健身洗衣机的设计完整.doc

全套设计包括设计说明书+CAD图纸。购买请联系qq：541937254.目 录第1章 概述11.1 洗衣机的发展11.2 洗衣机的分类31.3 健身洗衣机的现状4第2章 健身洗衣机链轮部分的设计521健身洗衣机链轮的设计62.1.1健身洗衣机滚子链的设计62.1.2 滚子链链轮的主要尺寸82.2 链条、脚蹬曲柄和中心轴的选用11第3章 洗衣机锥齿轮部分的设计123.1洗衣桶部分直齿锥齿轮传动几何尺寸计算123.2洗衣机甩干桶部分直齿锥齿轮的传动几何尺寸计算14第4章 健身洗衣机本体的设计及附件选择174.1 洗涤系统174.1.1 洗涤桶174.1.2 波轮184.1.3 波轮轴和轴套184.2 脱水系统204.2.1脱水外桶204.2.2脱水内桶204.3 排水系统- 21 -4.3.1 洗衣机桶的外排水：214.3.2 洗涤桶的内排水224.4 洗衣机底座及箱体的设计224.4.1 箱体224.4.2底座的设计224.5 附件选择23结 论24谢 辞25参考文献26前 言在人类发展史上，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，而在洗衣机出现以前，对于许多人而言，它并不像田园诗描绘的那样充满乐趣，手搓、棒击、冲刷、甩打这些不断重复的简单的体力劳动，留给人的感受常常是：辛苦劳累。洗衣机的出现在一定程度上解放了人了双手。特别是90年代以来，由于电机调速技术的提高，洗衣机实现了宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。此后，随着电机驱动技术的发展与提高，日本生产出了电机直接驱动式洗衣机，省去了齿轮传动和变速机构，引发了洗衣机驱动方式的巨大革命。 之后，随着科技的进一步发展，滚筒洗衣机已经成了大家耳濡目染的产品。伴随着科技的进一步发展，相信新型更适合人们使用的洗衣机会给我们的生活带来新的方式。进来，在国内和国际上都出现了另一种时尚的前卫的洗衣机健身洗衣机。健身洗衣机能够满足两个目的，一是完成洗衣机的洗衣服的目的，另外一个是在洗衣服的时间可以同时达到健身的目的。健身洗衣机的原理是人们所熟悉的，本设计中健身洗衣机是有两个部分组成：一是洗净衣服的机构，即我们所熟见的洗衣机本体部分。二是满足人们健身的前置部分，这部分结构是根据根据健身车的形状来设计。两个部分合理的结合后，就可以达到健身和洗衣的目的。健身车的原理是链轮部分加载一定分负荷，现在健身洗衣机的洗衣机部分就充当了健身车后置部分的负荷。健身车的链轮转动通过锥齿轮的转换，到达在洗衣机部分的洗涤轴和脱水轴处，提供给洗衣机洗净衣服和衣服脱水时间的转动力。总的来说，本新型洗衣机通过脚踏板的转动带动洗衣机的齿轮旋转，齿轮带动波轮旋转，这样就可以把健身活动和洗衣服联系在一起了。本实用新型具有方便实用、结构简单等优点，更能够在洗衣服的同时为使用者提供健身的条件。健身洗衣机的设计摘 要健身洗衣机的原理是在传统洗衣机本体的基础上，结合健身车的结构，在二者原来的基础通过中间的传动啮合，合理的结合在一起，达到健身和洗衣的目的。洗衣机的本体部分和自动和半自动洗衣机有一定的区别，主要的不同点在与洗衣机的脱水桶部分的改变。由于洗衣机脱水桶在运转的时间在整个的方向上有一定的摆动，在设计健身洗衣机的时间我们要考虑到固定住脱水桶或者消除这种摆动。在本设计中，我们在脱水桶的设计上采取上下两个部分固定脱水桶的设计，在脱水桶的上面采取固定圈固定，在脱水桶的下端靠轴承固定。就这样以来解决了脱水桶的摆动问题。在健身车和洗涤轴以及脱水轴的中间转换部分，采取锥齿轮啮合的换向装置，达到改变力传动方向和力的传动的目的。除此之外，洗衣机的底座也有所改变，没有了洗衣机电机的固定部分，增加了轴的固定部分。关键词： 健身，洗衣，脱水桶固定圈Fitness washing machineABSTRACTFitness is the principle of washing machine in the traditional basis of ontology, combined with the structure of vehicle fitness , in both the basis of the original drive through the middle of mating, a reasonable combina- tion to achieve the purpose of fitness and laundry. Part of the body washing machines and automatic and semiautomatic washing machines have a certain distinction, the main difference in the d- ehydration and washing part of the change barrels. Dehydration as a result of washing barrels in the function of the time in the direction of the whole have a cer tain swing, fitness machine in the design of the time we have to take into account t he fixed live dehydration or eliminate such swings barrels. In this design, we design in the dehydration barrels to take down the two parts of the fixed barrel design dehydration, dehydration barrels i- n the above fixed- fixed circle in the bottom of barrels of dehydration on the fixed bearing. In this way of solving the problem of dehydration barr- els swing. Fitness and washing cars in the shaft and intermediate shaft dehydra- tion conversin of the meshing of bevel gears taken for the device to chan- ge the direction of power transmission and power transmission purposes. In addition, the washing machines have changed the base, without a fixed part of washing machine motor, an increase of the fixed-axis parts.KEY WORDS: fitness, laundry, dehydration barrels fixed circle第1章 概述1.1 洗衣机的发展从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，而在洗衣机出现以前，对于许多人而言，它并不像田园诗描绘的那样充满乐趣，手搓、棒击、冲刷、甩打这些不断重复的简单的体力劳动，留给人的感受常常是：辛苦劳累。1858年，一个叫汉密尔顿史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机。该洗衣机的主件是一只圆桶，桶内装有一根带有桨状叶子的直轴。轴是通过摇动和它相连的曲柄转动的。同年史密斯取得了这台洗衣机的专利权。但这台洗衣机使用费力，且损伤衣服，因而没被广泛使用，但这却标志了用机器洗衣的开端。次年在德国出现了一种用捣衣杵作为搅拌器的洗衣机，当捣衣杵上下运动时，装有弹簧的木钉便连续作用于衣服。19世纪末期的洗衣机已发展到一只用手柄转动的八角形洗衣缸，洗衣时缸内放入热肥皂水，衣服洗净后，由轧液装置把衣服挤干。1874年,“手洗时代”受到了前所未有的挑战，美国人比尔布莱克斯发明了木制手摇洗衣机。布莱克斯的洗衣机构造极为简单，是在木筒里装上6块叶片，用手柄和齿轮传动，使衣服在筒内翻转，从而达到“净衣”的目的。这套装置的问世，让那些为提高生活效率而冥思苦想的人士大受启发，洗衣机的改进过程开始大大加快.1880年，美国又出现了蒸气洗衣机，蒸气动力开始取代人力。经历了上百年的发展改进，现代蒸汽洗衣机较早期有了无与伦与的提高，但原理是相同的。现代蒸汽洗衣机的功能包括蒸汽洗涤和蒸汽烘干，采用了智能水循环系统，可将高浓度洗涤液与高温蒸气同时对衣物进行双重喷淋，贯穿全部洗涤过程，实现了全球独创性的“蒸汽洗”全新洗涤方式。与普通滚筒洗衣机在洗涤时需要加热整个滚筒的水不同，蒸汽洗涤是以深层清洁衣物为目的，当少量的水进入蒸汽发生盒并转化为蒸汽后，通过高温喷射分解衣物污渍。蒸汽洗涤快速、彻底，只需要少量的水，同时可节约时间。对于放在衣柜很长时间产生褶皱、异味的冬季衣物，能让其自然舒展，抚平褶皱。“蒸汽烘干”的工作原理则是把恒定的蒸汽喷洒在衣物上，将衣物舒展开之后，再进行恒温冷凝式烘干。通过这种方式，厚重衣物不仅干得更快，并且具有舒展和熨烫的效果。蒸汽洗衣机之后，水力洗衣机、内燃机洗衣机也相继出现。水力洗衣机包括洗衣筒、动力源和与船相连接的连接件，洗衣机上设有进、出水孔，洗衣机外壳上设有动力源，洗衣筒上设有衣物进口孔，其进口上设有密封盖，洗衣机通过连接件与船相连。它无需任何电力，只需自然的河流水力就能洗涤衣物，解脱了船民在船上洗涤衣物的烦恼，节约时间，减轻家务劳动强度。1910年，美国的费希尔在芝加哥试制成功世界上第一台电动洗衣机。电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。 1922年，美国玛塔依格公司改造了洗衣机的洗涤结构，把拖动式改为搅拌式，使洗衣机的结构固定下来，这也就是第一台搅拌式洗衣机的诞生。这种洗衣机是在筒中心装上一个立轴，在立轴下端装有搅拌翼，电动机带动立轴，进行周期性的正反摆动，使衣物和水流不断翻滚，相互摩擦，以此涤荡污垢。搅拌式洗衣机结构科学合理，受到人们的普遍欢迎。1932年，美国本德克斯航空公司宣布，他们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机，洗涤、漂洗、脱水在同一个滚筒内完成。这意味着电动洗第一台自动洗衣机于1937年问世。这是一种前置式自动洗衣机。靠一根水平的轴带动的缸可容纳4000克衣服。衣服在注满水的缸内不停地上下翻滚，使之去污除垢。到了40年代便出现了现代的上置式自动洗衣机。衣机的型式跃上一个新台阶，朝自动化又前进了一大步！随着工业化的加速，世界各国也加快了洗衣机研制的步伐。首先由英国研制并推出了一种喷流式洗衣机，它是靠筒体一侧的运转波轮产生的强烈涡流，使衣物和洗涤液一起在筒内不断翻滚，洗净衣物。1955年，在引进英国喷流式洗衣机的基础之上，日本研制出独具风格、并流行至今的波轮式洗衣机。至此，波轮式、滚筒式、搅拌式在洗衣机生产领域三分天下的局面初步形成。60年代的日本出现了带干桶的双桶洗衣机，人们称之为“半自动型洗衣机”。70年代，生产出波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期，以电脑（实际上微处理器）控制的全自动洗衣机在日本问世，开创了洗衣机发展史的新阶段。80年代，“模糊控制”的应用使得洗衣机操作更简便，功能更完备，洗衣程序更随人意，外观造型更为时尚90年代，由于电机调速技术的提高，洗衣机实现了宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。此后，随着电机驱动技术的发展与提高，日本生产出了电机直接驱动式洗衣机，省去了齿轮传动和变速机构，引发了洗衣机驱动方式的巨大革命。 之后，随着科技的进一步发展，滚筒洗衣机已经成了大家耳濡目染的产品。伴随着科技的进一步发展，相信新型更适合人们使用的洗衣机会给我们的生活带来新的方式。现在，充斥在我们身边的是各型各样的洗衣机，从双桶到单桶，从半自动到全自动。洗衣机已经成为我们生活不可缺少的一部分。1.2 洗衣机的分类1.2.1波轮洗衣机洗衣特点：微电脑控制洗衣及甩干功能、省时省力。缺点：耗电、耗水、衣物易缠绕、清洁性不佳，适合洗涤衣物：除需要特别洗涤之外的所有衣物。轮式洗衣机流行于日本、中国、东南亚等地1.2.2滚筒式洗衣机洗衣特点：微电脑控制所有功能衣物无缠绕。最不会损耗衣物的方式缺点：耗时，时间是普通的几倍，而且一旦关上门，洗衣过程中无法打开，洁净力不强。适合洗涤衣物：羊毛、羊绒以及丝绸、纯毛类织物。流行于欧洲、南美等主要穿毛、绵为主的地区，几乎100的家庭使用的都是滚筒洗衣机。滚筒洗衣机优点： 全面的洗涤能力鹤立鸡群。因为衣物在洗涤过程中不缠绕、洗涤均匀、磨损小，所以就连羊绒、羊毛、真丝衣物也能在机内洗涤，做到真正的全面洗涤性能。可以利用加热激活洗衣粉中的活性酶，充分发挥出洗衣粉的去污效能。由于用水量较小，可以在桶内形成高浓度洗衣液，在节水的情况下带来理想的洗衣效果。 原理： 这种发源于欧洲的洗衣机是模仿棒锤击打衣物原理设计，利用电动机的机械 做功使滚筒旋转，衣物在滚筒中不断地被提升摔下，再提升再摔下，做重复运动，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗涤干净。 滚筒洗衣机的发展最为成熟，多年来在结构上没有多少变化，基本是不锈钢内桶，机械程序控制器，经过磷化、电泳、喷涂三重保护的外壳，和两块笨重的水泥块用于平衡滚筒旋转时产生的巨大离心力，由于用料比波轮洗衣机好，所以寿命一般在1520年，而以塑料件为主的波轮寿命一般只有810年左右。1.2.3搅拌式洗衣机洗衣特点：衣物洁净力最强，省洗衣粉缺点：喜欢缠绕相比前两种方式损坏性加大，噪音最大适合洗涤衣物：除需要特别洗涤之外的所有衣物。北美普遍使用1.3 健身洗衣机的现状近几年来，健身洗衣机在国内先后有不同的雏形初现，2006年大连民族学院的王建平和王占猛设计了健身洗衣机并申请了专利。随后，广西南宁的大学生何炫设计的酷似单车的健身洗衣机。其基本原理大都是一样的，健身洗衣机也都基于洗衣机的基本特性和健身车的功能，合理的结合在一起，发展成为新型的健身洗衣机。其照价相对低廉，结构简单，能够为一部分人群所接受。在将来的一段时间内，健身洗衣机还会有一定的发展，也不再局限于模型的出现，这种机器将会像洗衣机一样慢慢的普及开来。第2章 健身洗衣机链轮部分的设计 原理论述：健身洗衣机的原理是结合自行车的链轮部分和传统洗衣机的洗衣结构相结合，在健身的同时达到洗衣服的目的。链轮部分我们采用和自行车一样的结构，在原来自行车小链轮的部分稍微改进，在链轮轴两端加上两个锥齿轮。一个齿轮和洗衣机桶轴上的最齿轮啮合，中间按照一定的传动比来设定，达到洗衣桶的转速要求。另一个齿轮和甩桶的轴上齿轮啮合，同样按照一定的传动比来达到甩桶的转速要求。洗衣机桶内部为达到洗衣的需要，我们采用大小两个波轮的结构。波轮的中间采用行星齿轮传动，传动比的设定根据主轴转速的速度来设定，需要达到洗衣机洗净衣服的最低转速。主要的技术数据：经过初步的计算，我们在链轮部分的传动比设定为i=5左右，洗衣桶部分的锥齿轮啮合的传动比设定为i=1.5左右，甩桶部分的锥齿轮啮合部分传动比设定为i=3左右。21健身洗衣机链轮的设计健身洗衣机的前面驱动是靠人力提供动力，链轮因为需要提高转速和保证一定的传动能力。由此，链轮包括大链轮和小链轮，大链轮为主动结构，大小链轮的配合来改变转速。链轮的设计参照自行车链轮机构。2.1.1健身洗衣机滚子链的设计（1）健身洗衣机的大链轮由于是靠人力来提供动力，参照自行车的行驶速度，以及健身洗衣机健身的功用，我们预设链轮的转速为60r-80r/min，最大转速100r/min。参照洗衣机的洗衣服时间的转速为最少350r/min，所以我们在链轮结构中采取的传动比大小为i=5左右，在小链轮处的转速可以到达300r/min-400r/min,在动力到达洗衣之前我们采用锥齿轮传动。（2）大小链轮的设计选择链号为05B的设计标准，排数为单排。主要设计参数如下表： 图2-1 滚子链的基本参数和尺寸表2-1 05B号滚子链的基本参数与尺寸（摘自GB1243.1-83）（）节距p内链节内宽套筒内径外链节内宽销轴止锁端加长量内链板高度8.003.002.364.903.17.11滚子外径销轴直径内链节外宽销轴长度链条通道高度外链板与中链板高度5.002.314.77867.377.11弯链板尺寸极限拉伸载荷外侧凹坑半径L1内侧凹坑半径L2间隙CQ/kN3.713.710.084.4（3）滚子链传动计算：表 2-2 滚子链传动计算（）1.2.1.2 滚子链链轮的主要尺寸图2-2 链轮的直径和齿高表2-3 链轮的直径与齿高 （mm）图2-3 齿槽形状 第3章 洗衣机锥齿轮部分的设计概述：锥齿轮在本设计中的作用是改变力的传动方向和提高转速以满足洗衣机洗衣桶和甩干桶的转速需要。 洗衣机洗衣桶部分锥齿轮的传动比为1.5左右，甩干桶部分的锥齿轮的传动比为3左右。本设计中锥齿轮的选择为等顶隙收缩齿。31洗衣桶部分直齿锥齿轮传动几何尺寸计算图3-1 等顶隙收缩齿表3-1 直齿锥齿轮传动几何尺寸计算 名称计 算 公 式数据小齿轮大齿轮轴交角已知：标准齿形，等顶隙收缩齿齿形角齿数齿数比模数根据选用分锥角 当量圆柱齿轮齿数 分度圆直径 外锥距齿宽，一般取0.3齿宽因数齿宽中点分度圆直径齿宽中点模数高度变位因数切向变位因数根据简明机械零件设计手册图10-2齿顶高齿根高齿高齿顶圆高齿根角齿顶角 顶锥角 跟锥角 冠顶距 断面重合度 3.2洗衣机甩干桶部分直齿锥齿轮的传动几何尺寸计算表3-2直齿锥齿轮的传动集合计算名称计 算 公 式数据小齿轮大齿轮轴交角已知：标准齿形，等顶隙收缩齿第4章 健身洗衣机本体的设计及附件选择双桶洗衣机作为家用电器设备已经得到了广泛的应用。从结构上可分为洗涤、脱水两部分。健身洗衣机的洗衣本体部分就参照传统双桶洗衣机的结构设计。4.1 洗涤系统洗衣机的洗涤系统主要由洗涤桶、波轮、波轮轴、防水密封等部分组成。4.1.1 洗涤桶 洗涤桶用来盛放义务和洗涤液，并在桶内完成洗涤过程的容器，洗涤桶的容积大小形状及其结构决定了洗衣机的容量和效果，也影响对衣物的磨损程度，最重要的还是影响到衣物的洗净度。 洗衣桶的设计大多选择桶身长方形或正方形两种。桶底有平底或斜底两种。洗涤桶的四个圆角半径设计成R50mm的圆弧状，洗涤过程中更容易产生小端流，增加衣物的舒展度。为了增加端流的数量，在洗涤桶的内壁增设了阻流作用的凸筋。图4-1 连体桶结构 1-洗涤桶；2-波轮凹座；3-脱水外桶；4-扣手；5-阻流凸筋；材料选择：本设计中洗衣机的连体桶材料选择为聚丙烯材料注塑成型。它的优点在与重量轻，强度高。采用成熟的注塑成型工艺可制成较复杂的一体化桶体结构，使洗衣机的性能不断提高。同时由于塑料洗涤桶组装工艺简单，目前国内大都采用这种整体式结构洗涤桶。 4.1.2 波轮 波轮在洗衣机中是重要的核心部分，是清洗衣物、去除污渍的重要动力装置。波轮的的形式分为单波轮正反旋转和双波轮相向转动。前者的使用比较普遍，后者的使用在近几年来才开始在全自动洗衣机中出现。本设计中我们采用的是双波轮的旋转方式，因为机械的传动和本设计中的复杂程度决定在某些结构的设计中需要简单化。如果采用单波轮正反旋转，机械机构在实现时间相对比较困难。在设计底座时间我们采用洗衣机底座和整体的设计分开设计的方法，洗衣机底座采用聚丙烯工程塑料注塑而成。工艺制造简单，成本低。底座是用来支撑洗衣机连体桶结构，支撑洗衣机桶轴和脱水桶轴并防止轴的上下移动，采用塑料材料降低了洗涤和脱水时产生的振动和噪音。4.5 附件选择健身洗衣机的设计除了本体的主要零件