【JD031】新型揉搓式洗衣机的设计[2A0]【机电一体化毕业设计论文】【优秀】【通过答辩】

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关键词：: 新型揉搓洗衣机设计 a0 机电电机一体化毕业设计论文优秀优良通过答辩

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内容简介：: 山东大学毕业设计（论文）题目：新型揉搓式洗衣机的设计专业：机电一体化工程学生：准考证号：指导老师：毕业设计（论文）时间：年月日年月日山东大学本科生毕业设计（论文）摘要现有的洗衣机中最为常见的为波轮式洗衣机和滚筒式洗衣机。波轮式洗衣机是依靠波轮的转动来带动衣物和洗涤液进行洗涤；而滚筒式洗衣机是依靠滚筒的连续转动或定时反向来洗涤衣物。由此可看出，这两种类型的洗衣机都是依靠单一的运动方式来洗涤衣物，而在此设计中将这两种洗涤方式揉和起来，将两种运动方式结合起来，增加了衣物在竖直方向上的运动。使衣物既能像在波轮式洗衣机中那样由波轮带动衣物进行洗涤又能像滚筒式洗衣机那样依靠水流的力量洗涤衣物，并且还可以像手洗那样对衣物进行揉搓，集各种洗涤方式于一身，对衣物进行更为彻底的洗涤。关键词：波轮滚筒揉搓山东大学本科生毕业设计（论文） he in or in is to So of be a of a up On of is an to be in of of of 录前言 . 1 山东大学本科生毕业设计（论文）第 1 章绪论 . 3 计思想 . 3 工作原理 . 3 洗涤原理 . 4 漂洗原理 . 4 脱水原理 . 5 第 2 章洗衣机的原理、分类和驱动方式 . 6 洗衣机的原理 . 6 洗衣机的分类 . 8 洗涤方式分类 . 8 洗衣机的驱动分类 . 10 第 3 章电动机的选择 . 12 概论 . 12 洗涤电动机 . 12 洗衣机电机的现状及发展趋势 . 12 电动机的选用 . 13 双速変极电机结构 . 14 要技术参数 . 15 第 4 章波轮的分类和选用 . 16 波轮式洗衣机发展趋势 . 16 波轮的分类 . 16 轮的参数和性能 . 17 轮形状及参数的选用 . 18 第 5 章传动部分的设计计算 . 19 转动的设计（一 ) . 19 转动的设计（二） . 21 纹轴的设计 . 24 步确定轴径 . 24 山东大学本科生毕业设计（论文）纹轴的结构设计 . 24 轮轴的设计 . 30 第 6 章相关部件的设计和安装说明 . 33 衣机的底座及外壳 . 33 开关和拨动开关 . 33 及其安装 . 33 的结构设计 . 34 结论 . 35 参考文献 . 36 致谢 . 37 山东大学本科生毕业设计（论文） 1 前言人类洗衣史几乎同其文明史一样久远。在众多的家电产品中，洗衣机是较早出现的。随着生产力水平的不断提高，人们迫切需要从繁重的家务劳动中解脱出来，在这种情况下洗衣机应运而生。 1874年，美国人比尔布莱克斯托（明了木制洗衣机，他在一只木桶的底部装上了六只叶片，用手柄和齿轮来传动，使衣物在桶内的肥皂液中翻滚转动，达到洗净衣物的目的。第一台电动洗衣机由阿尔几费希尔于 1910 年在美国芝加哥试制成功。电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。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。第二次世界大战后，洗衣机的生产有了迅速发展。在发达国家，洗衣机开始进入普通家庭，洗衣机也由单一的搅拌式发展为滚筒式、喷六十和波轮式等多种。 1953 年，英国首先试制出喷流式洗衣机。此后，日本三洋公司在喷流失洗衣机的基础上，研制成功波轮立桶式洗衣机。 1956年，日本东芝公司制成第一台全自动波轮式洗衣机。四年后，三洋公司又推出了双缸波轮式洗衣机。目前，全世界洗衣机的年产量已超过了 3000 万台。在英、美、日等发达国家，家用洗衣机的普及率达 99%以上。同时，各式各样的洗衣机仍在层出不穷，自动化程度也越来越高。在我国，由于历史原因，洗衣机工业起步较晚，但发展速度却相当快。 1979年，我国的洗衣机开始投入批量生产，当年的产量约为一万台。但是，随着人们认识的发展，尤其是改革开放的不断深化，到 1985 年，产量以达到 800 万台，要居世界首位。 1988 年，产量超过了 1000万台，占世界洗衣机总产量的三分之一。现在，我国大中城市的家用洗衣机的普及率已达 80%以上。广大的农村地区的洗衣机拥有量一搭 10%作左右。此后全国各地掀起了大规模的技术引进热潮，大约有 40多个厂家先后从洗衣机技术先进国日本、英国、法国、意大利、澳大利亚等引进技术 60多项。技术的引进、吸收和创新，极大地提升了国产洗衣机的产业素质与生产能力，缩短了同发达国家之间的差距。如今，我国洗衣机年产量约占世界年产量的山东大学本科生毕业设计（论文） 2 四分之一，居于世界首位。除了在数量和品种上满足国内市场外，还出口到北美、欧洲、东南亚等地，跻身于国际洗衣机市场的竞争行。随着先进科学技术发展洗衣机的发展也越来越快，将来的洗衣机主要主要朝以下几个方面发展：（ 1）高度智能化（ 2）健康化（ 3）节水节能（ 4）大容量和微型化此次设计是对现有洗衣机进行了仔细的分类和研究，利用新的原理，并揉和进现代的控制理论和已有的洗衣机技术，设计出一种新型洗衣机。这种洗衣机类似于传统的洗衣机，但其应用了新的设计原理和控制方法，在其性能上又大大高于传统洗衣机。在设计的过程中得到了老师的悉心指导和大力支持，从而扫清了设计过程中的不少障碍，在此深表感谢。山东大学本科生毕业设计（论文） 3 第一章绪论 1 1 设计思想现有的洗衣机中最为常见的为波轮式洗衣机和滚筒式洗衣机。波轮式洗衣机是依靠波轮的转动来带动衣物和洗涤液进行洗涤；而滚筒式洗衣机是依靠滚筒的连续转动或定时反向来洗涤衣物。由此可看出，这两种类型的洗衣机都是依靠单一的运动方式来洗涤衣物，而在此设计中将这两种洗涤方式揉和起来，将两种运动方式结合起来，增加了衣物在竖直方向上的运动。使衣物既能象在波轮式洗衣机中那样由波轮带动衣物进行洗涤又能象滚筒式洗衣机那样依靠水流的力量洗涤衣物，并且还可以象手洗那样对衣物进行揉搓，集各种洗涤方式于一身，对衣物进行更为彻底的洗涤。 1 2 工作原理外筒内筒下波轮周向传感器径向传感器上波轮波轮轴螺纹轴立柱双速电机大带轮 1小带轮 1洗涤电机小带轮 2大带轮 2摩擦盘图 1 工作原理图其工作原理如图 1，主要部件为螺纹轴，波轮轴，下波盘，上波盘，内筒，外 44筒，套山东大学本科生毕业设计（论文） 4 筒，传感器，导轴，带轮及电机等。洗涤原理其洗涤原理为：电机 1 带动带轮 1，带轮与内筒为紧固连接，内筒做旋转运动，上波盘与内筒盖为紧固连接，所以上盘也做旋转运动。同时，电机带动带轮使螺纹轴转动，是螺纹盘向上运动，并带动波轮轴向上运动，使下波盘推动衣物与旋转的上波盘进行对衣物进行揉搓，从而达到洗净衣物的目的。离合器轴包括脱水轴合洗涤轴。洗涤或漂洗时，牵引电机处在断电状态，制动杆将制动带收紧，对脱水轴制动。棘爪将棘轮拔动一定角度使方丝离合簧被拔松，所以电机做正转或反转转矩都不能传递给脱水轴，而只是经过行星减速器再输出给波轮，实现洗涤运转。上波盘与内筒盖紧固连接，内筒与套通过螺栓紧固连接，大带轮 1 通过键与套筒连接。主轴通过弹簧和连接件与下波盘连接，连接件上装有周向和径向传感器。螺纹盘与主轴通过键和螺母紧固连接，螺纹轴通过销钉与大带轮 2 连接，螺纹盘装在螺纹轴上，螺纹盘可沿导轴进行上下移动。主轴和螺纹盘上下运动的范围可由行程开关决定，行程开关决定了大皮带轮 2的转动量，当主轴和下波盘托着衣物顶向上波盘的力大于弹簧的力时，下波盘将向下移动，当该力达到设定的大小时，限位开关（径向传感器）工作，皮带轮 2 停止转动，螺纹盘停止向上运动，调整限位开关的位置即可改变作用于衣物上挤压力的大小。上下波盘对衣物有一定的挤压力时，上波盘是正反转动，就是对衣物的揉搓。当揉搓力（周向力）过大而使弹簧周向移动一定量时，拨动开关（周向传感器）工作使内筒（上波盘）转动反向。调整拨动开关的长度可改变揉搓力的大小。漂洗原理本设计为全自动洗衣机，应此洗衣机必须具备漂洗功能。在漂洗方式的选用上，烤炉到经济性、实用性以及结合本设计的设计特点，选用溢水漂洗方式。就是在洗衣机将衣物洗涤完毕后，从进水口不断向内桶注入清水，结合内桶的旋转以及波轮的揉搓运动，使洗涤液以及污垢从衣物中脱离出来，随着水面的不断升高，脱离出的洗涤液和污垢就可以随着水流从以水口排出，使洗涤液和污垢予衣物脱离，已达到漂洗衣物的目的。之所以此种漂洗方式，是考虑到此种洗衣机的洗涤特点，和经济实用型。本洗衣机与其山东大学本科生毕业设计（论文） 5 它洗衣机相比，最大的特点就是增加了揉搓功能，因此，在漂洗的时候可以考虑使用此功能。不仅可以大大缩短漂洗环节的时间，而且可以提高衣物的干净程度，同时，也大大的节省了漂洗用水，可谓一举三得。脱水原理在本洗衣机中与其它洗衣机类似，也采用内桶的高速转动，使衣物高速转动起来，使衣物中的水受惯性力的作用甩出衣物，顺着内桶壁上的孔进入外桶排出。山东大学本科生毕业设计（论文） 6 第二章洗衣机的原理、分类和驱动方式 2 1 洗衣机的原理洗衣机洗涤原理洗衣机的洗涤原理是以模拟人工搓洗衣物的动作而发展起来的，当然，它与人工搓洗的动作并不完全相同，洗衣机（一波轮式为例）以波沦为动力带动洗衣机中的洗涤液和衣物，实质发生相对运动，从而达到洗净衣物的目的。将洗衣机的电源接通之后，即可通过水流选择开关来确定水流的强弱，然后转动定时器按钮，顶好洗涤时间，定时器酒会接通电动机的电源，波轮在电动机的带动下开始运转。洗涤桶中的洗涤液载波轮的推动下，产生强有力的旋转水流，将液体中的衣物带动起来，不断的被转动揉搓，经过预定的时间，定时起降电源切断，电动机停止转动，洗涤程序完成。这时，打开排水阀，江西地同内的洗涤也排出，然后就可进行漂洗或者将衣物取出，放入另外一批衣物继续洗涤。在洗衣机中，整个洗净衣物的过程，也就是在预定的时间内，波轮在电动机的带动下，通过正反相交替运行，推动水流，是洗涤桶中的衣物不断翻滚、摩擦，并试制产僧相对运动，从而将衣物洗净的过程。洗衣机的漂洗原理将衣物搓洗以后，还要将衣物表面的污水冲洗干净，这就是漂洗。漂洗可分为以下四种方式： 1）普通漂洗就是将衣物犯法洗涤桶内，更换清水，是用于洗涤是相同的水流强度，将衣物上从流的污垢和洗涤液冲洗干净。 2）溢水漂洗在漂洗的过程中，让洗涤桶中的水面高度超过溢水口，并且不断的详细地同中注水，让污水从溢水口流出，这是一种比普通漂洗优越的漂洗方法。 3）喷淋漂洗它的原理是借助水的溶解星河流动性，同时应运了离心力的原理，将整个的漂洗过程从洗涤桶内搬到脱水桶中进行，既节省了总的洗衣过程的时间，由节约了漂洗用水。因此，它山东大学本科生毕业设计（论文） 7 是一种先进的漂洗方法。 4）顶淋漂洗顶林漂洗可以说是有一种喷淋漂洗方式，它浴喷淋漂洗的不同之处就是将脱水桶中的喷淋管去掉，而换成位于脱水桶上方的淋水中盖。洗衣机的脱水原理洗衣机的脱水，主要是应用离心力原理。当脱水统一较高的速度转动起来后，以物种的水灾离心力作用下，就会向水桶的四周运动，到达脱水桶壁，穿过脱水桶上的孔，进入脱水外桶，随之排出脱水机。脱水时，牵引电机是通电状态，拉动制动杆使得制动带松开，棘轮和方丝离合器处于自由状态，大皮带轮顺时针旋转将方丝离合簧旋紧，使输入转矩有效地传递给脱水轴，实现高速脱水运转。如果大皮带轮逆时针转动，则方丝离合簧被拨松而不能传递转矩给脱水轴，所以脱水只能顺时针单向转动。洗衣机外箱体是洗衣机的盔甲，很多洗衣机采用高分子聚合塑钢材料作为外箱体，不怕水，不腐烂，永不生锈，耐碰撞，防漏电，机身轻便，易于搬动。特意添加的抗老化剂，令外箱体历久弥新。有的采用刚柔相济的不锈钢做内桶刚性，在于不锈钢材质表面分子结构致密，空隙小，故可抗击细菌等物质的侵入和腐蚀，以达到抗菌，抑菌，耐腐蚀的作用。柔性，超级镜面不锈钢材料光滑柔细，即便是最娇柔的面料也不会受到损伤。很多洗衣机内桶完全采用世界一流的不锈钢材料制成，拥有顶级的品质保证。洗衣机的控制流程（ 1）按下启动按扭及水位选择开关；（ 2）开始进水直到高（中、低）水位，关水；（ 3） 2秒后开始洗涤；（ 4）洗涤时，正转 30s，停 2s，然后反转 30s，停 2s；（ 5）如此循环 5次，总共 320空后脱水 30s；（ 6）开始清洗，重复（ 2）（ 5），清洗两遍；（ 7）清洗完成，报警 3秒并自动停机；（ 8）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）。说明：山东大学本科生毕业设计（论文） 8 （ 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。（ 2）若要求启动开关分为标准洗和轻柔洗，试改变有关输入点，并在程序中加入轻柔洗功能（轻柔洗过程自定）。 2 2 洗衣机的分类从 1914年第一台电动洗衣机问世至今，洗衣机随着各种新技术的产生和应用发展十分迅速。我国洗衣机工业从 70 年代开始起步，虽然起步较晚，但发展的速度是相当惊人的。国内已拥有数十种牌号和上百种规格。目前市场上的家用洗衣机通常可以按照下面几种方法分类：（ 1）按自动化程度分类普通型洗衣机又称为普及型洗衣机。波轮式普通洗衣机可以分为普通型单桶和普通型双桶洗衣机两种。普通型双桶洗衣机是在普通型单桶洗衣机的基础上，增设脱水机构发展而来。他们都是通过定时器来控制波轮在洗衣桶内作间歇的正转和反转，产生水平旋转与上下翻转的综合水流来洗涤衣物。洗涤时，根据衣物的多少以及厚薄来选择洗涤、漂洗的时间。脱水时根据衣物量的多少来选择脱水时间。普通型洗衣机洗涤时，洗涤、漂洗和脱水各功能之间的转换需要手工来完成，其机构简单，使用方便，价格便宜，是目前国内销售量最大的洗衣机。 b. 半自动型洗衣机根据我国家用电动洗衣机的标准规定：在洗涤、漂洗、脱水各功能之间，其中任意两个功能之间转换不用手工操作而能自动进行的洗衣机称为半自动型洗衣机。半自动型洗衣机有洗涤侧半自动型和脱水侧半自动型。半自动型洗衣机结构比普通型复杂，但使用方便灵活，价格较高。 c. 全自动型洗衣机全自动型洗衣机按照国家标准定义为：洗衣机工作时，具有洗涤、漂洗和脱水之间转换不需要手工操作而自动完成。其特点是省时省力，体积小，洗衣容量大，磨损小。洗涤方式分类 a. 波轮式洗衣机波轮式洗衣机在洗涤桶中装有一个波轮，波轮上有几条突起的筋，波轮以每分钟数百转的速度转动，带动桶中的洗涤液和衣物作旋转和翻滚运动来洗涤衣物。山东大学本科生毕业设计（论文） 9 波轮式洗衣机根据水流的方式可分为小波轮涡卷式和大伯论新水流两种。新水流洗衣机具有低转速，频繁转、停等特点，使得衣物不易被缠绕，提高了衣物的洗净度，降低了磨损率。 b. 搅拌式（摆动式）洗衣机搅拌式洗衣机是依靠搅拌器往复摆动的方式来进行洗涤的洗衣机，搅拌式洗衣机在洗衣桶中间竖直安装搅拌器，搅拌器绕轴心在一定角度范围内正反向摆动，搅动洗涤液和衣物好似人工手洗洗涤的揉搓，衣物受力均匀，一次洗衣量较多，搅拌式洗衣机多为全自动型。 c. 滚筒式洗衣机滚筒式洗衣机是依靠滚筒连续转动或定时正反向转动来进行洗涤的洗衣机。滚筒式洗衣机有一个盛水的圆柱形外桶，外桶中有一个可以旋转的内桶，内桶壁上有许多排列规则的小孔，并有几条突起的筋，衣物就投放在内桶中，内桶有规律的正反旋转，突起的筋将衣物带起，到一定的高度又将衣物抛落在洗涤液中，来达到洗涤衣物的目的。类别优点缺点主要市场波轮式洗净率高，洗涤时间短，耗电少，材料要求不高，易于塑料化，结构简单，制造容易，维修方便，可制成小容量或便携式，成本低。磨损率高，用水量大，不易造成大容量，噪声大。中国、日本等亚洲国家，中东、中南美洲部分国家。搅拌式洗净率较高，磨损率较低，洗涤容量大，洗涤衣物不易缠绕。三叶搅拌器的回转机构复杂，制造困难，修理技术难度较高。洗涤时间较长，噪声稍大，机体大而重。美国、墨西哥、加拿大、智利、阿根廷等北美、中美、南美国家。滚筒式磨损率低，洗涤剂用量少，节省水，洗衣容量大，衣物不易产生扭角，可洗吸水性较强的厚重织物。洗涤时间较长，耗电量大，洗净率较低，结构较复杂，体积大，不易做小容量，滚筒体要求不锈钢制作。欧洲各国如法国、英国、荷兰、意大利等。山东大学本科生毕业设计（论文） 10 上述三种洗衣机的特点见上页表一 d. 其他洗涤方式洗衣机除了常见的波轮式、搅拌式和滚筒式洗衣机以外，还有多种常用的洗衣机，依照其洗涤方式的不同，还有以下几种：喷流式洗衣机超声波洗衣机真空洗衣机高温泡沫洗衣机喷射式洗衣机振动式洗衣机旋转桶形洗衣机压力式洗衣机压缩式洗衣机 2 3 洗衣机的驱动分类（ 1）间接驱动：通过皮带连接电机轴和离合器输入轴来传递动力。（ 1）电容式单向感应电机 +离合器（ 2）双速电机 +离合器（ 3）三相交流变频电机 +减速离合器（ 2）间接驱动（（ 1）电机输出轴直接和负载连接。（ 2）电机的输出轴和离合器的输入轴连在一起，通过离合器的输出轴和负载连接。表 2拌式、滚筒式洗衣机性能比较山东大学本科生毕业设计（论文） 11 洗衣机驱动方式间接传动方式直接传动方式皮带轮传动比约齿轮比平衡性静音性电机转距效率成本可靠性及可维修性可控性寿命1 ： 1 . 81 ： 5 - 1 ： 8一般差单相交流感应电动机双速感应电机交流变频电机小较底低0 . 90 . 5短- 5 - 1 ： 8良好一般电容式异步电机单相盘式异步电机中一般一般1 . 00 . 8一般间接驱动和直接驱动各中指标对比表表二表 2直接驱动和间接驱动的各项性能比在此设计中考虑到洗衣机的内部结构和功能要求选择第二种驱动方式。为满足洗涤脱水转速的要求，电机设计成 2P/8P，采用电容式感应电机。电机输出两种（高，低）转速，通过皮带减速便可得到所需洗涤脱水转速。（ 3）缺点： 1）率高。 2）由于电机偏置，易震动，需加配。 3）皮带易打滑磨损。山东大学本科生毕业设计（论文） 12 第三章电动机的选择 3 1 概论目前在家用电器中使用的电机分为直流电机、单相串激式电机。直流电机使用干电池供电，通常在电动剃须刀、录音机、电动儿童玩具等小型器具中。单相串激式的电机结构上与直流电机相似。由于其转子上带有换向器，电机运转时使得换向器极易磨损，因而寿命短，常用在转速要求较高而单次使用时间短的电动器具上，如吸尘器、食品加工机等。单相感应电机应用最广，根据起动方式的不同又分为罩极式、分相起动式、电容起动式及电容运转式，分别用于电冰箱、电风扇、微波炉、洗衣机等家用电动器具上。由于电容运转式电机具有起动扭矩大、运行稳定、功率因数高、过载能力强等特点，并能较好的满足洗衣机正反两个方向运转的工作要求，所以被广泛的应用于洗衣机中。洗衣机在正常工作状态洗涤桶内应装有水和衣物，因此，洗衣机的电动机总是在有负载的条件下运行，由于洗衣机工作时要求波轮正反转，这就要求电动机带载正反频繁起动，洗衣机电动机的负载不能看成恒转矩负载，因为洗衣机的波轮直接接触水和衣物，在起动的初始时刻，阻转矩较小。但是，这个负载又不能简单的看成是风机水泵类负载（与转速的平方成正比的负载特性），由于桶内衣物位置和水流的变化，在正常的工作条件下，负载的大小可能经常发生变化，由于洗衣机的负载特点和工作是频繁起动的需要，对电动机的起动转矩和最大转矩都要求比较高。 3 2 洗涤电动机衣机电机的现状及发展趋势现在波轮洗衣机上使用的电机以单相感应电机为主，少数用变频电机和无刷电机，滚筒洗衣机则以串激电机为主，此外还有变频电机、无刷电机、开关磁阻电机等。总的来说，可以将其分为两大类：定速电机和变速电机，下面对以上电机做一些简单介绍。一、定速电机定速电机基本上都是电容运转单相异步电机，属于感应电机，可以分为单速电机和双速电机两类。山东大学本科生毕业设计（论文） 13 1. 单速电机：定子上有空间上相互垂直的二相绕组，其中一相通过移相电容连接到电源上，转子由铁心和鼠笼组成，定子和转子之间没有电路上的直接联系，定子绕组通电后产生旋转磁场，旋转磁场又在转子鼠笼中感应出感应电流，二者相互作用产生电磁力。它具有感应电机结构简单、成本低的优点，运行性能也不错，但起动性能稍差、无法调速。单速电机主要用于波轮洗衣机上。 2. 双速电机：原理同单速电机一样，不同的是此类电机的定子上有两套极数不同的绕组用来产生不同的转速，按照绕组结构的不同又可以分为分离绕组和共享绕组两类。（ 1）分离绕组双速电机：定子上有两套完全独立的不同极数的绕组，如 2极 /6极、 2极/16 极、 4极 /6极等。由感应电机的特点知道，转子鼠笼会自动形成与定子旋转磁场相同的极数，因此通过给不同极数的定子绕组供电便可得到不同的电机转速，用来适应不同的要求，如 2极或 4极用于甩干， 6极、 16极用于洗涤等等，由此给客户更多的选择。此类电机的性能特点同单速电机相比，因为其定子上需要两套绕组，所以体积比单速电机大，成本也高。（ 2）共享绕组双速电机：这是艾默生电机发明的，是对分离绕组双速电机的进一步改进，其特点是通过改变连接方式可以使同一定子绕组为两种不同的极数所共用。比如说已经大批量生产的 4极 /6极双速电机，其定子绕组既可以用作 4极，通过改变连接又可以用作 6极，而且 4极与 6极都可分别用于洗涤和甩干。因为此类电机的定子绕组是两种极数共享的，所以它的体积要比普通的分离绕组双速电机小得多，也就是说在同样的体积下可以得到更大的输出功率，从而可以更好地满足客户的需求。双速电机目前主要用于波轮洗衣机，也有部分用于滚筒洗衣机，但用于滚筒洗衣机时不能获得很高的甩干转速。动机的选用洗衣机中使用的电动机可分为单向异步电动机、永磁式直流电动机、单向串激式和直线型驱动电机。单向异步电动机根据启动方式不同又可分为电容运转式电动机和罩极式电动机，而电容式电动机又派生出双速变极式电动机。洗衣机根据各自的工作特点采用不同的电动机。国家标准对洗衣机的主要性能指标作了相应的规定，表一就是波轮洗衣机用的据我国条件，电动机的电源电压为 220V，频率为 50步转速为1500r/定转速为 1350r/东大学本科生毕业设计（论文） 14 输入功率（ W）堵转转矩倍数堵转电流（ A）最大转矩倍数效率（ %）功率因数 90 9 20 2 80 6 50 9 衣机电动机的功率应根据洗衣机的规格而定，洗衣机的规格大小是按每次最大洗涤的干配用的电容器。衣物重量来确定的，表二列出了不同规格的洗衣机所配用的电动机的功率及电动机所配用的电容器。表 3衣机机所配用的电设计以以选用电机功率为 120W，配置电容器为 8 F。其中，堵转转矩倍数为转电流为大转矩倍数为率为 52%，功率因素为双速变极电机结构速变极点动机是采用改变极数来获得两种速度的电容运转式电动机。接通 12级绕组，电动机低速运转，完成洗涤、漂洗功能。接通两极绕组，电动机高速运转，完成脱水功能。洗涤电机的结构简图如下图一所示：洗衣机的洗衣量（）用电动机（ W） 90,120 120 180 250 配置电容器（ F） 6,8 8,10 10,12 16 表 3山东大学本科生毕业设计（论文） 15 主要技术参数项目内容分类效率（ % ）堵转电流（ A ）堵转转距（ N . m )最大转距 ( N . m )温升（ K ）噪音（ d B )性能指标2 极 1 2 极3 00 . 8 47 . 01 . 01 . 88 07 4 6 08 02 . 41 . 71 . 8 00 . 9 02 5表 3衣机主要技术参数洗衣机在洗涤运转时，受力极大。因此对传动机构的波轮轴、轴承套等零件要求具有一定的强度、刚度、耐疲劳性能。同时，传动机构上部分在洗涤时，长期受水的侵蚀，使得各零件要求有很高的耐腐蚀性和耐冷热冲击性能。，主要技术指标见上表。启动和运转配用 14微法 /450 伏电容器， 2极额定输出功率 200瓦； 12极输出功率为 120瓦。图 3涤电动机的结构简图山东大学本科生毕业设计（论文） 16 第四章波轮的分类和选用波轮式洗衣机发展趋势波轮式洗衣机自 1953 年诞生以来，经过 50 余年的发展。现在，以波轮洗衣机为主流的半自动和全自动洗衣机已逐渐覆盖中国城乡大部分地区。九十年代以来，滚筒洗衣机逐渐进入中国市场。如今，大、中城市已形成波轮为主，滚筒为辅的洗衣机市场格局。洗衣机从原来单纯追求洁净、节水、节电等，逐步向健康、环保、高度智能化、洗干一体化方向发展。尖端洗涤技术的革新，一直是洗衣机行业发展的主导力量。首先表现在洗涤方式发生巨大变化。原先大多侧重于水流的改变、动力的加大。现在，超音波、电解水、臭氧和蒸汽洗涤的运用，使洗衣机的去污能力从单纯依靠洗衣粉、洗涤剂的化学作用和强弱变化的水流机械作用，向更高层次的健康、环保洗涤方式转变，特别是电解水、超音波技术在洗衣机行业的运用几乎改变了洗衣机的历史洗衣不用或少用洗衣粉、洗涤剂，减少化学品对皮肤的损害和对环境的污染。电解水、臭氧、蒸汽的杀菌除味及消毒功能倍受青睐，引发了洗衣机消费健康潮。另一变化就是高度自动化、智能化、人性化。从半自动、全自动到现在流行的人工智能、模糊控制，只需按一下按钮一切搞定！同时，用户可以按照自己的洗衣习惯，自主选择时间和方式，自编和记忆程序让用户真正做到随心所欲。人性化还表现在使用的方便和舒适，如子母分洗洗衣机可以做到不同衣物分开洗；斜桶和顶开滚筒可以做到取放衣物方便不需深弯腰；蒸汽烘干功能使得晾晒更加方便，等。另外，大容量成为不变的消费趋势。前几年，洗衣机容量多为 4斤， 6 公斤的大容量尚很少见。现在， 7公斤的容量已经很普遍， 8 公斤也正常。现代人居空间不断扩大，对宽敞、舒适、方便要求更多，大能容小，大容量洗衣机一台可顶一套。业内人士表示，尖端洗涤技术的革新，所表现出的洗衣方式更加注重健康和个性化，已在市场发展中倍受欢迎。 4 2 波轮的分类几种波轮形式：掌形波轮碟形波轮山东大学本科生毕业设计（论文） 17 塔形波轮搅拌棒形波轮转桶式大波轮（盒式波轮） (1)日本公司的棒式波轮 (2)三洋公司的手搓式波轮 (3)松下公司的碟形波轮 (4)夏普公司的 “ 帽式 ” 波轮 (5)日电公司的撬杆式波轮 (6)三菱公司的搅拌式波轮 (7)东芝公司的偏心波轮 4 3 波轮的参数及性能波轮形状和尺寸与洗涤性能的关系如下图所示 : 1 波轮直径：波轮直径与洗净比、织物磨损、织物缠绕和洗涤不均匀度的关系见图一。如图所示，增大波轮直径对洗涤物的洗净比、织物缠绕和洗涤不均匀度都有利，仅对织物磨损略有增大。 2波轮叶片筋：它的作用是在波轮正反旋转时，产生水平和上下回转的复合水流，使洗涤物受到三维冲击力的作用。图 3波筋断面的筋宽尺寸与洗涤性能的关系，如图所示，波筋宽度在 20 25涤性能较好。除波筋宽度外，波筋的高度和条数也对洗涤性能有所影响，但波筋高度对洗涤电动机的输入功率影响更大。波筋条数一般设计成 3 8条，实验表明，波筋 6条时洗涤性能较好。山东大学本科生毕业设计（论文） 18 洗净比（ % ）0织物缠绕织物磨损洗净比1 1 09 08 01 8 0 2 5 0 3 2 0 3 9 0洗涤不均匀度4 4 波轮形状及参数的选用本设计中，波轮要推着衣物向上运动，因此，碟形波轮比较适合，故选用碟形波轮，波盘直径选为 360径选为 6条 . 图 4波盘直径与洗涤性能的关系波盘直径（山东大学本科生毕业设计（论文） 19 第五章传动部分的设计计算计及在此部分主要对洗衣机中主要传动机构包括两个带传动和一个螺纹传动以及波轮轴的设计算。 5 1 带传动的设计（一）此部分将完成连接洗衣机内筒的带传动计算。 20W，转速 3700 ，波轮轴转速 00 ，传动比 i （ 5 确定计算功率 K ，故（ 5 带带型根据型。由表取主动轮基准直径：（ 5根据（ 5从动轮基准直径： 12 根据表，取：按（ 5算带的速度： 37063100060 11 带的基准长度和传动中心距山东大学本科生毕业设计（论文） 20 根据式 21021 ，初步确定 : (5根据（ 5算带所需的基准长度：由表选带的基准长度： 120(5按（ 5算实际中心距 a : 672 108611202502 0 由（ 5 : 328018060180 121 a 动轮上的包角合适。由（ 5 : Z 0由 ,3m 查表得 k， k ，则 Z（ 5 取 1Z 根。山东大学本科生毕业设计（论文） 21 5 20 由表，故 0 （ 5 由（ 5： 0 波轮式洗衣机洗涤部分的传动方式，均采用三角皮带传动，其中，小皮带轮与电机转轴的伸出部分连接，其转速较高，因此要求强度高，有较好的耐磨性能。传动系统设在洗衣机脱水桶的底部 ,主要由波轮、脱水桶、离合器、传动带、电动机、电磁阀及单相电容式电动机组成。离合器是内外轴复合为一体的结构。离合器的内轴（洗涤轴），一端固定波轮，另一端固定离合套，离合套上固定大带轮，离合器外轴（离心轴）的一端固定离心桶（脱水桶），另一端通过抱簧与离合套连接。内外桶的联动或分动（即实现脱水或洗洗涤），是由拨叉控制抱簧和刹车盘来实现的。所以，在选择小皮带轮时，一般优先选用金属制件，而大皮带轮则不宜采用金属制件。因为三角传动皮带吸水能力较强，假如由于受潮或溅水，而使传动皮带绝缘性能降低，或变成导体，一旦电机发生故障而漏电，将使漏电电流传至小皮带轮，经传动皮带大皮带轮波轮轴传入洗涤液中，洗涤时容易造成触电伤亡事故，如果采用塑料皮带轮，就能起到良好的绝缘作用。再者，由于大皮带轮的转速较低，选用塑料皮带轮就能够满足要求了。带轮的具体结构尺寸见零件图。 5 2 带传动的设计（二）此部分将要完成与螺纹轴连接的带传动设计。电动机功率为 25W，转速 2801 ，螺纹轴转速 962 ，传动比山东大学本科生毕业设计（论文） 22 i （ 5 K ， 2 7 （ 5 带带型根据型。 3确定带轮基准直径由表取主动轮基准直径 : （ 5 根据（ 5（ 5从动轮基准直径 : 12 根据表，取 : 按（ 5算带的速度 : 28063100060 11 所以带的速度合适。带的基准长度和传动中心距根据式 21021 ，初步确定 : (5根据（ 5算带所需的基准长度 : (5 由表选带的基准长度 : 山东大学本科生毕业设计（论文） 23 10按（ 5算实际中心距 a : 272 65771020020 (5 由（ 5 : 12017060227 6311018060180 121 a 动轮上的包角合适。由（ 5 : Z 0(5 由 3m 查表得 k， k ，则 2 7 Z 根。 20 由表，故 0 2 7 0 : 山东大学本科生毕业设计（论文） 24 0 调试调试步骤：（ 1）运用查所编程程序是否正确；（ 2）将程序输入（ 3）设定变频器程序运行参数；、在运行模式选择参数时，设定如下参数：上限频率： 0限频率：底频率： 0速时间： s 减速时间： s 、在时，设定如下参数：程序运行分 /秒，时间单位是分 /秒，监视显示为基准时间。（ 4）按图接线；（ 5）调试运行，并对运行状态进行监控。 5 3 螺纹轴的设计初步确定轴径选取轴的材料为 40质处理。根据表，取 1120 A。于是得 30m i n 螺纹轴的结构设计 1)采用下图所示的装配方案山东大学本科生毕业设计（论文） 25 图 5纹轴的装配方案 2）为了使螺纹盘获得较高的移动速度，螺距处取 P=2应的公称直径 021 2面左端装轴承，根据手册选用 202的深沟球轴承，其尺寸为 : 54321 ，而 0,10 4321 取安装皮带轮处的轴径 154 ，为了保证轴端挡圈压在皮带轮上，取 654 。 3）皮带轮与轴的周向定位采用平键联接。按544（键槽用键槽铣刀加工，长为 10准键长见同时为了保证皮带轮与轴配合有良好的对中性，故选择皮带轮轮毂与轴的配合为 H7/动轴承与轴的周向定位是借过度配合来保证的，故此处选轴的直径公差为 1. 求轴上的载荷对各支点

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