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。

洗衣机的用途是洗干净衣服，能否洗干净衣服则与洗衣机的洗涤运动、水的状态、洗涤剂的成分及用量以及洗衣服的时间密切相关，如何使上述因素有个最佳的组合，达到洗净衣物，减少用水量和时间，降低能耗和噪音，保护环境的目的是我们不得不解决的问题，由此而产生了一系列的技术，也即洗衣机的发展趋势。

水流技术：目前大部分洗衣机都采用了瀑布水流，瀑布水流的好处在于加大对衣物的冲洗，加快了衣物的翻滚，因此可以提高洁净度。

变频技术：变频技术应用于洗衣机后，改变了洗衣机过去单一洗涤、脱水的转速缺陷，使得洗涤、脱水的转速可以随衣物布料的不同、水位的不同、洗涤时间的不同而改变。采用变频技术的洗衣机在技术档次和产品性能方面比单相感应的洗衣机大大提高了一步。

新材料、新工艺：新材料、新工艺的应用主要是为了美化洗衣机的外观和使得操作界面更加友好。典型的新材料、新工艺有不锈钢板、彩板制作箱体等这些新材料、新工艺的应用大大改善了产品的外观和方便了用户操作。

1.3本课题所解决的主要问题

本文主要针对全自动波轮式洗衣机的传动机构进行设计，设计的主要内容包括：波轮式全自动洗衣机的传动系统的结构、传动系统的组成、电动机参数的选择、减速离合器的设计及工作原理、机械传动系统设计计算、V带传动设计计算、带轮的结构设计、行星减速器的设计以及棘轮棘爪机构的设计。

2 波轮式全自动洗衣机总体设计方案

波轮式全自动洗衣机主要由洗涤部分、传动部分、操作部分、支撑部分、给排水系统和电器部分组成。其中传动部分是起主要部分。

2.1全自动波轮式洗衣机的组成

图2-1全自动波轮式洗衣机的组成

2.2波轮式衣机的工作原理

依靠装在洗衣机底部的波轮正、反旋转，带动衣物上下左右不停翻转，使衣物之间，衣物与桶壁之间，在水中进行摩擦，在洗涤剂的作用下实现去污洗净。波轮式洗衣机中产生机械作用的主要是波轮。它设置在洗涤桶底，在电动机的作用下，重复正反旋转，波轮旋转式对洗涤剂的作用产生了径向和轴向方向的作用力，轴向分力可以减少衣物与波轮的摩擦，切向分力使洗涤剂产生水平方向的涡流，径向分力将洗涤剂甩向桶壁，使之沿桶壁上升，造成波轮中心区的负压，因压力差，四周的液体迅速向下流动，以弥补波轮四周的液体，这样就形成了洗涤桶上下翻滚的流场，从而达到洗净衣物的目的。

第三章波轮式全自动洗衣机传动系统的结构

3.1传动系统的组成

波轮式全自动洗衣机的传动系统包括电动机和减速离合器。套筒式全自动洗衣机由一台电动机来实现洗涤状态和脱水状态。洗涤状态波轮的转速约为140~200r/min；脱水状态脱水桶转速约为800r/min。需要对电动机输出的1370r/min的转速进行减速，以便可以达到洗涤和脱水不同工作状态的需求。完成洗涤和脱水两种状态的工作主要依靠传动系统来实现，传动系统的工作示意图如图3-1所示。

图3-1传动系统的工作示意图

3.2电机参数的选择

洗衣机工作时所需要的动力主要是由电动机来提供的。目前我国多数的套筒式洗衣机是用一个电容机进行操作，电动机遵循中华人民共和国机械行业标准。现在常用的电容式运转电动机技术参数如表3-1所示。

表3-1电容式运转电动机技术参数

3.3减速离合器的结构和工作原理

先前设计的小波轮全自动洗衣机的离合器不具备减速功能，因而洗衣机在两种不同的工作状态下转速一致。新型全自动洗衣机的离合器都具有减速功能，称为减速离合器。目前主要有两种减速离合器，一种是单相轴承式减速离合器，一种是带制动式减速离合器。本设计主要采取单相轴承式减速离合器。

单相轴承式减速离合器主要包括离合器和行星减速器两部分。

行星减速器与离合器通过齿形花键连接在一起。其结构如波轮式全自动洗衣机传动机构的设计装配图。

3.3.1离合器主要结构

如图3-2所示。

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