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1、波轮式全自动洗衣机机电系统设计一、设计任务设计一种波轮式全自动洗衣机的机电系统，要求最大洗衣质量为3.8kg，内桶直径为400mm，洗衣转速约为140200rmin，脱水转速约为700800rmin。要求具有自动调节水位、根据衣服种类设定洗涤模式、自动进水、排水与自动脱水等功能。二、波轮式全自动洗衣机的总体结构目前在我国生产的洗衣机中，波轮式洗衣机占了80以上。早期生产的波轮式洗衣机波轮较小，直径都在165185mm之间，转速为320500rmin。现在基本都是大波轮洗衣机，其中又以碟形波轮应用最广，波轮直径约为300mm，转速约为120300rmin。一般来说，波轮式全自动洗衣机具有洗涤、脱
2、水、水位自动控制，以及根据不同衣物选择洗涤方式与洗涤时间等基本功能，其结构主要由洗涤与脱水系统、进排水系统、电动机与传动系统、电气控制系统、支承机构等5大部分组成，如图所示。三、进水、排水系统全自动洗衣机的进、排水系统主要由进水电磁阀、排水电磁阀与水位开关等组成。1.水位开关水位开关又称压力开关。洗衣机洗涤桶进水时的水位与洗涤桶排水时的状况是由压力开关检测的。当洗衣机工作在洗绦或漂洗程序时，若桶内无水或水量不够，压力开关则发出供水信号。当水位达到设定位置时，压力开关将发出关闭水源的信号。微电脑全自动洗衣机工作在排水程序时，若排水系统有故障，水位开关则发出排水系统受阻信号。(1)结构波轮式全自动
3、洗衣机上使用最多的水位开关是空气压力式，其结构如图所示。这类压力开关按其功能可大致分为气压传感装置、控制装置及触点开关三部分。气压传感装置由气室11、橡胶膜10、塑料盘9、顶心6等组成;控制装置由压力弹簧4、导套2、调压螺钉3、杠杆l与凸轮5等组成;触点开关由动簧片8、开关小弹簧7、动静触点组成，其中公共触点COM与常闭触点NC组成动断触点，公共触点COM与常开触点ON组成动合触点。动簧片8是由铍青铜板制成，其结构如图3所示。在内动簧片与外动簧片的a、b点安装一个小弹簧，即图2中的开关小弹簧7。c点为内动簧片的力驱动点，位于顶心与塑料盘的轴心线上。(2)工作原理当水注入内桶时，气室很快被封闭。
4、随着水位上升，封闭在气室内的空气压力也不断提高，压力经软管12传到水位开关气室11，水位开关气室内的空气压力向上推动橡胶膜10与塑料盘9，推动动簧片8中的内动簧片向上移动，压力弹簧4被压缩。当注水到了选定水位时，此时内动簧片移动到预定的力平衡位置，开关小弹簧7将拉动外动簧片，并产生一个向下的推力，使开关的常闭触点NC与公共触点COM迅速断开，常开触点NO与公共触点COM闭合，从而发出关闭水源信号。排水时，当水位下降到规定的复位水位时，水位产生的压力减小，压力弹簧4回复伸长，推动顶心6，使动簧片8中的内动簧片向下移动，当移动到预定的力平稳位置时，开关小弹簧7对外动簧片产生一个向上的推力，使开关的
5、常开触点N0与公共触点COM迅速断开，常5闭触点NC与公共触电C0M闭合，从而改变控制电路的通断。2.进水电磁阀(1)结构进水电磁阀也称为进水阀或注水阀，其结构如图4所示。(2)工作原理电磁阀线圈4断电时，铁心6在自重与小弹簧5作用下下压，使铁心6下端的小橡胶塞7堵住泄压孔B，此时如果有水进入进水腔I，水便由加压孔A进入控制腔，使控制腔内水压逐渐增大，最终使橡胶阀9紧压在出水管的上端口上，将阀关闭。同时因铁心6上面空间与控制腔相通，控制腔内水压的增大还会使铁心6上面空间气体压强增大导致橡胶阀9更紧地压在泄压孔B上，增加了阀关闭的可靠性。当进水电磁阀线罔4通电后，产生的电磁吸力将铁心6向上吸起，
6、泄压孔B被打开。控制腔内的水迅速从泄压孔B中流入出水管，同时经加压孔A流人控制腔的水又进行补充。但由于加压孔A比泄压孔B小，使控制腔内的压力迅速下降。当控制腔中的水压降到低于进水腔I水压时，橡胶阀9被进水腔I中的水向上推开，水从进水腔直接进入出水管，进而流人盛水桶。水到位后，由水位开关切断进水电磁阀线圈4的电源，进水阀重新关闭。3.排水电磁阀排水电磁阀由电磁铁与排水阀组成，如图5所示。电磁铁与排水阀是两个独立的部件，两者之间以电磁铁拉杆联接起来。(1) 结构 排水阀是由排水阀座1、橡胶阀2、内外弹簧3与4、导套5与阀盖6等组成。排水阀门采用橡胶材料制成，内有一个由硬质塑料制作的导套5。导套5内
7、装有内弹簧3，它一端卡在导套左边槽口，另一端钩挂在电磁铁拉杆7上，内弹簧3处于拉紧状态。在导套5外装有一个外弹簧4，它的刚度比内弹簧3小,它的一端与阀盖6接触另一端与导套5的基座接触外弹簧4处在压缩变形状态。电磁铁有交流与直流两种，机械式全自动洗衣机一般采用交流电磁铁，而电脑式全自动洗衣机一般采用直流电磁铁。交流电磁铁的主要技术参数如表1所示，直流电磁铁的主要技术参数如表2所示。 (2) 工作原理洗衣机处在进水与洗涤时，排水阀处于关闭状态。此时主要由外弹簧4把橡胶阀2紧压在排水阀座1的底部。排水时，排水电磁铁通电工作，衔铁13被吸入，牵动电磁铁拉杆7。由于拉杆7位移，在它上面的挡套16拨动制动
8、装置的刹车扭簧伸出端17，使制动装置处于非制动状态(脱水状态)。另一方面随着电磁铁拉杆7的左端离开导套5，外弹簧4被压缩，使排水阀门打开正常排水时，橡胶阀2离开排水阀座l密封面的距离应不小于8mm，排水电磁铁的牵引力约为40N。四、传动系统的结构及其工作原理传动系统主要由电动机、减速离台器组成。套桶式全自动洗衣机使用一台电动机来完成洗涤与脱水工作。洗涤时，波轮转速较低(140200r/min)；而脱水时，脱水桶转速较高(约800rmin)。因此，要对电动机1370rmin的输出转速进行减速处理，以适应两项工作的不同要求，这主要由洗衣机的传动系统来完成，传动系统的工作示意如图6所示。1.电动机的
9、技术参数电动机是整个洗衣机工作的动力来源。我国现阶段生产的套桶式洗衣机大多采用的是电容运转式电动机，产品遵循中华人民共与国机械行业标准JBT3758-1996家用洗衣机用电动机通用技术条11件。目前常用的电容运转式电动机技术参数如表3所示.2.减速离合器的结构与工作原理早期设计的小波轮全自动洗农机的离合器没有减速功能，故洗涤与脱水转速相同。新型大波轮全自动洗衣机的离合器都具有洗涤减速功能，称为减速离合器，其种类很多，但主要结构与工作原理基本相同。目前应用最为广泛的有两种：单向轴承式减速离合器与带制动式减速离合器。(1)单向轴承式减速离合器1)基本结构离合器主要结构如图7(1)(2)所示。离合器
10、中部有两根轴：输入轴l与脱水轴l8。输人轴1的下端加工成四方形，与之相配的带轮3与离合套20的内孔也是方形。离合套20与带轮3被螺母2固定在输人轴1上，由于方轴与方孔的紧密配合，从而带轮3、输入轴I与离合套20联成了一体。输入轴1图7(1)的上端加工成齿形花键，与行星减速器的中心轮内孔配合联接。输入轴l的外部是脱水轴18。在衣服洗涤时，脱水轴静止不转；而洗涤结束后，脱水轴应将带轮3的高转速直接传递给脱水桶，完成脱水功能。这种转换功能是由方丝离合弹簧4完成的。方丝离合弹簧的形状呈锥形，上端几圈的直径比下端略小一些。由于脱水轴18与离合套20的外径比方丝离合弹簧的内径略大，在自由状态时，方丝离合弹
11、簧就抱紧在离合套20与脱水轴18的外壁上。当带轮带动离合套向弹簧旋紧方向旋转时，通过方丝离合弹簧就将带轮3的转动由离合套20传递到脱水轴18，这就是“合”时的脱水状态。在洗涤时，可以将方丝离合弹簧向反方向旋松，使其内径变大，从而与离合套20脱离接触，这就是“离”时的洗涤状态。实现弹簧旋松的机构是棘轮棘爪装置，图8是其工作原理简图。方丝离合弹簧下端的弹簧卡2卡在棘轮3的内槽中，通过棘爪5的摆动使棘轮3转动，从而带动方丝离合弹簧向旋松方向转动。图7中的8是单向滚针轴承部件，它的内圈与脱水轴18相接触，它的外圈与齿轮轴承座过盈配合成一体，齿轮轴承座嵌在支撑架19中，支撑架用螺栓与离合器外罩14固定在
12、一起。在单向滚针轴承8的作用下，脱水轴l8只能向一个方向自由旋转。单向滚针轴承是滚针轴承产品领域中一种科技含量较高的产品，其结构紧凑，径向截面小。因为其外圈工作面是楔形所以只允许一个方向的转动可以起到单向离合器的作用。洗衣机单向滚针离合器的工作原理如图所示，它由带楔形面的外圈7以及利用保持架3隔开的一系列滚针6组成，轴承直接套在脱水轴5上。当脱水轴5顺时针转动时，滚针落入楔形槽的大端中，此时脱水轴可顺时针转动；而当脱水轴逆时针转动时，滚针则卡紧在楔彤槽的小端处，这时脱水轴将无法转动。在图7中，刹车装置外罩9、刹车扭簧lO、刹车带15、刹车盘16与十宁轴套17等组成了脱水轴18的刹车装置。十字轴
13、套17用两颗紧定螺钉与脱水轴18固定在一起，刹车盘16又与十字轴套17用螺栓固定在一起，所以刹车盘16与脱水轴18联成了一体。刹车装置外罩9安装在脱水轴18上，为间隙配合，它对脱水轴的作用由刹车扭簧10控制。刹车扭簧10套装在刹车装置外罩9的外圆上，其下端固定在离合器外罩上，它的上端则嵌在拉杆21的一个方孔中，由排水电磁铁带动拉杆控制其状态。洗涤时，排水电磁铁断电，刹车扭簧处于自由旋紧的状态。当脱水轴18顺时针旋转时，由于刚性刹车带15紧紧抱住刹车盘16，而其一端又卡在刹车装置外罩9的方槽中，所以刹车盘、刹车带以及刹车装置外罩9都将一起顺时针旋转。刹车装置外罩9在顺时针旋转过程中，刹车扭簧10
14、将被迅速旋紧，强大的摩擦力使刹车装置外罩9无法动作，此时刹车带15与刹车盘16将发生剧烈摩擦，对脱水轴18产生制动作用，防止脱水桶产生跟转现象。在脱水时，排水阀通电，排水电磁铁带动拉杆使刹车扭簧处于放松状态。由于刹车装置外罩9在顺时针旋转过程中，与旋松的刹车扭簧之间可以自由滑动，刹车不起作用，因此刹车装置外罩9、刹车盘16、刹车带15都将与脱水轴18一起高速旋转，完成脱水功能。行星减速器结构如图10所示。减速器外罩8与减速器底盖10用螺钉紧固在一起，再安装在法兰盘12上，法兰盘12与脱水轴2通过锁紧块13固定在一起，因为法兰盘12与脱水桶相联接，所以减速器外罩8、减速器底盖10、法兰盘12与脱
15、水桶成一整体。减速器底盖10有上、下两个止口，从而保证了减速器与脱水轴2安装时的同心度。对行星减速器来说，输入轴1是动力的传入轴，其花键端插人中心轮l1的内孔中。行星轮4其有4个，与中心轮11以及内齿圈6相啮合。内齿圈6通过其圆周槽卡在减速器底盖10上，与之联成一体。行星轮通过销轴5安装在行星架7上，当行星轮绕中心轮公转时，将带动行星架一起旋转。波轮轴9两端都加工成齿形花键，其下端与行星架7联接，上端与波轮相联，从而使波轮以低速旋转洗涤衣物。2)工作原理脱水状态减速离合器脱水时的状态及装配戈系如图11所示，脱水状态下，排水电磁铁通电吸合，牵引拉杆移动约13mm，使排水阀开启。拉杆在带动阀门开启
16、的同时，一方面拨动旋松刹车弹簧，使其松开刹车装置外罩，这时刹车盘随脱水轴5一起转动，刹车不起作用；另一方面又推动拨叉旋转，致使棘爪18脱开棘轮4，棘轮被放松，方丝离合弹簧3在自身的作用力下回到自由旋紧状态，这时也就抱紧了离合套2。大带轮l在脱水时是顺时针旋转的，由于摩擦力的作用，方丝离合弹簧3将会越抱越紧。这样脱水轴5就与离合套2联在一起，跟随大带轮1一起做高速运转。由于此时脱水轴5做顺时针运动，与单向滚针轴承7的运动方向一致，因此单向滚针轴承7对它的运动无限制。由于脱水轴5通过锁紧块与法兰盘9联接，而内桶12与行星减速器10均固定在法兰盘9上，所以脱水轴5带动内桶12以及减速器内齿圈的转速，
17、与输入轴带动减速器中心轮的转速相同，这样致使行星轮无法自转而只能公转，从而行星架的转速与脱水轴是一样的，即波轮与脱水桶以等速旋转，保证了脱水桶内的衣物不会发生拉伤。脱水状态传动路线是：电动机小带轮大带轮l输入轴6离合套2方丝离合弹簧3脱水轴5法兰盘9内桶12。由于电动机输出转速只经带轮一级减速所以内桶转速较高，约680800rmin。洗涤状态如图12所示，洗涤状态下，排水电磁铁断电，排水阀关闭，拉杆复位。这时刹车扭簧16被恢复到自然旋紧状态，扭簧抱紧刹车装置外罩，刹车装置8起作用；同时拨叉回转复位，棘爪18伸入棘轮4，将棘轮拨过一个角度，方丝离合弹簧3被旋松，其下端与离台套2脱离，这时离合套只
18、是随输入轴空转。大带轮1带动输入轴6转动，经行星减速器减速后，带动波轮轴11转动，实现洗涤功能。输入轴至波轮轴的传动称为二级减速，其工作过程为：输人轴通过中心轮驱动行星轮，行星轮既绕自己的轴自转又沿着内齿圈绕输人轴公转，因为行星轮固定在行星架上，所以行星轮的公转21 也将带动行星架转动；行星架以花键孔与波轮轴下端的花键相联接，带动波轮轴与波轮转动。行星减速器的减速比i计算公式为：i=1+内齿圈齿数中心轮齿数。洗涤状态传动路线是：电动机小带轮大带轮l输入轴6中心轮行星轮行星架波轮轴11波轮。其间，电动机输出转速经带轮一级减速后，再经减速比约为4的行星减速器减速，所以转速约为140200rmin。
19、对于洗衣机传动系统三种工作情况，各零部件工作状态如表所示。内桶跟转现象的解决洗涤时防止内桶出现跟转是设计中一个非常重要的问题。洗涤时，波轮将传动力矩传递给水与洗涤物，而转动的水与洗涤物又将转矩传递给内桶。因此，内桶如果不固定或固定不可靠，就要随之转动，这就是跟转现象。洗涤时，内桶跟转现象将减弱洗涤效果并对洗衣机不利，所以要防止内桶出现跟转。因为内桶与脱水轴是连成一体的，所以只要将脱水轴可靠固定，就可使内桶不跟转。为此除了刹车装置外，在脱水轴上还安装有单向滚针轴承，其工作原理如图9所示。当波轮逆时针方向旋转时，内桶有逆时针方向跟转的倾向，这时与内桶成一体的脱水轴被单向滚针轴承卡住，不能转动，所以
20、内桶也就不能转动。但在波轮顺时针力向转动时，单向滚针轴承允许转动的方向与之致，所以对脱水桶没有制动作用。当波轮顺时针方向转动时，内桶有顺时针方向跟转的倾向，这时自然状态的刹车扭簧将被旋紧，紧紧抱住刹车装置外罩的轴端，相互之间产生足够的摩擦力使两者成为一整体。刹车装置外罩的顺时针旋转摩擦力将刹车带拉紧，刹车带对刹车盘转动产生摩擦阻力，这样就阻止了内桶跟转。刹车装置工作原理如图13所示。综合所述，当波轮逆时针转动时，依靠单向滚针轴承来防止内桶跟转；当波轮顺时针方向转动时，依靠刹车装置来防止内桶跟转。脱水过程中突然打开洗衣机上盖，排水电磁铁失电，方丝离合弹簧恢复到洗涤状态，由于脱水是顺时针旋转，刹车
21、扭簧将抱紧，刹车装置起作用，刹车带将使内桶迅速制动。1方案设计波轮式全自动洗衣机的整个传动系统基本上与套筒同轴布置，电动机则偏置一边。为保持平衡，可将排水系统与电动机对称布置，必要时也可加平衡块。根据设计任务中给出的内桶直径为400mm，则外桶直径约为470mm，电动机轴与传动轴之间中心距只能为150mm左右。传动系统主要由电动机、减速离台器组成。波轮式全自动洗衣机使用一台电动机来完成洗涤与脱水工作。洗衣转速为180r/min，脱水转速为750r/min。因此，要对电动机的转速进行减速处理，以适应两项工作的不同要求，这主要由洗衣机的传动系统来完成，传动系统的工作示意如图10所示。图10 传统系
22、统工作示意图2电动机选用电动机是整个洗衣机工作的动力来源。我国现阶段生产的波轮式洗衣机大多采用的是电容式电动机，产品遵循中华人民共与国机械行业标准JBT3758-1996家用洗衣机用电动机通用技术条件。目前，洗衣机的洗衣量、电动机功率、内桶直径等基本参数，大多数企业是通过实验进行设计选用的。表1是常用波轮式全自动洗衣机的基本参数情况。表1 常用波轮式全自动洗衣机的基本参数根据设计任务要求，最大洗衣量为3.8kg，参照图2选用电动机功率为180w，电动机满载时转速为1370rmin。3带传动设计V带传动允许的传动比较大，结构较紧凑。在同样的张力下，V带传动较平带传动能产生更大的摩擦力，所以选用V
23、带作为第一级降速。一级传动比为： i=n1n2=1370750=1.83（1）确定计算功率Pca。所以 Pca=KA*P=0.18Kw（2）选择带型表2 普通V带选型根据小带轮转速为1370r/min，以及计算功率Pca为0.18 kW，参照表2，选取普通V带Z型。 （3）带轮的基准直径dd1与dd2 根据表3，Z型普通V带的最小基准直径查表为50mm，初选小带轮的基准直径dd1，选取dd1=563mm，按表4圆整为dd2=100mm。表3 V带轮最小基准直径表4 V带轮的基准直径系列（4）验算带的速度v=dd1n160*1000=*56*137060*1000=4.02m/s一般地，普通V带
24、的最大带速Vmax=2530ms，故满足要求。 （5）确定中心距a与选择带的基准长度Ld根据，得到109.2a0120（7）带的根数查表5、表6、表7与表8，确定长度系数KL、包角系数K、单根V带基本额定功率P、单根V带额定功率增量。取KL=0.94、K=0.95、P0=0.16kW、P0=0.02kW。 表6 包角系数K表7 单根普通V带的基本额定功率P0表8 单根普通V带额定功率的增量z=Pca(P0+P0)KKL=0.180.16+0.02*0.95*0.94=1.11选取z=1（8）带的预紧力F0V带单位长度的质量q。查表9得q=0.06kgm。单根V带所需的预紧力为：F0=500Pc
25、azv2.5K-1+qv2 =500*0.181*4.022.50.95-1+0.06*4.022 =37.5N表9 V带单位长度的质量（9）带传动作用在轴上的力FL：FL=2F0zsin12=2*37.5*1*sin162.72=74.1N(10) 带轮的设计： 带轮宽B=（z-1）e*2f 轮螬数z=1 查表取z型槽 f=7，则B=2f=14mm 小带轮bd=8.5mm 打带轮bd4传动轴设计（1）材料：45#钢（2）转矩的计算P=180W，n=750r/min=12.5r/s ，T=P0n=180*97%12.5=13.968 Nm(3)查表可知45#钢的抗扭强度40MPa. 计算输入轴
26、尺寸dmin=35T=35*13.968Nm40MPa=12.04mm取d0=12mm.计算脱水轴尺寸D=35T-311-(d0d)4d=D (=0.50.6)脱水轴内径d=13mm,外径D=25mm.5行星减速器设计已知洗衣转速为180rmin，脱水转速为750rmin。由于脱水时行星减速器中心轮与内齿圈顺时针等速旋转，故中心轮与行星架的传动比为l，波轮与内桶顺时针等速旋转，因此由洗涤状态来进行行星减速器的设计计算。（1）洗涤状态传动比洗涤输入轴与波轮的传动比为：iBAx=750180=（2）初选中心轮与内齿圈齿数洗涤时中心轮旋转，内齿圈静止，中心轮与行星架的传动比按以下公式计算： 初选中心
27、轮齿数ZA=19，则计算得内齿圈齿数ZB=61。 （3）计算行星轮齿数 由于洗衣机工作扭矩不大，选择齿轮模数为1mm，如选4个行星轮对称布置，则可计算出行星齿轮齿数为： 取 调整内齿圈齿数 中心轮与行星架的实际传动比 洗衣转速为 最终确定中心轮齿数ZA为19，内齿圈齿数ZB为61，行星齿轮齿数Zx为21，实际传动比iBAX为4017，洗衣转速为l80 r/min。6棘爪与棘轮机构直接选用8根据输入轴、脱水轴尺寸选择相应轴承、设计相应套筒。图2-1 自动洗衣机的组成简图 第四章 传动系统的方案设计传动方案的分析与拟定1）对传动方案的要求 合理的传动方案，首先应满足工作机的功能要求，还要满足工作可
28、靠、传动精度高、体积小、结构简单、尺寸紧凑、重量轻、成本低、工艺性好、使用与维护方便等要求。2）拟定传动方案任何一个方案，要满足上述所有要求是十分困难的，要统筹兼顾，满足最主要的与最基本的要求。例如图1-1所示为作者拟定的传动方案，适于在恶劣环境下长期连续工作。图4-1 周转轮系a-中心轮；g-行星轮；b-内齿圈；H-行星架行星齿轮传动的几何尺寸与啮合参数计算按齿根弯曲强度初算齿轮模数m齿轮模数m的初算公式为m=式中 算数系数，对于直齿轮传动； 啮合齿轮副中小齿轮的名义转矩，N*m ； =/=9549/n=95491600=0.2984N*m 使用系数，由参考文献二表67查得=1； 综合系数，
29、由参考文献二表65查得=2； 计算弯曲强度的行星轮间载荷分布不均匀系数，由参考文献二公式65得； 小齿轮齿形系数，图622可得；， 齿轮副中小齿轮齿数，=15； 试验齿轮弯曲疲劳极限，按由参考文献二图6-266-30 选取=120所以 m=取1）分度圆直径d=m*mm=m*mm=m*mm2) 齿顶圆直径 齿顶高：外啮合=内啮合 =（-） =+2mm=+2mm=-2mm 3) 齿根圆直径 齿根高=（+）*m=1.25m=1=-2mm=-2mm=+2mm 4）齿宽b选取=1=*=1mm=mmmm5) 中心距a 对于不变位或高变位的啮合传动，因其节圆与分度圆相重合，则啮合齿轮副的中心距为： 1、ag
30、为外啮合齿轮副=m/2(+/2(19+21)=10mm 2、bg为内啮合齿轮副=m/2(+/2(61-21)=10mm中心轮a行星轮g内齿圈b模数m齿数z192161分度圆直径d齿顶圆直径齿根圆直径齿宽高b中心距a=10mm =10mm （四）行星齿轮传动强度计算及校核1、行星齿轮弯曲强度计算及校核（1）选择齿轮材料及精度等级中心轮a选选用45钢正火，硬度为162217HBS，选8级精度，要求齿面粗糙度行星轮g、内齿圈b选用聚甲醛（一般机械结构零件，硬度大，强度、钢性、韧性等性能突出，吸水性小，尺寸稳定，可用作齿轮、凸轮、轴承材料）选8级精度，要求齿面粗糙度。（2）转矩 =/=9549/n=9
31、549N*mm；（3）按齿根弯曲疲劳强度校核如【】则校核合格。（4）齿形系数查表得，；（5）应力修正系数查表得，；（6）许用弯曲应力=180MPa，=160 MPa ；=1； 可得 =*/=180/1.3=138 MPa =*/=160/1.3=123.077 MPa=2K/b*=(2572.19)8 Mpa =138 MPa=*/8查参考文献二表611可得 所以 3、有关系数与接触疲劳极限（1）使用系数查表选取=1（2）动载荷系数查表可得（3）齿向载荷分布系数对于接触情况良好的齿轮副可取=1（4）齿间载荷分配系数、 =1.1 =（5）行星轮间载荷分配不均匀系数（-1）=1.5 （-1）（）（
32、6）节点区域系数（7）弹性系数（8）重合度系数（9）螺旋角系数 =1（10）试验齿的接触疲劳极限=520Mpa（11）最小安全系数、=2（12）接触强度计算的寿命系数（13）润滑油膜影响系数、（14）齿面工作硬化系数（15）接触强度计算的尺寸系数 =1所以 =1=2.95 所以 齿面接触校核合格（五）行星齿轮传动的受力分析在行星齿轮传动中由于其行星轮的数目通常大于1，即1,且均匀对称地分布于中心轮之间；所以在2HK型行星传动中，各基本构件（中心轮a、b与转臂H）对传动主轴上的轴承所作用的总径向力等于零。因此，为了简便起见，本设计在行星齿轮传动的受力分析图中均未绘出各构件的径向力，且用一条垂直线
33、表示一个构件，同时用符号F代表切向力。为了分析各构件所受力的切向力F，提出如下三点：在转矩的作用下，行星齿轮传动中各构件均处于平衡状态，因此，构件间的作用力应等于反作用力。如果在某一构件上作用有三个平行力，则中间的力与两边的力的方向应相反。为了求得构件上两个平行力的比值，则应研究它们对第三个力的作用点的力矩。在2HK型行星齿轮传动中，其受力分析图是由运动的输入件开始，然后依次确定各构件上所受的作用力与转矩。对于直齿圆柱齿轮的啮合齿轮副只需绘出切向力F，如图13所示。由于在输入件中心轮a上受有个行星轮g同时施加的作用力与输入转矩的作用。当行星轮数目2时，各个行星轮上的载荷均匀，（或采用载荷分配不
34、均匀系数进行补偿）因此，只需要分析与计算其中的一套即可。在此首先确定输入件中心轮a在每一套中（即在每个功率分流上）所承受的输入转矩为 (a) (b) 图5-2传动简图（a）传动简图 (b)构件的受力分析按照上述提示进行受力分析计算，则可得行星轮g作用于中心轮a的切向力为 =2000/=2000/=2000N而行星轮g上所受的三个切向力为中心轮a作用与行星轮g的切向力为=-=-2000/=-N内齿轮作用于行星轮g的切向力为=-2000/=-N转臂H作用于行星轮g的切向力为=-2=-4000/=-N转臂H上所的作用力为=-2=-4000/N转臂H上所的力矩为 =-4000/*=-4000 N*m
35、在内齿轮b上所受的切向力为=-=2000/=N在内齿轮b上所受的力矩为=/2000=/3 N*m式中 中心轮a的节圆直径， 内齿轮b的节圆直径， 转臂H的回转半径，根据参考文献二式（637）得-/=1/=1/1-=1/1+P转臂H的转矩为=-*（1+P）（）N*m 仿上-/=1/=1/1-=p/1+P内齿轮b所传递的转矩，=-p/1+p*( N*m（六）行星齿轮传动的均载机构及浮动量行星齿轮传动具有结构紧凑、质量小、体积小、承载能力大等优点。这些是由于在其结构上采用了多个（2）行星轮的传动方式，充分利用了同心轴齿轮之间的空间，使用了多个行星轮来分担载荷，形成功率分流，并合理地采用了内啮合传动；
36、从而，才使其具备了上述的许多优点。（七）轮间载荷分布均匀的措施为了使行星轮间载荷分布均匀，起初，人们只努力提高齿轮的加工精度，从而使得行星轮传动的制造与转配变得比较困难。后来通过实践采取了对行星齿轮传动的基本构件径向不加限制的专门措施与其他可进行自动调位的方法，即采用各种机械式的均载机构，以达到各行星轮间载荷分布均匀的目的。从而，有效地降低了行星齿轮传动的制造精度与较容易转配，且使行星齿轮传动输入功率能通过所有的行星轮进行传递，即可进行功率分流。在选用行星齿轮传动均载机构时，根据该机构的功用与工作情况，应对其提出如下几点要求：（）载机构在结构上应组成静定系统，能较好地补偿制造与转配误差及零件的
37、变形，且使载荷分布不均匀系数值最小。（）均载机构的补偿动作要可靠、均载效果要好。为此，应使均载构件上所受力的较大，因为，作用力大才能使其动作灵敏、准确。（）在均载过程中，均载构件应能以较小的自动调整位移量补偿行星齿轮传动存在的制造误差。（）均载机构应制造容易，结构简单、紧凑、布置方便，不得影响到行星齿轮传动性能。均载机构本身的摩擦损失应尽量小，效率要高。（）均载机构应具有一定的缓冲与减振性能；至少不应增加行星齿轮传动的振动与噪声。为了使行星轮间载荷分布均匀，有多种多样的均载方法。对于主要靠机械的方法来实现均载的系统，其结构类型可分为两种：1、静定系统该系统的均载原理是通过系统中附加的自由度来实
38、现均载的。2、静不定系统均载机构：1、基本构件浮动的均载机构(1) 中心轮a浮动 （2）内齿轮b浮动 （3）转臂H浮动 （4）中心轮a与转臂H同时浮动 （5）中心轮a与内齿轮b同时浮动 （6）组成静定结构的浮动2、杠杆联动均载机构本次所设计行星齿轮是静定系统，基本构件中心轮a浮动的均载机构。 第六章 行星轮架与输出轴间齿轮传动的设计轮材料及精度等级行星轮架内齿圈选用45钢调质，硬度为220250HBS，齿轮轴选用45钢正火，硬度为170210HBS，选用8级精度，要求齿面粗糙度。行星轮系减速器齿轮输出轴的设计1、选择轴的材料，确定许用应力由已知条件： 齿轮轴选用45钢正火,由参考文献四表144
39、查得强度极限=600MPa,再由表142得许用弯曲应力=55MPa2、按扭转强度估算轴径=Pkw根据参考文献四表141 得C=118107。又由式142得 d3、确定各轴段的直径轴段1(外端)直径最少考虑到轴在整个减速离合器中的安装所必须满足的条件，初定：=12mm,=11.3mm, = =12mm。4、确定各轴段的长度齿轮轮廓宽度为mm,为保证达到轴于行星齿轮安装的技术要求及轴在整个减速离合器中所必须满足的安装条件，初定：L=136.5mm, =19.2mm, =1.1mm, =74.5mm, =1.5mm, =15.8mm, =1.2mm, 。六、控制系统设计本次使用得是与8051单片机兼
40、容的AT89C51芯片来实现对波轮式全自动洗衣机的控制。设计系统方框图如图所示。单片机控制系统电机控制电路按键控制电路进水阀控制电路报警电路排水阀控制电路1. 全自动洗衣机的功能要求洗衣机的工作流程由进水，洗衣，排水，与脱水四个过程组成。全自动洗衣机中，这四个过程可做到全自动依次运行，直至洗衣结束。全自动洗衣机控制要求能实现“正常运行”与“强制停止”控制要求。（1）启动按扭，开始进水直到水满（即水位达到高水位时停止进水开始洗涤正转（2）洗涤时，正转30秒，停两秒，然后反转30秒，停2秒（3）如此循环5次，总共320秒开始排水（4）水位下降到低水位时开始脱水并继续排水，脱水30秒（5）开始清洗，
41、重复（1）到（4），清洗两遍（6）清洗完成，报警3秒并自动停机（7）若按下排水按扭可以实现手动排水 （8）若按下停车按扭，可实现手动停止进水，排水，脱水及报警。2.硬件电路设计洗衣机需要控制的工作部件主要有进水阀、排水阀与电动机。进、排水阀仅有开启与关闭两种状态，电动机则有正转、反转、停止三种状态。根据功能要求与AT89C51芯片的性能特点，设计出洗衣机的电气控制电路如图所示。本次设计采用模块化设计，主要模块有如下几种：AT89C51单片机以及8255扩展电路。本 块主要有8255扩展的主体电路设计模块、开关设计模块、蜂鸣器设计模块以及其它电路。LED灯提示模块。本模块由8个LED灯与一块74
42、HC373锁存器构成，负责系统的提示功能。电机驱动模块。本模块负责电机的驱动，使用的是异步电动机以及三极管。电磁阀控制模块。本模块控制电磁阀得得失电以及状态提示功能。数码管显示模块。本模块由4个单个数码款与4片74HC373锁存器组成，负责显示时间。液晶显示模块。本模块由一块液晶显示器与相应的驱动芯片组成。负责显示说明内容。3.程序流程图4.程序设计#include #include#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define PA XBYTE0x8000#define PB XBYTE0x8001#define PC
43、XBYTE0x8002#define CON XBYTE0x8003#define EXT P0#define SEG P1#define MOT P2#define OU P3sbit motorR=P20;sbit motorL=P21;sbit waterI=P22;sbit waterO=P23;sbit buzzer=P30;sbit launch=P10;sbit water_top=P11;sbit water_bottom=P12;sbit wash_stand=P13;sbit wash_fast=P14;sbit wash_only=P15;sbit wash_dry=P16;sbit wash_out_water=P17;sbit P24=P24;sbit P25=P25;sbit P26=P26;sbit P32=P32;sbit P33=P33;sbit P35=P35;uint time,number=10;uint code figure=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f ,0x6f,