全自动波轮式洗衣机传动装置结构设计说明书
全自动洗衣机传动机构设计
表 １ 行 星减 速 器 参 数 项目
中心 轮 ａ 行 星轮 Ｃ
模 数 ｍ
１ １
齿数 ｚ
２ ２ ２ ３
分 度 圆直 径 ｄ
２ ２ ２ ３
齿 顶 圆直 径 ｄ 。
２ ４ ２ ５
齿 根 圆直 径 ｄ ／
１ ９ ． ５ ２ ０ ． ５
都 是在 程 序控 制器 的控制 下进 行 的 、是全 自动洗 衣
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｎ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｏ ｆ Ｆｕ ｌ ｌ ｙ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｗ ａ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ
【 １ 】 吴晓菊． 结构 有限元 模型修 正 综述【 Ｊ ］ ． 特种 结构， ２ ０ ０ ９ （ １ ） ：
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参考文献 ：
波 轮式 全 自动 洗衣 机 的 电气控 制 系统 主 要 由程 序 控制 器 、电动机 、进水 电磁 阀 、排 水 电磁 阀 、水 位 开关 、安 全 开 关 及 各种 功 能选 择 开 关 等 组成 的 ，
全 自动 洗衣 机 能实 现 洗衣 的 自动 化 ．整个 洗 衣过 程
行星传动 Ｎ Ｇ Ｗ 型 ，选用 ４ 个行 星轮对称布置 。选 取洗衣转速为 １ ８ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ，脱水转速为 ７ ２ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 。由
于脱 水 时行 星 减速 器 中心 轮 与 内齿 圈顺 时针 等 速旋
波轮式全自动洗衣机设计
目录波轮式全自动洗衣机设计 (2)摘要 (2)Abstract (2)一、波轮式全自动洗衣机机械系统设计 (3)1.1全自动洗衣机的工作原理 (3)1.2全自动洗衣机控制系统的要求 (3)1.3波轮式全自动洗衣机总体结构 (3)1.4机械传动系统设计计算 (5)二、洗衣机电气控制部分 (8)2.1电机结构及功能 (8)2.2控制器功能 (8)2.3传感器功能及使用 (9)三、波轮式全自动洗衣机程序设计 (9)3.1总体思路 (9)3.2电气设计部分 (9)3.3 PLC设计部分 (10)3.4全自动洗衣机控制系统PLC程序 (14)3.5源程序 (16)3.6 程序梯形图 (21)结束语 (23)参考文献 (24)波轮式全自动洗衣机设计摘要随着科学技术不断进步和社会飞速发展，洗衣机成为人民日常生活息息相关的家用电器产品。
洗衣机的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。
本文首先介绍了洗衣机的发展，然后重点介绍了洗衣机的设计，对程序流程图及编程软件进行了说明，最后对系统进行了仿真。
本次设计采用步进顺控指令编程，根据工艺要求编程简单、可允许双线圈使用，PLC采样按钮及限位开关外部输入信号的变化，执行相应的程序，然后输出控制电机正反转及脱水处理。
最后就本课题所做的工作进行了总结，并对进一步的研究提出了自己的看法。
本次设计的全自动洗衣机工艺要求有待改善，不可以单独脱水及洗衣时间的设置；由于时间有限，没做进一步的改善。
基于全自动洗衣机在日常生活中广泛运用，本设计具有广泛的推广价值。
关键词：洗涤脱水转速AbstractWith the continuous progress of science and technology and the rapid development of society, washing into people's everyday life, household products.Fully automatic washing machines, multi-functional and intelligent direction of its development. This paper describes the development of washing machines, washing machine and then focuses on the design and programming software, the program flow chart are described, and finally the system is simulated. The design uses a step sequence programming instructions, according to process requirements of simple programming, which allows dual coils, PLC sampling buttons and limit switch changes the external input signal, perform the appropriate procedure, and then reversing the motor output control and dehydration treatment.Finally on the subject summarized the work done, and further research put forward their views. The design of the automatic washing process requirements need to be improved,not a separate set of time dehydration and laundry; Due to time constraints, no further improvement. Automatic washing machine based on widely used in daily life, the design of a wide range of promotional value.Key words:Wash Dehydration Rotational speed一、波轮式全自动洗衣机机械系统设计1.1全自动洗衣机的工作原理洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。
波轮式全自动洗衣机机电系统设计说明
机电一体化课程设计题目：波轮式全自动洗衣机专业：姓名：班级：学号：指导教师：摘要波轮洗衣机是由日本人发明的，是典型的日式机器，日本人洗衣服习惯用冷水，在习惯使用冷水的前提下，滚筒洗衣机就没有波轮的洗的干净，当然也可以在使用滚筒洗衣机时使用电辅加热的功能，但这样需要更长的时间，而日本人讲求生活效率，平时很忙，生活空间又狭小，需要不占地方又能搬来搬去，滚筒的根本就搬不动，所以坚持使用波轮洗衣机。
滚筒洗衣机在欧洲较流行，是因为欧洲家庭一般都较休闲，习惯用热水洗衣服，而且多数有冷热双路供水,能够方便地使用热水洗涤。
他们的选择都是各有各的原因,甚至包括洗衣机生产商们热衷于制造概念，非要说什么滚筒的比波轮的先进，实在是很片面，也不科学.专家认为，未来洗衣机的发展方向将是超声波洗衣机，运用超声波原理振动洗衣，从概念上彻底更新洗衣机洗涤原理，不再使用洗衣粉，是真正的环保型洗衣机。
关键字：洗涤脱水转速目录摘要第1章绪论 (1)1.1 机电一体化课程设计目的 (1)第2章波轮式全自动洗衣机机电系统设计 (2)2.1波轮式全自动洗衣机总体结构 (2)2.2 进水，排水系统 (3)2.3传动系统结构及工作原理 (7)2.4机械设计系统传动计算 (19)致 (27)参考文献 (28)波轮式全自动洗衣机机电系统设计第1章绪论1.1 机电一体化课程设计目的机电一体化系统课程设计是一个重要的实践性教学环节。
要求学生做那个和运用说学过的机械、电子、计算机和自动控制等方面的知识，独立进行一次机电结合的设计训练，主要目的是：1) 学习机电一体化系统总体设计方案立定，分析与比较的方法。
2) 通过对机械系统的设计，掌握集中典型传动晚间与导向元件的工作原理、设计计算方法与选用原则。
如齿轮/同步带减速装置、蜗杆副、滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨副等。
3) 通过对进给伺服系统的设计，掌握常用伺服电动机的工作原理、计算选择方法与控制驱动方式，学会选用典型的位移/速度传感器；如交流、逼近伺服进给系统，增量式旋转编码器，直线光栅等。
波轮式全自动洗衣机的传动机构设计
1绪论1.1课题研究目的及意义（1）对大学所学的知识进行综合性的运用，加深对机械设计课程和其它有关选修课程的认识及在生产实践中的应用。
（2）掌握波轮式洗衣机传动机构设计的一般方法，了解和熟悉波轮式洗衣机的工作原理，对传动零件进行设计计算，锻炼正确独立的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体设计和计算的能力。
（3）通过了解设计波轮式洗衣机的传动结构，了解国内波轮式洗衣机发展现状，锻炼了计算、查阅工具书、电脑绘图、机械设计等能力，培养波轮式洗衣机的基本技能。
（4）通过对波轮式洗衣机的研究并查阅了解多种制图软件，熟练掌握及操作制图软件CAD，利用已掌握的机械制图技能完成波轮式洗衣机传动结构的设计。
（5）通过查阅波轮式洗衣机的相关资料，可以对洗衣机行业的发展有新的认识。
1.2波轮式全自动洗衣机的研究现状和发展趋势随着社会科学技术水平的不断提高，家用电器也得到了迅速发展，洗衣机是人们日常生活中常见的一种家电，已经成为人们生活中不可缺少的一部分。
市场上的洗衣机有波轮式洗衣机，滚筒式洗衣机，搅拌式洗衣机。
其中波轮式洗衣机是在洗衣机的桶底装有一个圆盘波轮。
在波轮的带动下，桶内水流形成了时而右旋时而左旋的涡流，带动衣物跟着旋转翻转，这样就能将衣物上的脏东西清除掉。
进入二十世纪八十年代后，出现了新型波轮设计和新型水流方式：波轮在桶的底部，水流方式一般为正向旋转一至三秒，停零点一至一秒，再反向旋转一至三秒，再停零点一至一秒，这和旧式水流大不一样，这种方式也是多年的研究成果，有利于各因素之间的平衡，兼顾了洗涤率、磨损率、缠绕状况、洗涤均匀度等因素。
波轮式洗衣机的最大优点是，洗衣速度要比滚筒式洗衣机的速度快得多。
波轮式洗衣机凭借着它结构比较简单，维修方便，洗净率高等优点，已经进入了千家万户。
目前我国生产的洗衣机中波轮式洗衣机占其中的大多数，加强对波轮式洗衣机的研究显得尤为重要。
本文主要针对波轮式洗衣机的传动机构进行设计与研究。
全自动波轮式洗衣机传动装置结构设计说明书
毕业设计（论文）任务书摘要随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，家用电器全自动化成为必然的发展趋势。
全自动洗衣机的产生极大的方便了人们的生活。
洗衣机是国内家电业唯一不打价格战的行业，经过几年的平稳发展，国产洗衣机无论在质量上还是功能上都和世界领先水平同步。
目前在我国生产的洗衣机中，波轮式洗衣机占了80％以上。
一般来说，全自动波轮式洗衣机具有洗涤、脱水、水位自动控制，以及根据不同衣物选择洗涤方式和洗涤时间等基本功能，其结构主要由洗涤和脱水系统、进排水系统、电动机和传动系统、电气控制系统、支承机构等5大部分组成。
此次设计主要是对全自动波轮式洗衣机的传动装置结构进行了设计，传动系统主要是由电动机和减速离台器两部分组成。
一台洗衣机通过电动机要进行洗涤和脱水两种不同的工作状态，这主要是由洗衣机的传动系统来完成的。
全自动波轮式洗衣机的传动系统的设计计算内容较多，但大多数零部件选用无需进行设计，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。
其中，行星减速器设计为此次设计的重点部分，针对它进行了详细的计算和校核。
关键词:全自动洗衣机；传动系统；离合器；行星减速器AbstractWith the social economic development and raising the level of science and technology, fully automated home appliances become inevitable trend of development. Production of automatic washing machine is very convenient for people's lives. Washing machine is the only non-domestic appliances industry price war in the industry, after several years of steady growth, domestic washing machine in terms of quality or functionality keep up with world-leading levels. At present in China in the production of washing machines, top loading washing machine accounts for 80% or more.In general, automatic top loading washing machine with washing, dehydration, water level automatic control, and choose according to different method of washing clothes and washing time and other basic functions, the structure mainly by the washing and dewatering system, into the system, motor and transmission , Electrical control systems, supporting institutions, five major components. The design of the main loading washing machine is a fully automatic transmission device structure design, drive motor and reducer mainly by the two parts away from the tuner. A washing machine through the motor to washing and dewatering two different working conditions, this basically is the transmission system by washing machine to finish. Fully automatic top loading washing machine design calculation of more content, but most parts are selected without the need for design, design elements are: design, motor selection, belt drive design, planetary gear design. Among them, a planetary reducer design for the design of the key parts in it, a detailed calculation and checking.Keywords: automatic washing machine; transmission system; clutch; planetary reducer绪论毕业设计是大学中一个非常重要的实践性学习环节。
全自动洗衣机传动机构设计
二、系统设计
在全自动洗衣机控制器设计的中期，需要根据需求分析的结果进行系统设计。 本节将从硬件和软件两个方面来阐述控制器系统的设计。
1、硬件设计
控制器硬件设计的核心是选择合适的微控制器（MCU）。我们选用的是一款 具有丰富的I/O端口、内置ADC和DAC模块，同时具有强大的处理能力的MCU。该 MCU可以满足洗衣机各种控制功能的实现，并且具有较高的性价比。
三、实现方案
在全自动洗衣机控制器设计的后期，需要根据系统设计的结果，逐步转化为 具体的代码实现。本节将介绍控制器软件的具体实现方案。
1、编程语言和工具链选择我们选用C语言作为编程语言，使用Keil软件进行 程序编写和调试。Keil软件是一款适用于MCU开发的集成开发环境（IDE），具有 丰富的功能和易用的界面，能够满足洗衣机控制器软件的设计和调试需求。
3.故障检测与排除测试
测试故障检测和排除方案是否有效，以便在系统出现故障时快速排除问题， 恢复系统的正常运行。
结论
全自动洗衣机PLC控制系统的应用能够提高洗衣机的性能和效率，使用户更 加方便地控制洗衣机的运行。通过PLC控制系统的设计，可以实现洗衣机的自动 化控制，降低了洗衣机的能耗，同时提高了洗衣机的可靠性。在未来的发展中，
1、电动机的选择：根据洗衣机的工作需求，选择合适的电动机类型和功率。 例如，感应电动机具有结构简单、价格低廉、维护方便等优点，但在高转速时效 率较低；永磁同步电动机具有高效率、高转矩等特点，适用于高速运转的洗衣机。
2、减速器的设计：减速器的作用是将电动机的高速转动转化为低速转动， 以适应洗衣机的运转需求。在设计减速器时，需要考虑传动比、传动效率、噪音 等因素。常见的减速器有蜗轮蜗杆减速器、行星齿轮减速器等。
展开讨论，包括需求分析、系统设计和实现方案三个部分。
毕业设计全自动波轮式洗衣机——机械传动系统设计计算
毕业设计：全自动波轮式洗衣机机械传动系统设计计算指导教师：吴晓红李宝栋机械电子工程专业:张君波轮式全自动洗衣机的传动系统的设计计算内容较多，但当大多数零部件可以选用而无需进行设计，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。
4.1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400 mm则外桶直径约为470mm,电动机轴与洗涤输入轴之间中心距只能为150mm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。
4.1.1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进行设计选用的。
表4-1是目前常用的波轮式全自动洗衣机基本参数情况，可供设计时参考。
表4-1 波轮式全自动洗衣机基本参数Ø400~520Ø400~520Ø400~520Ø400~520Ø400~520根据设计任务要求最大洗衣量为3.8kg，参照表4-1选用电动机功率为180W，电动机满载时转速为1370r·min。
4.3V带传动设计计算因为V 带传动允许的传动比较大，结构较紧凑，在同样的张力下，V 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V 带作为第一级降速。
参照表4-1，初步选定电动机功率P 为180W ，洗衣转速为180r /min ，脱水转速为720r/min ，则传动比为： 9.1720137021===n n i （1）计算功率ca P 由于载荷变动小，因此取工作情况系数0.1=A K ca P =P K A =0.18kW（2）选择带型 根据小带轮转速为1370r/min ，以及小带轮安装尺寸的大概范围，选取普通V 带Z 型（见图4-1）（3）带轮的基准直径21d d 和 初选小带轮的基准直径1d d ，查表4-2和表4-3，选取1d d =55mm ，大于V 带轮的最小基准直径min d d 的要求50mm 。
全自动洗衣机说明书
全自动洗衣机说明书 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】目录进水和排水系统传动系统、箱体与支承系统第三章系统程序的设计及调试摘要根据全自动洗衣机的工作原理,利用可编程控制器PLC实现控制,说明了PLC控制的原理方法,特点及控制洗衣机的特色。
全自动洗衣机控制系统利用了西门子S7-200系列PLC的特点,对按钮,电磁阀,开关等其他一些输入/输出点进行控制,实现了洗衣机洗衣过程的自动化。
由于每遍的洗涤,排水,脱水的时间由PLC内计数器控制,所以只要改变计数器参数就可以改变时间。
可以把上面设定的程序时间定下来,作为固定程序使用,也可以根据衣物的质地,数量及油污的程度来编程。
只要稍作改变,就可以设计出诸如要多洗多甩的牛仔类衣物,轻洗轻甩的羊毛类衣物以及通用的标准洗涤程序,充分表现现代家电品的实用性。
在洗衣机控制方面，在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器占主导地位。
但继电器控制领域有着十分明显的缺点：体积大、耗电多、可靠性、寿命短、运行速度慢、适应性差、尤其当生产工艺发生变化时，就必须重新设计、重新安装，造成时间和资金的严重浪费。
为了改变这一现状，PLC控制系统产生了。
继1969年美国数字设备公司研制出世界第一台PLC，并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期，从此，可编程控制器这一新的控制技术迅速发展起来了。
在许多领域都有广泛的应用。
PLC的优点是：可靠性高，耗电少，适应性强，运行速度快，寿命长等，为了进一步提高全自动洗衣机的功能和性能，避免传统控制的一些弊端，就提出了用PLC来控制全自动洗衣机这个课题。
第一章全自动洗衣机设计方案控制要求洗衣机的控制流程：（1）按下启动按扭及水位选择开关,开始进水直到高（中、低）水位，关水；（2） 2秒后开始洗涤；（3）洗涤时，正转30s，停2s，然后反转30s，停2s；（4）如此循环5次，总共320s后开始排水，排空后脱水30s；（5）开始清洗，重复（1）～（4），清洗两遍；（6）清洗完成，报警3秒并自动停机；（7）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）；输入点：启动 10001 停止 10002 高水位 10003 中水位 10004低水位 10005 排空检测 10006 高水位检测 10007中水位检测 10008输出点：低水位检测 10009 手动排水 10010 反转 00004排水 00005 报警 00006 启动洗衣机 00001 进水阀 00002正转及脱水 00003说明：（1）在洗涤过程中，若外部电源与供水中断，洗衣机暂时停止工作，当电源或供电恢复后，洗衣机在原来基础上继续工作，知道洗涤完成。
波轮洗衣机构造图
波轮洗衣机构造图如果我们看看洗衣机的底部，您就会明白是什么东西使洗衣机这么重了。
上图确实是一个混凝土块。
这块和电机重量相同的混凝土是用来平衡电机重量的，而电机要驱动一个与钢质内桶相连接的很重的变速箱。
洗衣机内部有许多很重的部件。
洗衣机有两个钢桶。
盛衣服的桶叫内桶。
内桶的中间有一个搅动器，内桶的四壁凿了很多孔，这样在内桶旋转时，水就可以从中流出。
密封防水的外桶和洗衣机机身栓接在一起。
由于内桶在洗涤周期内会产生震动和摇动，所以在安装内桶时必须使其既能运转又不会撞到洗衣机的其他部件。
如上图所示，内桶与连接在黑色金属框架上的变速箱相连接。
这个框架支撑着电机、变速箱和混凝土平衡块的重量。
钢丝绳和滑轮支持系统上图显示了已拆除内桶和变速箱的黑色金属框架。
图片左侧的钢丝绳是右侧同一条钢丝绳的另一端。
总共有三个滑轮，这样如果框架的一端向上移动，另一端就会向下移动。
此系统可经受笨重部件的重量，能够保证这些部件的运动不会引起整个机器震动。
但是，如果这些部件都只悬挂在钢丝绳上，那么它们为什么不一直摇摆呢？洗衣机中有一个阻尼系统，它可以利用摩擦力来吸收一部分由震动产生的力。
振动阻尼系统在洗衣机的四个角落上各有一个机械装置，其工作原理有些像盘式制动器。
与洗衣机框架相连的部分是弹簧。
弹簧将两个衬垫挤向与黑色框架相连的金属板。
您可以看到由于震动产生的运动使衬垫磨光了金属板洗衣机的管件有以下几个作用：它为洗衣机注入适当温度的水。
在洗涤周期内，它将洗涤桶底部的水回流到桶的顶部。
在脱水周期内，它将排水管里的水抽空。
洗衣机的后部有两根水管的连结装置，一个用于热水，而另一个用于冷水。
这两根管均与电磁阀的阀体相连。
水控制阀上图显示了电磁阀的后部和前部。
您会看到有两个阀门，但它们却和一根软管相连接。
所以热水阀和冷水阀会依据设定的温度同时打开或一开一关。
软管里的水要先通过抗虹吸装置，才能注入洗涤桶内。
抗虹吸装置抗虹吸装置可防止洗涤用水回流到供水管内，避免家里的水甚至邻居家的水受到污染。
变频直驱波轮洗衣机传动结构对比图
上图三洋变频波轮全自动洗衣机传动结构图
三洋变频直驱洗衣机
最安静的洗衣机
直接驱动，减少附加传动的装置的机械磨损。
DD变频电机低噪音长寿命。
单独的变频驱动板：使电机转速，功率自动可调，真正的使洗涤，脱水力量大小可变。
使衣物磨损更小，洗涤力量更均匀。
可以洗涤羊毛等高档衣料。
下图为变频驱动板
下图普通波轮全自动洗衣机传动结构图
依靠皮带传动，皮带磨损，传动力量下降。
依靠大小皮带盘，周长差来减低洗衣机波轮转速，附加传动的装置浪费功耗。
强弱洗涤是靠电机停止间隔时间来实现，洗衣力量时大时小。
电容式启动，不平稳，不节能。
全自动洗衣机设计说明书
()结构
进水电磁阀也称为进水阀或注水阀，其结构如图所示。
()工作原理
电磁阀线圈断电时，铁心在自重和小弹簧作用下下压，使铁心下端的小橡胶塞堵住泄压孔，此时如果有水进入进水腔，水便由加压孔进入控制腔Ⅱ，使控制腔Ⅱ内水压逐渐增大，最终使橡胶阀紧压在出水管的上端口上，将阀关闭。同时．因铁心上面空间与控制腔Ⅱ相通，控制腔Ⅱ内水压的增大还会使铁心上面空间气体压强增大．导致橡胶阀更紧地压在泄压孔上，增加了阀关闭的可靠性。当进水电磁阀线罔通电后，产生的电磁吸力将铁心向上吸起，泄压孔被打开。控制腔Ⅱ内的水迅速从泄压孔中流入出水管，同时经加压孔流人控制腔Ⅱ的水又进行补充。但由于加压孔比泄压孔小，使控制腔Ⅱ内的压力迅速下降。当控制腔Ⅱ中的水压降到低于进水腔水压时，橡胶阀被进水腔中的水向上推开，水从进水腔Ⅰ直接进入出水管，进而流人盛水桶。水到位后，由水位开关切断进水电磁阀线圈的电源，进水阀重新关闭。
()工作原理
当水注入内桶时，气室很快被封闭。随着水位上升，封闭在气室内的空气压力也不断提高，压力经软管传到水位开关气室，水位开关气室Ⅱ内的空气压力向上推动橡胶膜和塑料盘，推动动簧片中的内动簧片向上移动，压力弹簧被压缩。当注水到了选定水位时，此时内动簧片移动到预定的力平衡位置，开关小弹簧将拉动外动簧片，并产生一个向下的推力，使开关的常闭触点与公共触点迅速断开，常开触点与公共触点闭合，从而发出关闭水源信号。排水时，当水位下降到规定的复位水位时，水位产生的压力减小，压力弹簧回复伸长，推动顶心，使动簧片中的内动簧片向下移动，当移动到预定的力平稳位置时，开关小弹簧对外动簧片产生一个向上的推力，使开关的常开触点与公共触点迅速断开，常闭触点与公共触电闭合，从而改变控制电路的通断。
()结构
波轮式全自动洗衣机上使用最多的水位开关是空气压力式，其结构如图所示。这类压力开关按其功能可大致分为气压传感装置、控制装置及触点开关三部分。
波轮式全自动洗衣机课程设计说明书
课程设计说明书课程名称：机电一体化设计题目：波轮式全自动洗衣机机电系统设计专业：机械设计制造及其自动化班级：机设0801学生姓名: 郑海辉学号:指导教师:吴吉平湖南工业大学科技学院教务部制2011年 1月 15 日目录1 绪论 ......................................................... - 1 -2 波轮式全自动洗衣机总体结构 ................................... - 2 -3 进水、排水系统 ............................................... - 3 -3.1 水位开关....................................................................................................................................... - 3 -3.2 进水电磁阀................................................................................................................................... - 5 -3.3 排水电磁阀................................................................................................................................... - 6 -4 传动系统的结构及其工作原理 ................................... - 7 -4.1 电动机的技术参数....................................................................................................................... - 8 -4.2 减速离合器的结构和工作原理................................................................................................. - 9 -4.2.1 单向轴承式减速离合器.............................................................................. - 9 -4.2.2 带制动式减速离合器.................................................................................. - 18 -5 机械传动系统设计计算 ........................................ - 20 -5.1 方案设计..................................................................................................................................... - 20 -5.2 基本参数的选择......................................................................................................................... - 20 -5.3 V带传动设计计算..................................................................................................................... - 21 -5.4 行星减速器设计......................................................................................................................... - 26 -6. 控制系统设计 ................................................ - 27 -6.1 全自动洗衣机的功能要求......................................................................................................... - 27 -6.2 硬件电路设计........................................................................................................................... - 28 -6.3 控制程序设计........................................................................................................................... - 30 -7 总结 ........................................................ - 32 -8 参考文献 .................................................... - 33 -1 绪论波轮式洗衣机诞生于上世纪五六十年代，由日本研制出来的波轮式洗衣机是大家最熟悉、也是市场占有率最高的洗衣机种类。
全自动洗衣机传动机构设计
随着微电子技术和计算机技术的迅速发展,洗衣机由初始的半自动式洗衣机发展到现在的全自动洗衣机,又正在向智能洗衣机方向发展[1]。
现阶段市场上的洗衣机在许多方面还不能达到人们的需求,为此笔者对全自动波轮式洗衣机的传动装置进行了结构设计。
1全自动洗衣机工作原理全自动洗衣机的桶分为洗衣桶(外桶)和脱水桶(内桶),它们以同一中心安置。
外桶盛水,固定安装,内桶作脱水(甩水)用,可以旋转[2]。
内桶的桶壁上有许多小孔,因而内外桶的水可相流通。
进水时,进水阀打开,经进水管将水注入到外桶。
排水时,排水阀打开,将水由外桶排出到机外。
洗涤时,洗涤电动机驱动波盘正、反转,即可实现洗涤的正转、反转(洗涤时脱水桶不旋转)。
脱水时,洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。
桶内水位的高、低分别用水位开关检测。
2全自动洗衣机传动系统设计传动系统主要是由电动机和减速离合器两部分组成。
套桶式全自动洗衣机的洗涤和脱水工作是由一台电动机来完成。
洗涤时,波轮转速较低(140~200r/min );而脱水时,脱水桶转速较高(700~800r/min )。
因此,为了适应两项工作的不同要求,需对电动机1370r/min 的输出转速进行减速,传动系统的工作示意见图1。
2.1电机选型选用电动机功率为180W ,电动机载时转速为1370r/min ,电流为1.54A ,效率为0.56,功率因数为0.95。
电机的重量大约为3.5kg 。
2.2减速离合器该设计中,选用带制动式减速离合器。
其主要由离合器和行星减速器两部分组成。
1)离合器基本结构。
离合器主要结构参见第40页图2(去外壳)。
离合器中部有两根轴,分别是输入轴和脱水轴。
输入轴的下端加工成方形,带轮和离合套的内孔与之相配,也是方形。
输入轴上的离合套和带轮通过螺母与其固定固定。
输入轴是齿轮轴,上部是齿轮,它与行星减速器(见第40页图3)的行星轮啮合。
输入轴的外部是脱水轴。
当衣服洗涤时,脱水轴处于静止不转的状态;而洗涤结束后,脱水轴将带轮的高转速直接传递给脱水桶,完成脱水功能。
波轮式全自动洗衣机机电系统设计说明书
波轮式全自动洗衣机机电系统设计设计说明书(2012 -- 2013年度第一学期)院系：机械工程及自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数： 2波轮式全自动洗衣机机电系统设计一、设计任务设计一种波轮式全自动洗衣机的机电系统，要求最大洗衣机质量为 3.8kg，内桶直径400mm，洗衣转速约为140~200r/min，脱水转速约为700~800r/min。
要求具有自动调节水位、自动进水、排水、自动脱水和手动排水、停止等功能。
二、总体设计全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心安放的。
外桶固定，作盛水用。
内桶可以旋转，作脱水（甩水）用。
内桶的四周有很多小孔，使内外桶的水流相通。
该洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。
进水时，通过电控系统使进水阀打开，经进水管将水注入到外桶。
排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排出到机外，洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正反转来实现，此时，脱水桶并不旋转。
脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。
高低水位开关分别用来检测高低水位。
启动按钮用来启动洗衣机工作，停止按钮用来手动停止进水、排水、脱水及报警，排水按钮用来手动排水。
图1 自动洗衣机示意图一般来说，波轮式全自动洗衣机具有进水、洗涤、漂洗、排水、脱水、水位自动控制等基本功能，其结构主要有进水系统、洗涤系统、排水系统、脱水系统、电动机控制和传动系统、电气控制系统、支承机构等5大部分组成。
详细结构如图2所示。
图2 波轮式全自动洗衣机结构波轮式全自动洗衣机采用套筒式结构，波轮装在内桶的底部。
内桶为带有加强筋和均布小孔的网状结构，并可绕轴旋转。
外筒弹性悬挂在机箱外壳上，主要用于盛水，并配有一套进水和排水系统，用两个电磁阀控制洗衣机的进、排水动作。
外筒的底部装有电动机、减速离合器，以及传动机构等部件。
动力和传动系统能提供两种转速，低速用于洗涤和漂洗，高速用于脱水，通过减速离合器来实现两种转速的切换。
毕业设计全自动波轮式洗衣机——机械传动系统设计计算
毕业设计：全自动波轮式洗衣机机械传动系统设计计算指导教师：吴晓红李宝栋机械电子工程专业:张君波轮式全自动洗衣机的传动系统的设计计算内容较多，但当大多数零部件可以选用而无需进行设计，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。
4.1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400 mm则外桶直径约为470mm,电动机轴与洗涤输入轴之间中心距只能为150mm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。
4.1.1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进行设计选用的。
表4-1是目前常用的波轮式全自动洗衣机基本参数情况，可供设计时参考。
表4-1 波轮式全自动洗衣机基本参数Ø400~520Ø400~520Ø400~520Ø400~520Ø400~520根据设计任务要求最大洗衣量为3.8kg，参照表4-1选用电动机功率为180W，电动机满载时转速为1370r·min。
4.3V带传动设计计算因为V 带传动允许的传动比较大，结构较紧凑，在同样的张力下，V 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V 带作为第一级降速。
参照表4-1，初步选定电动机功率P 为180W ，洗衣转速为180r /min ，脱水转速为720r/min ，则传动比为： 9.1720137021===n n i （1）计算功率ca P 由于载荷变动小，因此取工作情况系数0.1=A K ca P =P K A =0.18kW（2）选择带型 根据小带轮转速为1370r/min ，以及小带轮安装尺寸的大概范围，选取普通V 带Z 型（见图4-1）（3）带轮的基准直径21d d 和 初选小带轮的基准直径1d d ，查表4-2和表4-3，选取1d d =55mm ，大于V 带轮的最小基准直径min d d 的要求50mm 。
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毕业设计（论文）任务书摘要随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，家用电器全自动化成为必然的发展趋势。
全自动洗衣机的产生极大的方便了人们的生活。
洗衣机是国内家电业唯一不打价格战的行业，经过几年的平稳发展，国产洗衣机无论在质量上还是功能上都和世界领先水平同步。
目前在我国生产的洗衣机中，波轮式洗衣机占了80％以上。
一般来说，全自动波轮式洗衣机具有洗涤、脱水、水位自动控制，以及根据不同衣物选择洗涤方式和洗涤时间等基本功能，其结构主要由洗涤和脱水系统、进排水系统、电动机和传动系统、电气控制系统、支承机构等5大部分组成。
此次设计主要是对全自动波轮式洗衣机的传动装置结构进行了设计，传动系统主要是由电动机和减速离台器两部分组成。
一台洗衣机通过电动机要进行洗涤和脱水两种不同的工作状态，这主要是由洗衣机的传动系统来完成的。
全自动波轮式洗衣机的传动系统的设计计算内容较多，但大多数零部件选用无需进行设计，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。
其中，行星减速器设计为此次设计的重点部分，针对它进行了详细的计算和校核。
关键词:全自动洗衣机；传动系统；离合器；行星减速器AbstractWith the social economic development and raising the level of science and technology, fully automated home appliances become inevitable trend of development. Production of automatic washing machine is very convenient for people's lives. Washing machine is the only non-domestic appliances industry price war in the industry, after several years of steady growth, domestic washing machine in terms of quality or functionality keep up with world-leading levels. At present in China in the production of washing machines, top loading washing machine accounts for 80% or more.In general, automatic top loading washing machine with washing, dehydration, water level automatic control, and choose according to different method of washing clothes and washing time and other basic functions, the structure mainly by the washing and dewatering system, into the system, motor and transmission , Electrical control systems, supporting institutions, five major components. The design of the main loading washing machine is a fully automatic transmission device structure design, drive motor and reducer mainly by the two parts away from the tuner. A washing machine through the motor to washing and dewatering two different working conditions, this basically is the transmission system by washing machine to finish. Fully automatic top loading washing machine design calculation of more content, but most parts are selected without the need for design, design elements are: design, motor selection, belt drive design, planetary gear design. Among them, a planetary reducer design for the design of the key parts in it, a detailed calculation and checking.Keywords: automatic washing machine; transmission system; clutch; planetary reducer绪论毕业设计是大学中一个非常重要的实践性学习环节。
作为机械设计制造及其自动化专业的工科学生，其毕业设计要求学生运用所学过的机械、电子和计算机等多方面的知识，独立进行一次系统性的设计训练。
以培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并初步树立“系统设计”的思想。
本毕业设计的题目是全自动波轮式洗衣机传动装置结构设计。
洗衣机是人们日常生活中常见的一种家电，已经成为人们生活中不可缺少的家用电器。
洗衣机需要更好地满足人们的需求，必须借助于自动化技术的发展。
自动化技术的飞速发展使得洗衣机由初始的半自动式洗衣机发展到现在的全自动洗衣机，又正在向智能化洗衣机方向发展。
纵观洗衣机市场，怎样设计出高效节能、省水、省电、环保型洗衣机是各大品牌洗衣机生产厂商一直不懈追求的目标，同时也促进了洗衣机向功能更加强大，价格更加低廉，控制更加智能化方向的发展。
因此，全自动洗衣机一直在市场上占据着主导地位。
在欧美，搅拌式洗衣机较为普遍；而在亚洲，在我国，波轮式洗衣机占有绝对的市场。
在全自动波轮式洗衣机的机电系统设计中，不仅有机械相关部分的设计，也有电气控制部分的设计，而机械相关部分的内容包括有减速离合器的结构设计、带轮的设计、洗衣机用电动机的选取、刹车装置的设计及行星齿轮减速器的设计等。
电气控制部分所涉及的内容有单片机硬件及编程、接口技术。
在上述众多的技术中，以机械相关设计内容为重点，控制部分为辅助，从而形成了全自动波轮式洗衣机的雏形。
此次设计内容主要是对其传动系统部分进行了设计。
第一章全自动波轮式洗衣机设计方案总体分析全自动洗衣机主要由机械系统、控制系统、进水排水系统和支撑吊杆系统等组成。
其中最主要的部分为其传动结构部分，其他的各个部分(如支撑部分、控制部分)均是为了更好实现全自动洗衣机的功能为传动部分服务的。
1.1 全自动波轮式洗衣机的组成图1 全自动洗衣机的组成简图1.2 全自动波轮式洗衣机工作原理全自动波轮式洗衣机输入轴布置内桶中心处，整个传动系统同轴布置。
为了使洗衣机具有良好的机械传动性能并具有较大的传动比，使用V带传动作为第一级减速传动机构，同时考虑到洗衣机整体结构的紧凑性与传动的可靠性，采用行星减速装置作为第二级减速装置。
洗衣机洗涤状态与脱水状态的切换通过离合器实现。
图2 全自动洗衣机的工作原理图洗涤：A制动，B放开，运动经电机、带传动、中心齿轮、行星轮、行星架、波轮脱水：A放开，B制动，运动经电机、带传动、内齿圈（脱水桶）、中心齿轮、行星架、波轮与脱水桶等速旋转。
第二章传动系统的结构及其工作原理传动系统主要由电动机、减速离台器组成。
套桶式全自动洗衣机使用一台电动机来完成洗涤和脱水工作。
洗涤时，波轮转速较低(140～200r/min)；而脱水时，脱水桶转速较高(约800r／min)。
因此，要对电动机1370r／min的输出转速进行减速处理，以适应两项工作的不同要求，这主要由洗衣机的传动系统来完成，传动系统的工作示意如图3所示。
图3 套桶式全自动洗衣机传动系统示意图2.1电动机的选择及技术参数电动机是整个洗衣机工作的动力来源。
我国现阶段生产的套桶式洗衣机大多采用的是电容运转式电动机，产品遵循中华人民共和国机械行业标准JB／T3758-1996《家用洗衣机用电动机通用技术条件》。
目前常用的电容运转式电动机技术参数如表1。
表1 XD型洗衣机电动机技术参数根据设计任务要求结合表1，选用电动机功率为180W，电动机满载时转速为1370r/min。
2.2减速离合器的结构和工作原理早期设计的小波轮全自动洗衣机的离合器没有减速功能，故洗涤和脱水转速相同。
新型大波轮全自动洗衣机的离合器都具有洗涤减速功能，称为减速离合器，其种类很多，但主要结构和工作原理基本相同。
目前应用最为广泛的有两种：单向轴承式减速离合器与带制动式减速离合器。
本设计中，选用单向轴承式减速离合器。
其主要由离合器和行星减速器两部分组成。
2.2.1 基本结构离合器主要结构如图4(1)(2)所示。
离合器中部有两根轴：输入轴l和脱水轴l8。
输人轴1的下端加工成四方形，与之相配的带轮3和离合套20的内孔也是方形。
离合套20和带轮3被螺母2固定在输人轴1上，由于方轴与方孔的紧密配合，从而带轮3、输入轴1和离合套20联成了一体。
输入轴1的上端加工成齿形花键，和行星减速器的中心轮内孔配合联接。
输入轴l的外部是脱水轴18。
在衣服洗涤时，脱水轴静止不转；而洗涤结束后，脱水轴应将带轮3的高转速直接传递给脱水桶，完成脱水功能。
（1）(2)图4 全自动洗衣机离合器结构图这种转换功能是由方丝离合弹簧4完成的。
方丝离合弹簧的形状呈锥形，上端几圈的直径比下端略小一些。
由于脱水轴18和离合套20的外径比方丝离合弹簧的内径略大，在自由状态时，方丝离合弹簧就抱紧在离合套20和脱水轴18的外壁上。
当带轮带动离合套向弹簧旋紧方向旋转时，通过方丝离合弹簧就将带轮3的转动由离合套20传递到脱水轴18，这就是“合”时的脱水状态。
在洗涤时，可以将方丝离合弹簧向反方向旋松，使其内径变大，从而与离合套20脱离接触，这就是“离”时的洗涤状态。
实现弹簧旋松的机构是棘轮棘爪装置，图6是其工作原理简图。
方丝离合弹簧下端的弹簧卡2卡在棘轮3的内槽中，通过棘爪5的摆动使棘轮3转动，从而带动方丝离合弹簧向旋松方向转动。