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1、 1緒論 1.1課題研究目的及意義 （1）對大學所學的知識進行綜合性的運用，加深對機械設計課程和其它有關選修課程的認識及在生產(chǎn)實踐中的應用。 （2）掌握波輪式洗衣機傳動機構設計的一般方法，了解和熟悉波輪式洗衣機的工作原理，對傳動零件進行設計計算，鍛煉正確獨立的設計思想和分析問題、解決問題的能力，特別是總體設計和計算的能力。 （3）通過了解設計波輪式洗衣機的傳動結(jié)構，了解國內(nèi)波輪式洗衣機發(fā)展現(xiàn)狀，鍛煉了計算、查閱工具書、電腦繪圖、機械設計等能力，培養(yǎng)波輪式洗衣機的基本技能。 （4） 通過對波輪式洗衣機的研究并查閱了解多種制圖軟件，熟練掌握及操作制圖軟件CAD，利用已掌握的機械制圖

2、技能完成波輪式洗衣機傳動結(jié)構的設計。 （5）通過查閱波輪式洗衣機的相關資料，可以對洗衣機行業(yè)的發(fā)展有新的認識。 1.2波輪式全自動洗衣機的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 隨著社會科學技術水平的不斷提高，家用電器也得到了迅速發(fā)展，洗衣機是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊环N家電，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分。市場上的洗衣機有波輪式洗衣機，滾筒式洗衣機，攪拌式洗衣機。其中波輪式洗衣機是在洗衣機的桶底裝有一個圓盤波輪。在波輪的帶動下，桶內(nèi)水流形成了時而右旋時而左旋的渦流，帶動衣物跟著旋轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)，這樣就能將衣物上的臟東西清除掉。 進入二十世紀八十年代后，出現(xiàn)了新型波輪設計和新型水流方式：波輪在桶的底部，水流方式一

3、般為正向旋轉(zhuǎn)一至三秒，停零點一至一秒，再反向旋轉(zhuǎn)一至三秒，再停零點一至一秒，這和舊式水流大不一樣，這種方式也是多年的研究成果，有利于各因素之間的平衡，兼顧了洗滌率、磨損率、纏繞狀況、洗滌均勻度等因素。 波輪式洗衣機的最大優(yōu)點是，洗衣速度要比滾筒式洗衣機的速度快得多。 波輪式洗衣機憑借著它結(jié)構比較簡單，維修方便，洗凈率高等優(yōu)點，已經(jīng)進入了千家萬戶。目前我國生產(chǎn)的洗衣機中波輪式洗衣機占其中的大多數(shù)，加強對波輪式洗衣機的研究顯得尤為重要。本文主要針對波輪式洗衣機的傳動機構進行設計與研究。 洗衣機的用途是洗干凈衣服，能否洗干凈衣服則與洗衣機的洗滌運動、水的狀態(tài)、洗滌劑的成分及用量以及洗衣服的時間

4、密切相關，如何使上述因素有個最佳的組合，達到洗凈衣物，減少用水量和時間，降低能耗和噪音，保護環(huán)境的目的是我們不得不解決的問題，由此而產(chǎn)生了一系列的技術，也即洗衣機的發(fā)展趨勢。 水流技術：目前大部分洗衣機都采用了瀑布水流，瀑布水流的好處在于加大對衣物的沖洗，加快了衣物的翻滾，因此可以提高潔凈度。 變頻技術：變頻技術應用于洗衣機后，改變了洗衣機過去單一洗滌、脫水的轉(zhuǎn)速缺陷，使得洗滌、脫水的轉(zhuǎn)速可以隨衣物布料的不同、水位的不同、洗滌時間的不同而改變。采用變頻技術的洗衣機在技術檔次和產(chǎn)品性能方面比單相感應的洗衣機大大提高了一步。 新材料、新工藝：新材料、新工藝的應用主要是為了美化洗衣機的外觀

5、和使得操作界面更加友好。典型的新材料、新工藝有不銹鋼板、彩板制作箱體等這些新材料、新工藝的應用大大改善了產(chǎn)品的外觀和方便了用戶操作。 1.3本課題所解決的主要問題 本文主要針對全自動波輪式洗衣機的傳動機構進行設計，設計的主要內(nèi)容包括：波輪式全自動洗衣機的傳動系統(tǒng)的結(jié)構、傳動系統(tǒng)的組成、電動機參數(shù)的選擇、減速離合器的設計及工作原理、機械傳動系統(tǒng)設計計算、V帶傳動設計計算、帶輪的結(jié)構設計、行星減速器的設計以及棘輪棘爪機構的設計。 2 波輪式全自動洗衣機總體設計方案 波輪式全自動洗衣機主要由洗滌部分、傳動部分、操作部分、支撐部分、給排水系統(tǒng)和電器部分組成。其中傳動部分是起主要部分。 2.

6、1全自動波輪式洗衣機的組成 圖2-1全自動波輪式洗衣機的組成 2.2波輪式衣機的工作原理 依靠裝在洗衣機底部的波輪正、反旋轉(zhuǎn)，帶動衣物上下左右不停翻轉(zhuǎn)，使衣物之間，衣物與桶壁之間，在水中進行摩擦，在洗滌劑的作用下實現(xiàn)去污洗凈。波輪式洗衣機中產(chǎn)生機械作用的主要是波輪。它設置在洗滌桶底，在電動機的作用下，重復正反旋轉(zhuǎn)，波輪旋轉(zhuǎn)式對洗滌劑的作用產(chǎn)生了徑向和軸向方向的作用力，軸向分力可以減少衣物與波輪的摩擦，切向分力使洗滌劑產(chǎn)生水平方向的渦流，徑向分力將洗滌劑甩向桶壁，使之沿桶壁上升，造成波輪中心區(qū)的負壓，因壓力差，四周的液體迅速向下流動，以彌補波輪四周的液體，這樣就形成了洗滌桶上下翻滾的流

7、場，從而達到洗凈衣物的目的。 第三章 波輪式全自動洗衣機傳動系統(tǒng)的結(jié)構 3.1傳動系統(tǒng)的組成 波輪式全自動洗衣機的傳動系統(tǒng)包括電動機和減速離合器。套筒式全自動洗衣機由一臺電動機來實現(xiàn)洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài)。洗滌狀態(tài)波輪的轉(zhuǎn)速約為140~200r/min；脫水狀態(tài)脫水桶轉(zhuǎn)速約為800r/min。需要對電動機輸出的1370r/min的轉(zhuǎn)速進行減速，以便可以達到洗滌和脫水不同工作狀態(tài)的需求。完成洗滌和脫水兩種狀態(tài)的工作主要依靠傳動系統(tǒng)來實現(xiàn)，傳動系統(tǒng)的工作示意圖如圖3-1所示。 脫水桶 電動機 V帶傳動 行星減速器 波輪

8、 圖3-1傳動系統(tǒng)的工作示意圖 3.2電機參數(shù)的選擇 洗衣機工作時所需要的動力主要是由電動機來提供的。目前我國多數(shù)的套筒式洗衣機是用一個電容機進行操作，電動機遵循中華人民共和國機械行業(yè)標準?，F(xiàn)在常用的電容式運轉(zhuǎn)電動機技術參數(shù)如表3-1所示。 XDL-90 XDS-90 XDL-120 XDS-120 XDL-180 XDS-180 XDL-250 XDS-250 額定功率/W 90 120 180 250 額定電壓/V 220 額定頻率/Hz 50 滿載電流/A 0.88 1.1 1.54 2.0 滿載轉(zhuǎn)速（

9、r/min） 1370 滿載時效率 49 52 56 59 功率因數(shù) 0.95 堵轉(zhuǎn)電流/A 2.0 2.5 4.0 5.5 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/N.m 額定轉(zhuǎn)矩/N.m 0.95 0.9 0.8 0.7 最大轉(zhuǎn)矩/N.m 額定轉(zhuǎn)矩/N.m 1.7 1.7 1.7 1.7 表3-1電容式運轉(zhuǎn)電動機技術參數(shù) 3.3減速離合器的結(jié)構和工作原理 先前設計的小波輪全自動洗衣機的離合器不具備減速功能，因而洗衣機在兩種不同的工作狀態(tài)下轉(zhuǎn)速一致。新型全自動洗衣機的離合器都具有減速功能，稱為減速離合器。目前主要有兩種減速離合器，一種是單相軸承式減速離合器，一種

10、是帶制動式減速離合器。本設計主要采取單相軸承式減速離合器。 單相軸承式減速離合器主要包括離合器和行星減速器兩部分。 行星減速器與離合器通過齒形花鍵連接在一起。其結(jié)構如波輪式全自動洗衣機傳動機構的設計裝配圖。 3.3.1離合器主要結(jié)構 如圖3-2所示。 （1） 圖3-2全自動洗衣機離合器結(jié)構圖 1-輸入軸 2-螺母 3-帶輪 4-方絲離合器 5-棘輪 6-棘爪 7-撥叉 8-單相滾針軸承 9-剎車裝置外套 10-剎車扭簧 11、12-密封圈 13-支架 14-離合外罩 15-剎車帶 16-剎車盤 17-十字軸套

11、 18-脫水軸 19-支撐架 20-離合套 21-拉桿 如圖3-2所示，離合器的中部的兩根軸分別是輸入軸1和脫水軸18。離合套和帶輪的內(nèi)孔為方孔，輸入軸的下端為四方形，使輸入軸與離合套即方孔與方軸形成緊密配合，螺母2將帶輪，和離合套固定在輸入軸上，所以帶輪，離合套和輸入軸即連為一體。 洗滌狀態(tài)時，脫水軸不轉(zhuǎn)；脫水狀態(tài)時，帶輪的高速直接由脫水軸傳遞給脫水桶，來實現(xiàn)脫水功能。 方絲離合器4是實現(xiàn)洗衣機洗滌和脫水兩種不同工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換的主要部件。方絲離合器的工作原理為：方絲彈簧的形狀呈錐形，下端幾圈的直徑比上端略小，自由狀態(tài)時，方絲離合器緊貼離合套和脫水軸的外壁。方絲離合器“合”時

12、的狀態(tài)：帶輪帶動離合套向彈簧旋緊時，方絲離合器緊貼離合套和脫水軸上，從而脫水軸一同跟隨旋轉(zhuǎn)。即帶輪的轉(zhuǎn)速直接傳遞給脫水軸。方絲離合器“離”時的狀態(tài)：在洗滌時，方絲離合彈簧向反方向旋松，使內(nèi)徑變大，從而與離合套與脫水軸脫離接觸。當帶輪帶動輸入軸轉(zhuǎn)動時，脫水軸靜止不動，實現(xiàn)洗滌狀態(tài)時離合套與帶輪和輸入軸為一體。 方絲離合彈簧的旋松是由棘輪與棘爪機構控制實現(xiàn)的。其原理如圖3-3所示。 圖3-3 離合棘輪工作原理圖 1-方絲離合彈簧 2-彈簧卡 3-棘輪 4-棘輪卡槽 5-棘爪 圖3-2中的8是單相滾針軸承部件，單相滾針軸承的工作原理及在洗衣機中的作用：（1）安裝結(jié)構：單

13、向滾針的內(nèi)圈與脫水軸18相接觸，外圈與齒輪軸承過盈配合，齒輪軸承鉗在支架19中。支撐架由螺栓和離合器外罩14固定在一起。（2）單向滾針軸承的特點：結(jié)構緊湊，徑向面積小，外圈工作面為楔形，所以只準許一個方向的轉(zhuǎn)動。在單向滾針軸承的作用用下，脫水軸只能向一個方向轉(zhuǎn)動。（3）當脫水軸順時針轉(zhuǎn)動時，滾針落入楔形槽的大端中，此時脫水軸可順時針轉(zhuǎn)動。而脫水軸逆時針轉(zhuǎn)動時，則滾針則卡在楔形槽的小端中，這時脫水軸無法轉(zhuǎn)動。（4）單向滾針的作用就是控制脫水軸只能朝一個方向轉(zhuǎn)動。 剎車裝置：（1）脫水軸與十字軸套用兩顆緊定螺釘連接在一起，十字軸套又與剎車盤16連接在一起，也即脫水軸與剎車盤固連在一起。剎車裝置外

14、罩9安裝在脫水軸18上，為間隙配合，它對脫水軸的作用由剎車扭簧10控制，剎車扭簧10套在剎車裝置外罩9的外圓上。由排水電磁閥帶動拉桿控制剎車扭簧的狀態(tài)。剎車扭簧的工作原理。 洗滌時：排水電磁閥斷電，剎車扭簧處于自由旋緊的狀態(tài)。當脫水軸18順時針轉(zhuǎn)動時，剛性剎車帶緊緊抱住剎車盤16，即剎車盤、剎車帶、以及剎車裝置外罩9都將一起順時針轉(zhuǎn)動。剎車裝置外罩9在順時針旋轉(zhuǎn)的過程中，剎車扭簧10將被迅速卡緊，強大的摩擦力使剎車裝置無法運動，此時，剎車帶15與剎車盤將發(fā)生劇烈摩擦，對脫水軸18產(chǎn)生制動作用，防止脫水桶產(chǎn)生跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象。脫水時：排水閥通電，排水電磁閥帶動拉桿使剎車扭簧處于放松狀態(tài)，由于剎車裝置外

15、罩9在順時針旋轉(zhuǎn)過程中，與旋松的剎車扭簧間可以自由滑動，剎車不起作用，完成脫水功能。 3.3.2行星減速器結(jié)構 減速器結(jié)構如圖3-4所示 圖3-4減速器結(jié)構 用螺釘將減速器的外8與減速器的底蓋10緊固在一起， 然后安裝在法蘭盤12上，鎖緊塊13將法蘭盤12和脫水軸2固定在一起，法蘭盤12與脫水桶聯(lián)接在一起，所以減速器外罩8、減速器底蓋10、法蘭盤12與脫水桶成一整體。減速器和脫水軸2安裝時的同心度由速器底蓋10的上、下兩個止口來保證。輸入軸1是行星減速器的動力傳入軸。行星輪4共有4個，與中心輪11和內(nèi)齒圈6相嚙合。圓周卡槽將內(nèi)齒圈6卡在減速器底蓋10上，使兩者成為一體。行星

16、輪4通過行星輪銷軸5安裝在行星架7上，行星輪4繞中心輪公轉(zhuǎn)時，行星架7將一起旋轉(zhuǎn)。波輪軸9兩端都加工成齒形花鍵，其下端與行星架7聯(lián)接，上端與波輪相聯(lián)，從而使波輪以低速旋轉(zhuǎn)洗滌衣物。 3.3.3離合減速器的工作原理 減速離合器脫水時的狀態(tài)及裝配關系如圖3-5所示，脫水時，排水電磁鐵通電吸合，牽引拉桿移動約13mm，排水閥將開啟。拉桿在帶動閥門開啟的同時，一方面撥動旋松剎車彈簧，使其松開剎車裝置外罩，這時剎車盤隨脫水軸5一起轉(zhuǎn)動，剎車不起作用；另一方面又推動撥叉旋轉(zhuǎn)，致使棘爪18脫開棘輪4，棘輪被放松，方絲離合彈簧3在自身的作用力下回到自由旋緊狀態(tài)，這時也就抱緊了離合套2。大帶輪l在脫水時是順

17、時針旋轉(zhuǎn)的，由于摩擦力的作用，方絲離合彈簧3將會越抱越緊。這樣脫水軸5就和離合套2聯(lián)在一起，跟隨大帶輪1一起做高速運轉(zhuǎn)。由于此時脫水軸5做順時針運動，和單向滾針軸承7的運動方向一致，因此單向滾針軸承7對它的運動無限制。由于脫水軸5通過鎖緊塊與法蘭盤9聯(lián)接，而內(nèi)桶12與行星減速器10均固定在法蘭盤9上，所以脫水軸5帶動內(nèi)桶12以及減速器內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速，與輸入軸帶動減速器中心輪的轉(zhuǎn)速相同，這樣致使行星輪無法自轉(zhuǎn)而只能公轉(zhuǎn)，從而行星架的轉(zhuǎn)速與脫水軸是一樣的，即波輪與脫水桶以等速旋轉(zhuǎn)，保證了脫水桶內(nèi)的衣物不會發(fā)生拉傷。 脫水狀態(tài)傳動路線是：電動機→小帶輪→大帶輪l→輸入軸6→離合套2→方絲 離合彈簧

18、3→脫水軸5→法蘭盤9→內(nèi)桶12。由于電動機輸出轉(zhuǎn)速只經(jīng)帶輪一級減速．所以內(nèi)桶速較高，約680～800r／min。 圖3-5 脫水工作狀態(tài)示意圖 1-大帶輪 2-離合套 3-方絲離合器 4-棘輪 5-脫水軸 6-輸入軸 7-單相滾針軸承 8-剎車裝置 9-法蘭盤 10-減速器 11-波輪 12-內(nèi)桶 13-緊固螺釘 14-外筒 15-密封圈 16-剎車扭簧 17-離合器外罩 18-棘爪 洗滌狀態(tài)下，排水電磁鐵斷電，排水閥關閉，拉桿復位。這時剎車扭簧16被恢復到自然旋緊狀態(tài)，扭簧抱緊剎車裝置外罩，剎車裝置8起作用；同時撥叉回轉(zhuǎn)復位，棘爪18伸入棘輪4，將棘輪撥過一個角度，方絲離合彈

19、簧3被旋松，其下端與離臺套2脫離，這時離合套只是隨輸入軸空轉(zhuǎn)。大帶輪1帶動輸入軸6轉(zhuǎn)動，經(jīng)行星減速器減速后，帶動波輪軸11轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)洗滌功能。輸入軸至波輪軸的傳動稱為二級減速，其工作過程為：輸人軸通過中心輪驅(qū)動行星輪，行星輪既繞自己的軸自轉(zhuǎn)又沿著內(nèi)齒圈繞輸人軸公轉(zhuǎn)，因為行星輪固定在行星架上，所以行星輪的公轉(zhuǎn)也 將帶動行星架轉(zhuǎn)動；行星架以花鍵孔與波輪軸下端的花鍵相聯(lián)接，帶動波輪軸和波輪 轉(zhuǎn)動。行星減速器的減速比i計算公式為：i=1+內(nèi)齒圈齒數(shù)／中心輪齒數(shù)。 洗滌狀態(tài)傳動路線是：電動機→小帶輪→大帶輪l→輸入軸6→中心輪→行星輪 →行星架→波輪軸11→波輪。其間，電動機輸出轉(zhuǎn)速經(jīng)帶輪一級減速后

20、，再經(jīng)減速比約為4的行星減速器減速，所以轉(zhuǎn)速約為140～200r／min。 圖3-6 洗滌工作狀態(tài)示意圖 1-大帶輪 2-離合套 3-方絲離合器 4-棘輪 5-脫水軸 6-輸入軸 7-單相滾針軸承 8-剎車裝置 9-法蘭盤 10-減速器 11-波輪 12-內(nèi)桶 13-緊固螺釘 14-外筒 15-密封圈 16-剎車扭簧 17-離合器外罩 18-棘爪 4 機械傳動系統(tǒng)設計計算 波輪式全自動洗衣機的傳動系統(tǒng)的設計主要包括：方案的設計、電動機選用、帶傳動設計、行星減速器設計等。 4.1方案的設計 波輪式洗衣機常用布局為輸入軸布置在內(nèi)筒的中心處，整個傳動系統(tǒng)基本上同軸布置，

21、電動機偏置在一邊，為了保持平衡，可將排水電磁閥和排水管與電動機對稱布置，必要時可加平衡塊。有設計任務要求內(nèi)筒直徑為400mm，則外側(cè)桶直徑約為470mm，電動機與洗滌軸之間的距離約為150mm左右，且選擇帶輪作為一級減速器。 4.2V帶傳動設計計算 帶傳動的有優(yōu)點有：結(jié)構簡單成本低，使用維護方便；具有良好的撓性和彈性，能緩沖、吸震、運動平穩(wěn)、噪音小；過載時會發(fā)生打滑現(xiàn)象，防止零部件的損壞。選擇V帶作為一級減速器，因為V帶的橫截面成等腰梯形，傳動時V帶的兩個側(cè)面和輪槽接觸。槽面摩擦可以提供更大的摩擦力。另外，V帶傳動允許的傳動比較大，結(jié)構緊湊，所以選擇V帶作為第一級降速。 參照表初步選擇電

22、動機功率P為250w，洗衣機轉(zhuǎn)速為180r/min，脫水轉(zhuǎn)速為720r/min，則傳動比為： i===1.9 （1）確定計算功率 計算功率Pca是根據(jù)傳遞的功率P和帶的工作條件而決定的 Pca=KAP 式中：Pca——計算功率，KW； KA——工作情況系數(shù)，見表4-1； P——所需傳遞的額定功率。 表4-1 工作情況系數(shù)KA 工況 KA 空、輕載啟動 重載啟動 每天工作小時數(shù)/h ＜10 10~16 ＞16 ＜10 10~16 ＞16 載荷變動 微小 液體攪拌機、通風機和鼓風機（

23、≤7.5kw）、離心式水泵和壓縮機、輕負荷輸送機 1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3 載荷變動小 帶式輸送機（不均勻負荷）、通風機（＞7.5kw）旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機（非離心式）、發(fā)電機、金屬切削機床、印刷機、旋轉(zhuǎn)篩、鋸木機和木工機械 1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4 載荷變動較大 制磚機、斗式提升機、往復式水泵和壓縮機、起重機、磨粉機、沖剪機床、橡膠機械、振動篩、紡織機械、重載輸送機 1.2 1.3

24、 1.4 1.4 1.5 1.6 載荷變動很大 破碎機（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）、磨碎機（球磨、棒磨、管磨） 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8 表4-1 工作情況系數(shù)KA 由于洗衣機載荷變動小由表4-1選取工作情況系數(shù)KA=1.0 則Pca=KAP=0.25kw （2）選擇V帶的帶型 根據(jù)計算功率Pca和小帶輪轉(zhuǎn)速n1為1370r/min，以及小帶輪安裝尺寸的大概范圍，由圖4-2選取普通V帶Z型。 圖4-2 普通V帶選型圖 （3）確定帶輪的基準直徑和 在帶傳動需要傳遞的功率給定的條

25、件下，減少帶輪的直徑，會增大傳動的有效拉力，從而導致V帶根數(shù)的增加。這樣不僅增大了帶輪的寬度，而且也增大了載荷在V帶之間分配的均勻性。另外帶輪直徑的減少，增加了帶的彎曲應力。為了避免彎曲應力過大，小帶輪基準直徑就不能過小。 一般情況下應保證：≥（）。 初選小帶輪的基準直徑，根據(jù)表4-3和表4-4，選取=55mm，大于V帶輪的最小基準直徑的要求50mm。 大帶輪的基準直徑為=i=1.955mm=104.5mm，根據(jù)表4-4圓整為=112mm。 槽型 Y Z A B C D E 20 50 75 125 200 355 500 表4-3 V帶輪

26、的最小基準直徑 帶型 基準直徑 Y 20、22.4、25、28、31.5、35.5、40、50、56、63、71、80、90、100、112、125 Z 50、56、63、71、75、80、90、100、112、125、132、140、150、160、180、200、224、250、280、315、355、400、500、630 A 75、80、85、90、95、100、106、112、118、125、132、140、150、160、180、200、224、250、280、315、355、400、450、500、560、630、710、800 B 125、132、140

27、、150、160、170、180、200、224、250、280、315、355、400、450、500、560、600、630、710、750、800、900、1000、1120 C 200、212、224、236、250、265、280、300、315、335、355、400、450、500、560、600、630、710、750、800、900、1000、1120、1250、1400、1600、2000 D 355、375、400、425、450、475、500、560、600、630、710、750、800、900、1000、1060、1120、1250、1400、1500、1

28、600、1800、2000 E 500、530、600、630、670、710、800、900、1000、1120、1250、1400、1500、1600、1800、2000、2240、2500 表4-4 普通V帶輪的基準直徑系列 （4）驗算帶的速度V 根據(jù)式v==m/s=3.95m/s 普通V帶的最大帶速=25~30m/s，故滿足要求。 （5）確定中心距a，并選擇V帶的基準長度Ld 由經(jīng)驗公式0.7（+）≤a0≤2（+） 式中為初選的帶傳動中心距，mm。 則116.9≤≤334 根據(jù)洗衣機桶的安裝尺寸，除取=140mm，基準長度： 由公式=2+（+）+

29、 =2140+（55+106）+mm =548mm 則相應的帶長=548mm查機械設計表8-2V帶的基準長度系列及長度系數(shù)KL選取和548mm相近的標準帶的長度Ld為560mm，則實際中心距為： a +（Ld-Ld0）/2=140+（560-548）/2=146mm 安裝時，在結(jié)構上保持V帶有一定的張緊力，安裝中心距會稍有變化。 （6）驗算小帶輪上的包角 =180-57.5=157.6＞120 （7）計算帶的根數(shù)Z 1.計算單根V帶的額定功率 由=55mm和=1370r/min，查機械設計表8-4a 得單根普通V帶的基本額定功率=1.

30、184kw。 根據(jù)=1370r/min，i=1.9，和Z型帶，查機械設計表8-4b 得單根普通V帶額定功率的增量=0.02kw。 根據(jù)表4-5包角修正系數(shù)如下圖所示 小帶輪包角 180 175 170 165 160 155 150 145 140 135 130 125 120 1.00 0.99 0.98 0.96 0.95 0.93 0.91 0.91 0.89 0.88

31、 0.86 0.84 0.82 表4-5 包角修正系數(shù) 查表4-5得包角修正系數(shù)=0.95，查機械設計表8-2 V帶的基準長度系列及長度系數(shù)得帶長修正系數(shù)=0.94。 于是單根V帶的額定功率=（+） =(0.184+0.02)0.950.94=0.182 2.計算V帶的根數(shù)Z Z===1.373 取Z=1。 （8）帶的預緊力 帶型 Y Z A B C D E q/（kg/m） 0.02 0.06 0.10 0.18 0.30 0.61 0.92 表4-6 V帶單位長度

32、的質(zhì)量 查表4-6得Z型帶的單位長度質(zhì)量q=0.06kg/m，所以 =500 =N=38.1N （9）計算壓軸力 壓軸力的最小值為 =N=75.1N 4.3帶輪的結(jié)構設計 帶輪的設計要求是質(zhì)量小，分布均勻、工藝性好、無過大的鑄造內(nèi)應力、轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡，與帶接觸的工作表面加工精度要高（表面粗糙度一般為3.2um）以減少帶的磨損,各輪槽的尺寸和角度應保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等. 4.3.1材料的選擇，結(jié)構形式的設計 V帶輪由輪緣，輪轂和鏈接這兩部分的輪輻和腹板組成，其中輪緣用于安裝V帶，輪轂與軸相配合，由于V帶是標準件，所以V帶輪輪緣的尺寸與帶的型號和帶的根數(shù)

33、有關。由于v=3.73m/s<30m/s,故選擇帶輪材料為HT200.由小帶輪輪轂直徑 ，小帶輪基準直徑，即，所以小帶輪采用腹板式帶輪結(jié)構，同理，大帶輪采用孔板式結(jié)構。 4.3.2 結(jié)構尺寸的設計 由于普通V帶兩側(cè)面間的夾角是40，為了適應V帶在帶輪上彎曲時截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通V帶輪槽角 為32、34、36、38（按帶的型號及帶輪直徑確定），查《機械設計》2-3，確定小帶輪輪槽角，大帶輪輪槽角 查《機械設計》表2-3得兩帶輪槽型尺寸如下： 根據(jù)V帶參數(shù)之間的關系，計算得小帶輪各部分尺寸如下： 大帶輪各部分尺寸如下： 5 行星減速器的設計計算 5.1

34、方案的確定 家用洗衣機行星齒輪減速器的工作條件是短期間斷，傳動比小，結(jié)構緊湊，外廓尺寸小，根據(jù)這些要求，選用具有單齒圈行星輪的型行星齒輪傳動較為合理，傳動方案簡圖如5-1所示。 圖5-1 a.中心輪g.行星輪b.內(nèi)齒圈H.行星架 5.2基本參數(shù)計算選擇 a輸入軸與輸出軸的傳動比為： b選中心輪和內(nèi)齒圈齒數(shù)：洗滌時中心輪旋轉(zhuǎn)，內(nèi)齒圈靜止，中心輪與行星架的傳動比按以下公式計算： 考慮到結(jié)構緊湊外廓尺寸小，初選中心輪齒數(shù) =18,由式計算得內(nèi)齒圈齒數(shù) =54 c算行星輪齒數(shù)：由于洗衣機工作扭矩不大，

35、為保證行星輪與兩個中心輪、同時正確嚙合，要求外嚙合齒輪a—g的中心距等于內(nèi)嚙合齒輪b—g的中心距， 即=,對于非變位或高度變位傳動，有m/2(Za+Zg)=m/2(Zb-Zg),計算 得 Zg=(Zb-Za)/2 =(54-18)/2 =18 最終確定中心輪齒數(shù)Za為18，內(nèi)齒圈齒數(shù)Zb為54，行星齒輪齒數(shù)Zg為18，實際傳動比為4，洗衣轉(zhuǎn)速為180r/min。 d輪幾何尺寸及嚙合參數(shù)計算 （1）模數(shù)的確定 按齒根彎曲強度初算齒輪模數(shù)m，m= 式中算數(shù)系數(shù)，對于直齒輪傳動=12.1，—嚙合齒輪副中小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩, —工作情況系數(shù)，查表取=1 —綜合系數(shù)，查表取=2

36、 —計算彎曲強度的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)，取=1.85 —小齒輪齒形系數(shù)，查表取=2.87 —齒輪副中小齒輪齒數(shù)， —試驗齒輪彎曲疲勞極限，查圖取 m = =12.1* =0.77 取m=0.9 （2）分度圓直徑的確定 （3）齒頂圓直徑的確定 外嚙合 內(nèi)嚙合,所以 （4）齒根圓直徑的確定 齒根高，計算齒根圓直徑得： （5）基圓直徑的確定 取壓力角a=20,根據(jù)式得： （6）齒寬的確定 查表取齒寬系數(shù)=1，計算齒寬得： 不變位或高變位的嚙合傳動, 節(jié)圓與分度圓重合,由此計算嚙合齒輪副的中為

37、： 外嚙合齒輪副中心距 內(nèi)嚙合齒輪副中心距 以上計算整理如下表： 中心輪a 行星輪g 內(nèi)齒圈b 模數(shù)m 0.9 0.9 0.9 齒數(shù)z 18 18 54 分度圓直徑d 16.2 16.2 48.6 基圓直徑 15.22 15.22 45.67 齒頂圓直徑 18.0 18.0 47.04 齒根圓直徑 13.95 13.95 50.85 齒寬b 16.2 21.2 11.2 中心距a , 表5-1行星齒輪傳動基本參數(shù) 5.3配條件的驗算 a鄰接條件： 按公式驗算鄰接條件18.0mm<21

38、6.2sin180/3=28.06mm，滿足鄰接條件。 b同心條件： 按公式驗算該行星齒輪傳動的同心條件，代入數(shù)據(jù)得（18+18）/cos20=(54-18)/cos20=38.34，即滿足同心條件。 c安裝條件 所以滿足安裝條件. 5.4 行星齒輪傳動彎曲強度校核 由于型行星齒輪傳動時工作條件是短期間斷，且具有結(jié)構緊湊，外廓尺寸小傳動比小的特點，只需校核其齒根彎曲強度即可。 5.4.1 選擇齒輪材料及精度等級 齒輪材料的選用原則是：既要滿足性能要求，保證齒輪傳動的工作可靠安全， 要使其生產(chǎn)成本較低，根據(jù)這些要求和洗衣機行星齒輪傳動功率及載荷特點，心輪選用45號鋼

39、，調(diào)質(zhì)處理，硬度為229-286HBW，取270HBW，精度取7級行，輪g選45鋼調(diào)質(zhì)處理，精度為7級，中心輪選擇高強度耐沖擊的聚甲醛塑料。 5.4.2 確定許用應力 查《機械設計》圖4.21-3得， 查《機械設計》表4-10取，查《機械設計》圖4.22取 尺寸系數(shù) 使用系數(shù)按中等沖擊查《機械設計》表4-4得，動載系數(shù)查《行 星齒輪傳動設計》取，齒向載荷分布不均勻系數(shù)查《機械設計》圖4.12取，嚙合齒對間載荷分配系數(shù)查《機械設計》表4-5取 行星輪間載荷分配系數(shù)，齒形系數(shù)由《行星齒輪傳動設計》圖6-22查得，，應力修正系數(shù)由《行星齒輪傳動設計》圖6-24查得，，重合度系數(shù)，

40、螺旋角系數(shù)由《行星齒輪傳動設計》圖6-25查得 根據(jù)公式 計算得， 外嚙合的兩齒輪彎曲疲勞強度滿足要求。 6 棘輪棘爪的設計 6.1 棘輪材料的選擇 安裝在洗衣機減速離合器下部方孔離合套和脫水下半軸上的棘輪主要起配合其他部件使脫水軸和洗滌主動軸連為一體的作用，工作強度不大，強度要求不高，同時為減輕洗衣機整體重量，選擇聚甲醛作為棘輪的材料。 6.2 .棘輪結(jié)構尺寸的確定 查《機械設計手冊》知，對于一般的棘輪機構，棘爪每次至少要撥動棘輪轉(zhuǎn)過一個齒，即棘爪的轉(zhuǎn)角應大于棘輪的齒距角，洗滌時，必須保證棘爪撥動棘輪轉(zhuǎn)過的角度大于19度，棘爪伸入棘輪的深度為4mm-5mm

41、，脫水時棘爪脫離棘輪1.5mm以上。 據(jù)此，，計算得，取Z=18，對于洗衣機這樣的輕載機構，取模數(shù)m=2.5 頂圓直徑 齒間距 ，根據(jù)減速離合器的安裝要求，可適當合理設計棘爪長度。 7 結(jié)論 通過這三個月對波輪式全自動洗衣機傳動結(jié)構的設計，使自己對洗衣機的結(jié)構構成以及工作原理有了深入的了解，同時也掌握了波輪式洗衣機傳動結(jié)構設計的一般方法。在設計的過程中，是我對大學四年來所學的專業(yè)知識運用到了實踐當中，加深了自己對專業(yè)知識的理解程度，從而使得自己更加牢固的掌握專業(yè)知識。再設計的過程中，也提升了查閱資料的能力，也對以后的學習和工作做好準備。 在

42、整篇論文的設計中，我主要針對波輪式洗衣機傳動系統(tǒng)的機構總體設計；傳動系統(tǒng)的組成，電機參數(shù)的選擇，機械傳動系統(tǒng)設計計算，傳動方案的設計及基本參數(shù)的選擇， V帶傳動設計計算，帶輪的結(jié)構設計，行星減速器的設計，棘輪棘爪機構的設計等方面進行了詳細的說明。在寫作的過程中也遇到了很多困難，尤其是對減速離合器的工作原理不太清楚，經(jīng)過查閱相關資料以及向老師請教才是問題得到了及時的解決，是自己完全掌握了減速離合器的結(jié)構及工作原理。 通過此次的畢業(yè)設計，也暴露出來自己的不足之處，比如對專業(yè)知識掌握不牢靠，查閱資料的能力不足，缺乏實踐操作能力。這也提醒我自己在以后的任何情況下都不能松懈，都要努力的學習，并結(jié)合實際

43、的訓練，是自己的專業(yè)知識和技能水平不斷提高，做一個合格的機械行業(yè)的工作者。 參考文獻 [1] 孫桓.機械原理[M].北京:高等教育出版社,2006. [2] 劉鴻文.材料力學[M].北京:高等教育出版社,2004. [3] 紀名剛.機械設計[M].北京:高等教育出版社,2006. [7]尹志強主編，《機電一體化課程設計指導書》，機械工業(yè)出版社，2007 [2]劉午平主編，李坤濤編著，《小家電與洗衣機修理—從入門到精通》，國防工業(yè)出版社，2004 [8]劉代祥，《波輪式洗衣機的參數(shù)設計》 [10]龔利紅，劉曉軍主編，《機械設計公式及應用實例》，化學工業(yè)出版社，2011 致 謝 最后，我要深深的感謝我的論文指導老師孫曉燕，孫老師一直從論文的選題，開題報告，論文主題的設計計算以及圖紙的繪制對我耐心的指導和講解。由于自己經(jīng)驗的缺乏，如果沒有孫老師的細心指導，是不可能順利完成畢業(yè)設計的，。除了敬佩孫老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。最后還要感謝大學四年來所有教導過我的老師，在他們的教誨下，我掌握了專業(yè)基礎知識，為我以后的揚帆遠航注入了動力。