超聲波洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

任務(wù)書論文（設(shè)計(jì)）題目： 超聲波洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào)： 姓名： 專業(yè)： 指導(dǎo)教師： 系主任： 一、 主要內(nèi)容及基本要求設(shè)計(jì)一種超聲波洗衣機(jī)，使得該洗衣機(jī)具有平常普通洗衣機(jī)的洗滌、漂洗、脫水的基本工序，又在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新，能夠最大程度的節(jié)水。在洗衣機(jī)的智能化和人機(jī)工程學(xué)方面亦有所兼顧，機(jī)器可以自動(dòng)識(shí)別衣物質(zhì)地和受污狀況而自動(dòng)選擇洗滌方式以及洗滌液和水的用量。其技術(shù)指標(biāo)如下: 1、電動(dòng)機(jī)功率為120W，轉(zhuǎn)速氣=1370r/min，軸轉(zhuǎn)速n=300r/min； 2、軸的根數(shù) 2。基本要求1、 完成超聲波洗衣機(jī)機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)；2、 應(yīng)用CAD軟件進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，包括裝配圖和零件圖;3、 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份;4、 裝配圖1張，其他零件圖若干，圖紙總工作量折合成零號(hào)圖不少于2張；5、 字?jǐn)?shù)要求（8000字左右）。二、 重點(diǎn)研究的問題超聲波的清洗原理及其好處機(jī)械傳動(dòng)原理及其設(shè)計(jì)三、進(jìn)度安排序號(hào)各階段完成的內(nèi)容完成時(shí)間1CAD軟件學(xué)習(xí)及知識(shí)準(zhǔn)備1?2周2文獻(xiàn)檢索與資料查閱3周3總體技術(shù)方案設(shè)計(jì)及計(jì)算4?5周4產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6?9周5總裝配圖繪制10周6詳細(xì)設(shè)計(jì)并繪零件圖11?12周7撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書13周8畢業(yè)答辯14周四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)濮良貴，紀(jì)名剛?機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006.周開勤?機(jī)械零件手冊(cè)（第五版）[S].北京：高等教育出版社，2000.王冠熙，鄭光興?洗衣機(jī)原理適用與維修[M].北京：電子工業(yè)出版社，2001.劉勝利，王麗華，呂保宏，鄭諺?洗衣機(jī)的工作原理與維修技術(shù)[修訂版][M].北京：新時(shí)代出版社，2001.鄒慧君?機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[S].北京：高等教育出版社，2000.鄭文緯，吳克堅(jiān)?機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，2004.廖念利，莫雨松等?互換性與技術(shù)測(cè)量[M].北京：中國計(jì)量出版社，2004.周開勤?機(jī)械零件手冊(cè)[S].北京：高等教育出版社,2003.尹志強(qiáng)?機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007. 龔利紅，劉曉軍?機(jī)械設(shè)計(jì)公式及應(yīng)用實(shí)例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.周德麟?超聲波洗衣機(jī)清洗的機(jī)理和結(jié)構(gòu)的探討[J].家用電氣科技，2002. 劉軍?全自動(dòng)超聲波洗衣機(jī)：中國，02104238.1[P].2002-11-27.評(píng)閱表學(xué)號(hào) 姓名 專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 超聲波洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)內(nèi)容選題是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的；難度、份量是否適當(dāng)；是否與生產(chǎn)、科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。能力是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力；是否有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力；是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力；是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；文字是否通順，有無觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何；有無理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，有無創(chuàng)新之處。綜合評(píng)r選題符合教學(xué)計(jì)劃要求，具有符合訓(xùn)練的目的，具有文獻(xiàn)閱讀的能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，立意明確，記述充分，分析處理正確，有應(yīng)用價(jià)值，同意進(jìn)行答辯。評(píng)閱人：年月曰鑒定意見學(xué)號(hào)： 姓名： 專業(yè)： 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說明書)—頁 圖表 張論文(設(shè)計(jì))題目；超聲波洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容提要：本設(shè)計(jì)主要在揉搓式洗衣機(jī)基礎(chǔ)上加裝超聲波發(fā)生器和超聲波換能器，并在局部結(jié)上做了一些創(chuàng)新設(shè)計(jì)，目的是最大程度的節(jié)水。在洗衣機(jī)的智能化和人機(jī)工程學(xué)方面亦有所兼顧，機(jī)器可以自動(dòng)識(shí)別衣物質(zhì)地和受污狀況而自動(dòng)選擇洗滌方式以及洗滌液和水的用量。超聲波洗衣機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)超聲清洗速度快、質(zhì)量咼、節(jié)水節(jié)電；(2)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；(3)超聲清洗衣服是浸沒在水中的，因而不會(huì)存在有清洗死角，效率相對(duì)提咼；(4)無需專用洗滌劑，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保；重點(diǎn)研究的問題1.超聲波的清洗原理及其好處2.機(jī)械傳動(dòng)原理及其設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)語該生畢業(yè)設(shè)計(jì)選題明確，方案合理，分析論證明確，圖表規(guī)范，設(shè)計(jì)期間遵守校規(guī)校紀(jì)，有較強(qiáng)的工作能力指導(dǎo)教師： 年月曰答辯簡(jiǎn)要情況及評(píng)語全程參與答辯過程，現(xiàn)場(chǎng)觀摩學(xué)習(xí)答辯小組組長(zhǎng)： 年月曰答辯委員會(huì)意見經(jīng)答辯委員會(huì)討論，同意該畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績(jī)?cè)u(píng)定為答辯委員會(huì)主任： 年月曰超聲波洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要目前市場(chǎng)上的洗衣機(jī)以滾筒和波輪洗衣機(jī)為主，還有一種將兩者結(jié)合而成的一種揉搓式的洗衣機(jī)，這種常規(guī)機(jī)械攪拌似的洗衣機(jī)其相關(guān)技術(shù)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)都已非常完善，產(chǎn)品種類已非常豐富，自動(dòng)化程度已很高，市場(chǎng)普及化也非常高。但是這類洗衣機(jī)都有一些共同的缺點(diǎn)：浪費(fèi)水，使用的洗滌劑污染環(huán)境，易損傷衣物，洗滌不均勻等。隨著人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，以及對(duì)洗衣質(zhì)量要求的提高，新型的不使用水或者少使用水，對(duì)衣物損傷小的超聲波智能化洗衣機(jī)成為各大洗衣機(jī)廠商研發(fā)的重點(diǎn)和未來市場(chǎng)的主打產(chǎn)品.本設(shè)計(jì)主要在揉搓式洗衣機(jī)基礎(chǔ)上加裝超聲波發(fā)生器和超聲波換能器，并在局部結(jié)構(gòu)上做了一些創(chuàng)新設(shè)計(jì)，目的是最大程度的節(jié)水。在洗衣機(jī)的智能化和人機(jī)工程學(xué)方面亦有所兼顧，機(jī)器可以自動(dòng)識(shí)別衣物質(zhì)地和受污狀況而自動(dòng)選擇洗滌方式以及洗滌液和水的用量。關(guān)鍵詞：超聲波；揉搓；人機(jī)工程學(xué)；節(jié)水DESIGNOFTHESTRUCTUREOFHOUSEHOLDULTRASONICWAVEWASHINGMACHINEABSTRACTThepresentwashingmashinemarketgivesprioritytotwokindsofgoods:platenwashingmachineandboLunwashingmachine.Arub-typewashingmachineaswellasacombinationofthetwo.Theconventionalmechanicalagitationwashingmachineliketherelatedtechnicalparametersandthestandardisalreadyveryperfect,productsarealreadyveryrich,theautomationandmarketchannelsisalsoveryhigh.Butthiskindofwashingmachinecanhavesomeofthesamefaults:Wastingwater,usingdetergentwhichpollutestheenvironment,damagingclothingeasily,hardtowasheven,andsoon.Withpeople'energysavingandenvironmentalprotectionconsciousnessstrengthening,also,withahigherandhigherwashingqualitydemand,Anewkindofwashingmachine,whichuseslesswater,evendoesn'tusewater,makeslessdamageofclothes,calledultrasonicwavewashingmachine,islikelytobethekeyresearchpointofthemanufacturers,aswellastheflagshipproductanthemarketinthefuture.ThisdesignismainlybasedonRubwashingmachine,Insideit,anultrasonicgeneratorisfixed.And,inthelocalstructure,therearesomeinnovativedesigns,whichaimsatsavingwaterasfaraspossible.Therearealsosomeimprovementsinintelligentizationandhuman-computerengineering.Thewashingmachinecanautomaticallyrecognisethequalityandtheuncleanconditionoftheclothesandchooseproperdosageofwaterandcleaningmixture.Keywords：ultrasonicwave;Rub;ergonomics;watersaving目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要 I.\o"CurrentDocument"ABSTRACT I.I\o"CurrentDocument"第一章緒論 1.\o"CurrentDocument"洗衣機(jī)技術(shù)發(fā)展的歷史現(xiàn)狀及趨勢(shì) 1\o"CurrentDocument"1.2超聲波清洗原理 1\o"CurrentDocument"1.3超聲波技術(shù)在洗衣機(jī)上應(yīng)用的可行性及前景 3\o"CurrentDocument"1.4選題目的及意義 3\o"CurrentDocument"1.5設(shè)計(jì)方案的提出及論證 4\o"CurrentDocument"第二章超聲波洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5\o"CurrentDocument"2.1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5\o"CurrentDocument"2.2超聲波相關(guān)部件設(shè)計(jì) 72.2.1超聲波發(fā)生器的設(shè)計(jì) 72.2.2超聲波換能器的設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"第三章電動(dòng)機(jī)的選擇 9\o"CurrentDocument"3.1概論 9.\o"CurrentDocument"洗滌電動(dòng)機(jī) 9\o"CurrentDocument"第四章傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 12\o"CurrentDocument"4.1帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（一） 12\o"CurrentDocument"4.2帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（二） 14\o"CurrentDocument"螺紋軸的設(shè)計(jì) 16\o"CurrentDocument"波輪軸的設(shè)計(jì) 21\o"CurrentDocument"第五章相關(guān)部件的設(shè)計(jì)和安裝說明 24\o"CurrentDocument"5.1洗衣機(jī)的底座及外殼 24\o"CurrentDocument"5.2位開關(guān)和撥動(dòng)開關(guān) 24\o"CurrentDocument"5.3桶（盛水桶）及其安裝 24\o"CurrentDocument"桶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25結(jié)論 26\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 27致謝 28第一章緒論洗衣機(jī)技術(shù)發(fā)展的歷史現(xiàn)狀及趨勢(shì)自從1901年美國的費(fèi)希爾發(fā)明了第一臺(tái)洗衣機(jī)，這預(yù)示著搓板、棒槌等這些洗衣工具將被淘汰，人的雙手將從繁重的洗衣工作中得到解放，特別是1928年第一臺(tái)自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)在德國誕生后，手工洗衣漸漸成為了歷史。此后各國的技術(shù)人員不斷開拓進(jìn)取、研制出許多不同洗滌方式的洗衣機(jī)。這些洗衣機(jī)各有所長(zhǎng)，各有所短，相互之間競(jìng)爭(zhēng)與融合，逐漸形成當(dāng)今世界的三大種類—滾筒式洗衣機(jī)、波輪式洗衣機(jī)和揉搓式洗衣機(jī).各大洗衣機(jī)廠家在這三種洗衣機(jī)基礎(chǔ)上圍繞節(jié)水,節(jié)能,環(huán)保,智能化等不斷改進(jìn)結(jié)構(gòu),采用新材料,推出新產(chǎn)品.但是無論怎么改進(jìn),這類洗衣機(jī)的基本工作原理都是:衣物*污垢+洗滌劑+外界作用力=衣物+污垢*洗滌劑.這種機(jī)械式的洗滌方式不但需要大量的水,造成水資源的浪費(fèi),而且使用的洗滌劑會(huì)污染壞境.同時(shí),這種洗滌方式會(huì)造成衣物的磨損.隨著人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及對(duì)洗衣質(zhì)量要求的提高,單純機(jī)械式的洗滌方式已不能滿足人們的使用要求,高度節(jié)水節(jié)能,高度智能化的超聲波洗衣機(jī)成為各洗衣機(jī)廠家研發(fā)的重點(diǎn)和未來家用洗衣機(jī)市場(chǎng)的主打產(chǎn)品.1.2超聲波清洗原理超聲波清洗的機(jī)理歸結(jié)為超聲空化及伴隨產(chǎn)生的沖擊波、微聲流、微射流以及清洗液超聲振動(dòng)本身的機(jī)械效應(yīng)。具體作用分述如下：空化氣泡在聲場(chǎng)的作用下振動(dòng)，與固體表面發(fā)生摩擦，起到?jīng)_擊和擦洗作用，可使附著不太牢的污垢脫落。在污垢膜的邊緣，污垢一旦有縫隙，氣泡就可以“鉆入”縫隙中進(jìn)行振動(dòng)，使污垢膜被撕裂和剝落。氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生的沖擊波作用在污垢上，使不溶性污垢被擊碎，從清洗件表面散落下來，分散到清洗液中．油脂性污垢，它與被清洗表面附著不太牢，并且與水溶液的化學(xué)作用很弱，在空化氣泡的作用下被乳化而脫落。對(duì)于油污包裹著的固體粒子，在超聲空化作用下，兩種液體在界面被迅速分散而乳化，固體粒子即行脫落。空化氣泡在固體表面和液體界面上所產(chǎn)生的高速微射流能夠除去污垢或削弱污垢附著力，使清洗液滲入污垢內(nèi)部及清洗件內(nèi)部，增加攪拌作用，加快可溶性污垢溶解，強(qiáng)化化學(xué)清洗劑的清洗作用空化氣泡本身振動(dòng)所產(chǎn)生的微聲流所具有的粘滯應(yīng)力，足可使清洗件表面污物被破壞而剝離。聲學(xué)毛細(xì)管效應(yīng)可使清洗液滲入到清洗表面的凹凸不平的微孔，加強(qiáng)清洗液的作用。清洗液的超聲振動(dòng)使清洗表面隨激烈的沖

擊作用，可使水溶性污垢及附著不太牢的污垢很快脫落。總結(jié)起來，超聲波清洗的原理如圖1-1和圖1-2所示：衣衣圖1-1超聲波清洗原理超聲波超聲波圖1-2超聲波清洗流程1.3超聲波技術(shù)在洗衣機(jī)上應(yīng)用的可行性及前景將超聲波清洗用于洗衣機(jī)的研究在20多年前就已開始，但由于種種原因一直未進(jìn)入適用化和商品化階段?主要是減少空化噪聲和局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還存在問題，隨著技術(shù)的進(jìn)步，這些問題將逐步得到解決.經(jīng)濟(jì)實(shí)用的超聲波洗衣機(jī)投放市場(chǎng)將為期不遠(yuǎn).以下是超聲波洗衣機(jī)和常規(guī)機(jī)械攪拌式洗衣機(jī)洗衣效果的一個(gè)比較：清洗效果%圖1-3超聲波洗衣機(jī)和常規(guī)洗衣機(jī)清洗效果比較通過比較，超聲波洗衣機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)：超聲清洗速度快、質(zhì)量高、節(jié)水節(jié)電易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化超聲清洗衣服是浸沒在水中的，因而不會(huì)存在有清洗死角，效率相對(duì)提高無需專用洗滌劑,既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保總之，超聲波洗衣機(jī)具有洗凈度高、節(jié)水、滅菌消毒、少用或不用洗滌劑等優(yōu)點(diǎn),研制開發(fā)超聲波洗衣機(jī)不失為一條有助于相關(guān)企業(yè)盡早打開洗衣機(jī)市場(chǎng)大門的新思路.1.4選題目的及意義選擇“超聲波洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”作為此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目主要有以下幾個(gè)目的：了解機(jī)械技術(shù)發(fā)展的前沿，將所學(xué)的理論知識(shí)與這些新技術(shù)聯(lián)系起來并加以實(shí)際應(yīng)用。（2）進(jìn)一步加深對(duì)常用機(jī)械部件及設(shè)計(jì)方法的掌握。提高專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用能力。（3）掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法。（4）提高在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)相關(guān)知識(shí)的能力。（5）鍛煉分析機(jī)械結(jié)構(gòu)，識(shí)圖作圖的能力，為實(shí)際工作積累經(jīng)驗(yàn)。1.5設(shè)計(jì)方案的提出及論證經(jīng)過對(duì)揉搓式洗衣機(jī)實(shí)際工作原理的分析以及對(duì)超聲波清洗技術(shù)的詳細(xì)了解,確定如下設(shè)計(jì)方案:整體結(jié)構(gòu)為套筒式揉搓式洗衣機(jī),設(shè)計(jì)有兩種洗滌方式:超聲波洗和常規(guī)波輪洗.家庭可根據(jù)衣物質(zhì)地及數(shù)量選擇洗滌方式.超聲波洗滌時(shí)的脫水方式與揉搓洗滌時(shí)的相同.取消底部鐵支架下的平衡塊,換成超聲波發(fā)生器,同時(shí)充當(dāng)平衡塊.通過對(duì)揉搓式洗衣機(jī)各系統(tǒng)及部件的分析,此方案是可行的.第二章超聲波洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2?1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的主要是超聲波洗衣機(jī)，是在揉搓式洗衣機(jī)基礎(chǔ)上加裝超聲波洗滌方式，整體結(jié)構(gòu)初步確定如下:圖2-1工作原理圖其工作原理如圖2-1，主要部件為螺紋軸，波輪軸，下波盤，上波盤，內(nèi)筒，外筒，套筒，傳感器，導(dǎo)軸，超聲波發(fā)生器，超聲波換能器，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)，使螺紋盤向上運(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。上波盤與內(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　闈M足城市家庭對(duì)洗滌時(shí)間及洗凈度的要求,采用碟形波輪?波輪直徑約為300mm,轉(zhuǎn)速約為120~200r/min。由于超聲波的作用區(qū)域主要是在洗滌桶內(nèi)，所以超聲波滌桶的幾何形狀會(huì)影響到超聲波聲場(chǎng)在其中的分布。如果桶的形狀合適,能使超聲聲場(chǎng)在其中分布得比較均勻,能有效的形成駐波場(chǎng),使洗滌桶的各個(gè)角落都能產(chǎn)生較好的洗滌效果。所以洗滌桶應(yīng)為對(duì)稱的幾何形狀,如圓形、正方形、長(zhǎng)方形等。另外,洗滌桶的形狀還對(duì)洗衣機(jī)外觀形狀有影響,也有外觀設(shè)計(jì)上的問題：因此,超聲波全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗滌桶宜為圓形?因此本設(shè)計(jì)中采用圓形洗滌桶.超聲發(fā)生器和超聲換能器配套使用，兩者用電纜連接換能器直接安裝于洗滌桶底部?換能器直接安裝于洗滌桶底部或底部的振動(dòng)板上,在清洗機(jī)上主要是用粘接法,大多數(shù)用環(huán)氧樹脂作粘接劑在洗衣機(jī)上,如何固定超聲換能器,保證在洗衣機(jī)壽命期內(nèi)不脫落,看來也是開發(fā)中的一個(gè)難題。根據(jù)衣物質(zhì)地和洗滌要求選擇洗滌方式后，洗衣機(jī)自動(dòng)完成洗滌和脫水的全過程?這種洗衣機(jī)與常規(guī)揉搓式洗衣機(jī)的不同之處是多了一種超聲波洗滌方式.對(duì)于臟污嚴(yán)重的衣物，可先選擇常規(guī)洗滌，然后選擇超聲波洗滌，這樣會(huì)比僅用超聲比洗滌的效果更好。（2） 漂洗原理本設(shè)計(jì)為全自動(dòng)洗衣機(jī)，應(yīng)此洗衣機(jī)必須具備漂洗功能。在漂洗方式的選用上，考慮到經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性以及結(jié)合本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，選用溢水漂洗方式。就是在洗衣機(jī)將衣物洗滌完畢后，從進(jìn)水口不斷向內(nèi)桶注入清水，結(jié)合內(nèi)桶的旋轉(zhuǎn)以及波輪的揉搓運(yùn)動(dòng)，使洗滌液以及污垢從衣物中脫離出來，隨著水面的不斷升高，脫離出的洗滌液和污垢就可以隨著水流從以水口排出，使洗滌液和污垢予衣物脫離，已達(dá)到漂洗衣物的目的。之所以此種漂洗方式，是考慮到此種洗衣機(jī)的洗滌特點(diǎn)，和經(jīng)濟(jì)實(shí)用型。本洗衣機(jī)與其它洗衣機(jī)相比，最大的特點(diǎn)就是增加了揉搓功能，因此，在漂洗的時(shí)候可以考慮使用此功能。不僅可以大大縮短漂洗環(huán)節(jié)的時(shí)間，而且可以提高衣物的干凈程度，同時(shí)，也大大的節(jié)省了漂洗用水，可謂一舉三得。（3） 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2.2超聲波相關(guān)部件設(shè)計(jì)2?2?1超聲波發(fā)生器的設(shè)計(jì)超聲波發(fā)生器是一個(gè)大功率的信號(hào)發(fā)生器（即驅(qū)動(dòng)電路），它的作用是給超聲換能器一定頻率的電磁振蕩能量,如果這個(gè)頻率剛好是超聲換能器本身的諧振頻率，就能夠使超聲換能器產(chǎn)生最有效的超聲振動(dòng)，也就是發(fā)生率共振?超聲波發(fā)生器按激勵(lì)方式分為兩種：自激式和它激式，根據(jù)洗衣機(jī)工作環(huán)境要求，選用自激式，全晶體管化電路?超聲波洗衣機(jī)宜采用高頻超聲，頻率范圍在30-44KHz,在這種頻率下，空化閥低，空化氣泡比較多，聲波的滲透作用較強(qiáng)，可以深入滲透到衣物的細(xì)孔，狹縫內(nèi)，使衣物洗得干凈均勻，并且可以降低空化噪聲?本設(shè)計(jì)選用40KHz的頻率，輸出幅度可根據(jù)負(fù)載情況自行調(diào)節(jié).超聲聲強(qiáng)的大小影響到衣物表面處的功率密度大小，直接影響空化效果。聲強(qiáng)太大，引起振幅值過大，使空化氣泡在脈動(dòng)中退化，空化泡太多形成聲波屏障，使聲波不容易傳播到整個(gè)液體空間。聲強(qiáng)太小時(shí)超聲振動(dòng)形成的空化和二階效應(yīng)太差，清洗效果就差因此，超聲波洗衣機(jī)的聲強(qiáng)應(yīng)在2W/cm以上，初步估計(jì)超聲波清洗時(shí)，洗衣機(jī)輸出功率為200W，其綜合效率為60%。洗滌時(shí)間最長(zhǎng)不超過5分鐘，最短時(shí)只有二、三十秒鐘就能洗好。采用振蕩一放大型超聲波發(fā)生器結(jié)構(gòu)框圖如圖2-2所示I 1圖2-2振蕩-放大型超聲波發(fā)生器結(jié)構(gòu)框圖2?2?2超聲波換能器的設(shè)計(jì)超聲換能器的作用是把超聲發(fā)生器所產(chǎn)生的電磁振蕩信號(hào)轉(zhuǎn)化為超聲振動(dòng)，在超聲洗滌中是把電能轉(zhuǎn)化成聲能。其工作原理是：從超聲發(fā)生器輸送來的電磁振蕩信號(hào)引起換能器中的換能材料的電場(chǎng)或磁場(chǎng)的變化，這種變化借助于某種物理效應(yīng)對(duì)換能器的機(jī)械振動(dòng)部分產(chǎn)生一個(gè)推動(dòng)力，使其進(jìn)人振動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而推動(dòng)與機(jī)械振動(dòng)部分相連接的介質(zhì)振動(dòng)，向介質(zhì)中幅射聲波換能器根據(jù)換能材料的機(jī)電轉(zhuǎn)換物理效應(yīng)可分為多種，目前主要應(yīng)用的是磁致伸縮換能器和壓電換能器。磁致伸縮換能器的換能材料由磁致伸縮材料制成，將換能器置于磁場(chǎng)中，其高度可隨磁場(chǎng)變化而改變。這種換能器的輸人功率大，較適宜在洗衣機(jī)的較低頻率下使用。采用單個(gè)功率為60-150W的壓電換能器。換能器上面用輕金屬制的喇叭口輻射體，能使換能器與水介質(zhì)有更好的阻抗匹配，并增大了輻射面積。后蓋用重金屬制成，使底部的聲幅射變得很小，形成較好的自然單面輻射振子。這種換能器的最大特點(diǎn)是靈敏度高，機(jī)電轉(zhuǎn)換率及振幅比其它形式的提高50%,且承受功率相對(duì)較大。這種換能器還可以通過調(diào)整輻射體的厚度、輻射面直徑及后蓋尺寸得到各種頻率、功率及阻抗要求的換能器。圖2-3喇叭形壓電式超聲波換能器結(jié)構(gòu)其中:L3=20mm,L2=10mm,Ll=37.25mm,d=17.5,S2=60mm第三章電動(dòng)機(jī)的選擇3.1概論目前在家用電器中使用的電機(jī)分為直流電機(jī)、單相串激式電機(jī)。直流電機(jī)使用干電池供電，通常在電動(dòng)剃須刀、錄音機(jī)、電動(dòng)兒童玩具等小型器具中。單相串激式的電機(jī)結(jié)構(gòu)上與直流電機(jī)相似。由于其轉(zhuǎn)子上帶有換向器，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使得換向器極易磨損，因而壽命短，常用在轉(zhuǎn)速要求較高而單次使用時(shí)間短的電動(dòng)器具上，如吸塵器、食品加工機(jī)等。單相感應(yīng)電機(jī)應(yīng)用最廣，根據(jù)起動(dòng)方式的不同又分為罩極式、分相起動(dòng)式、電容起動(dòng)式及電容運(yùn)轉(zhuǎn)式，分別用于電冰箱、電風(fēng)扇、微波爐、洗衣機(jī)等家用電動(dòng)器具上。由于電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電機(jī)具有起動(dòng)扭矩大、運(yùn)行穩(wěn)定、功率因數(shù)高、過載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，并能較好的滿足洗衣機(jī)正反兩個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)的工作要求，所以被廣泛的應(yīng)用于洗衣機(jī)中。洗衣機(jī)在正常工作狀態(tài)洗滌桶內(nèi)應(yīng)裝有水和衣物，因此，洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)總是在有負(fù)載的條件下運(yùn)行，由于洗衣機(jī)工作時(shí)要求波輪正反轉(zhuǎn)，這就要求電動(dòng)機(jī)帶載正反頻繁起動(dòng)，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不能看成恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，因?yàn)橄匆聶C(jī)的波輪直接接觸水和衣物，在起動(dòng)的初始時(shí)刻，阻轉(zhuǎn)矩較小。但是，這個(gè)負(fù)載又不能簡(jiǎn)單的看成是風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載（與轉(zhuǎn)速的平方成正比的負(fù)載特性），由于桶內(nèi)衣物位置和水流的變化，在正常的工作條件下，負(fù)載的大小可能經(jīng)常發(fā)生變化，由于洗衣機(jī)的負(fù)載特點(diǎn)和工作是頻繁起動(dòng)的需要，對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩都要求比較高。3.2洗滌電動(dòng)機(jī)（1）電動(dòng)機(jī)的選用。洗衣機(jī)中使用的電動(dòng)機(jī)可分為單向異步電動(dòng)機(jī)、永磁式直流電動(dòng)機(jī)、單向串激式和直線型驅(qū)動(dòng)電機(jī)。單向異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)啟動(dòng)方式不同又可分為電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)和罩極式電動(dòng)機(jī)，而電容式電動(dòng)機(jī)又派生出雙速變極式電動(dòng)機(jī)。洗衣機(jī)根據(jù)各自的工作特點(diǎn)采用不同的電動(dòng)機(jī)。國家標(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，表一就是揉搓式洗衣機(jī)用的XD型洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)。根據(jù)我國條件，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，

表3-1XD型洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)輸入功率（W）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)堵轉(zhuǎn)電流（A）最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)效率（%）功率因數(shù)900.952.01.7490.951200.92.51.7520.951800.84.01.7560.952500.75.51.7590.95洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)根據(jù)洗衣機(jī)的規(guī)格而定，洗衣機(jī)的規(guī)格大小是按每次最大洗滌的干配用的電容器。衣物重量來確定的，表二列出了不同規(guī)格的洗衣機(jī)所配用的電動(dòng)機(jī)的功率及電動(dòng)機(jī)所配用的電容器。表3-2洗衣機(jī)所配用的電機(jī)洗衣機(jī)的洗衣量（kg）1.5-22-33-44-5配用電動(dòng)機(jī)（W）90,120120180250配置電容器（口F）6,88,1010,1216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8口F。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。（2）雙速變極電機(jī)結(jié)構(gòu)速變極點(diǎn)動(dòng)機(jī)是采用改變極數(shù)來獲得兩種速度的電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)。接通12級(jí)繞組，電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，完成洗滌、漂洗功能。接通兩極繞組，電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，完成脫水功能。洗滌電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖一所示：

圖3-1洗滌電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖3）主要技術(shù)參數(shù)表3-3洗滌電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)分類內(nèi)容項(xiàng)目性能指標(biāo)2極12極功率（％）3025功率因素0.840.90堵轉(zhuǎn)電流（A）7.01.80堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩（N.M）1.01.7最大轉(zhuǎn)矩（N.M）1.82.4溫升（K）8080噪音（dB）7460洗衣機(jī)在洗滌運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，受力極大。因此對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的波輪軸、軸承套等零件要求具有一定的強(qiáng)度、剛度、耐疲勞性能。同時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上部分在洗滌時(shí)，長(zhǎng)期受水的侵蝕，使得各零件要求有很高的耐腐蝕性和耐冷熱沖擊性能。YXG162/2/12型雙速變極電動(dòng)機(jī)為中國濟(jì)南洗衣機(jī)廠生產(chǎn)，主要技術(shù)指標(biāo)見上表。啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)配用14微法/450伏電容器，2極額定輸出功率200瓦；12極輸出功率為120瓦。第四章傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算在此部分主要對(duì)洗衣機(jī)中主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)帶傳動(dòng)和一個(gè)螺紋傳動(dòng)以及波輪軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算。帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（一）此部分將完成連接洗衣機(jī)內(nèi)筒的帶傳動(dòng)計(jì)算。1.雙速電動(dòng)機(jī)功率為120W，轉(zhuǎn)速n二1370r/min，波輪軸轉(zhuǎn)速n=300r/min，傳動(dòng)0確定計(jì)算功率Pca由表8-7查得工作情況系數(shù)K二1.1，故AP二KxP二1.1x0.12二0.132KwcaA2?選取V帶帶型根據(jù)P，n由圖8-11確定選用Z型ca03.確定帶輪基準(zhǔn)直徑由表8-6和表8-8取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑D二63mm.1根據(jù)傳動(dòng)比可計(jì)算，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑D=iD=4.57x63=288mm.21根據(jù)表8-8，取D=280mm.2按式（8-13）驗(yàn)算帶的速度兀Dn 兀x63x1370v= 1—= =4.52<25m/s60x1000 60x10004?確定V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù)式0.7（D+D）<a<2（D+D），初步確定a=250mm.120120根據(jù)上式計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度

L=2a+-（D+D）+Q_Di》=2x250+-（280+63）+'80-6"=1086mmd0 2 2 1 4a 2 4x2500由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L=1120mmd按式（8-22）計(jì)算實(shí)際中心距a=250+1120-10862=267mm5.驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角?1由式（8-7）得=250+1120-10862=267mm5.驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角?1由式（8-7）得a=180?！狣2-D1x60=180?！?80—63x60=131.2°>120。1 a 267主動(dòng)輪上的包角合適。6.計(jì)算帶的根數(shù)Z由式（8-26）知Z=Pca\P+AP）kk0 aL由n=1370r/min,D=63mm,i=4.57,查表8-4a和8-4b得01P=0.15Kw AP=0.03Kw0查表8-5得k=0.86，查表8-2得k=1.08，則aLZ=z0.132=（0.15+0.03）x0.86x1.08=0.79取Z=1根。7.計(jì)算預(yù)緊力F0P（25 \由式（8-27）知F=500x十—-1+qv20 vZIk丿a由表8-3，可知q=0.06kg/m，故F=500x00.132j2.54.52x1j両—1+0.06x4.522=29.08N丿8.計(jì)算作用在軸上的壓軸力Q由公式（8-28）得aQ=2ZFsin—=2x1x29.08sinl31.2。=43.76No29.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)波輪式洗衣機(jī)洗滌部分的傳動(dòng)方式，均采用三角皮帶傳動(dòng)，其中，小皮帶輪與電機(jī)轉(zhuǎn)軸的伸出部分連接，其轉(zhuǎn)速較高，因此要求強(qiáng)度高，有較好的耐磨性能。所以，在選擇小皮帶輪時(shí)，一般優(yōu)先選用金屬制件，而大皮帶輪則不宜采用金屬制件。因?yàn)槿莻鲃?dòng)皮帶吸水能力較強(qiáng)，假如由于受潮或?yàn)R水，而使傳動(dòng)皮帶絕緣性能降低，或變成導(dǎo)體，一旦電機(jī)發(fā)生故障而漏電，將使漏電電流傳至小皮帶輪，經(jīng)傳動(dòng)皮帶——大皮帶輪——波輪軸——傳入洗滌液中，洗滌時(shí)容易造成觸電傷亡事故，如果采用塑料皮帶輪，就能起到良好的絕緣作用。再者，由于大皮帶輪的轉(zhuǎn)速較低，選用塑料皮帶輪就能夠滿足要求了。帶輪的具體結(jié)構(gòu)尺寸見零件圖。帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（二）此部分將要完成與螺紋軸連接的帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)。電動(dòng)機(jī)功率為25W,轉(zhuǎn)速n二1280r/min,螺紋軸轉(zhuǎn)速n二796r/min,傳動(dòng)比12i二空二1.61796確定計(jì)算功率Pca由表8-7查得工作情況系數(shù)K二1.1,AP二KxP二1.1x0.025二0.0275KwcaA2?選取V帶帶型根據(jù)P,n由圖8-11確定選用Z型ca03．確定帶輪基準(zhǔn)直徑由表8-6和表8-8取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑D二63mm.1根據(jù)式（8-15a）,從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑D=iD=1.61x63=101mm.21根據(jù)表8-8，取D=100mm.2按式（8-13）驗(yàn)算帶的速度=4.22<25m/s兀Dn 兀x63x=4.22<25m/s 1-^—=—60x1000 60x1000

所以帶的速度合適。4?確定V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù)式0?7（D+D）<a<2（D+D），初步確定a二200mm.120120根據(jù)公式計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度657mm由L=2a+-（D+D）+Q_Di》=2x200+-（100+63）+-63）=d022 1 4a 2 4657mm由0表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L=710mmd按式（8-22）計(jì)算實(shí)際中心距a=200+710-657=227mm2驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角a1由式(8-7)得a=180。-D2-D1x60=180。-110-63x60=170。＞1201 a 227主動(dòng)輪上的包角合適。計(jì)算帶的根數(shù)Z由式（8-26由式（8-26）知Z=(P+AP)kk0 aL由n=1280r/min,D=63mm,i=1.61查表8-4a和8-4b得01P=P=0.23Kw0AP=0.01Kw查表8-5得k二0.98，查表8-2得k二0.99，則aL_0.12Z_ _0.12-(0.23+0.01)x0.98x0.99取Z_1根。計(jì)算預(yù)緊力F0P(25 \由式(8-27)知F_500x十一-1+qv20 vZIk丿a由表8-3可知q_0.06kg/m，故

F二500x00.0275(2.54.22x11098-1+0.06F二500x00.0275(2.54.22x11098計(jì)算作用在軸上的壓軸力Qa 170°Q=2ZFsin—=2x1x6.12sin——=12.2N

0224.3螺紋軸的設(shè)計(jì)初步確定軸徑選取軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取A二112。于是得0,人尸… '0.025d=A3 =112x3 =3.02mmmin 0n 1280螺紋軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).擬訂軸上零件的裝配方案采用下圖所示的裝配方案.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度為了使螺紋盤獲得較高的移動(dòng)速度，螺距P應(yīng)取大值，此處取P=2mm，對(duì)應(yīng)的公稱直徑d-20mm.2-3左端裝軸承，根據(jù)手冊(cè)選用202的深溝球軸承，其尺寸為dxDxB-15x35x11.故d-d-15mm，而l-10mm,l-20mm1-2 3-4 1-2 3-4取安裝皮帶輪處的軸徑d-11mm，為了保證軸端擋圈壓在皮帶輪上，取4-5l-16mm。4-5.軸上零件的周向定位

皮帶輪與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。按d由手冊(cè)查得平鍵截面bXh=4X44—5(GB1095-79)。鍵槽用鍵槽銃刀加工，長(zhǎng)為10mm(標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見GB1096-79),同時(shí)為了保證皮帶輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇皮帶輪輪轂與軸的配合為H7/k6，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過度配合來保證的，故此處選軸的直徑公差為m6。求軸上的載荷P2=Q+P1=12.2+1.05=13.25N，P 0.0275T2=T1=9550000-=9550000 =330N.mmn 796M=Qx22.5二12.2x22.5二274.5N.mmmaxM =.-M2+(aT)2=：274.52+(0.6x303)2=329N.mmca(max)三個(gè)截面處M及T列于下表：表4-1截面處的彎矩和扭矩M(N.mm)T(N.mm)Mca(N.mm)25.77505.7753268.3303324.1497.6303206.3按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大計(jì)算彎矩的截面的強(qiáng)度。則由式（15-5）可得M329b=ca= =0.97MPacaW 0.1X153前以選定軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得LL355MPa，因此-1b<lb］，故安全。ca -1精確校核軸的疲勞強(qiáng)度判斷危險(xiǎn)截面截面2、3的應(yīng)力集中影響相當(dāng)，軸徑也相同，但3截面受載的情況遠(yuǎn)大于2截面，故應(yīng)校核3截面的右側(cè)，同樣，4截面的右側(cè)也應(yīng)校核。截面3右側(cè)抗彎截面系數(shù) W=0.1d3=0.1X153=337.5mm3抗扭截面系數(shù) W=0.2d3=0.2x153=675mm3T截面3右側(cè)的彎矩M=268.3N.mm截面3上的扭矩為T=303N.mm截面上的彎曲應(yīng)力b=—=2683=0.79MPabW337.5T303截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力t=——=303=0.45MPatW675T軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得b=735MPa,b=355MPa,t=200MPaB -1 -1截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)a及a按附表3-2查取。btr/d=0.8/15=0.053,D/d=20/15=1.33,經(jīng)插值后可查得a=2.53 a=2.04bt又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為q=0.78 q=0.82btk=1+q（a-1）=1+0.78（2.53-1）=2.19k=1+q（a°-1）=1+0.82（2.04-1）=1.85ttt

由附圖3-2得尺寸系數(shù)￡=1.0；由附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)￡=1.0，軸按磨cT削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為0=0=0.92cT軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即0=1，則按式（3-12）（3-12a）得綜合系數(shù)值為qk12.191=，+—1=+—1=2.28￡卩 1 0.92cck 1 1.851=?+ —1= + —1=1.94￡ 卩 1 0.92TT又由第三章第一節(jié)得材料特性系數(shù)申=0.2?申=0.2?0.3c取申=0.2c申=0.1~0.15T取申=0.1T于是，計(jì)算安全系數(shù)于是，計(jì)算安全系數(shù)Sca值，按式（15-6）~（15-8）則得355Scac= 355Scac= -1 = =177.4Kc+申c2.28x0.79+0.2cacmI= 200 =182.1KT+申t 1.94x0.45+0.1x0.45OTaTm 2SScT200= - "4X呻=127.1?S=1.5\：；S2+S2 <177.42+182.12抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面3右側(cè)的彎矩M=97.6N抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面3右側(cè)的彎矩M=97.6N.mm截面3上的扭矩為截面上的彎曲應(yīng)力T=303N.mm=M=^76=0.73MPaW133.1截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力TTT=^2L=1.14MPa266.2故可知其安全。截面4右側(cè)W=O.ld3=0.1x113=133.1mm3軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得c=735MPa,cB -1=355MPa軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得c=735MPa,cB -1=355MPa,T=200MPa-1截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)?及?按附表3-2查取。b Tr/d=0.8/ll=0.073,D/d=15/ll=1.36,經(jīng)插值后可查得a=2.436 a=1.96b T又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為q=0.78 q=0.82bTk二1+q（a-1）二1+0.78（2.436-1）=2.12k=1+ （a°-1）=1+0.82（1.96-1）=1.79T TT由附圖3-2得尺寸系數(shù)￡二1.0；由附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)￡二1.0,bT軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為0-0-0.92bT軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即0=1，則按式（3-12）（3-12a）得綜合系數(shù)q值為1 2.121TOC\o"1-5"\h\z*+—1-+—1-2.21￡卩 1 0.92bb0.92-1=1-880.92-1=1-88K-—+ —1- +T ￡ 01TT又由第三章第一節(jié)得材料特性系數(shù)9=0.2?9=0.2?0.3b取9二0.2b9二0.1~0.15T取9二0.1T于是，計(jì)算安全系數(shù)Sea值，按式（15-6）~（15-8）則得355bS— -1 — —220bKb+9b2.21x0.73+0.2x0babmT— -1 KT+9TTaTmSS―bT——V'S2+S2b TSca200- -177.211.88x0.45/2+0.1x0?452220%"21 -138?S-1.5.'2202+177.212故可知其安全。4.4波輪軸的設(shè)計(jì)初步確定軸的最小直徑先按式15-2初步估算軸的最小直徑。選取材料為3Cr13,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取A=112,于是得3i'匕=112x3」012二8.25mmd?二An 300mm 0波輪軸的最小直徑顯然是裝波輪處的直徑，此外，此處截面為正方形。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定裝配方案圖4-3波輪軸的裝配方案（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度取裝波輪處的截面b=10mm,l二20mm。要滿足從方形截面到圓形截面的過渡，圓2形截面出的直徑d>^2b=Q2x10=14.14mm，取圓軸處的直徑d=18mm，皮帶輪與3軸為鍵連接，初定波輪地最大上升高度h=200mm，取鍵長(zhǎng)為l=50mm；裝螺紋盤max min處的軸徑d=14mm。4求軸上的載荷作用在軸上的扭距：T=9550000xp=9550000x—=3820N.mm

n 300作用在軸上的最大彎距：M =Qx223=43.76x223=9758.48N.mmmax

4．校核危險(xiǎn)截面A面為危險(xiǎn)截面，對(duì)其進(jìn)行彎扭校核：M9758.48◎ = = =35.56MpacaW0.1x143故安全。前以選定軸的材料為3Crl3，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得?一75Mpa，因此◎ca 故安全。5．精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1）判斷危險(xiǎn)截面截面1、2只受扭距作用，雖然軸肩所引起的應(yīng)力集中將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕而確定的，所以1、2截面無需校核，故只校核3面。（2）精確校核3面右側(cè)抗彎截面系數(shù)：W=0.1d3=0.1x143=274.4mm3截面上的彎矩M=9758.48x——=9495.92mm3

223彎曲應(yīng)力◎ca9495.92◎ca9495.92274.434.606Mpa軸的材料為3Cr13，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得◎=835Mpa，◎=635Mpab ， -1截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)S按附表3-2查取。因r/d=1.0/14=0.071,D/d=18/14=1.286,經(jīng)插值后可查得：又由附圖3-1可的軸的材料的敏感系數(shù)為：按附圖3-2的尺寸系數(shù)：￡=1◎軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)：0=0.92◎軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即

0=1q則按式（3-10）及（3-10a）得綜合系數(shù)值為:1.880.95-1.880.95-1二1.8又由第三章第二節(jié)的材料特性系數(shù)申=0.2又由第三章第二節(jié)的材料特性系數(shù)申=0.2—0.3a所以?。河谑?，計(jì)算安全系數(shù)：s=s=scaaa 1 Kxaaa11^4606二10?194>>s二1'5故可知其安全。第五章相關(guān)部件的設(shè)計(jì)和安裝說明5.1洗衣機(jī)的底座及外殼1.洗衣機(jī)的底座底座在洗衣機(jī)中主要起安裝和固定部分部件及增加洗衣機(jī)的底盤重量，使洗衣機(jī)在洗滌和脫水的過程中相對(duì)的平穩(wěn)。由于時(shí)間及圖紙數(shù)量的限制，其形狀及尺寸可參考裝配圖?；蛘?，由于在本設(shè)計(jì)中此部分非設(shè)計(jì)重點(diǎn)，而洗衣機(jī)技術(shù)已發(fā)展相當(dāng)成熟，此部分的結(jié)構(gòu)及尺寸可采用已有的技術(shù)。2．衣機(jī)的外殼洗衣機(jī)的外殼主要是起支撐外桶（盛水桶）和安裝洗衣機(jī)上蓋和安裝操作版的作用。在此設(shè)計(jì)中，對(duì)該部件無特殊要求，類似于底座部分，其尺寸可參考裝配圖尺寸，而具體的結(jié)