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【摘要】 随着洗衣机技术的不断提高，洗衣机行业迎来了新一轮热潮。本课题是有关一种全自动洗衣机减速离合器整体结构简化和各个部件选用、布局的设计。在洗衣机中使用行星轮系减速器正是利用了行星齿轮传动：体积小、质量轻、结构紧凑、承载能力大、传动效率高、传动比较大、运动平稳、抗冲击和震动的能力较强、噪声低的特点。离合器采用了摩擦盘式减速离合器，取代了传统的减速离合器，取消了离合操作杆装置，一定程度上简化了结构，此机构高效的实现了洗衣机的洗涤与脱水。此外，对减速离合器与电机之间进行了改进即取消了皮带轮传动装置将动力驱动装置直接由电机驱动洗衣机波轮和脱水桶，变成“空芯”电动机，从而避免了皮带轮所出现的故障，减小了噪声的振动。
【关键词】 洗衣机；减速离合器；行星轮；摩擦盘式
Design of Decelerating Clutch for Fully-automatic Washing Machine
【Abstract】 With the continuously improve of the washing machine technology, washing machine industry ushered in a new round of boom．This subject is related to the simplification of the overall structure for the reducer in fully-automatic washing machine, and the design for various parts of the selection and layout．The use of the planetary gear reducer in washing machine just take the advantage of the planetary gear drive: small size, light weight, compact structure, bearing capacity, transmission efficiency, transmission relatively large, smooth motion, shock and vibration resistant and, and low noise characteristics．The clutch with the form of friction tray gear clutch, replacing the traditional gear clutch, canceled the clutch operating plot device, simplified the structure to some extent, this institutions efficiently to achieve the washing and dehydration of the washing machine．In addition, it has some improvement between the gear clutch and the motor that cancel the pulley driving device and change the power driving device which is driven by the motor-driven washing machine pulsator and dehydration barrel to the “hollow” motor, so as to avoid the failure of the pulley, reducing the noise of vibration．
【Key Words】 Washing Machine, Decelerating Clutch, Planetary Gear, The Form of Friction Tray
目 录
1 绪 论 1
1.1 概述 1
1.2 国内外研究现状及发展趋势 1
1.3 洗衣机减速器的简介 2
2 减速离合器的设计方案 4
2.1 有关首选参数 4
2.2 系统组成框图 4
2.3 减速器系统方案 5
2.3.1 对减速传动方案的要求 5
2.3.2 拟定减速器方案 5
2.4 离合器系统方案 5
2.4.1 对传统离合器的分析 5
2.4.2 拟定离合器方案 7
3 行星齿轮传动设计 8
3.1 行星齿轮传动的传动比和效率计算 8
3.2 行星轮传动的配齿 8
3.3 行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算 9
3.4 行星齿轮传动强度计算及校核 12
3.4.1 行星齿轮弯曲强度计算及校核 12
3.4.2 齿轮齿面强度的计算及校核 13
3.4.3 有关系数和接触疲劳强度 13
3.5 行星齿轮传动的受力分析 15
3.6 行星齿轮传动的均载机构及浮动量 17
4 减速器齿轮输入输出轴的设计 18
4.1 减速器输入轴的设计 18
4.2 减速器输出轴的设计 20
5 减速离合器与电机总体结构布局设计 23
5.1 离合器的设计 23
5.2减速离合器动力驱动装置改进 25
6 减速离合器的装配 26
6.1 总装配图 26
6.2 总装配图设计说明 26
结 论 27
参考文献 28
附 录 29
致 谢 33
图目录
图2.1 洗衣机工作原理图 4
图2.2 减速器系统组成框图 4
图2.3 行星轮系图 5
图2.4 带制动式减速离合器的结构示意图 6
图2.5 离合器的结构示意图 7
图3.1 行星轮均匀分担载荷图 17
图4.1 输入轴结构简图 18
图4.2 受力分析和弯矩图 19
图4.3 输出轴结构简图 21
图4.4 受力分析和弯矩图 21
图5.1 端面摩擦盘式减速离合器结构图 23
图5.2 改进装置图 25
图6.1 总装配图 26
附图A 内齿圈 29
附图B 输入轴 29
附图C 输出轴 30
附图D 行星轮 30
附图E 行星轮架 31
附图F 行星轮架盖 31
附图G 行星轮系图 32
表目录
表3.1齿轮数据表 11
表5.1减速离合器工作表 24
1 绪 论
1.1 概述
随着洗衣机质量不断提高和居民购买能力的增强，洗衣机行业迎来了成熟期之后市场需求的提升。目前，国内大部分洗衣机还有中外合资企业LG、三星、松下、惠而浦、东芝、夏普等的洗衣机减速离合器技术也趋于成熟。近年来，许多新技术和新工艺开始应用于洗衣机上，新型减速离合器也在进一步研究，使其工作更平稳，噪声更小。
1.2 国内外研究现状及发展趋势
在世界，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。到了40年代便出现了现代的“上置”式自动洗衣机。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，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。
在我国，80年代全自动洗衣机所使用的减速离合器为扭簧式。在其制动鼓上端采用止逆扭簧，其目的是波轮洗涤时，内桶不会受到水流跟转而影响洗涤效果（另一方向有制动带阻滞）。但随着洗衣机工业的发展，洗衣机洗涤容量的不断加大，发现止逆扭簧在大容量洗涤时（洗涤量4.5kg以上）或长期使用后，扭簧磨损等原因造成内桶跟转严重，且易发生摩擦噪声。到80年代减速离合器采用了滚珠轴承与单向滚针轴承所组成的联合轴承即单向超越轴承克服了内桶跟转现象。
我国目前减速离合器绝大部分沿用以日本松下电器公司为原型的带制动式减速离合器。运用于全自动洗衣机的减速洗涤轴和以螺旋扭簧离合机构偶合脱水轴并具有机械制动和阻动功能的减速离合器。而且还存在许多不足：体积大，不利于产品小型化；同轴旋转系统由轴多个零件组成离合器，是以NGW型行星齿轮系机构减速传动，同轴度加工要求高；二个螺旋扭簧零件可靠性偏低。2005年陈水东设计了一种新型减速离合器，它有两种改进方案，一是在脱水轴的上方的外面，托盘的上面安装原刹车鼓内设的NGW型行星齿轮系，二是取消止回弹簧。目前国外尚未见到有关新型减速离合器的相关报道，国内的一些学者虽在这方面做了些工作，但现在还是处于试验阶段[1]。
随着科学技术的高速发展和人们生活水平的不断提高，对于决定全自动洗衣机性能的减速离合器的要求也越来越高。而目前的减速离合器还是存在着体积大、结构复杂、有噪音、部件易损、耗能等缺点。为适应经济建设的发展，更多的为人们所接受，减速离合器需从结构简化、性能优越、效率愈高、能量低损，甚至智能化方向发展。
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