畢業(yè)設(shè)計全自動波輪式洗衣機(jī)——機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計計算

1、畢業(yè)設(shè)計：全自動波輪式洗衣機(jī)機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計計算 指導(dǎo)教師：吳曉紅 李寶棟 機(jī)械電子工程專業(yè):張君波輪式全自動洗衣機(jī)的傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算內(nèi)容較多，但當(dāng)大多數(shù)零部件可以選用而無需進(jìn)行設(shè)計，一般設(shè)計內(nèi)容主要有：方案設(shè)計、電動機(jī)選用、帶傳動設(shè)計、行星減速器設(shè)計等。4.1方案設(shè)計波輪式洗衣機(jī)常用布局為輸入軸布置在內(nèi)桶的中心處,整個傳動系統(tǒng)基本上同軸布置,電動機(jī)只能偏置一邊,為了保持平衡,可將排水電磁閥和排水管與電動機(jī)對稱布置,必要時可加平衡塊。根據(jù)設(shè)計任務(wù)中給出的內(nèi)桶直徑為400 mm則外桶直徑約為470mm,電動機(jī)軸與洗滌輸入軸之間中心距只能為150mm左右，在此范圍內(nèi)選擇合適的一級降速傳動比和采用

2、帶輪傳動?；緟?shù)的選擇目前洗衣機(jī)的洗衣量、電動機(jī)功率、內(nèi)桶直徑等基本參數(shù)，大多數(shù)企業(yè)是通過實(shí)驗進(jìn)行設(shè)計選用的。表4-1是目前常用的波輪式全自動洗衣機(jī)基本參數(shù)情況，可供設(shè)計時參考。 表4-1 波輪式全自動洗衣機(jī)基本參數(shù)洗衣量/kg電動機(jī)功率/W內(nèi)桶直徑/mm脫水轉(zhuǎn)速/(r·min-1)洗衣轉(zhuǎn)速/(r·min-1)3.8180Ø4005207008001203004.5250Ø4005207008001203005.0250Ø4005207008001203005.5370Ø4005207008001203006.0370Ø4

3、00520700800120300根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求最大洗衣量為3.8kg，參照表4-1選用電動機(jī)功率為180W，電動機(jī)滿載時轉(zhuǎn)速為1370r·min。4.3 V帶傳動設(shè)計計算因為V帶傳動允許的傳動比較大，結(jié)構(gòu)較緊湊，在同樣的張力下，V帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)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4-1，初步選定電動機(jī)功率P為180W，洗衣轉(zhuǎn)速為180r/min，脫水轉(zhuǎn)速為720r/min，則傳動比為： （1）計算功率 由于載荷變動小，因此取工作情況系數(shù) =0.18kW（2）選擇帶型 根據(jù)小帶輪轉(zhuǎn)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

4、型（見圖4-1） （3）帶輪的基準(zhǔn)直徑 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑，查表4-2和表4-3，選取=55mm，大于V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑的要求50mm。 表4-2 V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑槽型Z SPZA SPAB SPBC SPC50 6375 90125 140200 224大帶輪的基準(zhǔn)直徑為：=，按表4-3圓整為=106mm。計算功率/kW圖4-1 普通V帶選型圖（4）驗算帶的速度普通V帶的最大帶速，故滿足要求。表4-3 V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列基準(zhǔn)直徑帶 型YZSPZASPABSPBCSPCDE外徑5053.2546366.2677174.275757980.58083.28485.58590.59093

5、.29495.595100.5100106112118125132140150103.2115.2128.2104116129136144154105.5111.5117.5123.5130.5137.6145.5155.5132139147157（5）中心距和帶的基準(zhǔn)長度Ld 根據(jù)洗衣機(jī)桶體的安裝尺寸，初取0=140mm，基準(zhǔn)長度： 查表4-4選取和538mm 相近的標(biāo)準(zhǔn)帶的長度Ld為560mm，則實(shí)際中心距為：在安裝時，在結(jié)構(gòu)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4-4 V帶的基準(zhǔn)長度系列及長度系數(shù)KL基準(zhǔn)長度L d/mmK L普通V帶窄V帶YZABCDESPZSPASPB

6、SPC4501.000.895001.020.915600.946300.960.810.827100.990.820.848001.000.850.860.819001.030.870.810.880.83（6）主動輪上的包角1 （7）帶的根數(shù)z 長度系數(shù)KL、包角系數(shù)K、單根V帶基本額定功率P0、單根V帶額定功率增量P0查表4-4、表4-5、表4-6a和表4-6b，取KL=0.94、K=0.95、P0=0.16 kW、P0=0.02kW。表4-5 包角系數(shù)小帶輪包角(°)小帶輪包角(°)18011450.911750.991400.891700.981350.88165

7、0.961300.861600.951250.841550.931200.821500.92表4-6a 單根普通V帶的基本額定頻率 （單位：kW）帶型小帶輪節(jié)圓直徑小帶輪轉(zhuǎn)速400730800980120014602800Z型506371800.060.080.090.140.090.130.170.200.100.150.200.220.120.180.230.260.140.220.270.300.160.250.310.360.260.410.500.56表4-6b 單根普通V帶額定功率的增量 （單位：kW）帶型小帶輪轉(zhuǎn)速傳動比1.001.011.021.041.051.081.091.

8、121.131.181.191.241.251.341.351.511.521.99Z型4007308009801200146028000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.010.000.000.000.000.010.010.020.000.000.000.010.010.010.020.000.000.010.010.010.010.030.000.000.010.010.010.020.030.000.010.010.010.020.020.030.000.010.010.020.020.020.040.010.01

9、0.020.020.020.020.040.010.020.020.020.030.030.04取z=1。（8） 帶的預(yù)緊力 V帶單位長度的資料q 查表4-7得q=0.06kg/m，單根V帶所需的預(yù)緊力為：=表4-7 V帶單位長度的質(zhì)量帶型ZSPZASPABSPBCSPC0.060.070.100.120.170.200.300.37（9）帶傳動作用在軸上的力：4.4帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計參考相關(guān)的機(jī)械設(shè)計手冊、機(jī)械零件設(shè)計和機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教材。設(shè)計出帶輪的結(jié)構(gòu)詳見帶輪的結(jié)構(gòu)圖。4.5行星減速器設(shè)計已知洗衣轉(zhuǎn)速為180r/min，脫水轉(zhuǎn)速為720r/min。由于脫水時行星減速器中心輪與內(nèi)齒圈順時針等速旋轉(zhuǎn)，故中心輪與行星架的傳動比為1，波輪與內(nèi)桶順時針等速旋轉(zhuǎn)，因此由洗滌狀態(tài)來進(jìn)行行星減速器的設(shè)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(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：初選中心輪齒數(shù)，由式計算得內(nèi)齒圈齒數(shù)。（3） 計算行星輪齒數(shù) 由于洗衣機(jī)工作扭矩不大，選擇齒輪模數(shù)為1mm，如選4個行星輪對此布置，則可計算出行星齒輪齒數(shù)為： 最終確定中心輪齒數(shù)為19，內(nèi)齒圈齒數(shù)為57，行星齒輪齒數(shù)為19，實(shí)際傳動比為4，洗衣轉(zhuǎn)速為180r/min。1. 棘爪與棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)