1、子母双筒洗衣机结构设计摘 要现在，国内和国外的洗衣机分为很多类别，大致可分为波轮式洗衣机、滚筒式洗衣机、搅拌式洗衣机，从手动洗衣到自动洗衣，洗衣机经历了一次又一次的改进与更新，从节能型到智能型，洗衣机的更新换代见证了科技的发展。当前，商场里的洗衣机种类各种各样，百花齐放。但是有大小 2 个桶的洗衣机很少见，能将外套和内衣物分开同时洗的的洗衣机，基于以上考虑，提出了子母双筒洗衣机机构设计的课题，本文设计一种能将外衣物和内衣物分开洗的洗衣机。本文主要研究洗衣机的机械结构，设计子母双筒结构，大桶的洗衣量为 6kg，小桶的洗衣量为 2kg，同时对洗衣机的动力传动进行计算和选型，本次毕业设计将对以后的工
2、作有很大帮助。关键词双筒、波轮、洗衣机、减速离合器、传动机构ABSTRACTCurrently, there are a variety of washing machines at home and abroad, such as top loading washing machines, drum type washing machine, mixing type washing machines, washing machines from manual to automatic washing machines, washing machines and experienced the
3、 change from generation to generation and update, from energy saving to the intelligent, washing machine Witnessed the upgrading of technological progress. Currently, a wide range of washing machines available in the market, but few have found the size of two barrels, can coat and underwear and sock
4、s in the washing machine wash separately at the same time, based on the above considerations, this paper binocular washing mechanism design Picture Subject, the paper design of a can outside the clothing and underwear and socks in the washing machine wash separately.In this paper, the mechanical str
5、ucture of washing machines, the design structure of PIP binoculars, vats of laundry amount 6kg, laundry amount kegs 2kg, while washing the calculation of power transmission and selection, this will be after graduation Play a crucial role in the work.KeywordsBinoculars、Impeller、Washing Machine、Decele
6、ration clutch、Transmission mechanism目 录第 1 章 绪论 .11.1、 设计目的及意义 .11.2、 洗衣机工作原理 .11.3、 洗衣机的分类和发展历史 .21.3.1、 洗衣机的分类 .21.3.2、 洗衣机的发展历史 .31.4、 洗衣机的现状和发展趋势 .5第 2 章 总体方案设计 .62.1、 设计任务 .62.3、 传动系统的结构和工作原理 .82.4、 本课题解决的主要问题 .92.5、 减速离合器的工作原理 .10第 3 章 子母双筒洗衣机结构设计 .123.1、 传动方案的设计 .123.2、 电机参数的选择 .123.3、 带传动的类型
7、和结构 .123.4、 V 带轮以及 V 带传动的设计计算 .143.4.1、 大桶 V 带传动设计计算 .143.4.2、 小桶 V 带传动设计计算 .193.6、 大小脱水桶设计 .213.7、 减速离合器的设计 .223.7.1、 行星减速器设计计算 .223.7.2、 离合器结构设计 .243.8、 盛水桶的设计 .273.9、 大小波轮设计 .283.10、 整体布局 .29第 4 章 洗衣机工作过程和控制系统 .304.1、 洗衣机的 plc 控制技术 .304.2、 控制系统框图 .314.3、 洗衣机工作流程图 .32结 论 .34参考文献 .35致 谢 .371第 1 章 绪
8、论1.1、 设计目的及意义洗衣机现以成为家庭必备的电器设备，能减轻家务劳动，省时省力。可是我们有时需要洗的衣服非常少，这时无论我们用波轮洗衣机还是用滚筒洗衣机都是一件费事废水的事情。这是因为无论哪种洗衣机都有一个最小的用水量，必须满足这个条件洗衣机才能运行。针对上述情况我们需要设计一款双筒子母波轮式洗衣机，洗衣量大时，用大的洗衣桶，洗衣少时，用小洗衣桶，满足节能节电需求。而且能够将家中不同家人，不同用途的衣物分开来洗，衣物的交叉感染在清洗过程中可以避免。子母双筒洗衣机与常见的波轮洗衣机工作原理一样，我们可以根据衣物的材质设置好清洗的强度和时间，然后直接将衣物放到洗衣筒中等机器自动清洗就可以。但
9、两者还是有区别的，子母洗衣机除了正常大小的洗衣筒外，还增加了一个小一号的洗衣筒，这样就可以把外套、裤子等较脏的大件衣物可以放在大的洗衣筒中，T 恤、孩子的衣物和内衣内裤等衣物可以放在小的洗衣筒中，设定好功能放置后，两个洗衣筒就会运行起来可以单独运行也可同时运行。可以将不同的衣物可以分开洗，这是子母洗衣机的最大优势之一。能保证大量衣物同时洗、小件衣物立即洗，减小很大一部分空间的同时，又能按照衣物的不同有效地控制能源的消耗和浪费。1.2、 洗衣机工作原理洗衣机是按照手工洗衣的方法和原理制作而成的。衣物的污垢来源于环境、人体的分泌的赃物。污垢有固态的小微粒、油脂和能溶解于水的其它脏东西。污渍能附着在
10、衣服的力大概有四种：污渍和衣服之间形成化学键的化学结合力，散落在衣服上面的表面附着力，污渍和衣服之间的分子的引力，进入衣物纤维小孔中的机械附着力。清洗过程就是减小并且完全破坏这些力、使污渍和衣物分开的过程。化学反应与机械摩擦产生清洗的效果，把污渍从衣服中分离出来，必须得有水、洗涤剂和搓揉作用三个条件。下面我以波轮洗衣机为例解释一下。洗衣机接通电源波轮在电动机的带动下旋转。在波轮附近的洗涤液，由于波轮旋转产生水平方向和垂直方向两个作用力，1.在惯性离心力作用下的沿径向方向的速度，2.在波轮转动下水会从切线方向运动的速度。在惯性离心力作用下的沿径向方向的速度这两个力的合力的作用点以一定速度运动，并
11、随着由波轮中心到波轮边缘也逐渐增大，合速度也随之增大。当洗涤液经过波轮外缘后合速度增大，被装向桶壁，洗涤液被转到桶壁后又沿桶壁上，波轮附近形成低压区，洗涤液2在压里不同的情况下又流向波轮，使洗涤液沿着波轮轴线形成大涡流是因为波轮快速的旋转。洗涤剂的湿润、乳化，分散等综合作用，衣物在涡流的作用下来回滚动缠绕，摩擦，洗涤液在衣物中来回交叉作用，衣物与衣物、衣物与水流之间、衣物材料与桶壁之间不断互相搓揉和摩擦，使污渍渐渐的脱离衣物，因而起着搓揉作用，为了解决衣服搅成一团的这个缺点，衣物不能直向一个方向旋转所以洗衣机的电机一般都可以正转和反转运行，波轮也就跟着交替正转和反转，这样使水流方向不断改变，从
12、而获得较好的洗涤效果。前面赘述的看起来复杂的机械作用，产生了和人手洗衣时手搓和水流的冲击同时作用的洗涤效果。漂洗原理大致是和洗涤原理相同的，所以就不再重复。1.3、 洗衣机的分类和发展历史1.3.1、 洗衣机的分类全自动洗衣机的洗涤、漂洗和甩干等各个功能之间的切换不用我们手动去完成，我们不需要盯着洗衣机运转隔段时间就去按，洗衣机可以根据系统内部的程序自动完成整个过程。这种洗衣机根据洗衣的重量和用户选择的模式通过传感器和计算机控制的程序自动完成水量的选择和水温的调整之类的工作，然后自动完成各个执行机构的动作，从而实现洗衣过程的自动化。【2】 全自动洗衣机的出现带给我们一个别致的体验，可以让我们在
13、忙碌的生活中偷懒，做一个“懒人” 。我们只要将准备洗的衣服和洗衣液放入洗衣机中，调整好水量和或强度等程序，按下开始按钮就可以了，这就是全自动洗衣机越来越受到现代人喜爱的主要原因。下面我介绍一下全自动洗衣机有哪些类型，哪种更好用。如今市场上出售的全自动洗衣机大体分为三类。1.前置式侧开门滚筒式洗衣机这是欧洲人发明的最早的一种洗衣机，它的优势在于它能很好的洗涤真丝、棉毛等面料，不会发生纠缠磨损衣物的处境。在洗涤时保证衣物不受损坏，更重要的是它还可以加温。虽然它有诸多好处，但是也是有缺点的，就是这种洗衣机洗衣的时间比较长，没有其它类型洗衣机洗的干净用的水也很多，甚至是其它洗衣机的几倍，因为它的洗涤方
14、式是不会让衣物缠绕的和磨损的。这种洗衣机的内筒是不锈钢制成的，不可避免的噪声比较大。这种洗衣机适用于生活水平比较高的家庭，对丝质、纯毛、纯棉等好面料的保护比较好，如果家里经常用洗衣机洗衣服，并且衣服面料好建议选择这种洗衣机。滚筒式洗衣机的自动化程度高，洗涤性能好，容量3大，质量高。 【3】2.波轮上开门洗衣机这种洗衣机是亚洲人发明的，生产的时间比较晚， “小天鹅” 、 “海棠” 、 “荣事达”等都是市面上比较知名的品牌，波轮上开门洗衣机洗涤时间短，用水量小，洗净度高，是滚筒式的好几倍，由于内筒是塑料材料制成，噪音小，而且上开盖，能使洗涤液反复利用，使用比较经济。这种洗衣机洗衣服比滚筒干净，大多
15、用来洗腈纶、化纤等比较结实不需要经常的衣物，适用于生活环境比较差的家庭。洗全自动波轮洗衣机多为套桶型。这种洗衣机离心桶的外径比盛水桶的内径要小，所以这种洗衣机是将外桶和内筒装在同一个轴心上，减少了洗衣机占用的空间。波轮洗衣机的外桶是用来装水的容器，内桶是用来洗涤，漂洗和甩干的。我们生活中比较常见到的套桶洗衣机是单电机的，靠离合器来完成脱水和洗涤工作转换的控制。洗涤时波轮转动而脱水桶不转，脱水是波轮与脱水桶一起旋转。 【2】3.搅拌式洗衣机搅拌式洗衣机是美洲土著创造出来的的，在商场上很稀有，由于美洲人们经常穿着牛仔服装之类粗厚面料的服装，而且美洲的天气比较差，风大，沙尘暴也比较大，所以这种搅拌式
16、洗衣机是很适合他们的，这种洗衣机的洗涤方式很损坏衣物，但是洗净度非常高，是波轮式洗衣机的十几倍。这三种洗衣机都有它们适用的人群，也有各自的优缺点，但不变的标准是“洗净度和磨损率成正比” ，所以自身需求和环境也是关键因素。如果按照洗衣机的机构划分，洗衣机可分为单桶，双桶和套桶洗衣机。根据不同的自动化程度可划分为普通机械型、半自动和全自动型洗衣机。1.3.2、 洗衣机的发展历史自古以来，洗衣服都是人类生活中不可避免的一项劳动，洗衣机也是现代人家庭必不可少的家用电器之一。洗衣机的出现的发展减轻了劳累的家务劳动，给我们的生活带来至关重要的便捷。下面介绍一下生活中最常见的洗衣机在这些年经历那些变革，有哪
17、些创新。在洗衣机出现之前，人们主要通过手揉搓，击打，冲刷，摇晃等方式重复体力劳动来洗衣服，整个过程无聊而沉重。洗衣机的出现简直可以说是挽救了数以万计的工作妇女，使洗衣物变得不那么困难和辛苦。41.最早的洗衣机是木头做的，结构很简单，很粗糙，是美国人 Hamilton Smith 在 1858 年制造的。该洗衣机的主要部分是带有桨形叶片的直轴的滚筒。用连接的曲轴手动摇动和旋转轴来洗涤衣物。这种机器由于使用劳动和损坏衣服而没有被广泛使用，但是洗衣机的这种简单的结构标志着机器洗衣物的开始。后来，在德国出现了一台带杵的搅拌机的洗衣机，其原理是通过杵的上下运动将带着弹簧的木钉重复作用在衣服上。而 187
18、4 年有意见具有重要意义的事情，这件事给很多想要提高洗衣机效率的创造性人士，一个重要的，引导就是美国人比尔.布莱克丝发明了木质手摇洗衣机。这也敦促洗衣机的改革行程开始飞速发展。这种主要用木头制造的洗衣机结构也是很简单，原理是用手柄转动齿轮，齿轮带动木桶内的搅拌叶片旋转，叶片不断搅拌衣服来回翻滚就达到了洗净衣物的目的。19 世纪末期有人发明了一种带手柄的八角形的洗衣机，这种洗衣机可以加入热的肥皂水，衣服洗涤后，液体滚动装置会使衣服干燥。2. 1880 年，蒸汽机出现了，有人在美国发明了蒸汽动力的洗衣机，从此人力就被机器取代了。当时蒸汽洗衣机和现代蒸汽洗衣机的道理相似，都是为了深层洁净衣服的目的，
19、当小量的水变成蒸汽，通过高温分解衣服上面的污渍。蒸汽洗衣机后，液压洗衣机，内燃机洗衣机也出现了。洗衣机主要由洗衣桶，电源和与船相连的部件组成。洗衣机有入口孔和出口孔，衣物入口孔和密封盖。洗衣机外壳设有电源，通过连接部件与船体整体连接由于不需要电力，只有天然河水才能洗衣服，同时节省时间可以减轻负担的家务，通常被船民广泛使用。3. 在 1911 年，还是在美国，第一台电动洗衣机试生产成功。这种洗衣机的洗涤桶是靠发电机带动的，还可以加入肥皂在里面。在搅拌叶片的作用下，衣服在肥皂水中前后强力滚动，达到洁净的目的。这款电动洗衣机的出现人类家庭劳动自动化的开始的一个里程碑。4. Bendex 航空公司的第
20、一台前置滚筒洗衣机在 1932 年的美国研发成功，其洗涤，冲洗，脱水等步骤在同一个滚筒中完成，这款洗衣机的出现意味着电动洗衣机的发展向前迈出了一大步。直到今天，滚筒洗衣机在世界上仍然广泛应用。5. 第一台 “前置”型全自动洗衣机在 1937 年问世，衣物中装满水的洗衣槽保持上下滚动去除污垢。到 40 年代，现在我们现在普遍的现代型号的上置式自动洗衣机也出现了。在此期间，工业化正在加速世界各国正在开发洗衣机的发展。同样在 1937 年，英国开发并5引进了一台喷射式洗衣机，它是由气缸侧的运动波由强烈的涡流产生的，使衣物和洗涤液体在管中连续滚动洗涤衣服。6. 日本在 1955 年引进了英式喷射式洗衣
21、机，并在此基础上开发出一款受欢迎的波轮洗衣机。洗衣机在桶底部有一个圆盘轮，有凸筋。由滑轮驱动，水桶的水流形成涡流的正负旋转，导致衣物随着旋转，滚动，衣服与衣物之间的壁与桶之间的水分相互接触，洗涤剂的作用去污冲洗。从这以后，波轮、滚筒、搅拌式开始全面占领市场，三足鼎立。电机技术发展到 90 年代已经发生地覆天翻的变化，日本人发明的洗衣机不再用减速器和皮带传动机构，而是可以直接用电机驱动洗衣机，电机可以变频从而改变转速。之后，随着科技的进一步发展，洗衣机已经成了大家生活中最平常的产物。我相信伴随着科技的进一步发展，可以生产出来更方便人们使用的洗衣机，科技的变革必将会给我们的生活带来新的方法。 【4
22、】1.4、 洗衣机的现状和发展趋势家用自动洗衣机正处于改革时代，是脱颖而出的首款新型家电。 1978 年，全国产量仅为400 台，1979 年达到 180 万台，1980 年产量增至 24.5 万台。到 1984 年，全国产量为 588 万台，产量居世界前茅。在此期间，我们自主研发的单、双桶波轮式洗衣机，生产企业也是以国有和集体企业为主要产品品种和质量水平，国际水平差异很大。 随着国家开放和改革的进程进一步加快，从而推动了家用全自动洗衣机发展行业的快速发展。到 1985 年至 1986 年，达到了前所未有的规模，几乎所有的专业工厂都引进了国外的技术。那时候，日本技术是中国引进的主要对象，其中松
23、下，东芝，三洋，夏普，日立等技术都是主要厂商的引进。通过引进技术和生产设备，大大加快了行业发展的步伐，产品品种和质量大大提高。 1988 年，全国总产值突破 1000 万台，1989 年达到 1047 万台。此时，双筒洗衣机仍占领着国内洗衣机的市场，套桶洗衣机就在这时悄悄进入国内市场，但是只有一家公司在生产滚动洗衣机，市场占有率很低。时间转眼到了 1990 年，除了西藏的企业外，国内的洗衣机行业已发展到空前的规模，全国有接近 60 家专业的洗衣机生产厂房，企业数量和生产洗衣机的数量都是世界第一，但是质量却只有国外 10 年前的水平。在 AWE 2017 年，包括海尔，CasaDi，美的，小天鹅
24、，贝弗利，三星，LG，西门子，博世，松下，日立，夏普，惠而浦等中外洗衣机品牌一路走来都是走在新产品的前沿。高端，频率大，容量大，智能化仍是主要洗衣机技术发展的主旋律。与过去相比，企业将专注于洗衣机产品本6身，洗衣机公司更加关心用户在不同场景下洗衣服的用户需求，并尝试通过各种技术并设计，追求终极的用户体验是本届 AWE 的一个突出现象。分类洗：越来越多的洗衣机用户随着生活水平的不断上升，开始提出对内、外衣物“分类洗” ，对小量衣物“随时洗”的要求。各家企业也是关注到了用户的需求，洗衣机企业纷纷研发出各类多系统组合的创新结构洗衣机。滚筒、波轮或双滚筒“二合一”型曾在上届 AWE 令人眼前一亮上的洗
25、衣机在本届 AWE 上可以说是随处可见，甚至还出现了“三合一”型洗衣机。智慧洗：现在基本所有企业都在推出带有各种智能功能的洗衣机。但是，不同品牌智能洗衣机的“聪明”程度并不相同。虽然，不少品牌洗衣机的智能功能依然局限于 wifi 连接功能及通过手机 APP 进行远程控制、查看，它们具备智能感知功能并通过大数据具备一定的学习、判断能力，可根据检测到的数据主动调整洗涤程序或者进行控制。健朗洗：在人们愈发关注健康的今天，洗衣机除菌及洗衣机本身自清洁问题愈发受到重视。带有杀菌功能、自清洁功能或者可以进行清洁提示的洗衣机非常多见。安静洗：很多企业采用 BLDC 无刷变频电机，既高效又静音。这也是很多洗衣
26、机企业一直以来的追求。专门洗：随着传统洗衣机的普及，市场趋于饱和，次级市场需求越来越受到关注母婴洗衣机一直是洗衣机年轻母亲偏好的重要市场部分，时尚设计可爱;用四大抗菌魔法，让宝宝远离细菌;特殊污渍清洗程序，易于解决各种污渍。品种多样化：品种多样化的洗衣机满足了不同偏好的消费者的需求，可以选择滚筒。波轮不同形式的洗衣机，也可以选择不同价位不同功能洗衣机，而且已经有的厂商生产出不需要洗涤剂的洗衣机，还有一些厂商研发出小型迷你洗衣机，可以旅行时携带，小到可以在出外旅行的时候随身携带，甚至有的厂家研制出可以远程控制的洗衣机，有的国家还正在研究新的洗涤机理的洗衣机，例如超声波式、电磁式、高温泡沫式、真空式、喷射式等，并取得了一些成功，但距离实现定型批量生产还得努力。 【1】第 2 章 总体方案设计2.1、 设计任务根据毕业设计任务书，我要设计一种子母双筒洗衣机的机械结构，大桶最大洗衣质量大概为 6kg，小桶最大洗衣质量大致为 2kg。大小两桶可同时使用，也可单独使用，主要设计子母双
