注水閥，其結構如圖2-3所示。 圖2-3進水閥結構圖 1金屬過濾網(wǎng) 2閥座 3導磁鐵框 4線圈 5小彈簧 6鐵心 7小橡膠塞 8塑料盤 9橡膠閥 (2)工作原理　電磁閥線圈4斷電時，鐵心6在自重和小彈簧5作用下下壓，使鐵心6下端的小橡膠塞7堵住泄壓孔B，此時如果有水進入進水腔I，水便由加壓孔A進入控制腔Ⅱ，使控制腔Ⅱ內(nèi)水壓逐漸增大，最終使橡膠閥9緊壓在出水管的上端口上，將閥關閉。同時．因鐵心6上面空間與控制腔Ⅱ相通，控制腔Ⅱ內(nèi)水壓的增大還會使鐵心6上面空間氣體壓強增大．導致橡膠閥9更緊地壓在泄壓孔B上，增加了閥關閉的可靠性。 當進水電磁閥線罔4通電后，產(chǎn)生的電磁吸力將鐵心6向上吸起，泄壓孔B被打開?？刂魄虎騼?nèi)的水迅速從泄壓孔B中流入出水管，同時經(jīng)加壓孔A流人控制腔Ⅱ的水又進行補充。但由于加壓孔A比泄壓孔B小，使控制腔Ⅱ內(nèi)的壓力迅速下降。當控制腔Ⅱ中的水壓降到低于進水腔I水壓時，橡膠閥9被進水腔I中的水向上推開，水從進水腔Ⅰ直接進入出水管，進而流人盛水桶。水到位后，由水位開關切斷進水電磁閥線圈4的電源，進水閥重新關閉。 3.排水電磁閥 1排水閥座 13銜鐵 2橡膠閥 14開口銷 3內(nèi)彈簧 15外桶 4外彈簧 16擋套 5導套 17剎車扭簧伸出端 6閥蓋 7電磁鐵拉桿 8銷釘 9基板（鐵墊圈） 10微動開關壓鈕 11引線端子 12排水電磁鐵 　　排水電磁閥由電磁鐵與排水閥組成，如圖2-4所示。電磁鐵和排水閥是兩個獨立的部件，兩者之間以電磁鐵拉桿聯(lián)接起來。 圖2-4排水閥的結構與電磁鐵的裝配關系 (1)結構 排水閥是由排水閥座1、橡膠閥2、內(nèi)外彈簧3與4、導套5和閥蓋6等組成。排水閥門采用橡膠材料制成，內(nèi)有一個由硬質(zhì)塑料制作的導套5。導套5內(nèi)裝有內(nèi)彈簧3，它一端卡在導套左邊槽口，另一端鉤掛在電磁鐵拉桿7上，內(nèi)彈簧3處于拉緊狀態(tài)。在導套5外裝有一個外彈簧4，它的剛度比內(nèi)彈簧3小,它的一端與閥蓋6接觸．另一端與導套5的基座接觸．外彈簧4處在壓縮變形狀態(tài)。 電磁鐵有交流和直流兩種，機械式全自動洗衣機一般采用交流電磁鐵，而電腦式全自動洗衣機一般采用直流電磁鐵。交流電磁鐵的主要技術參數(shù)如表2-1所示，直流電磁鐵的主要技術參數(shù)如表2-2所示。 表2-2直流電磁鐵的主要技術參數(shù) 表2-1交流電磁鐵的主要技術參數(shù) (2)工作原理　洗衣機處在進水和洗滌時，排水閥處于關閉狀態(tài)。此時主要由外彈簧4把橡膠閥2緊壓在排水閥座1的底部。 排水時，排水電磁鐵通電工作，銜鐵13被吸入，牽動電磁鐵拉桿7。由于拉桿7位移，在它上面的擋套16撥動制動裝置的剎車扭簧伸出端17，使制動裝置處于非制動狀態(tài)(脫水狀態(tài))。另一方面隨著電磁鐵拉桿7的左端離開導套5，外彈簧4被壓縮，使排水閥門打開正常排水時，橡膠閥2離開排水閥座l密封面的距離應不小于8mm，排水電磁鐵的牽引力約為40N。 2.3傳動系統(tǒng)的結構及其工作原理 　　傳動系統(tǒng)主要由電動機、減速離臺器組成。套桶式全自動洗衣機使用一臺電動機來完成洗滌和脫水工作。洗滌時，波輪轉速較低(140～200r/min)；而脫水時，脫水桶轉速較高(約800r／min)。因此，要對電動機1370r／min的輸出轉速進行減速處理，以適應兩項工作的不同要求，這主要由洗衣機的傳動系統(tǒng)來完成，傳動系統(tǒng)的工作示意如圖2-5所示。 圖2-5 套桶式全自動洗衣機傳動系統(tǒng)示意圖 圖2-5 套桶式全自動洗衣機傳動系統(tǒng)示意圖 1.電動機的技術參數(shù) 　　電動機是整個洗衣機工作的動力來源。我國現(xiàn)階段生產(chǎn)的套桶 式洗衣機大多采用的是電容運轉式電動機，產(chǎn)品遵循中華人民共和 國機械行業(yè)標準JB／T3758-1996《家用洗衣機用電動機通用技術條 表2-3XD型洗衣機電動機技術參數(shù) 件》。目前常用的電容運轉式電動機技術參數(shù)如表2-3所示。 2.減速離合器的結構和工作原理 　　早期設計的小波輪全自動洗農(nóng)機的離合器沒有減速功能，故洗滌和脫水轉速相同。新型大波輪全自動洗衣機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，但主要結構和工作原理基本相同。目前應用最為廣泛的有兩種：單向軸承式減速離合器與帶制動式減速離合器。 (1)單向軸承式減速離合器 　1)基本結構 　?、匐x合器主要結構如圖2-6所示。離合器中部有兩根軸：輸入軸l和脫水軸l8。輸人軸1的下端加工成四方形，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固定在輸人軸1上，由于方軸與方孔的緊密配合，從而帶輪3、輸入軸I和離合套20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。 圖2-6全自動洗衣機離合器的結構 1.輸入軸 2.螺母 3.帶輪 4.方絲離合彈簧 5.棘輪 6.棘爪 7.撥叉 8.單項滾輪軸承 9.叉車裝置外罩 10.叉車扭簧 11,12密封圈 13.支架 14.離合器外罩 15.剎車帶 16.剎車盤 17.十字軸套 18.脫水軸 19..支撐架 20離合套 21.拉桿 輸入軸l的外部是脫水軸18。在衣服洗滌時，脫水軸靜止不轉；而洗滌結束后，脫水軸應將帶輪3的高轉速直接傳遞給脫水桶，完成脫水功能。這種轉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，上端幾圈的直徑比下端略小一些。由于脫水軸18和離臺套20的外徑比方絲離合彈簧的內(nèi)徑略大，在自由狀態(tài)時，方絲離合彈簧就抱緊在離合套20和脫水軸18的外壁上。當帶輪帶動離合套向彈簧旋緊方向旋轉時，通過方絲離合彈簧就將帶輪3的轉動由離合套20傳遞到脫水軸18，這就是“合”時的脫水狀態(tài)。在洗滌時，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20脫離接觸，這就是“離”時的洗滌狀態(tài)。實現(xiàn)彈簧旋松的機構是棘輪棘爪裝置，圖2-7是其工作原理簡圖。方絲離合彈簧下端的彈簧卡2卡在棘輪3的內(nèi)槽中，通過棘爪5的擺動使棘輪3轉動，從而帶動方絲離合彈簧向旋松方向轉動。 圖2-7棘輪棘爪裝置 圖2-7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l8只能向一個方向自由旋轉。單向滾針軸承是滾針軸承產(chǎn)品領域中一種科技含量較高的產(chǎn)品，其結構緊湊，徑向截面小。因為其外圈工作面是楔形．所以只允許一個方向的轉動．可以起到單向離合器的作用。洗衣機單向滾針離合器的工作原理如圖2-8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。當脫水軸5順時針轉動時，滾針落入楔形槽的大端中，此時脫水軸可順時針轉動；而當脫水軸逆時針轉動時，滾針則卡緊在楔彤槽的小端處，這時脫水軸將無法轉動。 圖2-8單向滾針離合器的工作原理 1支撐架 2齒輪軸承座 3滾針保持架 4輸入軸 5脫水軸 6滾針 7軸承外圈 8螺栓 在圖2-6中，剎車裝置外罩9、剎車扭簧lO、剎車帶15、剎車盤16和十寧軸套17等組圖2-9 脫水工作狀態(tài)示意圖 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)成了一體。剎車裝置外罩9安裝在脫水軸18上，為間隙配合，它對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，其下端固定在離合器外罩上，它的上端則嵌在拉桿21的一個方孔中，由排水電磁鐵帶動拉桿控制其狀態(tài)。洗滌時，排水電磁鐵斷電，剎車扭簧處于自由旋緊的狀態(tài)。當脫水軸18順時針旋轉時，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都將一起順時針旋轉。剎車裝置外罩9在順時針旋轉過程中，剎車扭簧10將被迅速旋緊，強大的摩擦力使剎車裝置外罩9無法動作，此時剎車帶15和剎車盤16將發(fā)生劇烈摩擦，對脫水軸18產(chǎn)生制動作用，防止脫水桶產(chǎn)生跟轉現(xiàn)象。 1大帶輪 2離合器 3方絲離合彈簧 4棘輪 5脫水軸 6輸入軸 7單項滾針軸承 8剎車裝置 9法蘭盤 10減速器 11波輪 12內(nèi)桶 13緊固螺釘 14外桶 15密封圈 16剎車扭簧 17離合器外罩 18棘爪 脫水工作狀態(tài)如圖2-9所示，排水閥通電，排水電磁鐵帶動拉桿使剎車扭簧處于放松狀態(tài)。由于剎車裝置外罩9在順時針旋轉過程中，與旋松的剎車扭簧之間可以自由滑動，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，完成脫水功能。 狀態(tài)，這時也就抱緊了離合套2。大帶輪l在脫水時是順時針旋轉的，由于摩擦力的作用，方絲離合彈簧3將會越抱越緊。這樣脫水軸5就和離合套2聯(lián)在一起，跟隨大帶輪1一起做高速運轉。由于此時脫水軸5做順時針運動，和單向滾針軸承7的運動方向一致，因此單向滾針軸承7對它的運動無限制。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帶動內(nèi)桶12以及減速器內(nèi)齒圈的轉速，與輸入軸帶動減速器中心輪的轉速相同，這樣致使行星輪無法自轉而只能公轉，從而行星架的轉速與脫水軸是一樣的，即波輪與脫水桶以等速旋轉，保證了脫水桶內(nèi)的衣物不會發(fā)生拉傷。 脫水狀態(tài)傳動路線是：電動機→小帶輪→大帶輪l→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。由于電動機輸出轉速只經(jīng)帶輪一級減速．所以內(nèi)桶轉速較高，約680～800r／min。 　②洗滌狀態(tài)如圖2-10所示，洗滌狀態(tài)下，排水電磁鐵斷電，排水閥關閉，拉桿復位。這時剎車扭簧16被恢復到自然旋緊狀態(tài)，扭簧抱緊剎車裝置外罩，剎車裝置8起作用；同時撥叉回轉復位，棘爪18伸入棘輪4，將棘輪撥過一個角度，方絲離合彈簧3被旋松，其下端與離臺套2脫離，這時離合套只是隨輸入軸空轉。大帶輪1帶動輸入軸6轉動，經(jīng)行星減速器減速后，帶動波輪軸11轉動，實現(xiàn)洗滌功能。輸入軸至波輪軸的傳動稱為二級減速，其工作過程為：輸人軸通過中心輪驅(qū)動行星輪，行星輪既繞自己的軸自轉又沿著內(nèi)齒圈繞輸人軸公轉，因為行星輪固定在行星架上，所以行星輪的公轉也將帶動行星架轉動；行星架以花鍵孔與波輪軸下端的花鍵相聯(lián)接，帶動波輪軸和波輪轉動。行 星減速器的減速比i計算公式為：i=1+內(nèi)齒圈齒數(shù)／中心輪齒數(shù)。 　　洗滌狀態(tài)傳動路線是：電動機→小帶輪→大帶輪l→輸入軸6→中心輪→行星輪→行星架→波輪軸11→波輪。其間，電動機輸出轉速經(jīng)帶輪一級減速后，再經(jīng)減速比約為4的行星減速器減速，所以轉速約為140～200r／min。 圖2-10 脫水工作狀態(tài)示意圖 1大帶輪 2離合器 3方絲離合彈簧 4棘輪 5脫水軸 6輸入軸 7單項滾針軸承 8剎車裝置 9法蘭盤 10減速器 11波輪 12內(nèi)桶 13緊固螺釘 14外桶 15密封圈 16剎車扭簧 17離合器外罩 18棘爪 對于洗衣機傳動系統(tǒng)三種工作情況，各零部件工作狀態(tài)如表2-4所示。 表2-4三種零部件工作狀態(tài) ③內(nèi)桶跟轉現(xiàn)象的解決　洗滌時防止內(nèi)桶出現(xiàn)跟轉是設計中一個非常重要的問題。洗滌時，波輪將傳動力矩傳遞給水和洗滌物，而轉動的水和洗滌物又將轉矩傳遞給內(nèi)桶。因此，內(nèi)桶如果不固定或固定不可靠，就要隨之轉動，這就是跟轉現(xiàn)象。洗滌時，內(nèi)桶跟 轉現(xiàn)象將減弱洗滌效果并對洗衣機不利，所以要防止山桶出現(xiàn)跟轉。因為內(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。為此．除了剎車裝置外，在脫水軸上還安裝有單向滾針軸承。 圖2-11剎車裝置工作原理 1 剎車裝置外罩 2剎車帶 3剎車盤 4鎖緊十字軸套 5脫水軸 6輸入軸 7鎖緊螺栓 8輸入軸 當波輪逆時針方向旋轉時，內(nèi)桶有逆時針方向跟轉的傾向，這時與內(nèi)桶成一體的脫水軸被單向滾針軸承卡住，不能轉動，所以內(nèi)桶也就不能轉動。但在波輪順時針力向轉動時，單向滾針軸承允許轉動的方向與之致，所以對脫水桶沒有制動作用。 　　當波輪順時針方向轉動時，內(nèi)桶有順時針方向跟轉的傾向，這時自然狀態(tài)的剎車扭簧將被旋緊，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針旋轉摩擦力將剎車帶拉緊，剎車帶對剎車盤轉動產(chǎn)生摩擦阻力，這樣就阻止了內(nèi)桶跟轉。剎車裝置工作原理如圖2-11所示。 　　綜合所述，當波輪逆時針轉動時，依靠單向滾針軸承來防止內(nèi)桶跟轉；當波輪順時針方向轉動時，依靠剎車裝置來防止內(nèi)桶跟轉。 脫水過程中突然打開洗衣機上蓋，排水電磁鐵失電，方絲離合彈簧恢復到洗滌狀態(tài)，由于脫水是順時針旋轉，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。 2.4機械傳動系統(tǒng)設計計算 　　波輪式全自動洗衣機的傳動系統(tǒng)的設計計算內(nèi)容較多，但大多數(shù)零部件可以選用無需進行設計，一般設計內(nèi)容主要有：方案設計、電動機選用、帶傳動設計、行星減速器設計等。 1.方案設計 波輪式洗衣機常用布局為輸入軸布置在內(nèi)桶的中心處，整個傳動系統(tǒng)基本上同軸布置，電動機只能偏置一邊，為了保持平衡，可將排水電磁閥和排水管與電動機對稱布置，必要時可加平衡塊。根據(jù)設計任務中給出的內(nèi)桶直徑為400mm，則外桶直徑約為470mm，電動機軸與洗滌輸入軸之間中心距只能為150mm左右．在此范罔內(nèi)選擇合適的一級降速傳動比和采用帶輪傳動。 2.基本參數(shù)的選擇 表2-5波輪式全自動洗衣機基本參數(shù) 　　目前洗衣機的洗衣量、電動機功率、內(nèi)桶直徑等基本參數(shù)，大多數(shù)企業(yè)是通過實驗進行設計選用的。表2-5是目前常用的波輪式全自動洗衣機基本參數(shù)情況，可供設計時參考． 根據(jù)設計任務要求最大洗衣量為3.8kg，參照表2-5選用電動機功率為180w，電動機滿載時轉速為1370r／min。 3. V帶傳動設計計算 　　因為V帶傳動允許的傳動比較大，結構較緊湊，在同樣的張力下，V帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力，所以這里選用了最常用的V帶作為第一級降速。 參照表2-5，初步選定電動機功率P為l80W，洗衣轉速為180r/min，脫水轉速為720r/min，則傳動比為： (1)計算功率Pca 　由于載荷變動小，因此取工作情況系數(shù) KA=1.0，Pca=KAP=0.18kW。 (2)選擇帶型　根據(jù)小帶輪轉速為1370r/min，以及小帶輪安裝 尺寸的大概范圍，選取普通V帶Z型。 (3) 帶輪的基準直徑d1和d2 初選小帶輪的基準直徑dd1查表2-6和表2-7，選取 表2-6 普通V帶選型表 dd1=55mm，大于V帶輪的最小基準直徑ddmin的要求50mm。大帶輪的基準直徑dd2為：dd2=idd1=l.9×55=104.5mm，按表2-6圓整為dd2=106mm。 表2-7 V帶基準直徑系列 (4)驗算帶的速度v 　　普通V帶的最大帶速vmax=25～30m／s，故滿足要求。 (5)中心距a和帶的基準長度Ld 　　　　0.7(dd1+dd2)

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