機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)腳踏式洗衣機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目 腳踏式洗衣機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 機(jī)械工程 學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè) 0413 班設(shè)計(jì)者 ：指導(dǎo)老師 ： 2007年1月31日目 錄第一章 設(shè)計(jì)題目.3第二章 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與原動(dòng)機(jī)的選擇.3第三章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的比較與選擇.6第四章 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力分析與設(shè)計(jì). 9第五章 個(gè)人體會(huì).17第六章 參考文獻(xiàn)18附錄 四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).18一 設(shè)計(jì)題目及要求1 簡(jiǎn)介 腳踏式洗衣機(jī)的功用是將臟衣物洗滌，漂洗，甩干以及里程記錄。其功用的實(shí)行可以分為四大塊：（1） 洗滌衣服；（2） 漂洗衣服；（3） 甩干衣服；（4） 里程計(jì)錄和健身 由上述過(guò)程可知，該機(jī)構(gòu)共需三個(gè)構(gòu)件，即腳踏板

2、，洗衣齒輪系和槽輪。2 原始數(shù)據(jù)和要求：（1）洗滌和漂洗時(shí)的轉(zhuǎn)速是75rpm，甩干時(shí)轉(zhuǎn)速是450rpm；（2）洗滌時(shí)間36分鐘，甩干時(shí)間24分鐘;（3） 人腳踏速度是45rpm(洗滌)，30rpm(甩干)（4）人腳踏200圈時(shí)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈 3 設(shè)計(jì)任務(wù) （1）寢室用洗衣機(jī) 運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)。 （2）完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和三維動(dòng)畫(huà)。二 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與原動(dòng)件的選擇一 洗衣功能部分根據(jù)所給的條件，洗滌和漂洗時(shí)人腳踏的速度是n=45rpm,滾筒轉(zhuǎn)速要求是75rpm,甩干人腳踏速度是30rpm，滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)速度是450rpm。由于傳動(dòng)比較大，所以必須采用增速機(jī)構(gòu)，其增速比為i1=75/45=5:3 i2=450/3

3、0=15上圖為該洗衣機(jī)的洗衣部分機(jī)構(gòu)示意圖。齒輪用其分度圓表示，由于是標(biāo)準(zhǔn)齒輪與高度變位齒輪傳動(dòng)，在其無(wú)側(cè)隙嚙合時(shí)齒輪的分度圓和節(jié)圓重合。從動(dòng)皮帶輪和齒輪a的分度圓直徑相同，又是同軸，在圖上用一個(gè)圓表示。齒輪c和c同軸，轉(zhuǎn)速相同，與齒輪b固定在變速滑塊上。變速滑塊水平安置。齒輪d，齒輪d與滾筒固定在一根軸上。上圖中滑塊處于空檔狀態(tài)，齒輪a未與齒輪b嚙合同時(shí)齒輪a未與齒輪c嚙合，同樣齒輪b未與齒輪d嚙合，齒輪c未與齒輪d嚙合，此時(shí)滾筒可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。從動(dòng)皮帶輪軸上安裝有類(lèi)似自行車(chē)后輪上的飛輪機(jī)構(gòu)，起到單向傳動(dòng)的作用。即腳踏向前可以帶動(dòng)從動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滾筒運(yùn)動(dòng)，但反過(guò)來(lái)，滾筒若由于慣性繼續(xù)旋

4、轉(zhuǎn)，從動(dòng)皮帶輪是不會(huì)把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)到腳踏板的，從而保護(hù)了操作者不會(huì)發(fā)生意外。將該傳動(dòng)比進(jìn)行分配，可采用一級(jí)帶傳動(dòng)，二級(jí)齒輪傳動(dòng)，他們的傳動(dòng)比分別為：洗衣和漂洗時(shí)帶傳動(dòng)125:75=5:3，齒輪傳動(dòng)則用1:1即可，總傳動(dòng)比為5:3；脫水時(shí)帶傳動(dòng)仍為5:3，齒輪分為兩級(jí)，兩級(jí)傳動(dòng)比都為120:40=3:1，這樣總傳動(dòng)比為(5:3)*(3:1)*(3:1)=15:1，符合設(shè)計(jì)要求。上圖為變速滑塊處于洗衣功能檔的示意圖，齒輪a與齒輪b嚙合，齒輪b與齒輪d嚙合。當(dāng)人開(kāi)始踩腳踏板時(shí)，動(dòng)力通過(guò)皮帶傳動(dòng)到從動(dòng)皮帶輪，再由齒輪a經(jīng)過(guò)齒輪b傳遞到齒輪d，從而帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行洗衣功能。此時(shí)腳踏板與滾筒轉(zhuǎn)速比為3:

5、5。上圖為變速滑塊處于脫水功能檔時(shí)的機(jī)構(gòu)示意圖，滑塊撥動(dòng)到最左邊，使齒輪a與齒輪c嚙合，齒輪c與齒輪d嚙合。當(dāng)人以較高速度蹬踏板時(shí)，從動(dòng)皮帶輪帶動(dòng)齒輪a，傳動(dòng)到齒輪c上，再由齒輪c將動(dòng)力傳動(dòng)到齒輪d上，使?jié)L筒高速旋轉(zhuǎn)。期間共有三次增速，使?jié)L筒與腳踏板的轉(zhuǎn)速比達(dá)到15:1。二 里程記錄功能部分上圖為里程記錄功能的機(jī)構(gòu)示意圖。蹬動(dòng)腳踏板時(shí)，皮帶輪a帶動(dòng)皮帶輪b，經(jīng)過(guò)減速齒輪機(jī)構(gòu)（齒輪e，齒輪f，齒輪f，齒輪g）使齒輪g的轉(zhuǎn)速為踏板的1/20。齒輪g與槽輪機(jī)構(gòu)中的撥盤(pán)同軸。槽輪上有10個(gè)齒，撥盤(pán)上有一個(gè)圓柱銷(xiāo)，這樣當(dāng)撥盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)36度；撥盤(pán)轉(zhuǎn)10周時(shí)槽輪轉(zhuǎn)一周，達(dá)到所需的計(jì)數(shù)功能。該功能具體

6、作用是，當(dāng)腳踏板轉(zhuǎn)動(dòng)20圈時(shí)，計(jì)數(shù)器加1；計(jì)數(shù)器有一位，計(jì)數(shù)器加10次為一個(gè)循環(huán)。一個(gè)循環(huán)中踏板共轉(zhuǎn)了200圈。按洗衣時(shí)的轉(zhuǎn)速45rpm，一共過(guò)了將近4分半鐘，一般情況衣物已經(jīng)洗好，可以進(jìn)入下一漂洗環(huán)節(jié)。平時(shí)不洗衣時(shí)該洗衣機(jī)還可以當(dāng)健身器使用，此時(shí)計(jì)數(shù)器可以當(dāng)記里程的工具，加一秒表便可以計(jì)算出踏板的速度。三 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的比較與選擇一 洗衣模式的比較與選擇1.波輪式洗衣機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：省時(shí)省力。 缺點(diǎn)：耗電、耗水、衣物易纏繞、清潔性不佳， 適合洗滌衣物：除需要特別洗滌之外的所有衣物。2.滾筒式洗衣機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：衣物無(wú)纏繞。最不會(huì)損耗衣物的方式 缺點(diǎn)：耗時(shí)，時(shí)間是普通的幾倍,而且一旦關(guān)上門(mén)，洗衣過(guò)程中無(wú)法

7、打開(kāi),潔凈力不強(qiáng). 適合洗滌衣物：羊毛、羊絨以及絲綢、純毛類(lèi)織物。3.攪拌式洗衣機(jī)優(yōu)點(diǎn)：衣物潔凈力最強(qiáng),省洗衣粉 缺點(diǎn):喜歡纏繞 相比前兩種方式損壞性加大,噪音最大 適合洗滌衣物：除需要特別洗滌之外的所有衣物。 最終選擇方案二 原因：此次我們要設(shè)計(jì)的腳踏式洗衣機(jī)選用的是滾筒式，主要是出于成本和方便的考慮。腳踏的動(dòng)力是水平方向的圓周運(yùn)動(dòng)，而滾動(dòng)也是做水平方向的圓周運(yùn)動(dòng)，這樣在傳動(dòng)過(guò)程中不用改變運(yùn)動(dòng)形式和方向，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較為簡(jiǎn)便。另外，滾動(dòng)式的洗衣機(jī)在轉(zhuǎn)軸處對(duì)密封的要求也比攪拌式或波輪式的要求低些，因?yàn)檩S可以不必浸入水中，實(shí)際洗衣時(shí)液面不用達(dá)到滾筒的半徑，就可以洗凈衣物，而且滾筒式洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)極易

8、實(shí)現(xiàn)洗，甩一體化。二 長(zhǎng)距離傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1皮帶傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸間距離較大，工作平穩(wěn)無(wú)噪聲，能緩沖吸振，摩擦式帶傳動(dòng)有過(guò)載保護(hù)作用。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝要求不高，外廓尺寸較大。摩擦式帶傳動(dòng)有彈性滑動(dòng)，不能用于分度系統(tǒng)；缺點(diǎn)：摩擦易起電，不宜用于易燃易爆的場(chǎng)合。軸和軸承受力較大，傳動(dòng)帶壽命較短。用于傳遞較遠(yuǎn)距離的兩軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力2鏈條傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸間距離較大，平均傳動(dòng)比為常數(shù)，鏈條元件間形成的油墨有吸振能力，對(duì)惡劣環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，工作可靠，軸上載荷較小。缺點(diǎn)：瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)速度不均勻，高速時(shí)不如帶傳動(dòng)平穩(wěn)。鏈條工作時(shí)因磨損伸長(zhǎng)后容易引起共振，一般需增設(shè)張緊和減震裝置。3軸轉(zhuǎn)動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：軸傳動(dòng)性

9、能較好，噪聲不大，不會(huì)打滑，驅(qū)動(dòng)力也大。缺點(diǎn)：由于要改變運(yùn)動(dòng)方向，需要盤(pán)式齒輪，加工成本較高。綜合考慮后，我們選用成本較低而且比較可靠的方案一皮帶傳動(dòng)。由于是人力驅(qū)動(dòng)，所以驅(qū)動(dòng)力不會(huì)很大，不會(huì)出現(xiàn)打滑的情況。三 衣服裝入方式1前裝式優(yōu)點(diǎn)：一般前裝式滾筒機(jī)的正面有一透射窗孔，可以方便的開(kāi)啟，衣物就從窗孔中放進(jìn)或取出，洗衣機(jī)在洗滌衣物時(shí)，可以透過(guò)玻璃窗空進(jìn)行觀察，透明窗孔處具有良好的密封性，洗滌也不會(huì)從窗孔滲出。在窗孔之處還設(shè)有安全開(kāi)關(guān)，洗衣機(jī)在工作時(shí)，如果門(mén)被打開(kāi)，則滾筒會(huì)立即剎車(chē)，以保證操作者的安全。缺點(diǎn)：衣物的裝入口設(shè)置在內(nèi)桶一端，裝入口直徑約300mm左右。內(nèi)桶依靠軸承座制成在箱體上，前裝

10、式洗衣機(jī)由于受到衣物裝入口的限制，故只有一個(gè)軸承座，轉(zhuǎn)軸承懸臂梁狀態(tài)，因此內(nèi)桶的剛度較差，很容易引起振動(dòng)。2上裝式優(yōu)點(diǎn)：上裝式洗衣機(jī)的裝取口設(shè)在洗衣機(jī)的上面，省去透明窗孔及其密封的一系列復(fù)雜結(jié)構(gòu)。其衣物的裝取口設(shè)在內(nèi)桶壁上，放入衣物時(shí)，須先打開(kāi)外箱體的頂蓋，再打開(kāi)洗滌液的防溢水口蓋，并轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)桶使其投入口朝上，方可裝取衣物。在內(nèi)桶的有入口蓋上設(shè)有特殊機(jī)構(gòu)，使其開(kāi)關(guān)能簡(jiǎn)單方便。上裝式滾筒洗衣機(jī)的內(nèi)桶有兩個(gè)支撐點(diǎn)，所以，內(nèi)桶和轉(zhuǎn)軸的受力情況較好，洗滌，、脫水時(shí)振動(dòng)較小。缺點(diǎn)：無(wú)法觀察洗滌情況。最終選擇方案二上裝式原因：上述兩種滾筒式洗衣機(jī)相比，前裝式要比上裝式使用更方便。節(jié)省空間。但后者要比前者結(jié)構(gòu)

11、簡(jiǎn)單，成本低。綜合考慮后選用上裝式滾筒。雖然上裝式洗衣機(jī)無(wú)法觀察洗衣?tīng)顟B(tài)，但其轉(zhuǎn)軸受力情況好，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)不易抖動(dòng)，且省去透明窗孔及其密封的一系列復(fù)雜結(jié)構(gòu)，節(jié)約了成本。四 把動(dòng)力從皮帶輪傳遞到滾筒的機(jī)構(gòu)選型1齒輪機(jī)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：能傳遞兩個(gè)平行軸，相交軸或交錯(cuò)軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，能保證傳動(dòng)比恒定不變，能傳遞足夠大的動(dòng)力，傳動(dòng)效率為0.95-0.98；運(yùn)動(dòng)精度和傳動(dòng)效率高，工作可靠，壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)：制造精度要求高，制造費(fèi)用大，精度低時(shí)振動(dòng)和噪聲大，不宜用于軸間距離較大的傳動(dòng)。2皮帶傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸間距離較大，工作平穩(wěn)無(wú)噪聲，能緩沖吸振，摩擦式帶傳動(dòng)有過(guò)載保護(hù)作用。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝要求不高，

12、外廓尺寸較大。摩擦式帶傳動(dòng)有彈性滑動(dòng)，不能用于分度系統(tǒng)；缺點(diǎn)：摩擦易起電，不宜用于易燃易爆的場(chǎng)合。軸和軸承受力較大，傳動(dòng)帶壽命較短。用于傳遞較遠(yuǎn)距離的兩軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。綜合優(yōu)缺點(diǎn)，從動(dòng)皮帶輪到滾筒的距離不遠(yuǎn)，我們選擇方案一。五 里程記錄機(jī)構(gòu)1槽輪機(jī)構(gòu)2曲柄搖桿加棘輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)示意圖如下?lián)鼙P(pán)每轉(zhuǎn)一周，槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)36度。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。設(shè)計(jì)合理時(shí)撥銷(xiāo)進(jìn)入和退出嚙合時(shí)槽輪的運(yùn)動(dòng)較為平穩(wěn)。缺點(diǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)中有較大的動(dòng)載荷，槽數(shù)越少動(dòng)載荷越大，不適用高速場(chǎng)合。曲柄搖桿加棘輪機(jī)構(gòu)示意圖如下曲柄作圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速同樣為腳踏板的1/20，棘輪上有10個(gè)齒，曲柄每轉(zhuǎn)一圈，搖桿左右擺動(dòng)一次，角度為36度，棘

13、輪也轉(zhuǎn)動(dòng)36度，即一個(gè)齒距離。優(yōu)點(diǎn)：棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，運(yùn)動(dòng)可靠。缺點(diǎn)：棘爪在棘輪齒面滑行時(shí)，講引起噪聲和齒尖磨損：傳動(dòng)平穩(wěn)性差，同樣不適用于高速運(yùn)動(dòng)，另外需要曲柄搖桿機(jī)構(gòu)將圓周運(yùn)動(dòng)變?yōu)橥鶑?fù)圓周運(yùn)動(dòng)，才能驅(qū)動(dòng)棘輪間歇圓周運(yùn)動(dòng)。綜合以上特點(diǎn)，我們選用方案一。這里用的槽輪槽數(shù)較多，動(dòng)載荷小，槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，相對(duì)方案二來(lái)說(shuō)，體積小很多，而且磨損較小，噪音也較小。四 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)分析與設(shè)計(jì)1 腳踏部分與洗衣部分的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)分析與設(shè)計(jì)該洗衣機(jī)有洗衣和甩干兩項(xiàng)功能，對(duì)滾筒轉(zhuǎn)速的要求不同，而人腳踏的速度變化不了很多，這就需要用到變速機(jī)構(gòu)。通過(guò)皮帶傳送到后方的動(dòng)力我們選用了方便可靠的齒輪機(jī)構(gòu)傳遞

14、到滾筒，所以變速機(jī)構(gòu)也是選用齒輪變速。這里我們準(zhǔn)備了兩套中間傳動(dòng)齒輪，固定在一個(gè)滑塊上。通過(guò)滑塊的移動(dòng)切換傳動(dòng)齒輪，以達(dá)到變速的目的。同時(shí)還可以切換到空檔，在取衣服時(shí)若內(nèi)桶的蓋子不在正上方，可以用手輕松轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)桶，將蓋子轉(zhuǎn)動(dòng)到方便打開(kāi)的位置，取出衣物。上圖為該洗衣機(jī)的洗衣部分機(jī)構(gòu)示意圖。如圖所示 ：洗衣機(jī)出與洗衣功能檔時(shí)，動(dòng)力通過(guò)皮帶傳動(dòng)到從動(dòng)皮帶輪，再由齒輪a經(jīng)過(guò)齒輪b傳遞到齒輪d，從而帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，腳踏板與滾筒轉(zhuǎn)速比為3：5；洗衣機(jī)處于甩干功能檔時(shí)，從動(dòng)皮帶輪帶動(dòng)齒輪a，傳動(dòng)到齒輪c上，再由齒輪c將動(dòng)力傳動(dòng)到齒輪d上，使?jié)L筒高速旋轉(zhuǎn)。期間共有三次增速，使?jié)L筒與腳踏板的轉(zhuǎn)速比達(dá)到15:1。其中

15、需要注意的事項(xiàng)：1 每次撥動(dòng)變速滑塊時(shí)，必須要在滾筒靜止時(shí)操作，不可中途換擋。2 若滑塊不能順利撥動(dòng)到位時(shí)，可輕微轉(zhuǎn)動(dòng)一下踏板和滾筒，即可將滑塊撥動(dòng)到位，撥動(dòng)到位后需打開(kāi)固定保險(xiǎn)。3 綜合考慮腳踏板與洗衣部分的運(yùn)動(dòng)要求，初選尺寸：上圖為變速滑塊的俯視示意圖。三個(gè)齒輪厚度均為5mm，齒輪的直徑取其分度圓直徑，距離尺寸如圖所示。為了保證強(qiáng)度足夠，滑塊為“回”形。上圖為從動(dòng)皮帶輪所在軸的裝配示意圖，齒輪厚為5mm，皮帶輪厚30mm，裝配尺寸如圖所示。齒輪a與齒輪a齒面中心間隙10mm，與齒輪b與齒輪c的中心間距相同，以保證滑塊移動(dòng)時(shí)可以使齒輪b與齒輪a嚙合，或齒輪c與齒輪a嚙合上圖為與洗衣機(jī)內(nèi)滾筒同

16、軸的齒輪d與齒輪d的示意圖，兩齒輪之間間隙2mm，以保證齒輪d與齒輪b在同一平面的同時(shí)齒輪c與齒輪d也在同一平面。洗衣機(jī)內(nèi)滾筒直徑：350mm，寬度：300mm，壁厚2mm，內(nèi)桶上的小孔直徑3.5mm。外桶直徑384mm，桶寬334mm，壁厚5mm，排水空直徑18mm。腳踏板間距：160mm，腳踏處皮帶輪直徑：125mm，從動(dòng)皮帶輪直徑：75mm，皮帶寬度：30mm，兩皮帶輪軸間距：550mm，所有齒輪模數(shù)：2.5mm，相嚙合齒輪都為標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)或者高度變位齒輪傳動(dòng). 齒輪a：，厚度5mm，齒數(shù)：30，分度圓直徑d=mz=2.5*30=75mm，齒頂圓直徑：da=mz+2mha*=2.5*30

17、+2*2.5=80mm,齒根圓直徑：df=mz-2m(ha*+c*)=2.5*30-2*2.5*(1+0.25)=68.75mm齒輪a：負(fù)變位齒輪，厚度5mm，齒數(shù)：48，變位系數(shù)為x=-0.06mm，分度圓直徑d=mz=2.5*48=120mm，齒頂圓直徑：da=mz+2m(ha*+x)=2.5*48+2*2.5*(1-0.06)=124.7mm，齒根圓直徑df=mz-2m(ha*+c*-x)=2.5*48-2*2.5*(1+0.25+0.06)=113.45mm齒輪b：厚度5mm，齒數(shù)：30,分度圓直徑d=mz=2.5*30=75mm，齒頂圓直徑：da=mz+2mha*=2.5*30+2*

18、2.5=80mm, 齒根圓直徑：df=mz-2m(ha*+c*)=2.5*30-2*2.5*(1+0.25)=68.75mm齒輪c：正變位齒輪,厚度5mm，齒數(shù)：16，變位系數(shù)為x=0.06mm，分度圓直徑d=mz=2.5*16=40mm，齒頂圓直徑：da=mz+2m(ha*+x)=2.5*16+2*2.5*(1+0.06)=45.3mm，齒根圓直徑df=mz-2m(ha*+c*-x)=2.5*16-2*2.5*(1+0.25-0.06)=34.05mm齒輪c： 負(fù)變位齒輪，厚度5mm，齒數(shù)：48，變位系數(shù)為x=-0.06mm，分度圓直徑d=mz=2.5*48=120mm，da=mz+2m(h

19、a*+x)=2.5*48+2*2.5*(1-0.06)=124.7mm，齒根圓直徑df=mz-2m(ha*+c*-x)=2.5*48-2*2.5*(1+0.25+0.06)=113.45mm齒輪d：厚度5mm，齒數(shù)：30，分度圓直徑d=mz=2.5*30=75mm，齒頂圓直徑：da=mz+2mha*=2.5*30+2*2.5=80mm, 齒根圓直徑：df=mz-2m(ha*+c*)=2.5*30-2*2.5*(1+0.25)=68.75mm齒輪d：正變位齒輪，厚度5mm，齒數(shù)：16,變位系數(shù)為x=0.06mm，分度圓直徑d=mz=2.5*16=40mm，齒頂圓直徑：da=mz+2m(ha*+x

20、)=2.5*16+2*2.5*(1+0.06)=45.3mm，齒根圓直徑df=mz-2m(ha*+c*-x)=2.5*16-2*2.5*(1+0.25-0.06)=34.05mm2腳踏部分與里程記錄部分的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)分析和尺寸設(shè)計(jì)上圖為里程記錄功能的機(jī)構(gòu)示意圖。蹬動(dòng)腳踏板時(shí)，皮帶輪a帶動(dòng)皮帶輪b，經(jīng)過(guò)減速齒輪機(jī)構(gòu)（齒輪e，齒輪f，齒輪f，齒輪g）使齒輪g的轉(zhuǎn)速為踏板的1/20。齒輪g與槽輪機(jī)構(gòu)中的撥盤(pán)同軸。槽輪上有10個(gè)齒，撥盤(pán)上有一個(gè)圓柱銷(xiāo)，這樣當(dāng)撥盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)36度；撥盤(pán)轉(zhuǎn)10周時(shí)槽輪轉(zhuǎn)一周，達(dá)到所需的計(jì)數(shù)功能主要參數(shù)：皮帶輪a直徑50mm，皮帶輪b直徑50mm，皮帶寬5mm，減速齒輪

21、機(jī)構(gòu)中所有齒輪模數(shù)為1mm，厚度為2mm，齒輪e：正變位齒輪，變位系數(shù)x=0.12.mm，齒數(shù)15,分度圓直徑d=mz=1*15=15mm,齒頂圓直徑da=mz+2m(ha*+x)=1*15+2*1*(1+0.12)=17.24mm，齒根圓直徑df=mz-2m(ha*+c*-x)=1*15-2*1*(1+0.25-0.12)=12.74mm齒輪f：負(fù)變位齒輪，變位系數(shù)x=-0.12mm，齒數(shù)60，分度圓直徑da=mz=1*60=60mm，齒頂圓直徑da= mz+2m(ha*+x)=1*60+2*1*(1-0.12)=61.76mm，齒根圓直徑df=mz-2m(ha*+c*-x)=1*60-2*

22、1*(1+0.25+0.12)=57.26mm齒輪f：正變位齒輪，變位系數(shù)x=0.12.mm，齒數(shù)15，分度圓直徑d=mz=1*15=15mm,齒頂圓直徑da=mz+2m(ha*+x)=1*15+2*1*(1+0.12)=17.24mm，齒根圓直徑df=mz-2m(ha*+c*-x)=1*15-2*1*(1+0.25-0.12)=12.74mm齒輪g：負(fù)變位齒輪，變位系數(shù)x=-0.12mm，齒數(shù)75，分度圓直徑d=mz=1*75=75mm，齒頂圓直徑da= mz+2m(ha*+x)=1*75+2*1*(1-0.12)=76.76mm，齒根圓直徑df=mz-2m(ha*+c*-x)=1*75-2

23、*1*(1+0.25+0.12)=72.26mm。以上兩圖分別為該槽輪機(jī)構(gòu)的撥盤(pán)和槽輪。槽輪與撥盤(pán)槽間距50mm，槽數(shù)10，槽輪厚2mm，圓銷(xiāo)中心回轉(zhuǎn)半徑r=50*sin(3.14/10)=16.246mm，撥盤(pán)的圓銷(xiāo)半徑r=r/6=3mm，槽頂側(cè)壁厚e=3mm鎖止弧半徑rr=r-r-e=16.246-3-3=10.246mm，外凸鎖止弧張開(kāi)角r=360-(180-36)=216度,槽深18.907mm。具體尺寸如圖所示。裝配起來(lái)的槽輪機(jī)構(gòu)如上圖所示。以上五圖為該腳踏洗衣機(jī)裝配起來(lái)的示意圖 五、個(gè)人體會(huì)我們?cè)O(shè)計(jì)的題目是腳踏式洗衣機(jī)，當(dāng)初定下題目是考慮到實(shí)際寢室情況的，寢室限制大功率電器使用，在

24、寢室用洗衣機(jī)很容易電表跳閘，而且容易助長(zhǎng)學(xué)生的懶惰情緒，但是武漢天氣多變，連陰天、衣服難晾干，沙塵天或污染嚴(yán)重，不便室外晾衣，衣服晾了好久也不干，我們就想設(shè)計(jì)一種既能不用手洗又不致懶惰的健身洗衣機(jī)，最后決定設(shè)計(jì)腳踏式洗衣機(jī)。方案定下來(lái)后，我們就討論具體的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，現(xiàn)在市場(chǎng)上有攪拌式洗衣機(jī)，波輪式洗衣機(jī)和滾筒式洗衣機(jī)，綜合考慮最后選擇設(shè)計(jì)滾筒式，因?yàn)椋簼L筒洗衣機(jī)不是靠攪和磨來(lái)洗滌，而是靠摔打、浸泡和雨淋來(lái)洗，磨損率極低。滾筒洗衣機(jī)洗600次的磨損程度才相當(dāng)于普通波輪洗衣機(jī)洗20次。從節(jié)水上看，普通波輪的標(biāo)準(zhǔn)程序耗水是150升，而滾筒的標(biāo)準(zhǔn)程序是80升，甚至更低；再加上滾筒洗衣機(jī)的洗滌范圍廣，可以

25、洗滌羊毛真絲等高檔面料，使用壽命長(zhǎng)。 在針對(duì)每個(gè)功能用哪種機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)時(shí)，我們查閱了大量書(shū)籍，上網(wǎng)搜索各種有效信息，充分的把我們上課學(xué)到的知識(shí)調(diào)用起來(lái)和實(shí)際相比較聯(lián)系，初步完成機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；在設(shè)計(jì)齒輪大小和間距時(shí)，不僅要保證傳動(dòng)比符合要求，還要注意各個(gè)條件保證傳動(dòng)正常，提高了我們的條理性，邏輯能力和分析問(wèn)題的綜合能力。 感觸很深的是團(tuán)體精神的徹底表現(xiàn)，在整個(gè)設(shè)計(jì)中，我們都是一起商量討論的，雖然有時(shí)候會(huì)持不同的建議，可是我們會(huì)認(rèn)真比較優(yōu)缺點(diǎn)綜合考慮擇優(yōu)，相信如果不是團(tuán)體合作，這次不會(huì)這么容易完成或者想不到這樣的方案，這就讓我們體會(huì)到團(tuán)隊(duì)作用的重要性。看看自己的作品，心里全是自豪感和成就感，似乎充實(shí)了很多

26、。無(wú)論我們的作品是否出色，我們都是付出心血的。當(dāng)然，我們也知道，我們還有更精彩的路要走，還有更多的知識(shí)要學(xué)習(xí)，更多的經(jīng)驗(yàn)要積累，我們會(huì)更加努力的！六、參考文獻(xiàn)1 申永勝，主編，機(jī)械原理教程，北京：清華大學(xué)出版社，2002年2 edward b. magrab，主編，matlab原理與工程應(yīng)用，北京：電子工業(yè)出版社，2003年3濮良貴 紀(jì)名剛，主編，機(jī)械設(shè)計(jì)，北京：高等教育出版社，2004年4楊家軍， 主編，機(jī)械原理專(zhuān)題篇，武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006年5楊家軍，主編，機(jī)械原理基礎(chǔ)篇，武漢：華中科技大學(xué)出版社，2004年6裘建新，主編，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，北京，高等教育出版社，2005

27、年責(zé)任分工：任荷(012004009201)：齒輪計(jì)算和部分尺寸設(shè)計(jì)，說(shuō)明書(shū)后半部分編寫(xiě)呂皞(012004006009)：槽輪計(jì)算，畫(huà)圖和參與部分尺寸設(shè)計(jì)張超娜(012004009003)：方案設(shè)定比較，說(shuō)明書(shū)前半部分編寫(xiě)，連桿計(jì)算附錄：四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸設(shè)計(jì)四桿結(jié)構(gòu)需要滿(mǎn)足的條件：行程為22cm（c1c2=22cm）;在c2點(diǎn)停留的時(shí)間為2秒，從c2 到c1再到c3的時(shí)間為4秒。搖桿角速度為pi/3。由此可得b2ab3=120, b2b1b3=240,由ab2c2與ab3c2相等得b2ac2=b3ac2=120。為了簡(jiǎn)化運(yùn)算設(shè)偏心距ae10cm，由迭代逼近法取c2e=30cm ?，F(xiàn)要求曲柄ab

28、，搖桿bc和ed2的距離。以a點(diǎn)為圓點(diǎn)建立坐標(biāo)系：a=arctan(c2e/ae)b1(xb1,yb1), b=atan(c1e/ae);b2(xb2,yb2), hd=120+a-b;b3(xb3,yb3), hdt=a-120-b. 計(jì)算示意圖寫(xiě)出曲柄ab的旋轉(zhuǎn)矩陣： cos(hd) -sin(hd) 0d12=sin(hd) cos(hd) 0 0 0 1cos(hdt) -sin(hdt) 0d13= sin(hdt) cos(hdt) 00 0 1則b點(diǎn)的位置方程為：xbi ybi 1=d1ixb1 yb1 1鉸鏈中心c隨滑塊平移，所以c點(diǎn)的位置方程：xci=xc1=10, yc2=yc3=30根據(jù)連桿bc長(zhǎng)度不變可得約束方程為（xbi-xci）2+(ybi-yci)2=(xb1-xc1)2+(yb1-yc1)2 (i=2,3)兩個(gè)方程，兩個(gè)未知數(shù)xb1,yb1,由matlab語(yǔ)言（見(jiàn)附源程序）得出結(jié)果: xb1 = -3715199.5981403934146876517739845 2.4767425673282294395715764555134 xb1 = -69682.544281396124016967197969126 12.881121330115032