全自动波轮洗衣机传动系统简述

基本构造之洗涤脱水系统
内桶详解－搓板式不锈钢无孔内桶 节水原理图
基本构造之洗涤脱水系统
内桶详解－搓板式不锈钢无孔内桶
优点：呵护衣物
小孩、女士的衣物上有很多装饰性的小饰品， 有孔洗衣机这类衣物时容易造成衣物的时候， 由于洗涤、脱水的时候衣物会在离心力的作用 下压进桶壁的小孔，导致衣物褶皱、变形，甚 至被拉破。
双层S波轮，有效增大洗衣空间，保 证水流对每一件衣物的均匀洗涤
在波轮上开有很多密集小孔，有效 提高脱水率
基本构造之洗涤脱水系统
波轮－雷达式波轮
雷达式波轮是内凹型的，底部密集排列数百个出水孔。
当波轮高速旋转时，数百个小孔同时向上喷射水流， 将衣物托浮在内桶的中央，减少了衣物与波轮和内桶的 硬性摩擦，呵护衣物。强劲的水流大大提高洗净度。波 轮内凹的设计，增大洗涤空间。
基本构造之机械支持系统
面架
主要用于安装和固定电气部件和操作部件。 面架内装有电脑板、进水阀、 水位传感器（水位开关）、安全开关、进水盒等部件（ABS 和 PP）
ABS工程塑料，不容易变色， 使用寿命长；并且能有效防止表面被划伤， 光泽度好，美观。
基本构造之电子控制系统
程序控制器（俗称电脑板）
洗衣机的电脑板如同人的大脑一样，接收指令， 发出指令，控制洗衣机的整个工作过程。
我司采用的是日本东芝电脑芯片。反应灵敏，性 能稳定，将洗涤过程安排的更细腻，更人性化。
传感器
水位传感器：控制水位； 布量、布质传感器：主要用于模糊控制洗衣机,作用是对洗涤物的质地和数量作 出判断； 污染度传感器：通过对洗涤液进行检测，从而判断衣物的脏污程度； 温度传感：用于检测室温及洗涤液的温度。
全封闭无孔内桶的洗衣机从根本上解决了二次污染的问题，真正的健康、卫生。

一、机械支撑系统
3、面架：主要用于安装和固定电气部件和 操作部件。 面架内装有电脑板、进水阀、 水位传感器（水位开关）、安全开关、进 水盒等部件。
二、电气控制系统
1、程序控制器（电子式俗称电脑板）：全 自动洗衣机的大脑，它接收指令，发出指 令，控制洗衣机的整个工作过程。 2、传感器：a、水位传感器—控制水位；b、 、传感器：a、水位传感器—控制水位；b 布量、布质传感器— 布量、布质传感器—主要用于模糊控制洗 衣机, 衣机,作用是对洗涤物的质地和数量作出判 断；c、污染度传感器— 断；c、污染度传感器—通过对洗涤液进行 检测，从而判断衣物的脏污程度。D 检测，从而判断衣物的脏污程度。D、温度 传感— 传感—用于检测室温及洗涤液的温度。
波轮洗衣机洗衣原理
1、通过化学反应原理，由洗衣粉的主要成 分生物酶在浸泡过程中将高分子污渍生物 分解； 2、通过物理反应原理，衣物在洗涤液中浸 泡时，动力系统带动洗涤波轮转动，使衣 物与衣物，衣物与洗涤液，衣物与桶壁进 行摩擦、冲击，以物理力的作用，使被洗 涤液包围的污垢彻底分离于洗涤物，从而 达到去污彻底，洗涤干净的效果。
全自动洗衣机的分类
三、滚筒式洗衣机: 三、滚筒式洗衣机:是指被洗涤衣物放在滚 筒内,部分浸于洗涤液中, 筒内,部分浸于洗涤液中,依靠滚筒定时正反 转的方式进行洗涤,洗涤时, 转的方式进行洗涤,洗涤时,利用内筒内壁上 的凸筋将被洗涤物提升上来，再落到洗涤 液内，利用冲击作用、磨擦作用进行洗涤。 （优点：对衣物的磨损最小，用水量少， 而且可以将烘干装置安装到洗衣机内，成 为洗涤－干燥机；。缺点：洗净比低，洗 涤时间长，耗电量大。) 涤时间长，耗电量大。)
≤20 ≤24 ≤28 ≤32 ≤36
≥0.90 ≥0.80 ≥0.70

关键字：波动式、全自动、洗衣机、系统分析。

引言：利用电能产生机械作用来洗涤衣物的清洁电器。

按其额定洗涤容量分为家用和集体用两类。

中国规定洗涤容量在6kg以下的属于家用洗衣机：家用洗衣机主要由箱体、洗涤脱水桶（有的洗涤和脱水桶分开）、传动和控制系统等组成，有的还装有加热装置。

洗衣机一般专指使用水作为主要的清洗液体，有别于使用特制清洁溶液，及通常由专人负责的干洗。

本文主要介绍波轮式洗衣机的系统设计，包括方案设计，总体设计，以及子系统的介绍，其中着重介绍波轮洗衣机的传动系统。

正文：一．方案设计1.设计任务：设计洗衣机，实现衣物洗涤、衣物江漂洗、衣物脱水功能。

要求设备稳定可靠，操作简单，生产成本低，面向广大人群。

图（1）总功能图（2）主要分功能图（3）完善的功能结构以上框图为洗衣机的功能结构图。

图（1）为洗衣机的总功能图。

放入衣物、水和洗涤剂，提供动力，输入控制信号，通过波轮搅拌，将衣物洗净脱水并排出污水，显示停止信号。

图（2）为该洗衣机的主要分功能，即动力供应和转换，容纳衣物和水并搅拌，控制与定时，脱水与排水，初步建立功能结构图。

图（3）然后进一步考虑在实现各分功能时还需满足的要求。

，最终得到完善的功能结构图，如图（3）所示。

二．介绍：对洗衣机设备，为实现相应功能，执行系统需要多个子系统。

包括：洗涤系统——实现衣物的去污；漂洗系统——实现冲洗衣物表面的污垢；脱水系统——实现衣物去水脱干。

电动机将电能转换为机械能为执行系统提供动力。

由于我国洗衣机行业是以生产波轮洗衣机主，固电容运转式电动机运用较为广泛。

联接电动机与执行系统的是传动系统，在本方案，采用的是皮带传动。

三．总体设计设计洗衣机的相关技术依据如下：1.额定洗涤容量额定洗涤容量：指洗衣机正常洗涤条件下，能够洗涤的于衣物的最大重量，单位为公斤。

2.额定水量：额定水量：指洗涤额定衣量时所需要的水量，单位为升或公斤。

额定洗衣量与额定水量之比取1：20(波轮式)。

波轮式洗衣机的内部结构组成波轮式洗衣机主要由机械支撑系统、机械传动系统、电气控制系统以及进水、排水系统四大部分组成。

1、机械支撑系统波轮式全自动洗衣机的机械支撑系统主要由吊杆支撑、控制台、外箱体等组成。

(1)吊杆支撑波轮式全自动洗衣机为套桶结构，它的外桶(盛水桶)与内桶(洗涤脱水桶)复合套装在一起，用底板托住，在底部下面固定有电动机、离合器，这一整套部件都由4只吊杆悬挂在外箱体上部的4只箱角上，起到吊挂和减振作用，以确保洗涤脱水时的动平衡和稳定。

吊杆主要由吊杆支座、吊杆、吊杆弹簧套、弹簧、弹簧座组成，如图所示。

(2)控制台控制台兼作洗衣机的面板，位于洗衣机上部，主要用于安装和固定电气元器件、操作部件。

它用工程塑料注塑成型，具有良好的绝缘性能。

根据其功能不同，大致可分为两种形式：一种是机电式控制的全自动洗衣机(一般采用凸台式)；另一种是微电脑控制的全自动洗衣机(一般采用平台式)。

(3)外箱体外箱体又称外壳，其通常采用薄钢板(为0.5~0.8mm)冲压、焊接后，再经喷漆或喷塑而成，或使用塑料注塑而成。

它主要起到保护洗衣机内部零部件、支撑和连接桶体使洗衣机传动系统正常工作，以及装饰洗衣机外观等作用。

与双桶洗衣机相比，波轮式洗衣机的箱体要支撑更大更重的洗涤脱水桶高速旋转，对箱体的强度和减振要求也更高。

2、机械传动系统波轮式全自动洗衣机的机械传动系统主要由电动机、波轮、洗涤脱水桶、离合器等组成。

波轮式全自动洗衣机的洗涤桶同时兼做脱水桶，在桶的内壁上嵌有循环水槽和线屑过滤器，以及许多凸筋和凹槽。

在洗涤桶底部装有连接盘，同时通过连接盘将洗涤桶和离合器的脱水轴连接固定在一起。

为了减少脱水桶不平衡运动，在脱水桶设置了液体平衡圈，平衡圈是由上、下两部分胶合而成的塑料空心圈。

洗涤脱水桶常采用铝板、搪瓷、玻璃钢、不锈钢等材料制作，目前，多数采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS) 聚丙烯等朔料制作。

3、电气控制系统波轮式全自动洗衣机的电气控制系统主要由电脑程控器、水位传感器、门盖开关等组成，如图所示。

1绪论1.1课题研究目的及意义（1）对大学所学的知识进行综合性的运用，加深对机械设计课程和其它有关选修课程的认识及在生产实践中的应用。

（2）掌握波轮式洗衣机传动机构设计的一般方法，了解和熟悉波轮式洗衣机的工作原理，对传动零件进行设计计算，锻炼正确独立的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体设计和计算的能力。

（3）通过了解设计波轮式洗衣机的传动结构，了解国内波轮式洗衣机发展现状，锻炼了计算、查阅工具书、电脑绘图、机械设计等能力，培养波轮式洗衣机的基本技能。

（4）通过对波轮式洗衣机的研究并查阅了解多种制图软件，熟练掌握及操作制图软件CAD，利用已掌握的机械制图技能完成波轮式洗衣机传动结构的设计。

（5）通过查阅波轮式洗衣机的相关资料，可以对洗衣机行业的发展有新的认识。

1.2波轮式全自动洗衣机的研究现状和发展趋势随着社会科学技术水平的不断提高，家用电器也得到了迅速发展，洗衣机是人们日常生活中常见的一种家电，已经成为人们生活中不可缺少的一部分。

市场上的洗衣机有波轮式洗衣机，滚筒式洗衣机，搅拌式洗衣机。

其中波轮式洗衣机是在洗衣机的桶底装有一个圆盘波轮。

在波轮的带动下，桶内水流形成了时而右旋时而左旋的涡流，带动衣物跟着旋转翻转，这样就能将衣物上的脏东西清除掉。

进入二十世纪八十年代后，出现了新型波轮设计和新型水流方式：波轮在桶的底部，水流方式一般为正向旋转一至三秒，停零点一至一秒，再反向旋转一至三秒，再停零点一至一秒，这和旧式水流大不一样，这种方式也是多年的研究成果，有利于各因素之间的平衡，兼顾了洗涤率、磨损率、缠绕状况、洗涤均匀度等因素。

波轮式洗衣机的最大优点是，洗衣速度要比滚筒式洗衣机的速度快得多。

波轮式洗衣机凭借着它结构比较简单，维修方便，洗净率高等优点，已经进入了千家万户。

目前我国生产的洗衣机中波轮式洗衣机占其中的大多数，加强对波轮式洗衣机的研究显得尤为重要。

本文主要针对波轮式洗衣机的传动机构进行设计与研究。

波轮式全自动洗衣机原理分析全自动洗衣机是一种典型的机电一体化产品，它是将洗衣机的全过程与预先设定好的N 个程序，洗衣时选择其中一个程序，打开水龙头和启动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成，洗衣机蜂鸣器发出响声。

全自动洗衣机根据结构不同可分为波轮式全自动洗衣机、套筒式全自动洗衣机和搅拌式全自动洗衣机三大类。

本文主要以波轮式全自动洗衣机为例，介绍全自动洗衣机的机械结构、工作原理及控制方式。

一、机械结构及工作原理：波轮式全自动洗衣机，其机械原理是用普通电机通过皮带传动带动离合器工作，以实现洗衣和脱水。

波轮式全自动洗衣机的机械结构如图1所示，它主要由储水桶、脱水桶、波轮、平衡块、牵引器、离合器、电机、皮带、及其连接各个部件的安装底板等部分组成。

工作原理是; （1）、洗衣程序时，电机通过皮带带动离合器皮带轮转动，使离合器内轴（波轮轴）作减速旋转，此外外轴（脱水桶轴）处于侧动状态，离合器离合弹簧处于“分”的状态。

（2）、脱水程序时，牵引器先开始工作，拉开离合器手柄。

作用是解除外轴制动，是离合器弹簧处于“合”的状态。

然后电机带动离合器皮带轮旋转。

使离合器外轴与离合器皮带轮作等速旋转。

（3）、洗衣机处于脱水状态时，如认为打开机盖，则通过连动开关是电机和牵引器断电。

离合器外轴恢复侧动状态，使脱水桶停止自动，从而达到有关安全标准要求。

离合器的结构及其作用：波轮式全自动洗衣机离合器的结构如图2所示，主要由内轴、外轴、单向锁定弹簧、减速器、制动片、离合弹簧离合手柄、皮带轮等部分组成。

离合器的机器作用有三点：（1）洗衣时皮带轮转动使内轴减速旋转，此时外轴处于制动状态；（2）脱水时皮带轮转动使外轴与皮带轮作等速旋转；（3）需要时，使外轴制动。

图1 图2如图3所示，波轮式全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同中心安放的。

外桶同定，作盛水用。

内桶可以旋转，作脱水用。

内桶的四周有很多小孔，使内桶的水流相通。

该洗衣机的进水和排水分别是进水电磁阀和排水电磁阀来执行。

一、波轮双桶洗衣机基本结构及工作原理波轮双桶洗衣机一般是由洗涤部分、脱水部分、进、排水部分和传动部分组成。

1 、洗涤部分：波轮双桶洗衣机的洗涤部分包括洗涤桶、波轮、轴套（或减速器）和线屑过滤系统，这部分的功能主要是完成洗涤和蓄水漂洗（或溢水漂洗）。

（ 1）洗涤桶：洗涤桶的作用是盛放衣物和洗涤液并实现洗涤任务的容器，对于酸碱有一定的抗腐蚀能力，并具有一定的强度。

一般采用ABS 或聚丙烯塑料，与脱水外桶一起整体注塑成型，也称双连桶，有些新型洗衣机的双连桶与箱体是一体注塑成型的，这样可以使洗衣机配合更加紧密，提高洗衣机的防锈效果。

洗涤桶的俯视截面一般为方形，四周圆角半径通常都大于50mm，其目的是在洗涤过程中多产生小湍流，以增加衣物舒展伸长，提高洗涤的均匀性，为了增加洗涤效果，有的洗衣机还在洗涤桶壁上增加了凸筋结构。

（ 2）波轮：波轮是波轮洗衣机实现洗涤的主要机械运动件，洗涤时洗衣机通过波轮的运转，带动水流转动，从而在衣物之间、衣物与水流之间、衣物与桶壁、波轮之间产生相对运动。

波轮直径的大小、波轮上的凸筋的高度、形状、波轮转速的快慢、转停时间的长短以及安装波轮洗衣机基本结构原理位置等，对洗衣机的洗净度和磨损率都有很大影响。

波轮材料一般采用ABS 或增强聚丙烯塑料注塑成型，为了提高波轮中心孔与波轮轴配合连接位置的强度，一般会在注塑时在波轮中心孔处预埋一个高强度塑料或金属的内衬，洗涤容量在5公斤以下的洗衣机内衬的内孔一般为方孔，配合轴套使用；洗涤容量在5公斤以上的洗衣机由于波轮与轴配合处承受的力量要大得多，一般内衬采用金属材料（有个别型号洗衣机采用不锈钢内衬），内衬内孔采用花键配合。

目前海尔洗衣机采用的波轮主要为新水流大波轮，从形状以及形成的水流来分主要有偏心波轮、螺旋飓风波轮、盆型波轮、手洗式波轮和搓板式波轮。

（3）轴套（或减速器）：轴套（或减速器）的作用是支撑波轮、传递动力完成洗涤，轴套或减速器安装在洗衣机洗涤桶的底部，通过顶部的密封圈与洗涤桶密封配合，轴套顶端的洗涤轴安装波轮，洗涤时，电动机运转，通过皮带、皮带轮将动力传递到轴套上，带动洗涤轴、波轮转动，起到传递动力的作用，具体的轴套和减速器的结构、工作原理将在后面的部分进行讲解。

毕业设计：全自动波轮式洗衣机机械传动系统设计计算指导教师：吴晓红李宝栋机械电子工程专业:张君波轮式全自动洗衣机的传动系统的设计计算内容较多，但当大多数零部件可以选用而无需进行设计，一般设计内容主要有：方案设计、电动机选用、带传动设计、行星减速器设计等。

4.1方案设计波轮式洗衣机常用布局为输入轴布置在内桶的中心处,整个传动系统基本上同轴布置,电动机只能偏置一边,为了保持平衡,可将排水电磁阀和排水管与电动机对称布置,必要时可加平衡块。

根据设计任务中给出的内桶直径为400 mm则外桶直径约为470mm,电动机轴与洗涤输入轴之间中心距只能为150mm左右，在此范围内选择合适的一级降速传动比和采用带轮传动。

4.1.1基本参数的选择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4-1是目前常用的波轮式全自动洗衣机基本参数情况，可供设计时参考。

表4-1 波轮式全自动洗衣机基本参数Ø400~520Ø400~520Ø400~520Ø400~520Ø400~520根据设计任务要求最大洗衣量为3.8kg，参照表4-1选用电动机功率为180W，电动机满载时转速为1370r·min。

4.3V带传动设计计算因为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，所以这里选用了最常用的V 带作为第一级降速。

参照表4-1，初步选定电动机功率P 为180W ，洗衣转速为180r /min ，脱水转速为720r/min ，则传动比为： 9.1720137021===n n i （1）计算功率ca P 由于载荷变动小，因此取工作情况系数0.1=A K ca P =P K A =0.18kW（2）选择带型 根据小带轮转速为1370r/min ，以及小带轮安装尺寸的大概范围，选取普通V 带Z 型（见图4-1）（3）带轮的基准直径21d d 和 初选小带轮的基准直径1d d ，查表4-2和表4-3，选取1d d =55mm ，大于V 带轮的最小基准直径min d d 的要求50mm 。

全自动波轮式洗衣机的结构及组成原理。

全自动波轮式洗衣机的特点是洗净率高，机型结构紧凑；有各种洗涤程序供自由洗择，可任意调节工作状态，洗、脱时间在面板上可任意调节，具有各种故障和高低电压自动保护功能，能自动处理脱水不平衡，工作结束或电源故障会自动断电，无需用人看管，是一种较为理想的家用洗涤用具。

一、基本结构全自动波轮式洗衣机通常都采用将洗涤(脱水)桶套装在盛水桶内的同轴套桶式结构，即在外桶内部有一脱水桶，脱水桶底部有一波轮，套桶波轮结构有L形波轮式、U型波轮式等不同形式。

整机由洗涤、脱水系统，进、排水系统，电动机和传动系统，电气控制系统和支承机构五大部分组成，其结构如图3-13所示。

1．洗涤、脱水系统洗涤、脱水系统主要由盛水桶、洗涤桶、波轮等组成。

盛水桶通过4根吊杆悬挂在洗衣机箱体上，电动机、离合器、排水电磁阀等部件都安装在桶底下面。

1）洗涤桶。

洗涤桶又称脱水桶或离心桶，也称为内桶。

它的主要功能是用来盛放衣物，在脱水时便成为离心式脱水桶。

2）平衡圈。

为了消除因衣物盛放不均匀造成异常震动，洗涤桶的上端均设有平衡圈。

它是一个以塑料制成的空心圆环，圈内侧有不少隔板。

圈内注有高浓度的食盐水，一般占圈容积的70％。

3）波轮。

波轮是洗衣机对衣物产生机械作用的主要部件。

目前生产的全自动洗衣机上都普遍采用能产生各种新型水流的大波轮。

2．进、排水系统主要由水位开关、进水电磁阀及排水电磁阀等组成。

通过水位开关与电磁进、排水阀配合来控制进水、排水以及电动机的通断，从而实现自动控制。

1）水位开关。

空气压力式水位开关是应用得最多的一种，其外形和结构如图所示。

气室的入口与洗衣桶中的贮气室相联接。

当水注入洗衣桶后，贮气室口很快被封闭，随洗衣桶水位上升，与贮气室相通的软管水位也上升，软管与气室中被封闭的空气压强逐渐增大，水位开关中的橡胶波纹膜片受压而胀起，推动顶杆运动而使触点改变位置，从而实现电路自动通断。

2）进水电磁阀。

进水电磁阀起着通、断水源的作用，如图a所示。

欠压保护
当电源电压过低时，保护装置会切断 电源以防止电动机因欠压而损坏。
接地保护
通过将电动机的外壳接地来防止漏电 引起的电击事故。
电动机控制技术的发展趋势
智能化
01
利用先进的传感器和算法对电动机进行智能控制，以
提高控制精度和效率。
节能环保
02 发展高效、低能耗的电动机，减少能源浪费和环境污
染。
可靠性提高
随着人工智能技术的发展，洗衣机电动机及 传动系统将越来越智能化，能够实现自适应 控制、故障诊断等功能。
一体化设计
未来洗衣机电动机及传动系统将更加注重一 体化设计，实现紧凑型、轻量化的设计目标 。
06 洗衣机电动机及传动系统 实例分析
实例一
总结词
详细描述该品牌洗衣机电动机的拆卸步骤、主要部件以及组装过程，展示电动机的内部结构和工作原 理。
噪音过大
可能是轴承磨损严重或润滑不良，需要更换轴 承或加注润滑脂。
温度过高
可能是负载过大、通风不畅或轴承损坏，应减轻负载、改善通风条件或更换轴 承。
传动系统常见故障及维修方法
01
皮带松弛或脱落
应调整皮带的紧固螺丝或更换皮 带。
02
齿轮磨损严重
03
轴颈磨损严重
应更换磨损严重的齿轮。
应更换磨损严重的轴颈或轴承座 。
使用继电器对电动机进行控制，通过触点闭合和 断开实现电动机的启动、停止、制动和调速。
3
直接电气控制
通过直接连接电动机和电源来实现控制，通常用 于简单的开关操作，如启动和停止。
电动机保护措施及安全控制
过载保护
当电动机过载时，保护装置会切断电 源以防止电动机损坏。
短路保护
当电动机发生短路时，保护装置会迅 速切断电源以防止短路电流对电动机 造成损坏。

上图三洋变频波轮全自动洗衣机传动结构图
三洋变频直驱洗衣机
最安静的洗衣机
直接驱动，减少附加传动的装置的机械磨损。

DD变频电机低噪音长寿命。

单独的变频驱动板：使电机转速，功率自动可调，真正的使洗涤，脱水力量大小可变。

使衣物磨损更小，洗涤力量更均匀。

可以洗涤羊毛等高档衣料。

下图为变频驱动板
下图普通波轮全自动洗衣机传动结构图
依靠皮带传动，皮带磨损，传动力量下降。

依靠大小皮带盘，周长差来减低洗衣机波轮转速，附加传动的装置浪费功耗。

强弱洗涤是靠电机停止间隔时间来实现，洗衣力量时大时小。

电容式启动，不平稳，不节能。

全自动洗衣机的顺序工作流程及原理洗衣机的工作原理：全自洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一心安放的，内桶可以旋转，作为脱水用。

内桶的周围有许多小孔，使内桶和外桶的水流相通，洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。

进水时通过控制系统将进水电磁阀打开，经进水管将水注入到外桶。

排水时，通过控制系统将排水电磁阀打开，将水由外桶排到机外。

洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘的正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。

脱水时，控制系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。

高、低水位控制开关分别用来检测高、低水位。

启动按钮用来启动洗衣机工作，停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。

排水按钮用来实现手动排水。

随着先进科学技术发展.应用于洗衣机上的技术越来越成熟，洗衣机的发展也越来越快，将来的洗衣机主要主要朝以下几个方面发展：（1）高度智能化；（2）健康化（3）节水节能；（4）大容量和微型化；本次设计主要采用PLC控制技术来设计全自动洗衣机控制系统，跟传统的洗衣机相比更具有智能，实时监控，人性化的功能。

本系统最大的优点集中体现在：实现功能齐全、外围电路简单、时间计算精确以及可维护方便等。

具有可靠性高、安全性好、开发价值高等一系列优点。

第1章全自动洗衣机的基本结构1.1全自动洗衣机的工作原理及构造全自动洗衣机综合运用了大量力学、电学、光学等知识，以下就其原理和构造作一分析。

洗衣机的洗涤过程主要是在机械产生的排渗、冲刷等机械作用和洗涤剂的润湿、分散作用下，将污垢拉入水中来实现洗净的目的。

首先充满于波轮叶片间的洗涤液，在离心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。

在波轮中心处，因甩出液体而形成低压区，又使得洗涤液流回波轮附近。

这样，在波轮附近形成了以波轮轴线为中心的涡流。

衣物在涡流的作用下，作螺旋式回转，吸入中心后又被甩向桶壁，与桶壁发生摩擦。

又由于波轮中心是低压区，衣物易被吸在波轮附近，不断地与波轮发生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脱离衣物。

减速离合器 • 减速离合器可以说是全自动波轮式洗衣机 的“心脏”，洗衣机的洗涤和脱水均由减 速离合器控制。在洗涤状态时，要求波轮 以较低的速度（约140r/min）转动，在脱水 状态时，要求洗涤脱水桶以较高的速度 （ 700r/min -800r/min以上）转动，通过对 电动机转速（1400r/min）的不同转速和传 动的转换，来实现洗涤和脱水动作。
• 工作原理 • 1、洗涤状态 • 排水电机未动作时，棘爪臂处于原始位置，即棘爪正对棘 轮的轴心，棘爪处于棘轮齿高2/3处。卡住棘轮。方线扭 簧由于棘轮在上一动作中被棘爪逆时针拨过一个角度而被 拨松，传距轴套与齿壳脱离；制动臂也处于原始位置。由 于制动臂扭簧的使用，使制动带抱紧制动轮。大皮带轮带 动齿轮轴运转，经行星齿轮减速后，洗涤轴转速约 140r/min。 • 2、脱水状态 • 排水电机通电后，排水阀上的排水拉块带动制动臂转过一 个角度。使制动带松开，同时棘爪臂转位，使得棘爪与棘 轮脱离，方线扭簧处于抱紧状态。这样方线扭簧与传距轴 套抱合，使得与齿壳成为一体，皮带轮的转动就带动内桶 同步转动，其间不经行星齿轮减速器减速，转速高约为 700-800r/min。
• （3）波轮： • 对洗涤衣物产生机械洗涤力的主要部件， 其形状、尺寸大小、转速等洗涤的洗净率、 磨损率、缠绕率都有重要影响。本公司均 采用蝶形波轮，洗净度较高，衣物缠绕率 小。
• 传动系统： 主要由离合器、 电动机、电容、 风叶轮、三角皮 带等组成，是洗 衣机工作的动力 部分。全自动波 轮式洗衣机由一台电动机来实现洗涤和脱水 两大功能，其洗涤和脱水 状态的转换通过 离合器来控制 。
• （3）安全开关 • 安全开关在全自动洗衣机中主要起到安全保护作 用，脱水过程中安全开关是否接通，是全自动洗 衣机进行脱水动作的必备条件。 • 安全开关工作原理是：当门盖关合时安全开关的 探棒被机盖抬起来推动安全杠杆向上带动摆动板 把动触片抬高，使动触片上的镀金触点与静触片 相通，电路接通，电脑程控板得到信息后开始脱 水程序。在洗衣机脱水过程中，如果中途打开机 盖安全开关在弹簧片的作用下，摆动板回落，动 触片与静触片分离，电脑程控板收到电路断开的 信息后，使电机停转，并启动刹车系统，使脱水 桶迅速停转，使用用户可以在脱水中途安全拿取 或添加衣物。

(2)安全开关 如图所示为一种防振型安全开关，它比普通洗衣机脱 水桶的盖开关多了一种功能：当洗衣机桶出现异常振动时，能自动切 断电源。安全开关串联于脱水电路中，脱水时打开洗衣机盖，微动开 关断开，电源断开而使电动机断电，同时由于电磁铁也断电，使离合 器转换为洗涤状态，制动装置制动而使脱水桶迅速停转。当洗衣桶异 常振动时，撞击到调节螺钉，并带动杠杆使微动开关断开，电源断开， 洗涤桶停转。
微电脑控制全自动洗衣机电路原理框图
全自动滚筒式洗衣机

一、滚筒洗衣机的特点分类、结构

二、工作原理 三、控制原理

滚筒洗衣机特点
滚筒洗衣机特点
1、衣物以半浸泡方式在水中进行洗涤；
2、洗涤方式分为雨淋、浸泡、摔打；
3、不缠绕，磨损小，可洗涤羊绒等高档衣物； 4、可进行洗涤、脱水、烘干三合一； 5、洗涤时间较长； 6、可加热洗涤； 7、耗水量少； 8、相对较重。
减震器 damper
主控板 control panel 水槽至外筒软管 distributor-tub hose 抽屉 drawer 抽屉面板 drawer panel 前板 front panel 门 door 内筒 drum 提升筋 lifter 外筒 tub 排水泵 drain pump 底饰板 low panel
微处理器工作原理
（1）水位传感器
（2）衣物不平衡检测传感器
（3）布质、
布量的检测 （4）脏污程度传感器 （5）水温的检测
水位传感器

水位检测的精度直接影响洗净度、 水流强度、 洗涤时间等参数。对于 模糊控制的洗衣机, 要求水位的检测 必须是连续的, 故常采用谐振式水位 传感器。谐振式水位传感器是利用 电磁谐振电路LC 作为传感器的敏感 元件, 将被测物体的变化转变为LC 参数的变化, 最终以频率参数输出。

《机原理与维修》
电子与信息技术专业教研组
• 洗涤状态时: 排水电磁阀断电关闭。抱簧下端被拔 松，使脱水轴下部与离合套（洗涤主动轴）不能 啮合。此时脱水轴已被扭簧与刹车带制动，即内 齿轮固定不动，所以当洗涤主动轴（恒星齿轮） 顺时针转动时，行星齿轮一边作逆时针自转，同 时绕恒星齿轮顺时针公转，从而带动传动架和洗 涤被动轴作顺时针旋转。但主动轴转动约五周， 被动轴才转动一周。同理，当洗涤主动轴逆时针 高速转动时，被动轴也作逆时针低速转动。
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• 脱水状态时: 排水电磁阀通电开启。衔铁在带动阀 门开启的同时，还使刹车带放松刹车盘；并使拔 叉带动棘爪放松棘轮。当离合套（洗涤主动轴） 作顺时针高速转动时，使抱簧旋紧，从而将脱水 轴与离合套啮合。这时因内齿轮也随脱水轴高速 转动，所以行星齿轮绕恒星齿轮公转的转速与恒 星齿轮、内齿轮的转速是相同的，即洗涤主动轴、 脱水轴（脱水桶）及洗涤被动轴（波轮）作同步 高速运转，而且因这种顺时针转动正好是扭簧被 拨松的方向，所以扭簧对脱水轴无制动作用。
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三、减速离合器
《全自动洗衣机原理与维修》
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结构分解图和洗涤、脱水轴结构分解图如图。
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• 洗涤轴：分成两段，上段为洗涤被动轴，下段为 洗涤主动轴。 • 脱水轴：分为上、下两部分。上部分与洗涤被动 轴也为同心套轴结构，这一部分的中间套着扭簧， 下端内部安装着行星齿轮减速器，外部兼作刹车 盘。脱水轴的下半部分较短，上端用螺栓与上半 部分固定，而下端与离合套相接触。 • 行星减速器: 洗涤主动轴上端（恒星齿轮）、传动 架、行星齿轮及内齿轮等组成。内齿轮与脱水轴 固定连接。

全自动洗衣机传动系统设计摘要：洗衣机是一种普遍的家用电器。

它不但可以减轻人的家务劳动，而且较手工洗涤衣物省时、省水、省洗涤剂，故洗衣机已成为市场上的畅销品。

随着国民经济的进一步发展和人民生活水平的不断提高，我国洗衣机工业迅速发展，洗衣机年销售量8000万台以上。

现在我国市场上，全自动波轮式洗衣机占据较大的市场份额，所以有必要对全自动波轮式洗衣机的结构功能改进完善，使其在适用性、可靠性、环保性、节能性和智能性等方面不断提高，以更好地满足我国市场需求。

本文对全自动波轮式洗衣机的研究要点如下：（1）介绍了洗衣机的洗涤原理、分类情况，阐述了国内外全自动波轮式洗衣机的研究现状和全自动波轮式洗衣机今后的发展趋势及本文所研究其传动系统的目的、意义。

（2）对全自动波轮式洗衣机的四种传动系统方案作了对比分析，选择了其中一种传动方案作本文的设计。

（3）阐述了全自动波轮式洗衣机传动系统结构组成和基本原理，对传动系统主要组成部分如电动机、v带、行星齿轮减速器等进行了详细的参数选择和计算。

（4）设计了洗衣机离合器及行星齿轮减速器结构，并对主要零部件进行了校核。

关键词：波轮式洗衣机传动减速器离合器设计Design the thansmission system of automatic washing machine Abstract：Washing machine is a kind of common household electrical appliances. Itnot only can reduce the housework of persons,but also it istime-saving,water-saving, provincial detergent than manual washing, So washing machine has become the best in the market . With the further development of the national economy and people's living standard enhances unceasingly , our washing machine industry has been developing rapidly . Annual sales of washing machine is more than 80 million . Now in the market of our country, full-automatic washing machine occupy larger market share,so it is necessary to research the strcture and the function onwashingmachines,let it better meet the market deman on applicability ,reliability, environmental protection, energy conservation and intelligent .The research point of Automatic washing machine as follows:(1)Introduce the principle, classification of washing machine , Elaborate domestic andforeign research status of automatic washing machine and its development tendency in the future and the purpose, significance for the research of its transmission system.(2)Analysis four kind of transmission system of automatic washing machine,and selectone.(3)Expound the structure components and basic principle of automatic washing machinedrive system ,select and calculate detailly the main component part of transmission system such as electric motors, v belt, planetary gear reducer.(4)Design the structure of washing machine clutch and planetary gear reducer.And checkthe main parts.Keywords:impeller type washing machine; thansmission; reducer;clutch; design目录1 绪论 (4)1.1引言 (4)1.2全自动波轮式洗衣机传动系统设计的目的和意义 (4)1.3全自动波轮式洗衣机的发展背景和发展前景 (4)1.3.1全自动波轮式洗衣机的发展背景 (4)1.3.2全自动波轮式洗衣机的发展前景 (6)1.4本文所研究的内容 (7)2 传动方案的拟定 (8)2.1 传动方案一 (8)2.2传动方案二 (9)2.3传动方案三 (10)2.4 传动方案四 (11)2.5 传动方案选择 (12)3 全自动波轮式洗衣机传动系统原理 (13)3.1基本结构 (13)3.2系统组成及其工作原理 (13)3.2.1传动系统组成 (13)3.2.2 减速离合器结构和工作原理 (14)3.2.3传动系统两种工作状态 (16)4 传动系统参数计算 (19)4.1传动系统结构简图 (19)4.2电动机的选择 (19)4.3 V带传动设计计算 (20)4.4行星减速器设计计算 (23)4.4.1洗涤状态传动比 (23)4.4.2 计算模数 (23)4.4.3 行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算 (25)4.4.4行星齿轮传动的配齿计算 (27)4.4.5 齿轮传动强度的校核计算 (28)4.4.6行星轮系输入输出轴的设计 (31)5 结论 (36)参考文献 (37)致谢 ............................................................................................ 错误!未定义书签。