波輪式全自動洗衣機說明書

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1、機電一體化課程設計計算說明書 沈 陽 理 工 大 學 機電一體化 課程設計計算說明書 題 目： 波輪式全自動洗衣機 機電系統(tǒng)設計 院 系： 裝備制造工程分院 專 業(yè)： 機械設計及其自動化 班級學號： 08141212 學生姓名： 劉 彤 指導教師： 劉長吉 2011 年 6 月 14 日 75 目 錄 摘 要……………………………

2、…………………………………………………1 第一章 緒論………………………………………………………………………2 1.1 機電一體化課程設計目的 ………………………………………………………………2 1.2 設計任務 …………………………………………………………………………………2 第二章 波輪式全自動洗衣機的總體結構設計…………………………………3 2.1 波輪式全自動洗衣機總體結構 …………………………………………………………3 2.2 進水排水系統(tǒng) ……………………………………………………………………………3 2.3 傳動系統(tǒng)結構及工作原理 ………………………………………………

3、………………7 2.4 機械設計系統(tǒng)傳動計算…………………………………………………………………14 第三章 控制系統(tǒng)設計…………………………………………………………20 3.1 全自動洗衣機的功能要求………………………………………………………………20 3.2 硬件電路設計……………………………………………………………………………21 3.3 控制程序設計……………………………………………………………………………22 總 結…………………………………………………………………………24 致 謝…………………………………………………………………………26 參考文獻………

4、…………………………………………………………………27 摘 要 從目前的洗衣機市場來看，洗衣機分為三種類型：波輪機、滾筒機以及攪拌機，但目前國內賣場上以波輪機和滾筒機為主，攪拌機很少在國內出現(xiàn)。 波輪洗衣機，20世紀五六十年代出現(xiàn)于日本的波輪洗衣機。目前是我國人民最了解，市場占有率最高的洗衣機種類。特點：耗水量大價格低 滾筒洗衣機，發(fā)源于歐洲，是模仿棒錘擊打衣物原理設計，利用電動機的機械 做功使?jié)L筒旋轉，衣物在滾筒中不斷地被提升摔下，再提升再摔下，做重復運動，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗滌干凈。特點：耗電量大磨損小 攪拌洗衣機，攪拌式洗衣機先于波輪式洗衣機出現(xiàn)。

5、全自動攪拌式洗衣機發(fā)源于美國，在美國流行，但在中國很難見到。它與波輪洗衣機最大的區(qū)別就是波輪旋轉只有270度，不像波輪洗衣機的波輪是旋轉360度。特點：洗凈度好耗水多 未來洗衣機的發(fā)展方向將是超聲波洗衣機，運用超聲波原理振動洗衣，從概念上徹底更新洗衣機洗滌原理，不再使用洗衣粉，是真正的環(huán)保型洗衣機。到時，人們不僅從洗衣機里拿出衣服就能穿，而且完全不用考慮清洗劑會對衣料帶來的損害，更不存在化學洗滌劑的環(huán)境污染問題了。 第一章 緒論 1.1機電一體化課程設計目的 機電一體化系統(tǒng)課程設計是一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。要求學生

6、做那個和運用說學過的機械、電子、計算機和自動控制等方面的知識，獨立進行一次機電結合的設計訓練，主要目的是： 1) 學習機電一體化系統(tǒng)總體設計方案立定，分析與比較的方法。 2) 通過對機械系統(tǒng)的設計，掌握集中典型傳動晚間與導向元件的工作原理、設計計算方法與選用原則。如齒輪/同步帶減速裝置、蝸桿副、滾珠絲杠螺母副、直線滾動導軌副等。 3) 通過對進給伺服系統(tǒng)的設計，掌握常用伺服電動機的工作原理、計算選擇方法與控制驅動方式，學會選用典型的位移/速度傳感器；如交流、逼近伺服進給系統(tǒng)，增量式旋轉編碼器，直線光柵等。 4) 通過對控制系統(tǒng)的設計，掌握一些

7、典型硬件電路的設計方法和控制軟件的設計思路；如控制系統(tǒng)選用原則、CPU選擇、存儲器擴展、I/O接口擴展、A/D與D/A配置、鍵盤與現(xiàn)實電路設計等，以及控制系統(tǒng)的管理軟件、伺服電動機的控制軟件等、 5) 培養(yǎng)學生獨立分析問題和解決問題的能力，學習并初步樹立“系統(tǒng)設計”的思想。 6) 鍛煉提高學生應用手冊和標準、查閱文獻資料以及撰寫科技論文的能力。 1.2設計任務 　　任務：設計一種波輪式全自動洗衣機的機電系統(tǒng)，要求最大洗衣質量為3.8kg，內桶直徑為φ400mm，洗衣轉速約為140～200r／min，脫水轉速約為700～800r／min。要求具有自動調節(jié)水位、

8、根據(jù)衣服種類設定洗滌模式、自動進水、排水和自動脫水等功能。 第二章 波輪式全自動洗衣機的總體結構設計 2.1波輪式全自動洗衣機總體結構 目前在我國生產的洗衣機中，波輪式洗衣機占了80％以上。早期生產的波輪式洗衣機波輪較小，直徑都在165～185mm之間，轉速為320～500r／min?，F(xiàn)在基本都是大波輪洗衣機，其中又以碟形波輪應用最廣，波輪直徑約為300mm，轉速約為120～300r／min。 　　一般來說，波輪式全自動洗衣機具有洗滌、脫水、水位自動控制，以及根據(jù)不同衣物選擇洗滌方式和洗滌時間等基本功能，其結構主要由洗滌和脫水系統(tǒng)、進排水系統(tǒng)、電動機和傳動系統(tǒng)

9、、電氣控制系統(tǒng)、支承機構等5大部分組成，如下圖所示。 1排水管 12進水接頭 2溢水管 13壓力軟管 3吊桿 14貯氣室 4脫水桶（內桶）15支架 5盛水桶（外桶）16電動機 6水衡環(huán) 17離合器 7蓋板 18波輪 8安全開關 19脫水軸 9控制面板 20排水電磁閥 10水位控制器 21法蘭盤 11進水電磁閥 22脫水孔 2.2進水、排水系統(tǒng) 　　全自動洗衣機的進、排水系統(tǒng)主要由進水電磁閥、排水電磁閥 和水位開關等組成。 　　1.水位開關

10、 水位開關又稱壓力開關。洗衣機洗滌桶進水時的水位和洗滌桶排水時的狀況是由壓力開關檢測的。當洗衣機工作在洗絳或漂洗程序時，若桶內無水或水量不夠，壓力開關則發(fā)出供水信號。當水位達到設定位置時，壓力開關將發(fā)出關閉水源的信號。微電腦全自動洗衣機工作在排水程序時，若排水系統(tǒng)有故障，水位開關則發(fā)出排水系統(tǒng)受阻信號。 (1)結構　波輪式全自動洗衣機上使用最多的水位開關是空氣壓力式，其結構如圖2-1所示。這類壓力開關按其功能可大致分為氣壓傳感裝置、控制裝置及觸點開關三部分。 　　氣壓傳感裝置由氣室11、橡膠膜10、塑料盤9、頂心6等組成；控制裝置由壓力彈簧4、導套2、調壓螺釘3、杠桿l和凸輪5等

11、組成；觸點開關由動簧片8、開關小彈簧7、動靜觸點組成，其中公共觸點COM和常閉觸點NC組成動斷觸點，公共觸點COM和常開觸點NO組成動合觸點。動簧片8是由鈹青銅板制成，其結構如圖2-2所示。 圖2-1水位開關結構及其水壓傳遞系統(tǒng) 1杠桿 2導套 3調壓螺釘 4壓力彈簧 5凸輪 6頂心 7開關小彈簧 8動簧片 9塑料盤 10橡膠模 11氣室 12壓力軟管 在內動簧片和外動簧片的a、b點安裝一個小彈簧，即圖2中的開關小彈簧7。 c點為內動簧片的力驅動點，位于頂心和塑料盤的軸心線上。 圖2-2觸點開關 (2)工作原理 當水注入內桶時，氣章很快被封閉

12、。隨著水位上升，封閉在氣室內的空氣壓力也不斷提高，壓力經(jīng)軟管12傳到水位開關氣室11，水位開關氣室ll內的空氣壓力向上推動橡膠膜10和塑料盤9，推動動簧片8中的內動簧片向上移動，壓力彈簧4被壓縮。當注水到了選定水位時，此時內動簧片移動到預定的力平衡位置，開關小彈簧7將拉動外動簧片，并產生一個向下的推力，使開關的常閉觸點NC與公共觸點COM迅速斷開，常開觸點NO與公共觸點COM閉合，從而發(fā)出關閉水源信號。 　　排水時，當水位下降到規(guī)定的復位水位時，水位產生的壓力減小，壓力彈簧4回復伸長，推動頂心6，使動簧片8中的內動簧片向下移動，當移動到預定的力平穩(wěn)位置時，開關小彈簧7對外動簧片產生一個向上的

13、推力，使開關的常開觸點N0與公共觸點COM迅速斷開，常閉觸點NC與公共觸電C0M閉合，從而改變控制電路的通斷。 2.進水電磁閥 (1)結構　進水電磁閥也稱為進水閥或注水閥，其結構如圖2-3所示。 圖2-3進水閥結構圖 1金屬過濾網(wǎng) 2閥座 3導磁鐵框 4線圈 5小彈簧 6鐵心 7小橡膠塞 8塑料盤 9橡膠閥 (2)工作原理　電磁閥線圈4斷電時，鐵心6在自重和小彈簧5作用下下壓，使鐵心6下端的小橡膠塞7堵住泄壓孔B，此時如果有水進入進水腔I，水便由加壓孔A進入控制腔Ⅱ，使控制腔Ⅱ內水壓逐漸增大，最終使橡膠閥9緊壓在出水管的上端口上，將閥關閉。同時．因鐵心6上

14、面空間與控制腔Ⅱ相通，控制腔Ⅱ內水壓的增大還會使鐵心6上面空間氣體壓強增大．導致橡膠閥9更緊地壓在泄壓孔B上，增加了閥關閉的可靠性。 當進水電磁閥線罔4通電后，產生的電磁吸力將鐵心6向上吸起，泄壓孔B被打開?？刂魄虎騼鹊乃杆購男箟嚎譈中流入出水管，同時經(jīng)加壓孔A流人控制腔Ⅱ的水又進行補充。但由于加壓孔A比泄壓孔B小，使控制腔Ⅱ內的壓力迅速下降。當控制腔Ⅱ中的水壓降到低于進水腔I水壓時，橡膠閥9被進水腔I中的水向上推開，水從進水腔Ⅰ直接進入出水管，進而流人盛水桶。水到位后，由水位開關切斷進水電磁閥線圈4的電源，進水閥重新關閉。 3.排水電磁閥 1排水閥座 13銜鐵 2橡膠閥

15、 14開口銷 3內彈簧 15外桶 4外彈簧 16擋套 5導套 17剎車扭簧伸出端 6閥蓋 7電磁鐵拉桿 8銷釘 9基板（鐵墊圈） 10微動開關壓鈕 11引線端子 12排水電磁鐵 　　排水電磁閥由電磁鐵與排水閥組成，如圖2-4所示。電磁鐵和排水閥是兩個獨立的部件，兩者之間以電磁鐵拉桿聯(lián)接起來。 圖2-4排水閥的結構與電磁鐵的裝配關系 (1)結構 排水閥是由排水閥座1、橡膠閥2、內外彈簧3與4、導套5和閥蓋6等組成。排水閥門采用橡膠材料制成，內有一個由硬質塑料制作的導套5。導套5內裝有內彈簧3，它一端卡在導套左邊槽口，另一端鉤掛在電磁鐵

16、拉桿7上，內彈簧3處于拉緊狀態(tài)。在導套5外裝有一個外彈簧4，它的剛度比內彈簧3小,它的一端與閥蓋6接觸．另一端與導套5的基座接觸．外彈簧4處在壓縮變形狀態(tài)。 電磁鐵有交流和直流兩種，機械式全自動洗衣機一般采用交流電磁鐵，而電腦式全自動洗衣機一般采用直流電磁鐵。交流電磁鐵的主要技術參數(shù)如表2-1所示，直流電磁鐵的主要技術參數(shù)如表2-2所示。 表2-2直流電磁鐵的主要技術參數(shù) 表2-1交流電磁鐵的主要技術參數(shù) (2)工作原理　洗衣機處在進水和洗滌時，排水閥處于關閉狀態(tài)。此時主要由外彈簧4把橡膠閥2緊壓在排水閥座1的底部。 排水時，排水電磁鐵通電工作，銜鐵

17、13被吸入，牽動電磁鐵拉桿7。由于拉桿7位移，在它上面的擋套16撥動制動裝置的剎車扭簧伸出端17，使制動裝置處于非制動狀態(tài)(脫水狀態(tài))。另一方面隨著電磁鐵拉桿7的左端離開導套5，外彈簧4被壓縮，使排水閥門打開正常排水時，橡膠閥2離開排水閥座l密封面的距離應不小于8mm，排水電磁鐵的牽引力約為40N。 2.3傳動系統(tǒng)的結構及其工作原理 　　傳動系統(tǒng)主要由電動機、減速離臺器組成。套桶式全自動洗衣機使用一臺電動機來完成洗滌和脫水工作。洗滌時，波輪轉速較低(140～200r/min)；而脫水時，脫水桶轉速較高(約800r／min)。因此，要對電動機1370r／min的輸出轉速進行減速處理，以適應

18、兩項工作的不同要求，這主要由洗衣機的傳動系統(tǒng)來完成，傳動系統(tǒng)的工作示意如圖2-5所示。 圖2-5 套桶式全自動洗衣機傳動系統(tǒng)示意圖 圖2-5 套桶式全自動洗衣機傳動系統(tǒng)示意圖 1.電動機的技術參數(shù) 　　電動機是整個洗衣機工作的動力來源。我國現(xiàn)階段生產的套桶 式洗衣機大多采用的是電容運轉式電動機，產品遵循中華人民共和 國機械行業(yè)標準JB／T3758-1996《家用洗衣機用電動機通用技術條 表2-3XD型洗衣機電動機技術參數(shù) 件》。目前常用的電容運轉式電動機技術參數(shù)如表2-3所示。 2.減速離合器的結構和工作原理 　　早期設計的小波輪全自動洗農機的離合器沒有減速功能

19、，故洗滌和脫水轉速相同。新型大波輪全自動洗衣機的離合器都具有洗滌減速功能，稱為減速離合器，其種類很多，但主要結構和工作原理基本相同。目前應用最為廣泛的有兩種：單向軸承式減速離合器與帶制動式減速離合器。 (1)單向軸承式減速離合器 　1)基本結構 　?、匐x合器主要結構如圖2-6所示。離合器中部有兩根軸：輸入軸l和脫水軸l8。輸人軸1的下端加工成四方形，與之相配的帶輪3和離合套20的內孔也是方形。離合套20和帶輪3被螺母2固定在輸人軸1上，由于方軸與方孔的緊密配合，從而帶輪3、輸入軸I和離合套20聯(lián)成了一體。輸入軸1的上端加工成齒形花鍵，和行星減速器的中心輪內孔配合聯(lián)接。 圖

20、2-6全自動洗衣機離合器的結構 1.輸入軸 2.螺母 3.帶輪 4.方絲離合彈簧 5.棘輪 6.棘爪 7.撥叉 8.單項滾輪軸承 9.叉車裝置外罩 10.叉車扭簧 11,12密封圈 13.支架 14.離合器外罩 15.剎車帶 16.剎車盤 17.十字軸套 18.脫水軸 19..支撐架 20離合套 21.拉桿 輸入軸l的外部是脫水軸18。在衣服洗滌時，脫水軸靜止不轉；而洗滌結束后，脫水軸應將帶輪3的高轉速直接傳遞給脫水桶，完成脫水功能。這種轉換功能是由方絲離合彈簧4完成的。方絲離合彈簧的形狀呈錐形，上端幾圈的

21、直徑比下端略小一些。由于脫水軸18和離臺套20的外徑比方絲離合彈簧的內徑略大，在自由狀態(tài)時，方絲離合彈簧就抱緊在離合套20和脫水軸18的外壁上。當帶輪帶動離合套向彈簧旋緊方向旋轉時，通過方絲離合彈簧就將帶輪3的轉動由離合套20傳遞到脫水軸18，這就是“合”時的脫水狀態(tài)。在洗滌時，可以將方絲離合彈簧向反方向旋松，使其內徑變大，從而與離合套20脫離接觸，這就是“離”時的洗滌狀態(tài)。實現(xiàn)彈簧旋松的機構是棘輪棘爪裝置，圖2-7是其工作原理簡圖。方絲離合彈簧下端的彈簧卡2卡在棘輪3的內槽中，通過棘爪5的擺動使棘輪3轉動，從而帶動方絲離合彈簧向旋松方向轉動。 圖2-7棘輪棘爪裝置 圖2-7中的

22、8是單向滾針軸承部件，它的內圈與脫水軸18相接觸，它的外圈與齒輪軸承座過盈配合成一體，齒輪軸承座嵌在支撐架19中，支撐架用螺栓和離合器外罩14固定在一起。在單向滾針軸承8的作用下，脫水軸l8只能向一個方向自由旋轉。單向滾針軸承是滾針軸承產品領域中一種科技含量較高的產品，其結構緊湊，徑向截面小。因為其外圈工作面是楔形．所以只允許一個方向的轉動．可以起到單向離合器的作用。洗衣機單向滾針離合器的工作原理如圖2-8所示，它由帶楔形面的外圈7以及利用保持架3隔開的一系列滾針6組成，軸承直接套在脫水軸5上。當脫水軸5順時針轉動時，滾針落入楔形槽的大端中，此時脫水軸可順時針轉動；而當脫水軸逆時針轉動時，滾針

23、則卡緊在楔彤槽的小端處，這時脫水軸將無法轉動。 圖2-8單向滾針離合器的工作原理 1支撐架 2齒輪軸承座 3滾針保持架 4輸入軸 5脫水軸 6滾針 7軸承外圈 8螺栓 在圖2-6中，剎車裝置外罩9、剎車扭簧lO、剎車帶15、剎車盤16和十寧軸套17等組圖2-9 脫水工作狀態(tài)示意圖 成了脫水軸18的剎車裝置。十字軸套17用兩顆緊定螺釘和脫水軸18固定在一起，剎車盤16又和十字軸套17用螺栓固定在一起，所以剎車盤16和脫水軸18聯(lián)成了一體。剎車裝置外罩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套裝在剎車裝置外罩9的外圓上，其下

24、端固定在離合器外罩上，它的上端則嵌在拉桿21的一個方孔中，由排水電磁鐵帶動拉桿控制其狀態(tài)。洗滌時，排水電磁鐵斷電，剎車扭簧處于自由旋緊的狀態(tài)。當脫水軸18順時針旋轉時，由于剛性剎車帶15緊緊抱住剎車盤16，而其一端又卡在剎車裝置外罩9的方槽中，所以剎車盤、剎車帶以及剎車裝置外罩9都將一起順時針旋轉。剎車裝置外罩9在順時針旋轉過程中，剎車扭簧10將被迅速旋緊，強大的摩擦力使剎車裝置外罩9無法動作，此時剎車帶15和剎車盤16將發(fā)生劇烈摩擦，對脫水軸18產生制動作用，防止脫水桶產生跟轉現(xiàn)象。 1大帶輪 2離合器 3方絲離合彈簧 4棘輪 5脫水軸 6輸入軸 7單項滾針軸承 8剎車裝置

25、 9法蘭盤 10減速器 11波輪 12內桶 13緊固螺釘 14外桶 15密封圈 16剎車扭簧 17離合器外罩 18棘爪 脫水工作狀態(tài)如圖2-9所示，排水閥通電，排水電磁鐵帶動拉桿使剎車扭簧處于放松狀態(tài)。由于剎車裝置外罩9在順時針旋轉過程中，與旋松的剎車扭簧之間可以自由滑動，剎車不起作用，因此剎車裝置外罩9、剎車盤16、剎車帶15都將與脫水軸18一起高速旋轉，完成脫水功能。 狀態(tài)，這時也就抱緊了離合套2。大帶輪l在脫水時是順時針旋轉的，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。由于此時脫水軸5做順時

26、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帶動內桶12以及減速器內齒圈的轉速，與輸入軸帶動減速器中心輪的轉速相同，這樣致使行星輪無法自轉而只能公轉，從而行星架的轉速與脫水軸是一樣的，即波輪與脫水桶以等速旋轉，保證了脫水桶內的衣物不會發(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3→脫水軸5→法蘭盤9→內桶12。由于電動機輸出轉速只經(jīng)帶輪一級減速．所以內桶轉速較高，約680～800r／min。 　②洗滌狀態(tài)如圖2

27、-10所示，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；同時撥叉回轉復位，棘爪18伸入棘輪4，將棘輪撥過一個角度，方絲離合彈簧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。大帶輪1帶動輸入軸6轉動，經(jīng)行星減速器減速后，帶動波輪軸11轉動，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動行星輪，行星輪既繞自己的軸自轉又沿著內齒圈繞輸人軸公轉，因為行星輪固定在行星架上，所以行星輪的公轉也將帶動行星架轉動；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動。行

28、 星減速器的減速比i計算公式為：i=1+內齒圈齒數(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，電動機輸出轉速經(jīng)帶輪一級減速后，再經(jīng)減速比約為4的行星減速器減速，所以轉速約為140～200r／min。 圖2-10 脫水工作狀態(tài)示意圖 1大帶輪 2離合器 3方絲離合彈簧 4棘輪 5脫水軸 6輸入軸 7單項滾針軸承 8剎車裝置 9法蘭盤 10減速器 11波輪 12內桶 13緊固螺釘 14外桶 15密封圈 16剎車扭簧 17離合器外罩 18棘爪 對于洗衣機傳動系統(tǒng)三

29、種工作情況，各零部件工作狀態(tài)如表2-4所示。 表2-4三種零部件工作狀態(tài) ③內桶跟轉現(xiàn)象的解決　洗滌時防止內桶出現(xiàn)跟轉是設計中一個非常重要的問題。洗滌時，波輪將傳動力矩傳遞給水和洗滌物，而轉動的水和洗滌物又將轉矩傳遞給內桶。因此，內桶如果不固定或固定不可靠，就要隨之轉動，這就是跟轉現(xiàn)象。洗滌時，內桶跟 轉現(xiàn)象將減弱洗滌效果并對洗衣機不利，所以要防止山桶出現(xiàn)跟轉。因為內桶和脫水軸是連成一體的，所以只要將脫水軸可靠固定，就可使內桶不跟轉。為此．除了剎車裝置外，在脫水軸上還安裝有單向滾針軸承。 圖2-11剎車裝置工作原理 1 剎車裝置外罩 2剎車帶 3剎車盤 4鎖緊十字軸套 5

30、脫水軸 6輸入軸 7鎖緊螺栓 8輸入軸 當波輪逆時針方向旋轉時，內桶有逆時針方向跟轉的傾向，這時與內桶成一體的脫水軸被單向滾針軸承卡住，不能轉動，所以內桶也就不能轉動。但在波輪順時針力向轉動時，單向滾針軸承允許轉動的方向與之致，所以對脫水桶沒有制動作用。 　　當波輪順時針方向轉動時，內桶有順時針方向跟轉的傾向，這時自然狀態(tài)的剎車扭簧將被旋緊，緊緊抱住剎車裝置外罩的軸端，相互之間產生足夠的摩擦力使兩者成為一整體。剎車裝置外罩的順時針旋轉摩擦力將剎車帶拉緊，剎車帶對剎車盤轉動產生摩擦阻力，這樣就阻止了內桶跟轉。剎車裝置工作原理如圖2-11所示。 　　綜合所述，當波輪逆

31、時針轉動時，依靠單向滾針軸承來防止內桶跟轉；當波輪順時針方向轉動時，依靠剎車裝置來防止內桶跟轉。 脫水過程中突然打開洗衣機上蓋，排水電磁鐵失電，方絲離合彈簧恢復到洗滌狀態(tài)，由于脫水是順時針旋轉，剎車扭簧將抱緊，剎車裝置起作用，剎車帶將使內桶迅速制動。 2.4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)的設計計算內容較多，但大多數(shù)零部件可以選用無需進行設計，一般設計內容主要有：方案設計、電動機選用、帶傳動設計、行星減速器設計等。 1.方案設計 波輪式洗衣機常用布局為輸入軸布置在內桶的中心處，整個傳動系統(tǒng)基本上同軸布置，電動機只能偏置一邊，為了保持平衡，可

32、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。根據(jù)設計任務中給出的內桶直徑為400mm，則外桶直徑約為470mm，電動機軸與洗滌輸入軸之間中心距只能為150mm左右．在此范罔內選擇合適的一級降速傳動比和采用帶輪傳動。 2.基本參數(shù)的選擇 表2-5波輪式全自動洗衣機基本參數(shù) 　　目前洗衣機的洗衣量、電動機功率、內桶直徑等基本參數(shù)，大多數(shù)企業(yè)是通過實驗進行設計選用的。表2-5是目前常用的波輪式全自動洗衣機基本參數(shù)情況，可供設計時參考． 根據(jù)設計任務要求最大洗衣量為3.8kg，參照表2-5選用電動機功率為180w，電動機滿載時轉速為1370r／min。 3. V帶傳動設

33、計計算 　　因為V帶傳動允許的傳動比較大，結構較緊湊，在同樣的張力下，V帶傳動較平帶傳動能產生更大的摩擦力，所以這里選用了最常用的V帶作為第一級降速。 參照表2-5，初步選定電動機功率P為l80W，洗衣轉速為180r/min，脫水轉速為720r/min，則傳動比為： (1)計算功率Pca 　由于載荷變動小，因此取工作情況系數(shù) KA=1.0，Pca=KAP=0.18kW。 (2)選擇帶型　根據(jù)小帶輪轉速為1370r/min，以及小帶輪安裝 尺寸的大概范圍，選取普通V帶Z型。 (3) 帶輪的基準直徑d1和d2 初選小帶輪的基準直徑dd1查表2-6和表2-7，選取

34、 表2-6 普通V帶選型表 dd1=55mm，大于V帶輪的最小基準直徑ddmin的要求50mm。大帶輪的基準直徑dd2為：dd2=idd1=l.9×55=104.5mm，按表2-6圓整為dd2=106mm。 表2-7 V帶基準直徑系列 (4)驗算帶的速度v 　　普通V帶的最大帶速vmax=25～30m／s，故滿足要求。 (5)中心距a和帶的基準長度Ld 　　　　0.7(dd1+dd2)

35、a0=140mm，基準長度： Ld’=2a0+(π/2)(dd1+dd2)+[(dd2-dd1)2/4a0] =2×140+(π/2)(55+106)+[(106-55)2/(4×140)]mm =538mm 　　查表2-8選取和538mm相近的標準帶的長度Ld為560mm，則實際中 心距為： a≈a0+[(Ld-Ld’)/2]=140+[(560-538)/2]=151mm 在安裝時，在結構上要保持V帶有一定的張緊力，安裝中心距 會略有所變化。 表2-8 V帶的基準長度系列及長度系數(shù) (6)主動輪上的包角α1

36、 α1=180o-[(dd2-dd1)/a]×57.5o=160.6o＞120o (7)帶的根數(shù)z　長度系數(shù)KL、包角系數(shù)Kα、單根V帶基本額定 功率P０、單根V帶額定功率增量△P0查表2-8、表2-9、表2-10和表2-11，取 KL=0.94、Kα=0.95、P0=0.16kW、△P0=0.02kW。 表2-10 包角系數(shù) 表2-9 單根普通V帶的基本額定功率 表2-11 單根普通V帶的基本額定功率增量 取z=1。 (8)帶的預緊力F0　V帶單位長度的質量q查表2-l2得q=0.06kg／m， 單根V帶所需的預緊力為： 表2-

37、12 V帶單位長度質量 (9)帶傳動作用在軸上的力FL： 4.帶輪的結構設計 　　帶輪的結構設計可參考有關《機械設計于冊》或《機械設計》教材。 5.行星減速器設計 　　已知洗衣轉速為180r／min，脫水轉速為720r／min。由于脫水時行星減速器中心輪與內齒圈順時針等速旋轉，故中心輪與行星架的傳動比為l，波輪與內桶順時針等速旋轉，因此由洗滌狀態(tài)來進行行星減速器的設計計算。 (1)洗滌狀態(tài)傳動比　洗滌輸入軸與波輪的傳動比為： (2)初選中心輪和內齒圈齒數(shù)　洗滌時中心輪旋轉，內齒圈靜止， 中心輪與行星架的傳動比按以下公式計算： 初選中心輪齒數(shù)zA=19

38、，由上式計算得內齒圈齒數(shù)zB=57。 (3)計算行星輪齒數(shù) 由于洗衣機工作扭矩不大，選擇齒輪模數(shù)為1mm，如選4個行星輪對稱布置，則可計算出行星齒輪齒數(shù)為： 最終確定中心輪齒數(shù)zA為19，內齒圈齒數(shù)zB為57，行星齒輪齒數(shù)zx為19，實際傳動比iBAX為4，洗衣轉速為l80r／min。 6.棘爪與棘輪機構設計 　　由于外桶尺寸已定(因內桶直徑已知)，在方案設計時初定位于 外桶底部的出水口位置，則排水電磁閥銜鐵中心與出水口中心位于同一直線上。根據(jù)選定的排水電磁閥的行程和初定的棘輪頂圓直徑來設計棘爪機構。要求在洗滌時，棘爪要伸人棘輪棘齒高度的三分之二，脫水時棘爪脫離棘輪l.5

39、mm以上。棘爪與棘輪機構的詳細設計可參考相關書籍。 第三章 控制系統(tǒng)設計 　　電腦式全自動洗衣機上使用的微控制器主要是4位或8位的單片機。 本例中控制電路的微控制器選用MCS-5l系列的單片機AT89C2051，該單片機是AT-MEL公司8位單片機系列產品之一，內含2K字節(jié)可反復擦寫的程序存儲器以及128字節(jié)的RAM單元，具有15條可編程控制的I／O線，5個中斷觸發(fā)源，其指令與MCS-51系列完全兼容。選用AT89C205l作CPU，可使洗衣機的控制電路大大簡化。 3.1全自動洗衣機的功能要求 　　(1)強、弱洗滌功能　要求強洗時，正、反轉驅動時間各為4s，間歇時間為1

40、s；弱洗時，正、反轉驅動時間各為3s，間歇時間為2s。 (2)4種洗衣工作程序 即標準程序、經(jīng)濟程序、單獨程序和排水程序。 1)標準程序動作順序是：“進水→洗滌或漂洗→排水→脫水”，如此循環(huán)三次。每循環(huán)一次，洗滌或漂洗時間比上一循環(huán)同一環(huán)節(jié)減少2min，也即：第一循環(huán)內的洗滌時間定為6min，第二循環(huán)內的漂洗時間減為4min，第三循環(huán)內的漂洗時間減為2min；排水時間采用動態(tài)時間法確定．脫水時間規(guī)定為2min。 2)經(jīng)濟程序與標準程序一樣，只是循環(huán)次數(shù)定為二次。 3)單獨程序是“進水→洗滌(規(guī)定為6min)→結束(留水不排不脫)”。 　　4)排水程序

41、是“排水→脫水→結束”，時間確定與上述程序相應 環(huán)節(jié)相同。 　　(3)進、排水系統(tǒng)故障自動診斷功能 洗衣機在進水或排水過程中，若在一定的時間范圍內進水或排水未能達到預定的水位，就說明進、排水系統(tǒng)有故障，此故障由控制系統(tǒng)檢測后通過相應程序發(fā)出報警信號，提醒操作者進行人工排除。 (4)脫水期間安全保護和防振動功能 脫水期間若打開機蓋，洗衣機就會立即停止脫水操作；若出現(xiàn)衣物纏繞引起脫水桶重心偏移而不平衡，洗衣機電會自動停止脫水，以免振動過大，待人工處理后恢復工作。 (5)間歇驅動方式　脫水期間采取間歇驅動方式，以便節(jié)能。本系統(tǒng)要求驅動5s，停止2s，間歇期間靠慣性力使脫水桶保

42、持高速旋轉。 (6)暫停功能　不管洗衣機工作在什么狀態(tài)，當按下暫停鍵時，洗衣機必須立即停止工作，待起動鍵按下后，洗衣機又能按原來所選擇的工作方式繼續(xù)運轉。 (7)聲光顯示功能　洗衣機各種工作方式的選擇和各種工作狀態(tài)均伴有聲、光提示或顯示。 3.2硬件電路設計 　　洗衣機需要控制的工作部件主要有進水閥、排水閥和電動機。進、排水閥僅有開啟和關閉兩種狀態(tài)，電動機則有正轉、反轉、停止三種狀態(tài)。根據(jù)功能要求和AT89C2051芯片的性能特點，設計出洗衣機的電氣控制電路圖。 　 電路中選用AT89C2051的P1.0～P1.3共4根I／0線通過4塊SPlllO型固態(tài)繼電器，分

43、別直接驅動洗衣機的進水閥、排水閥，以及電動機的正、反轉。SPlll0是一種交流固態(tài)繼電器，內置發(fā)光二極管和光觸發(fā)雙向可控給硅，10～50mA輸人電流即可使雙向可控硅完全導通，輸出端通態(tài)電流為3A(平均值)，浪涌電流15A(不重復)。選用交流固態(tài)繼電器，既簡化了電路，又使強、弱電完全隔離，保證了主板的安全。 　　 　　圖中的74LS05為反相器，用做中間緩沖器，其中4個通道分別驅動4個SPl110固態(tài)繼電器，另外兩個通道用于驅動指示燈LED5和LED6。 　　圖中的74LSl39為雙“2-4”譯碼器，選用它可解決CPU中I／0線數(shù)量不足的問題,從功能要求可知，洗衣機有4種洗衣工作程序，需要用

44、4種不同的顯示來加以區(qū)別。74LSl39只要CPU的P3.0和P3.l兩根線即可提供4種不同顯示的驅動。其邏輯關系是：P3.0、P3.l為“11”時，LEDl亮，指示標準程序；為“10”時，LED2亮，指示經(jīng)濟 程序；為“01”時,LED3亮，指示單獨程序；為“00”時，LED4亮，指示排水程序。 洗衣機的暫停功能(暫停鍵S6)、安全保護與防振功能(蓋開關S3)均采用中斷方式處理。這兩個中斷分別對應CPU的外部中斷0(P3.2腳)和外部中斷1(P3.3腳)。中斷請求信號通過TC4013BP雙D觸發(fā)器的兩個Q端，分別加到CPU的P3.2和P3.3，并由觸發(fā)器鎖存， 直到CPU響應結束為止。

45、開蓋(安全保護)或不平衡(防振動)中斷信號(都會引起蓋開關S3的閉合)，通過由v1和v2組成的反相器送至TC4013BP的CLK端，經(jīng)觸發(fā)器的Q端加到CPU的P3.3。 　　為了充分利用CPU的I／O口線，P3.4和P3.5采用分時復用技術，每根線具有兩個功能。在洗衣機未進入工作狀態(tài)或洗衣機處于暫停狀態(tài)期間，P3.4為輸入線，用于監(jiān)測起動鍵的狀態(tài)；當起動鍵按下時，洗衣機即進入工作狀態(tài)或從暫停狀態(tài)恢復到原來的工作狀態(tài)；當洗衣機暫停導致CPU響應中斷時，P3.4為輸出線，待中斷處理完畢時，由P3.4發(fā)信將D觸發(fā)器輸出的中斷請求信號撤銷。在洗衣機進水或排水期間，P3.5被用做輸入線，用于監(jiān)測水位

46、開關狀態(tài)，為CPU提供洗衣機的水位信息；在洗衣機高速脫水期間，當發(fā)生開蓋或不平衡導致CPU響應中斷時，P3.5為輸出線，待中斷處理結束后， 由P3.5發(fā)信將D觸發(fā)器輸出的中斷請求信號撤銷。 　CPU的P3.7用于驅動蜂鳴器發(fā)出各種報警聲音。CPU的第4、第5腳外接6MHz的晶振。第l腳通過10μF電解電容接到+5V電源，可實現(xiàn)上電自動復位，S7為強制復位鍵。 洗衣機的強、弱洗滌可通過S1鍵進行循環(huán)選擇。Sl鍵還具有第二功能，即當洗衣機發(fā)生故障轉入報警程序后，按下S1鍵可以退出報警狀態(tài)，回到初始待命狀態(tài)。洗衣工作程序可通過S2鍵循環(huán)選擇。 洗衣機的工作狀態(tài)可通過LED7

47、～LED9進行顯示。脫水期間，系統(tǒng)在響應開蓋或不平衡中斷后，CPU采取軟件查洵的方式，通過Pl.6腳對蓋開關進行監(jiān)測，以確定洗衣機是否繼續(xù)進行脫水操作。 3.3控制程序設計 　　根據(jù)全自動洗衣機的功能要求，設計控制系統(tǒng)的程序流程如圖3-1所示。 圖3-1全自動洗衣機控制系統(tǒng)的程序流程 總 結 兩周的機電一體化實訓就這樣結束了，我們的實訓題目是波輪式全自動洗衣機機電系統(tǒng)設計，回顧起此次課程設計，至今我仍感慨頗多，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。 在本次實訓中，我

48、們不僅對洗衣桶、波輪、電動機、定時器、傳動部件、水位開關、進排水電磁閥、減速離合器及控制電路等方面的知識有了更加深刻的認識，而且增強了自己團隊合作意識以及遇到問題解決問題的能力。我們組每天都在堅持著，雖然這其中的過程不是那么的順利，經(jīng)常遇到挫折使我們多次感到氣餒，幾乎想要放棄，但是最終還是堅持了下來，得到滿意的結果?？偟膩碚f實習過程是充實的，本次實習讓我們對機電一體化技術有了更加深入的了解，實習之中遇到了許多書本上沒有的問題，激發(fā)了我們運用不同的知識來解決問題的潛能，培養(yǎng)了我們自主學習、運用知識解決問題的能力。在實習中，我組同學積極討論，不斷分析研究，各施所長，努力配合，這次的實習鍛煉了我們團

49、隊合作的意識，為我們以后的工作打下良好的基礎。 雖然我們的大學剩下的時間已經(jīng)不多了，但是此次的設計告訴我們學習不能死讀書，不能只讀書上表面的東西，只是記住書上講的理論而已，學習就要搞明白原理，知道為什么會這樣，還要知道這些理論和概念會運用在什么場合，要結合實際來學習，在這次實習中就暴露了我們很多的問題，其實這跟我們以前的學習方式有關，好多時候我們是被動的學習，而不是主動地去獲取知識。我們的學習缺少了思考這一環(huán)節(jié)，這才導致我們在系統(tǒng)設計之中遇到很多問題，一旦遇到?jīng)]有遇見過的問題就容易束手無策，通過對波輪式全自動洗衣機機電系統(tǒng)設計告訴我們在今后的學習過程之中，一定要多問為什么，只有搞明白原理是如

50、何運用的，我們的學習才算是合格的。這次系統(tǒng)設計給了我很大的觸動，我將重新審視我的學習方式。此次設計也提供給我們學習新知識的機會，以前只是學習理論，等到了自己設計的時候我們卻不能正確選擇這些元器件，這迫使我們重新學習以前學習的課本，還有我們所選的水位開關，進水排水電磁閥等，這迫使我們上網(wǎng)搜索系統(tǒng)有關方面的知識，還有查閱自動控制原理方面的知識，這樣我們才對此有了較多的了解。波輪式全自動洗衣機機電系統(tǒng)設計讓我們學會運用多種手段去獲取新知識。此次設計使我們更加的清楚的認識到團隊協(xié)作的重要性，我們組互相彌補對方的不足，才使波輪式全自動洗衣機機電系統(tǒng)設計順利完成。缺少了團隊合作也許我們可以花費很長的時間完

51、成這個任務，但是因為團隊合作使我們的過程變得不再那么復雜，使實習變的輕松，當有問題的時候我們一起討論解決問題的方法，雖然有時候我們有不同的看法，但最終會協(xié)商解決彼此之間的意見的不統(tǒng)一，這為我們以后的工作和學習打下了很好的基礎，從組員身上我學會了細心和耐心，團隊合作給我們的設計帶來了寶貴的財富，我們需要從團隊合作之中學習到更多的東西，更多的東西還需要我們去總結。 這次波輪式全自動洗衣機機電系統(tǒng)設計給我們提供了一次寶貴的機會來了解機電一體化設計的全過程，通過對系統(tǒng)設計不同任務的完成讓我們對機電一體化技術有了更加深刻的認識，在沒有進行機電一體化實習前我們總是孤立的看待我們的專業(yè)課，當自己投入設計時

52、，我們就很容易束手無策，這是因為我們平時缺少這樣的跨課程的綜合運用知識去解決問題的機會，這對我們以后的就業(yè)還是繼續(xù)深造都是不利的，我們需要在以后的學習之中加強學科之間的交叉運用，只有這樣我們才可以將知識用活。以前我們學習很大程度上是老師說什么就是什么可是自己并不去發(fā)現(xiàn)問題解決問題，就算發(fā)現(xiàn)了問題，也懶得去思考，這讓我們缺少了獨立思考的空間，這次系統(tǒng)設計給了我們很大的沖擊，我們遇到了很多問題，強迫我們自己去思考問題解決問題，培養(yǎng)了我們自己獨立思考問題的能力和發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。 通過這次的課程設計，我對學習了機電一體化系統(tǒng)設計方案的擬定有了一定的認識，波輪式全自動洗衣機的工作原理，計算方案

53、的確定，設計的選用原則，電動機的選則，選擇控制電路都有了一定的認識。課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程 。回顧起此次課程設計，至今我仍感慨頗多，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說

54、得是困難重重，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。 謝 辭 本論文從選題到完成，每一步都是在導師的指導下獨立完成的，對于我指導老師傾注了大量的心血。有人說，師恩如山。高山仰止，當更催后來之人奮發(fā)不已。正所謂“新竹高于舊竹枝，全憑老干為扶持”。我的學習成績全都凝聚著您辛勤的汗水。所以，不管何時何地，無論天涯海角，我都將由衷地呼喚您——親愛的老師！在這個神圣而崇高的字眼面前，我永遠是您的學生！ 老師淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深

55、深的啟迪。幾載寒暑，桃李芬芳。我想對您說：親愛的老師，您辛苦了！感謝您為我們所做的一切。 老師的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。在這次畢業(yè)論文過程中我不僅學到了專業(yè)知識，還學到了做人做事。能夠成為老師的學生是我一生莫大的榮幸。 在此，謹向老師表示崇高的敬意和衷心的感謝。 參考文獻 [1] 王冠熙.全自動洗衣機原理與維修[M].電子工業(yè)出版社，2003 [2] 伍寸宏.淺談PLC在全自動洗衣機中的運用[J].設計與開發(fā)，2000 [3] 金洲.洗衣機的P

56、C智能控制[D].南通職業(yè)大學電子，2004 [4] 朱喜林.張代治.機電一體化設計基礎[M] .北京科學出版社，2004 [5] 趙松年.李恩光.裴仁清.機電一體化系統(tǒng)設計[M] .北京理工大學出版社，2006 [6] 林述溫.機電裝備設計[M] .機械工業(yè)出版社，2004 [7] 徐元昌.機電系統(tǒng)設計[M] .化學工業(yè)出版社，2005 [8] 趙文博.新型常用繼承電路速查手冊[M] .人民郵電出版社，2006 [9] 劉午平.小家電及洗衣機維修從入門到精通[M] .國防工業(yè)出版社，2006 [10]張慶雙.全自動洗衣機故障檢測技術[M

57、] .金盾出版社，2004 [11]黃省三.董忠偉。家庭洗衣機維修[M] .福建科學技術出版社，2000 （英文版 ） Two regulations promulgated for implementation is in the party in power for a long time and the rule of law conditions, the implementation of comprehensive strictly strategic plan, implementation in accordance with the rules an

58、d discipline to manage the party, strengthen inner-party supervision of major initiatives. The two regulations supporting each other, the < code > adhere to a positive advocate, focusing on morality is of Party members and Party leading cadres can see, enough to get a high standard; < rule > around

59、the party discipline, disciplinary ruler requirements, listed as "negative list, focusing on vertical gauge, draw the party organizations and Party members do not touch the" bottom line ". Here, the main from four square face two party rules of interpretation: the first part introduces two party Rev

60、ised regulations the necessity and the revision process; the second part is the interpretation of the two fundamental principles of the revision of laws and regulations in the party; the third part introduces two party regulations modified the main changes and needs to grasp several key problems; th

61、e fourth part on how to grasp the implementation of the two regulations of the party. < code > and < Regulations > revised the necessity and revised history of the CPC Central Committee the amendment to the Chinese Communist Party members and leading cadres honest politics several guidelines > and <

62、 Chinese Communist Party discipline and Punishment Regulations > column 1 by 2015 to strengthen party laws and regulations focus. Two party regulations revision work lasted a Years, pooling the wisdom of the whole party, ideological consensus, draw historical experience, respect for the wisdom of ou

63、r predecessors, which reflects the unity of inheritance and innovation; follow the correct direction, grasp the limited goals, adhere to the party's leadership, to solve the masses of the people reflect a focus on the problem. The new revision of the < code > and < rule >, reflects the party's 18 an

64、d the eighth session of the third, the spirit of the fourth plenary session, reflecting the experience of studying and implementing the General Secretary Xi Jinping series of important speech, reflects the party's eighteen years comprehensive strictly practice. (a) revised two regulations of the par

65、ty need of < the ICAC guidelines > in < in 1997 Leaders as members of the Communist Party of China clean politics certain criteria (Trial) > based on revised, the promulgation and implementation of January 2010, to strengthen the construction of the contingent of leading cadres play an important rol

66、e. But with the party to manage the party strictly administering the deepening, has not been able to fully meet the actual needs. Content is too complicated, "eight prohibition, 52 are not allowed to" hard to remember, and also difficult to put into practice; the second is concisely positive advocated by the lack of prohibited provisions excessive, no autonomy requirements; the third is banned terms and discipline law, both with the party discipline, disciplinary regulations repeat and Criminal