文档介绍：机械原理课程设计说明书
设计题目脚踏式洗衣机机构设计
机械工程学院
机械设计制造及其自动化专业
目录
第一章设计题目……………………………………………………………………..3
第二章传动机构的设计与原动机的选择……………………………………..……3
第三章执行机构设计的比较与选择…………………………………………..……6
第四章机构的运动、动力分析与设计…………………………………….……… 9
第五章个人体会……………………………………………………………..……..17
第六章参考文献……………………………………………………………………18
附录四杆机构设计………………………………………………………....………18
一设计题目及要求
1 简介
脚踏式洗衣机的功用是将脏衣物洗涤,漂洗,甩干以及里程记录。其功用的实行可以分为四大块:
洗涤衣服;
漂洗衣服;
甩干衣服;
里程计录和健身
由上述过程可知,该机构共需三个构件,即脚踏板,洗衣齿轮系和槽轮。
2 原始数据和要求:
(1)洗涤和漂洗时的转速是75rpm,甩干时转速是450rpm;
(2)洗涤时间3~6分钟,甩干时间2~4分钟;
(3) 人脚踏速度是45rpm(洗涤),30rpm(甩干)
(4)人脚踏200圈时槽轮转动一圈
3 设计任务
(1)寝室用洗衣机运动方案设计。
(2)完成设计说明书和三维动画。
二传动机构的设计与原动件的选择
一洗衣功能部分
根据所给的条件,洗涤和漂洗时人脚踏的速度是n=45rpm,滚筒转速要求是75rpm,甩干人脚踏速度是30rpm,滚筒转动速度是450rpm。由于传动比较大,所以必须采用增速机构,其增速比为
i1=75/45=5:3 i2=450/30=15
上图为该洗衣机的洗衣部分机构示意图。齿轮用其分度圆表示,由于是标准齿轮与高度变位齿轮传动,在其无侧隙啮合时齿轮的分度圆和节圆重合。从动皮带轮和齿轮A的分度圆直径相同,又是同轴,在图上用一个圆表示。齿轮C和C’同轴,转速相同,与齿轮B固定在变速滑块上。变速滑块水平安置。齿轮D,齿轮D’与滚筒固定在一根轴上。上图中滑块处于空档状态,齿轮A未与齿轮B啮合同时齿轮A’未与齿轮C啮合,同样齿轮B未与齿轮D啮合,齿轮C’未与齿轮D’啮合,此时滚筒可以自由转动。
从动皮带轮轴上安装有类似自行车后轮上的飞轮机构,起到单向传动的作用。即脚踏向前可以带动从动皮带轮转动,从而带动滚筒运动,但反过来,滚筒若由于惯性继续旋转,从动皮带轮是不会把旋转运动传动到脚踏板的,从而保护了操作者不会发生意外。
将该传动比进行分配,可采用一级带传动,二级齿轮传动,他们的传动比分别为:洗衣和漂洗时带传动125:75=5:3,齿轮传动则用1:1即可,总传动比为5:3;脱水时带传动仍为5:3,齿轮分为两级,两级传动比都为120:40=3:1,这样总传动比为(5:3)*(3:1)*(3:1)=15:1,符合设计要求。
上图为变速滑块处于洗衣功能档的示意图,齿轮A与齿轮B啮合,齿轮B与齿轮D啮合。当人开始踩脚踏板时,动力通过皮带传动到从动皮带轮,再由齿轮A经过齿轮B传递到齿轮D,从而带动滚筒旋转,进行洗衣功能。此时脚踏板与滚筒转速比为3:5。
上图为变速滑块处于脱水功能档时的机构示意图,滑块拨动到最左边,使齿轮A’与齿轮C啮合,齿轮C’与齿轮D’啮合。当人以较高速度蹬踏板时,从动皮带轮带动齿轮A’,传动到齿轮C上,再由齿轮C’将动力传动到齿轮D’上,使滚筒高速旋转。期间共有三次增速,使滚筒与脚踏板的转速比达到15:1。
二里程记录功能部分
上图为里程记录功能的机构示意图。蹬动脚踏板时,皮带轮A带动皮带轮B,经过减速齿轮机构(齿轮E,齿轮F,齿轮F’,齿轮G)使齿轮G的转速为踏板的1/20。齿轮G与槽轮机构中的拨盘同轴。槽轮上有10个齿,拨盘上有一个圆柱销,这样当拨盘转动一周槽轮转动36度;拨盘转10周时槽轮转一周,达到所需的计数功能
。
该功能具体作用是,当脚踏板转动20圈时,计数器加1;计数器有一位,计数器加10次为一个循环。一个循环中踏板共转了200圈。按洗衣时的转速45rpm,一共过了将近4分半钟,一般情况衣物已经洗好,可以进入下一漂洗环节。平时不洗衣时该洗衣机还可以当健身器使用,此时计数器可以当记里程的工具,加一秒表便可以计算出踏板的速度。
三执行机构设计的比较与选择
一洗衣模式的比较与选择
优点:省时省力。
缺点:耗电、耗水、衣物易缠绕、清洁性不佳,
适合洗涤衣物:除需要特别洗涤之外的所有衣物。
优点:衣物无缠绕。最不会损耗衣物的方式
缺点:耗时,时间是普通的几倍