机电一体化课程设计

目录

前言.............................................. 错误!未定义书签。洗衣机说明书

1、课程设计的任务................................ 错误!未定义书签。

2、洗衣机简介 (2)

2、1全自动洗衣机特点 (3)

2、2洗衣机工作原理概述 (4)

3、传动方案讨论 (4)

4、传动系统的设计计算 (6)

4、1减速离合器的结构与工作原理简介 (6)

4、2减速离合器零部件的计算与选择 (13)

4、3减速离合器零件装配图 (16)

5、进/排水系统结构原理简介 (16)

5、1进水电磁阀的结构及工作原理 (17)

5、2排水电磁阀的结构及工作原理 (18)

5、3水位开关控制原理 (20)

6、控制系统的设计 (22)

6、1控制芯片的选择 (22)

6、2程序框图 (22)

6、3控制程序设计 (24)

6、4电气控制图 (39)

心得体会 (40)

参考文献 (41)

附录 (41)

前言

本次机电一体化课程设计的重点在于硬件部分的减速离合器设计。经过小组提出方案对比与讨论,最终决定使用单向轴承式减速离合器,具体讨论过程将在后面的说明书中详细介绍。

减速离合器的各部件的选择、设计就是洗衣机硬件部分的设计重点,其具有体积小,功能多,零部件构成复杂等特点。主要构成部分有离合装置,制动装置以及行星轮系二级减速装置,这些装置的设计尺寸选择,功能原理将在后面的洗衣机说明书中详细介绍。

考虑到设计的就是家用洗衣机,并根据对洗衣机体积,功能的要求确定洗衣机采用以单片机为核心的通用自动控制装置,它具有功能强、可靠性强、编程简单、使用方便、体积小等特点。该控制系统可实现用编写的程序进行逻辑控制、定时、记数与算术运算等,并通过数字量与模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。

该设计为单片机控制的全自动家用洗衣机,主要介绍了全自动洗衣机的工作原理(主要就是重点设计部件减速离合器),控制系统的单片机的选型与资源的配置,控制系统程序设计与调试,控制系统单片机程序。

最后,在该设计过程中给予极大鼓励与帮助的老师、同学,在此表示衷心的感谢。由于在设计过程中存在许多不足,希望老师同学指正。

1.课程设计的任务

设计一种波轮式全自动洗衣机的机电系统,要求最大洗衣质量为3、8kg,内筒直径为φ400mm,洗衣机转速约为140～200r/min,脱水转速约为700～800r/min、要求具有自动调节水位、根据衣服种类设定洗涤模式、自动进水、排水与自动脱水等功能。

硬件设计:

主要就是传动系统结构(减速离合器)的各部分原理,零件尺寸的选择,以及可实现的功能

软件设计:

全自动洗衣机的功能要求:强弱洗功能;4种洗衣程序(标准、经济、单独、排水);进排水系统故障自动诊断功能;脱水期间安全保护与防震功能;间歇驱动方式;暂停功能;声光显示功能

硬件电路设计(protel上机绘图)

控制程序设计

2.洗衣机简介

全自动洗衣机就是指洗涤、漂洗、脱水各功能的转换都不需要手工操作,完全就是自动进行的洗衣机。在选定的工作程序内,整个洗衣过程就是通过程控器发出各种指令,控制各个执行机构的动作而自行完成。

波轮式洗衣机又称波盘式洗衣机,依靠波轮定时正、反向转动或连续转动的方式进行洗涤。

按控制方式不同可分为机电式与微电脑式两类。机电式全自动洗衣机就是由机电程控器控制触点的开关来完成洗涤、漂洗与脱水全过程。微电脑式全自动洗衣机就是由微电脑式程控器输出控制信号。两值得主要区别在于电气控制部分,其总体结构基本相同。

2、1全自动洗衣机特点

全自动洗衣机有多种洗涤程序,可供您自由选择,工作时间可任意调节,工作状态及洗、脱时间在面板都有显示,能自动处理脱水不平衡,具有各种故障与高低压自动保护功能,工作结束或电源故障会自动断电,无需瞧管确保安全。它还具有浸泡、手洗水流功能。

全自动洗衣机的洗衣桶(外桶)与脱水桶(内桶)就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。

该洗衣机的进水与排水分别由进水电磁阀与排水电磁阀来执行。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。停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。

2、2洗衣机工作原理概述

全自动洗衣机已经就是普及的家用电器,根据家用洗衣机的特点,目前的家用洗衣机都采用单片机进行控制。该控制对象具有如下功能:波轮式全自动洗衣机的洗衣桶(外桶)与脱水桶(内桶)就是以同一中心安装的。外桶固定,作盛水用;

内桶可以旋转,作脱水(甩干)用。内桶的四周有许多小孔,使内外桶水流相通。洗衣机的进水与排水分别由进水电磁阀与排水电磁阀控制。进水时,控制系统使进水电磁阀打开,将水注入外桶;排水时,使排水电磁阀打开,将水由外桶排到机外。

洗涤与脱水由同一台电动机拖动,通过电磁阀离合器来控制,将动力传递给洗涤波轮或甩干桶(内桶)。电磁离合器失电时,电动机带动洗涤波轮实现正、反转,进行洗涤;电磁离合器得电时,电动机带动内桶单向旋转,进行甩干(此时波轮不转)。水位高低分别由高低水位开关进行检测,启动按钮用来启动洗衣机工作。

3.传动方案讨论

3、1传动方案一

方案一采用电机直接驱动,这就是一种洗衣机专用电机,其结构如图3-1所示,这里介绍的洗衣机专用电机除了起到电机的作用,还起到离合器的作用。其结构组成为:主要由内轴、外轴、单向轴承、电磁制动装置(制动装置有多种形式,这里只就是设定其中一种)、减速器、