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開 題 報(bào) 告
（2008屆）
新型揉搓式洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 鄭正銳
學(xué) 號(hào) 04081133
院 系 工學(xué)院機(jī)電系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)教師 鞏傳雷
填寫日期 2008.03.14
開題報(bào)告的內(nèi)容
一、 本課題國(guó)內(nèi)外狀況，說明選題依據(jù)和意義
目前，全世界洗衣機(jī)的年產(chǎn)量已超過了3000萬臺(tái)。在英、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家，家用洗衣機(jī)的普及率達(dá)99%以上。同時(shí)，各式各樣的洗衣機(jī)仍在層出不窮，自動(dòng)化程度也越來越高。
在中國(guó)，由于歷史原因，洗衣機(jī)工業(yè)起步較晚，但發(fā)展速度卻相當(dāng)快。1988年，產(chǎn)量超過了1000萬臺(tái)，占世界洗衣機(jī)總產(chǎn)量的三分之一?，F(xiàn)在，我國(guó)大中城市的家用洗衣機(jī)的普及率已達(dá)80%以上。廣大的農(nóng)村地區(qū)的洗衣機(jī)擁有量一搭10%作左右。此后全國(guó)各地掀起了大規(guī)模的技術(shù)引進(jìn)熱潮，大約有40多個(gè)廠家先后從洗衣機(jī)技術(shù)先進(jìn)國(guó)日本、英國(guó)、法國(guó)、意大利、澳大利亞等引進(jìn)技術(shù)60多項(xiàng)。技術(shù)的引進(jìn)、吸收和創(chuàng)新，極大地提升了國(guó)產(chǎn)洗衣機(jī)的產(chǎn)業(yè)素質(zhì)與生產(chǎn)能力，縮短了同發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。
現(xiàn)在的洗衣機(jī)的種類趨向于多樣化，但滾筒洗衣機(jī)和波輪洗衣機(jī)仍時(shí)下為市場(chǎng)的主流。下面簡(jiǎn)單介紹一下這兩種洗衣機(jī)：
a. 波輪式洗衣機(jī): 波輪式洗衣機(jī)在洗滌桶中裝有一個(gè)波輪，波輪上有幾條突起的筋，波輪以每分鐘數(shù)百轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)桶中的洗滌液和衣物作旋轉(zhuǎn)和翻滾運(yùn)動(dòng)來洗滌衣物。
b. 滾筒式洗衣機(jī): 滾筒式洗衣機(jī)是依靠滾筒連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)或定時(shí)正反向轉(zhuǎn)動(dòng)來進(jìn)行洗滌的洗衣機(jī)。滾筒式洗衣機(jī)有一個(gè)盛水的圓柱形外桶，外桶中有一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的內(nèi)桶，內(nèi)桶壁上有許多排列規(guī)則的小孔，并有幾條突起的筋，衣物就投放在內(nèi)桶中，內(nèi)桶有規(guī)律的正反旋轉(zhuǎn)，突起的筋將衣物帶起，到一定的高度又將衣物拋落在洗滌液中，來達(dá)到洗滌衣物的目的。
由上可見，這兩種類型的洗衣機(jī)都是依靠單一的運(yùn)動(dòng)方式來洗滌衣物，雖然現(xiàn)在這兩種洗衣機(jī)的技術(shù)已經(jīng)比較完善，但是在人們?cè)絹碓礁叩纳钜笙?，將無法再滿足人們的需要。而在此設(shè)計(jì)中將這兩種洗滌方式揉和起來，將兩種運(yùn)動(dòng)方式結(jié)合起來，增加了衣物在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)。使衣物既能像在波輪式洗衣機(jī)中那樣由波輪帶動(dòng)衣物進(jìn)行洗滌又能像滾筒式洗衣機(jī)那樣依靠水流的力量洗滌衣物，并且還可以像手洗那樣對(duì)衣物進(jìn)行揉搓，集各種洗滌方式于一身，對(duì)衣物進(jìn)行更為徹底的洗滌。
二、 研究的基本內(nèi)容，解決的主要問題（闡述的主要觀點(diǎn)）
其工作原理如圖1，主要部件為螺紋軸，波輪軸，下波盤，上波盤，內(nèi)筒，外44筒，套筒，傳感器，導(dǎo)軸，帶輪及電機(jī)等。
（1）洗滌原理
其洗滌原理為：電機(jī)1帶動(dòng)帶輪1，帶輪與內(nèi)筒為緊固連接，內(nèi)筒做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，上波盤與內(nèi)筒蓋為緊固連接，所以上盤也做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)帶輪使螺紋軸轉(zhuǎn)動(dòng)，是螺紋盤向上運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)波輪軸向上運(yùn)動(dòng)，使下波盤推動(dòng)衣物與旋轉(zhuǎn)的上波盤進(jìn)行對(duì)衣物進(jìn)行揉搓，從而達(dá)到洗凈衣物的目的。
波盤與內(nèi)筒蓋緊固連接，內(nèi)筒與套通過螺栓緊固連接，大帶輪1通過鍵與套筒連接。主軸通過彈簧和連接件與下波盤連接，連接件上裝有周向和徑向傳感器。螺紋盤與主軸通過鍵和螺母緊固連接，螺紋軸通過銷釘與大帶輪2連接，螺紋盤裝在螺紋軸上，螺紋盤可沿導(dǎo)軸進(jìn)行上下移動(dòng)。
主軸和螺紋盤上下運(yùn)動(dòng)的范圍可由行程開關(guān)決定，行程開關(guān)決定了大皮帶輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)量，當(dāng)主軸和下波盤托著衣物頂向上波盤的力大于彈簧的力時(shí)，下波盤將向下移動(dòng)，當(dāng)該力達(dá)到設(shè)定的大小時(shí)，限位開關(guān)（徑向傳感器）工作，皮帶輪2停止轉(zhuǎn)動(dòng)，螺紋盤停止向上運(yùn)動(dòng)，調(diào)整限位開關(guān)的位置即可改變作用于衣物上擠壓力的大小。
上下波盤對(duì)衣物有一定的擠壓力時(shí)，上波盤是正反轉(zhuǎn)動(dòng)，就是對(duì)衣物的揉搓。當(dāng)揉搓力（周向力）過大而使彈簧周向移動(dòng)一定量時(shí)，撥動(dòng)開關(guān)（周向傳感器）工作使內(nèi)筒（上波盤）轉(zhuǎn)動(dòng)反向。調(diào)整撥動(dòng)開關(guān)的長(zhǎng)度可改變?nèi)啻炅Φ拇笮 ?
圖1 工作原理圖
（2）脫水原理
在本洗衣機(jī)中與其它洗衣機(jī)類似，也采用內(nèi)桶的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，使衣物高速轉(zhuǎn)動(dòng)起來，使衣物中的水受慣性力的作用甩出衣物，順著內(nèi)桶壁上的孔進(jìn)入外桶排出。
三、研究（工作）步驟、方法及措施（思路）/論文主體綱要
（1）洗衣機(jī)的驅(qū)動(dòng)分類：
A 間接驅(qū)動(dòng)：通過皮帶連接電機(jī)軸和離合器輸入軸來傳遞動(dòng)力。
a 電容式單向感應(yīng)電機(jī)+離合器
b 雙速電機(jī)+離合器
c 三相交流變頻電機(jī)+減速離合器
B 間接驅(qū)動(dòng)（DD）
a 電機(jī)輸出軸直接和負(fù)載連接。
b電機(jī)的輸出軸和離合器的輸入軸連在一起，通過離合器的輸出軸和負(fù)載連接。
在此設(shè)計(jì)中考慮到洗衣機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能要求選擇第二種驅(qū)動(dòng)方式。為滿足洗滌脫水轉(zhuǎn)速的要求，電機(jī)設(shè)計(jì)成2P/8P，采用電容式感應(yīng)電機(jī)。電機(jī)輸出兩種（高，低）轉(zhuǎn)速，通過皮帶減速便可得到所需洗滌脫水轉(zhuǎn)速。
（2）電動(dòng)機(jī)的選擇
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)洗衣機(jī)的主要性能指標(biāo)作了相應(yīng)的規(guī)定，根據(jù)我國(guó)條件，電動(dòng)機(jī)的電源電壓為220V，頻率為50Hz，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，額定轉(zhuǎn)速為1350r/min。本次設(shè)計(jì)以2.5千克為容量進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以選用電機(jī)功率為120W，配置電容器為8μF。其中，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為0.9，堵轉(zhuǎn)電流為2.5A，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為1.7，效率為52%，功率因素為0.95。
圖3-1 洗滌電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
（3）波輪形狀及參數(shù)的選用
1．波輪直徑：波輪直徑與洗凈比、織物磨損、織物纏繞和洗滌不均勻度的關(guān)系見下圖
如圖所示，增大波輪直徑對(duì)洗滌物的洗凈比、織物纏繞和洗滌不均勻度都有利，僅對(duì)織物磨損略有增大。
2．波輪葉片筋：它的作用是在波輪正反旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生水平和上下回轉(zhuǎn)的復(fù)合水流，使洗滌物受到三維沖擊力的作用。圖3-5是波筋斷面的筋寬尺寸與洗滌性能的關(guān)系，如圖所示，波筋寬度在20—25mm時(shí)，洗滌性能較好。除波筋寬度外，波筋的高度和條數(shù)也對(duì)洗滌性能有所影響，但波筋高度對(duì)洗滌電動(dòng)機(jī)的輸入功率影響更大。波筋條數(shù)一般設(shè)計(jì)成3—8條，實(shí)驗(yàn)表明，波筋6條時(shí)洗滌性能較好。
3 波輪形狀及參數(shù)的選用
本設(shè)計(jì)中，波輪要推著衣物向上運(yùn)動(dòng)，因此，碟形波輪比較適合，故選用碟形波輪，波盤直徑選為360mm，波徑選為6條。
四、課題研究工作進(jìn)度計(jì)劃
2007.12.20—2008.3.14 搜集資料、寫資料綜述、外文翻譯。
2008.3.15—2008.3.31 畢業(yè)實(shí)習(xí)、確定系統(tǒng)總體方案、寫開題報(bào)告。
2008.4.1—2008.5. 12 械總體設(shè)計(jì)，機(jī)械總裝圖設(shè)計(jì)與繪制。
2008.5.11—2008.5.25 零件圖設(shè)計(jì)與繪制。
2008.5.26—2008.5.31 編寫設(shè)計(jì)說明書。
2008.6.1—2008.6.20 提交材料，畢業(yè)答辯。
五、 參考文獻(xiàn)
[1] 濮良貴. 紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）. 高等教育出版社. 2001
[2] 周開勤. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）. 高等教育出版社. 2006
[3] 王冠熙. 鄭光興. 家用洗衣機(jī)原理.適用與維修. 電子工業(yè)出版社
[4] 孫義杰. 洗衣機(jī)維修大全. 浙江技術(shù)出版社. 2002
[5] 鄒慧君. 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè). 高等教育出版社. 2000
[6] 鄭文緯. 吳克堅(jiān). 機(jī)械原理. 高等教育出版社.1997
[7] 繆念利. 莫雨松. 互換性與技術(shù)測(cè)量. 中國(guó)計(jì)量出版社
[8] 周開勤. 機(jī)械零件手冊(cè). 高等教育出版社.2004
六、指導(dǎo)教師審核意見
指導(dǎo)教師：（簽名）
年 月 日
七、院（系）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）領(lǐng)導(dǎo)組審核意見
1．通過 2．完善后通過 3. 未通
負(fù)責(zé)人：（簽名）
年 月 日
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