2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p><b>  機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)</b></p><p>  題 目:全自動(dòng)洗衣機(jī)機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(單片機(jī))</p><p>  專 業(yè): </p><p>  姓 名: </p><p>  班 級(jí):

2、 </p><p>  學(xué) 號(hào): </p><p>  指導(dǎo)教師: </p><p><b>  摘 要</b></p><p>  隨著當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技水平的不斷提高,家

3、用電器全自動(dòng)化將成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。中國(guó)家用電器協(xié)會(huì)通過對(duì)洗衣機(jī)行業(yè)未來5 ~10年面臨的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)以及機(jī)遇和挑戰(zhàn)的分析后指出,洗衣機(jī)產(chǎn)業(yè)將向產(chǎn)品個(gè)性化、功能多樣化、控制智能化、振動(dòng)和噪聲低量化方向發(fā)展,對(duì)節(jié)能節(jié)水的需求將迅速增長(zhǎng)。全自動(dòng)洗衣機(jī)的產(chǎn)生極大的方便了人們的日常生活,節(jié)約了人們很多時(shí)間。國(guó)內(nèi)洗衣機(jī)的質(zhì)量和世界領(lǐng)先水平同步,像海爾、美的等。高效節(jié)能、省水、省電、環(huán)保型洗衣機(jī)是各大廠商一直追求的目標(biāo)。</p><

4、p>  本次設(shè)計(jì)的波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)涉及到各方面的知識(shí),主要組成有排水系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、及控制部分。其中機(jī)械方面有V帶的設(shè)計(jì)、減速器的選擇、電動(dòng)機(jī)的選擇等;控制部分方面有硬件電路的設(shè)計(jì)、控制程序設(shè)計(jì),各方面都涉及到諸多參數(shù)的選擇和計(jì)算并且實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)洗衣機(jī)的正常運(yùn)行、強(qiáng)制行停止、故障檢測(cè)和報(bào)警提醒功能。</p><p><b>  目 錄</b></p><p&

5、gt;<b>  摘要</b></p><p>  第1章 緒論···························

6、83;····································&

7、#183;···1</p><p>  1.1 機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)目的··························&#

8、183;·······························1</p><p>  第2章 波輪

9、式全自動(dòng)洗衣機(jī)機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)························2</p><p>  2.1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書····&#

10、183;····································

11、····························2</p><p>  2.2 波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)總體結(jié)構(gòu)··

12、;····································

13、83;··············2</p><p>  2.3 進(jìn)水、排水系統(tǒng)················&#

14、183;····································

15、················3</p><p>  2.4傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理··············&#

16、183;····································

17、········8</p><p>  2.5機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)傳動(dòng)計(jì)算······················

18、83;····································&

19、#183;··19</p><p>  2.6 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)····························

20、····································

21、3;······27</p><p>  第3章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)························

22、83;································35</p><p>  

23、參考文獻(xiàn)····································

24、····································36&l

25、t;/p><p>  波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>  第1章 緒論</b></p><p>  1.1、機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)目的</p><p>  機(jī)電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。要求學(xué)生做那個(gè)和運(yùn)用所學(xué)過的機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等方面的知識(shí),獨(dú)立進(jìn)行一次機(jī)電結(jié)合的設(shè)計(jì)訓(xùn)練

26、,主要目的是: 1) 學(xué)習(xí)機(jī)電一體化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案立定,分析與比較的方法。 2) 通過對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì),掌握集中典型傳動(dòng)晚間與導(dǎo)向元件的工作原理、設(shè)計(jì)計(jì)算方法與選用原則。如齒輪/同步帶減速裝置、蝸桿副、滾珠絲杠螺母副、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副等。</p><p>  3) 通過對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì),掌握常用伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理、計(jì)算選擇方法與控制驅(qū)動(dòng)方式,學(xué)會(huì)選用典型的位移/速度傳感器;如交流、逼近伺服進(jìn)

27、給系統(tǒng),增量式旋轉(zhuǎn)編碼器,直線光柵等。</p><p>  4) 通過對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),掌握一些典型硬件電路的設(shè)計(jì)方法和控制軟件的設(shè)計(jì)思路;如控制系統(tǒng)選用原則、CPU選擇、存儲(chǔ)器擴(kuò)展、I/O接口擴(kuò)展、A/D與D/A配置、鍵盤與現(xiàn)實(shí)電路設(shè)計(jì)等,以及控制系統(tǒng)的管理軟件、伺服電動(dòng)機(jī)的控制軟件等、 5) 培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力,學(xué)習(xí)并初步樹立“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”的思想。</p><

28、p>  6) 鍛煉提高學(xué)生應(yīng)用手冊(cè)和標(biāo)準(zhǔn)、查閱文獻(xiàn)資料以及撰寫科技論文的能力。</p><p>  第2章 波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>  2.1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>  一、設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>  最大洗衣重量為:3.8kg</p>&l

29、t;p>  內(nèi)桶直徑為:400mm</p><p>  洗衣機(jī)的轉(zhuǎn)速約為:140~200r/min,托水轉(zhuǎn)速:700~800r/min</p><p><b>  要求能自動(dòng)調(diào)節(jié)水位</b></p><p>  根據(jù)衣服類型設(shè)定洗衣模式、自動(dòng)進(jìn)水、自動(dòng)排水等。</p><p><b>  二、具體任務(wù)&l

30、t;/b></p><p><b>  總體方案確定;</b></p><p>  機(jī)械部分設(shè)計(jì)及計(jì)算,要求數(shù)據(jù)具有科學(xué)性;</p><p>  繪制裝配圖及其零件圖若干張;</p><p>  控制部分包括硬件和軟件設(shè)計(jì);</p><p>  編寫設(shè)計(jì)說明書(不少于1萬字);</p&

31、gt;<p>  圖紙、說明書必須交電子版和紙制文檔。</p><p>  2. 2波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的總體結(jié)構(gòu)</p><p>  目前在我國(guó)生產(chǎn)的洗衣機(jī)中,波輪式洗衣機(jī)占了80%以上。早期生產(chǎn)的波輪式洗衣機(jī)波輪較小,直徑都在165~185mm之間,轉(zhuǎn)速為320~500r/min?,F(xiàn)在基本都是大波輪洗衣機(jī),其中又以碟形波輪應(yīng)用最廣,波輪直徑約為300mm,轉(zhuǎn)速約為120~3

32、00r/min。</p><p>  一般來說,波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)具有洗滌、脫水、水位自動(dòng)控制,以及根據(jù)不同衣物選擇洗滌方式和洗滌時(shí)間等基本功能,其結(jié)構(gòu)主要由洗滌和脫水系統(tǒng)、進(jìn)排水系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、支承機(jī)構(gòu)等5大部分組成,如圖1所示。</p><p>  2. 3、進(jìn)水、排水系統(tǒng)</p><p>  全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)、排水系統(tǒng)主要由進(jìn)水電磁閥、排

33、水電磁閥和水位開關(guān)等組成。</p><p><b>  1.水位開關(guān)</b></p><p>  水位開關(guān)又稱壓力開關(guān)。洗衣機(jī)洗滌桶進(jìn)水時(shí)的水位和洗滌桶排水時(shí)的狀況是由壓力開關(guān)檢測(cè)的。當(dāng)洗衣機(jī)工作在洗絳或漂洗程序時(shí),若桶內(nèi)無水或水量不夠,壓力開關(guān)則發(fā)出供水信號(hào)。當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定位置時(shí),壓力開關(guān)將發(fā)出關(guān)閉水源的信號(hào)。微電腦全自動(dòng)洗衣機(jī)工作在排水程序時(shí),若排水系統(tǒng)有故障,水

34、位開關(guān)則發(fā)出排水系統(tǒng)受阻信號(hào)。</p><p>  (1)結(jié)構(gòu) 波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)上使用最多的水位開關(guān)是空氣壓力式,其結(jié)構(gòu)如圖2所示。這類壓力開關(guān)按其功能可大致分為氣壓傳感裝置、控制裝置及觸點(diǎn)開關(guān)三部分。</p><p>  氣壓傳感裝置由氣室11、橡膠膜10、塑料盤9、頂心6等組成;控制裝置由壓力彈簧4、導(dǎo)套2、調(diào)壓螺釘3、杠桿l和凸輪5等組成;觸點(diǎn)開關(guān)由動(dòng)簧片8、開關(guān)小彈簧7、動(dòng)靜觸點(diǎn)

35、組成,其中公共觸點(diǎn)COM和常閉觸點(diǎn)NC組成動(dòng)斷觸點(diǎn),公共觸點(diǎn)COM和常開觸點(diǎn)NO組成動(dòng)合觸點(diǎn)。動(dòng)簧片8是由鈹青銅板制成,其結(jié)構(gòu)如圖3所示。在內(nèi)動(dòng)簧片和外動(dòng)簧片的a、b點(diǎn)安裝一個(gè)小彈簧,即圖2中的開關(guān)小彈簧7。c點(diǎn)為內(nèi)動(dòng)簧片的力驅(qū)動(dòng)點(diǎn),位于頂心和塑料盤的軸心線上。</p><p>  (2)工作原理 當(dāng)水注入內(nèi)桶時(shí),氣室很快被封閉。隨著水位上升,封閉在氣室內(nèi)的空氣壓力也不斷提高,壓力經(jīng)軟管12傳到水位開關(guān)氣室11

36、,水位開關(guān)氣室ll內(nèi)的空氣壓力向上推動(dòng)橡膠膜10和塑料盤9,推動(dòng)動(dòng)簧片8中的內(nèi)動(dòng)簧片向上移動(dòng),壓力彈簧4被壓縮。當(dāng)注水到了選定水位時(shí),此時(shí)內(nèi)動(dòng)簧片移動(dòng)到預(yù)定的力平衡位置,開關(guān)小彈簧7將拉動(dòng)外動(dòng)簧片,并產(chǎn)生一個(gè)向下的推力,使開關(guān)的常閉觸點(diǎn)NC與公共觸點(diǎn)COM迅速斷開,常開觸點(diǎn)NO與公共觸點(diǎn)COM閉合,從而發(fā)出關(guān)閉水源信號(hào)?! ∨潘畷r(shí),當(dāng)水位下降到規(guī)定的復(fù)位水位時(shí),水位產(chǎn)生的壓力減小,壓力彈簧4回復(fù)伸長(zhǎng),推動(dòng)頂心6,使動(dòng)簧片8中的內(nèi)動(dòng)簧片向

37、下移動(dòng),當(dāng)移動(dòng)到預(yù)定的力平穩(wěn)位置時(shí),開關(guān)小彈簧7對(duì)外動(dòng)簧片產(chǎn)生一個(gè)向上的推力,使開關(guān)的常開觸點(diǎn)N0與公共觸點(diǎn)COM迅速斷開,常閉觸點(diǎn)NC與公共觸電C0M閉合,從而改變控制電路的通斷。 </p><p><b>  2.進(jìn)水電磁閥</b></p><p>  (1)結(jié)構(gòu) 進(jìn)水電磁閥也稱為進(jìn)水閥或注水閥,其結(jié)構(gòu)如圖4所示。 </p><p>  

38、(2)工作原理 電磁閥線圈4斷電時(shí),鐵心6在自重和小彈簧5作用下下壓,使鐵心6下端的小橡膠塞7堵住泄壓孔B,此時(shí)如果有水進(jìn)入進(jìn)水腔I,水便由加壓孔A進(jìn)入控制腔Ⅱ,使控制腔Ⅱ內(nèi)水壓逐漸增大,最終使橡膠閥9緊壓在出水管的上端口上,將閥關(guān)閉。同時(shí).因鐵心6上面空間與控制腔Ⅱ相通,控制腔Ⅱ內(nèi)水壓的增大還會(huì)使鐵心6上面空間氣體壓強(qiáng)增大.導(dǎo)致橡膠閥9更緊地壓在泄壓孔B上,增加了閥關(guān)閉的可靠性。</p><p>  當(dāng)進(jìn)水電磁

39、閥線圈4通電后,產(chǎn)生的電磁吸力將鐵心6向上吸起,泄壓孔B被打開??刂魄虎騼?nèi)的水迅速?gòu)男箟嚎譈中流入出水管,同時(shí)經(jīng)加壓孔A流人控制腔Ⅱ的水又進(jìn)行補(bǔ)充。但由于加壓孔A比泄壓孔B小,使控制腔Ⅱ內(nèi)的壓力迅速下降。當(dāng)控制腔Ⅱ中的水壓降到低于進(jìn)水腔I水壓時(shí),橡膠閥9被進(jìn)水腔I中的水向上推開,水從進(jìn)水腔Ⅰ直接進(jìn)入出水管,進(jìn)而流人盛水桶。水到位后,由水位開關(guān)切斷進(jìn)水電磁閥線圈4的電源,進(jìn)水閥重新關(guān)閉。 </p><p><

40、b>  3.排水電磁閥</b></p><p>  排水電磁閥由電磁鐵與排水閥組成,如圖5所示。電磁鐵和排水閥是兩個(gè)獨(dú)立的部件,兩者之間以電磁鐵拉桿聯(lián)接起來。 </p><p>  (1)結(jié)構(gòu) 排水閥是由排水閥座1、橡膠閥2、內(nèi)外彈簧3與4、導(dǎo)套5和閥蓋6等組成。排水閥門采用橡膠材料制成,內(nèi)有一個(gè)由硬質(zhì)塑料制作的導(dǎo)套5。導(dǎo)套5內(nèi)裝有內(nèi)彈簧3,它一端卡在導(dǎo)套左邊槽口,另一

41、端鉤掛在電磁鐵拉桿7上,內(nèi)彈簧3處于拉緊狀態(tài)。在導(dǎo)套5外裝有一個(gè)外彈簧4,它的剛度比內(nèi)彈簧3小,它的一端與閥蓋6接觸.另一端與導(dǎo)套5的基座接觸.外彈簧4處在壓縮變形狀態(tài)。</p><p>  電磁鐵有交流和直流兩種,機(jī)械式全自動(dòng)洗衣機(jī)一般采用交流電磁鐵,而電腦式全自動(dòng)洗衣機(jī)一般采用直流電磁鐵。交流電磁鐵的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示,直流電磁鐵的主要技術(shù)參數(shù)如表2所示。 </p><p>  表

42、1 交流電磁鐵的主要技術(shù)參數(shù)</p><p>  表2 直流電磁鐵的主要技術(shù)參數(shù)</p><p>  (2)工作原理 洗衣機(jī)處在進(jìn)水和洗滌時(shí),排水閥處于關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)主要由外彈簧4把橡膠閥2緊壓在排水閥座1的底部。 排水時(shí),排水電磁鐵通電工作,銜鐵13被吸入,牽動(dòng)電磁鐵拉桿7。由于拉桿7位移,在它上面的擋套16撥動(dòng)制動(dòng)裝置的剎車扭簧伸出端17,使制動(dòng)裝置處于非制動(dòng)狀態(tài)(脫水狀態(tài))。

43、另一方面隨著電磁鐵拉桿7的左端離開導(dǎo)套5,外彈簧4被壓縮,使排水閥門打開正常排水時(shí),橡膠閥2離開排水閥座l密封面的距離應(yīng)不小于8mm,排水電磁鐵的牽引力約為40N。 </p><p>  2. 4、傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其工作原理</p><p>  傳動(dòng)系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、減速離臺(tái)器組成。套桶式全自動(dòng)洗衣機(jī)使用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)來完成洗滌和脫水工作。洗滌時(shí),波輪轉(zhuǎn)速較低 (140~200r/min);而

44、脫水時(shí),脫水桶轉(zhuǎn)速較高(約800r/min)。因此,要對(duì)電動(dòng)機(jī)1370r/min的輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速處理,以適應(yīng)兩項(xiàng)工作的不同要求,這主要由洗衣機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)來完成,傳動(dòng)系統(tǒng)的工作示意如圖6所示。</p><p>  圖6 套筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖</p><p>  1.電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)</p><p>  電動(dòng)機(jī)是整個(gè)洗衣機(jī)工作的動(dòng)力來源。我國(guó)現(xiàn)階段生產(chǎn)的套

45、桶式洗衣機(jī)大多采用的是電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī),產(chǎn)品遵循中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T3758-1996《家用洗衣機(jī)用電動(dòng)機(jī)通用技術(shù)條件》。目前常用的電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)如表3所示。 </p><p>  表3 XD型洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)</p><p>  2.減速離合器的結(jié)構(gòu)和工作原理</p><p>  早期設(shè)計(jì)的小波輪全自動(dòng)洗農(nóng)機(jī)的離合器沒有減速功能,故洗

46、滌和脫水轉(zhuǎn)速相同。新型大波輪全自動(dòng)洗衣機(jī)的離合器都具有洗滌減速功能,稱為減速離合器,其種類很多,但主要結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。目前應(yīng)用最為廣泛的有兩種:?jiǎn)蜗蜉S承式減速離合器與帶制動(dòng)式減速離合器。 </p><p>  (1)單向軸承式減速離合器 </p><p><b>  1)基本結(jié)構(gòu)</b></p><p> ?、匐x合器主要結(jié)構(gòu)如圖7(1)

47、(2)所示。離合器中部有兩根軸:輸入軸l和脫水軸l8。輸人軸1的下端加工成四方形,與之相配的帶輪3和離合套20的內(nèi)孔也是方形。離合套20和帶輪3被螺母2固定在輸人軸1上,由于方軸與方孔的緊密配合,從而帶輪3、輸入軸I和離合套20聯(lián)成了一體。輸入軸1的上端加工成齒形花鍵,和行星減速器的中心輪內(nèi)孔配合聯(lián)接。</p><p>  圖7(1)

48、 </p><p>  輸入軸l的外部是脫水軸18。在衣服洗滌時(shí),脫水軸靜止不轉(zhuǎn);而洗滌結(jié)束后,脫水軸應(yīng)將帶輪3的高轉(zhuǎn)速直接傳遞給脫水桶,完成脫水功能。這種轉(zhuǎn)換功能是由方絲離合彈簧4完成的。方絲離合彈簧的形狀呈錐形,上端幾圈的直徑比下端略小一些。由于脫水軸18和離臺(tái)套20的外徑比方絲離合彈簧的內(nèi)徑略大,在自由狀態(tài)時(shí),方絲離合彈簧就抱緊在離合套20和脫水軸18

49、的外壁上。當(dāng)帶輪帶動(dòng)離合套向彈簧旋緊方向旋轉(zhuǎn)時(shí),通過方絲離合彈簧就將帶輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)由離合套20傳遞到脫水軸18,這就是 “合”時(shí)的脫水狀態(tài)。在洗滌時(shí),可以將方絲離合彈簧向反方向旋松,使其內(nèi)徑變大,從而與離合套20脫離接觸,這就是“離”時(shí)的洗滌狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)彈簧旋松的機(jī)構(gòu)是棘輪棘爪裝置,圖8是其工作原理簡(jiǎn)圖。方絲離合彈簧下端的彈簧卡2卡在棘輪3的內(nèi)槽中,</p><p><b>  通過棘爪5的擺動(dòng)使</

50、b></p><p><b>  棘輪3轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶</b></p><p><b>  動(dòng)方絲離合彈簧向旋</b></p><p><b>  松方向轉(zhuǎn)動(dòng)。</b></p><p><b>  圖7中的8是單</b></p><

51、p><b>  向滾針軸承部件,</b></p><p><b>  它的內(nèi)圈與脫水軸</b></p><p><b>  18相接觸,它的外</b></p><p><b>  圈與齒輪軸承座過</b></p><p><b>  盈配合

52、成一體,齒</b></p><p>  輪軸承座嵌在支撐架19中,支撐架用螺栓和離合器外罩14固定在一起。在單向滾針軸承8的作用下,脫水軸l8只能向一個(gè)方向自由旋轉(zhuǎn)。單向滾針軸承是滾針軸承產(chǎn)品領(lǐng)域中一種科技含量較高的產(chǎn)品,其結(jié)構(gòu)緊湊,徑向截面小。因?yàn)槠渫馊ぷ髅媸切ㄐ危灾辉试S一個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng).可以起到單向離合器的作用。洗衣機(jī)單向滾針離合器的工作原理如圖9所示,它由帶楔形面的外圈7以及利用保持架3隔開

53、的一系列滾針6組成,軸承直接套在脫水軸5上。當(dāng)脫水軸5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),滾針落入楔形槽的大端中,此時(shí)脫水軸可順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng);而當(dāng)脫水軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),滾針則卡緊在楔彤槽的小端處,這時(shí)脫水軸將無法轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>  在圖7中,剎車裝置外罩9、剎車扭簧lO、剎車帶15、剎車盤16和十寧軸套17等組成了脫水軸18的剎車裝置。十字軸套17用兩顆緊定螺釘和脫水軸18固定在一起,剎車盤16又和十字軸套17用螺栓固定在一起,所以

54、剎車盤16和脫水軸18聯(lián)成了一體。剎車裝置外罩9安裝在脫水軸18上,為間隙配合,它對(duì)脫水軸的作用由剎車扭簧10控制。剎車扭簧10套裝在剎車裝置外罩9的外圓上,其下端固定在離合器外罩上,它的上端則嵌在拉桿21的一個(gè)方孔中,由排水電磁鐵帶動(dòng)拉桿控制其狀態(tài)。洗滌時(shí),排水電磁鐵斷電,剎車扭簧處于自由旋緊的狀態(tài)。當(dāng)脫水軸18順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),由于剛性剎車帶15緊緊抱住剎車盤16,而其一端又卡在剎車裝置外罩9的方槽中,所以剎車盤、剎車帶以及剎車裝置外罩

55、9都將一起順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。剎車裝置外罩9在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)過程中,剎車扭簧10將被迅速旋緊,強(qiáng)大的摩擦力使剎車裝置外罩9無法動(dòng)作,此時(shí)剎車帶15和剎車盤16將發(fā)生劇烈摩擦,對(duì)脫水軸18產(chǎn)生制動(dòng)作用,防止脫水桶產(chǎn)生跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象。在脫水時(shí),排水閥通電,排水電磁鐵帶動(dòng)拉桿使剎車扭簧處于放松狀態(tài)。由于剎車裝置外罩9在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)過程中,與旋松的剎車扭簧之間可以自由滑動(dòng),剎車不起</p><p> ?、谛行菧p速器結(jié)構(gòu)如圖10所示。減速器外

56、罩8和減速器底蓋10用螺釘緊固在一起,再安裝在法蘭盤12上,法蘭盤12和脫水軸2通過鎖緊塊13固定在一起,因?yàn)榉ㄌm盤12和脫水桶相聯(lián)接,所以減速器外罩8、減速器底蓋10、法蘭盤12和脫水桶成一整體。減速器底蓋10有上、下兩個(gè)止口,從而保證了減速器和脫水軸2安裝時(shí)的同心度。對(duì)行星減速器來說,輸入軸1是動(dòng)力的傳入軸,其花鍵端插人中心輪l1的內(nèi)孔中。行星輪4其有4個(gè),與中心輪11以及內(nèi)齒圈6相嚙合。內(nèi)齒圈6通過其圓周槽卡在減速器底蓋10上,與

57、之聯(lián)成一體。行星輪通過銷軸5安裝在行星架7上,當(dāng)行星輪繞中心輪公轉(zhuǎn)時(shí),將帶動(dòng)行星架一起旋轉(zhuǎn)。波輪軸9兩端都加工成齒形花鍵,其下端與行星架7聯(lián)接,上端與波輪相聯(lián),從而使波輪以低速旋轉(zhuǎn)洗滌衣物。</p><p><b>  圖10</b></p><p><b>  2)工作原理</b></p><p> ?、倜撍疇顟B(tài)減速離合

58、器脫水時(shí)的狀態(tài)及裝配戈系如圖11所示,脫水狀態(tài)下,排水電磁鐵通電吸合,牽引拉桿移動(dòng)約13mm,使排水閥開啟。拉桿在帶動(dòng)閥門開啟的同時(shí),一方面撥動(dòng)旋松剎車彈簧,使其松開剎車裝置外罩,這時(shí)剎車盤隨脫水軸5一起轉(zhuǎn)動(dòng),剎車不起作用;另一方面又推動(dòng)撥叉旋轉(zhuǎn),致使棘爪18脫開棘輪4,棘輪被放松,方絲離合彈簧3在自身的作用力下回到自由旋緊狀態(tài),這時(shí)也就抱緊了離合套2。大帶輪l在脫水時(shí)是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的,由于摩擦力的作用,方絲離合彈簧3將會(huì)越抱越緊。這樣脫

59、水軸5就和離合套2聯(lián)在一起, 跟隨大帶輪1一起做高速運(yùn)轉(zhuǎn)。由于此時(shí)脫水軸5做順時(shí)針運(yùn)動(dòng),和單向滾針軸承7的運(yùn)動(dòng)方向一致,因此單向滾針軸承7對(duì)它的運(yùn)動(dòng)無限制。</p><p><b>  由于脫水軸</b></p><p><b>  5通過鎖緊</b></p><p><b>  塊與法蘭盤</b>&

60、lt;/p><p><b>  9聯(lián)接,而</b></p><p><b>  內(nèi)桶12與</b></p><p><b>  行星減速器</b></p><p><b>  10均固定在</b></p><p><b>  

61、法蘭盤9上,</b></p><p>  所以脫水軸5帶動(dòng)內(nèi)桶12以及減速器內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速,與輸入軸帶動(dòng)減速器中心輪的轉(zhuǎn)速相同,這樣致使行星輪無法自轉(zhuǎn)而只能公轉(zhuǎn),從而行星架的轉(zhuǎn)速與脫水軸是一樣的,即波輪與脫水桶以等速旋轉(zhuǎn),保證了脫水桶內(nèi)的衣物不會(huì)發(fā)生拉傷。</p><p>  脫水狀態(tài)傳動(dòng)路線是:電動(dòng)機(jī)→小帶輪→大帶輪l→輸入軸6→離合套2→方絲離合彈簧3→脫水軸5→法蘭盤9→內(nèi)

62、桶12。由于電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速只經(jīng)帶輪一級(jí)減速.所以內(nèi)桶轉(zhuǎn)速較高,約680~800r/min。</p><p> ?、谙礈鞝顟B(tài)如圖12所示,洗滌狀態(tài)下,排水電磁鐵斷電,排水閥關(guān)閉,拉桿復(fù)位。這時(shí)剎車扭簧16被恢復(fù)到自然旋緊狀態(tài),扭簧抱緊剎車裝置外罩,剎車裝置8起作用;同時(shí)撥叉回轉(zhuǎn)復(fù)位,棘爪18伸入棘輪4,將棘輪撥過一個(gè)角度,方絲離合彈簧3被旋松,其下端與離臺(tái)套2脫離,這時(shí)離合套只是隨輸入軸空轉(zhuǎn)。大帶輪1帶動(dòng)輸入軸6轉(zhuǎn)

63、動(dòng),經(jīng)行星減速器減速后,帶動(dòng)波輪軸11轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)洗滌功能。輸入軸至波輪軸的傳動(dòng)稱為二級(jí)減速,其工作過程為:輸人軸通過中心輪驅(qū)動(dòng)行星輪,行星輪既繞自己的軸自轉(zhuǎn)又沿著內(nèi)齒圈繞輸人軸公轉(zhuǎn),因?yàn)樾行禽喒潭ㄔ谛行羌苌?,所以行星輪的公轉(zhuǎn)也將帶動(dòng)行星架轉(zhuǎn)動(dòng);行星架以花鍵孔與波輪軸下端的花鍵相聯(lián)接,帶動(dòng)波輪軸和波輪轉(zhuǎn)動(dòng)。洗滌狀態(tài)傳速比i計(jì)算公式為: i=1+內(nèi)齒圈齒數(shù)/中心輪齒數(shù)。洗滌狀態(tài)傳動(dòng)路線是:電動(dòng)機(jī)→小帶輪→大帶輪l→輸入軸6→中心輪→行星輪→

64、行星架→波輪軸11→波輪。其間,電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速經(jīng)帶輪一級(jí)減速后,再經(jīng)減速比約為4的行星減速器減速,所以轉(zhuǎn)速約為140~200r/min。 </p><p>  對(duì)于洗衣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)三種工作情況,各零部件工作狀態(tài)如表4所示。</p><p>  表4 三種工況下零部件工作狀態(tài)</p><p> ?、蹆?nèi)桶跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象的解決 洗滌時(shí)防止內(nèi)桶出現(xiàn)跟轉(zhuǎn)是設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的問題。

65、洗滌時(shí),波輪將傳動(dòng)力矩傳遞給水和洗滌物,而轉(zhuǎn)動(dòng)的水和洗滌物又將轉(zhuǎn)矩傳遞給內(nèi)桶。因此,內(nèi)桶如果不固定或固定不可靠,就要隨之轉(zhuǎn)動(dòng),這就是跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象。洗滌時(shí),內(nèi)桶跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象將減弱洗滌效果并對(duì)洗衣機(jī)不利,所以要防止山桶出現(xiàn)跟轉(zhuǎn)。因?yàn)閮?nèi)桶和脫水軸是連成一體的,所以只要將脫水軸可靠固定,就可使內(nèi)桶不跟轉(zhuǎn)。為此.除了剎車裝置外,在脫水軸上還安裝有單向滾針軸承,其工作原理如圖9所示。 </p><p>  當(dāng)波輪逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí),內(nèi)

66、桶有逆時(shí)針方向跟轉(zhuǎn)的傾向,這時(shí)與內(nèi)桶成一體的脫水軸被單向滾針軸承卡住,不能轉(zhuǎn)動(dòng),所以內(nèi)桶也就不能轉(zhuǎn)動(dòng)。但在波輪順時(shí)針力向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),單向滾針軸承允許轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與之一致,所以對(duì)脫水桶沒有制動(dòng)作用。 </p><p>  當(dāng)波輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),內(nèi)桶有順時(shí)針方向跟轉(zhuǎn)的傾向,這時(shí)自然狀態(tài)的剎車扭簧將被旋緊,緊緊抱住剎車裝置外罩的軸端,相互之間產(chǎn)生足夠的摩擦力使兩者成為一整體。剎車裝置外罩的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)摩擦力將剎車帶拉緊,剎車

67、帶對(duì)剎車盤轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生摩擦阻力,這樣就阻止了內(nèi)桶跟轉(zhuǎn)。剎車裝置工作原理如圖13所示。</p><p>  綜合所述,當(dāng)波輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),依靠單向滾針軸承來防止內(nèi)桶跟轉(zhuǎn);當(dāng)波輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),依靠剎車裝置來防止內(nèi)桶跟轉(zhuǎn)。</p><p>  脫水過程中突然打開洗衣機(jī)上蓋,排水電磁鐵失電,方絲離合彈簧恢復(fù)到洗滌狀態(tài),由于脫水是順時(shí)針旋轉(zhuǎn),剎車扭簧將抱緊,剎車裝置起作用,剎車帶將使內(nèi)桶迅速制動(dòng)。

68、 </p><p>  2. 5、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>  波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容較多,但大多數(shù)零部件可以選用無需進(jìn)行設(shè)計(jì),一般設(shè)計(jì)內(nèi)容主要有:方案設(shè)計(jì)、電動(dòng)機(jī)選用、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)、行星減速器設(shè)計(jì)等。 </p><p><b>  1.方案設(shè)計(jì)</b></p><p>  波輪式洗衣機(jī)常用

69、布局為輸入軸布置在內(nèi)桶的中心處,整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)基本上同軸布置,電動(dòng)機(jī)只能偏置一邊,為了保持平衡,可將排水電磁閥和排水管與電動(dòng)機(jī)對(duì)稱布置,必要時(shí)可加平衡塊。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)中給出的內(nèi)桶直徑為400mm,則外桶直徑約為470mm,電動(dòng)機(jī)軸與洗滌輸入軸之間中心距只能為150mm左右.在此范罔內(nèi)選擇合適的一級(jí)降速傳動(dòng)比和采用帶輪傳動(dòng)。 </p><p><b>  2.基本參數(shù)的選擇</b></p&

70、gt;<p>  目前洗衣機(jī)的洗衣量、電動(dòng)機(jī)功率、內(nèi)桶直徑等基本參數(shù),大多數(shù)企業(yè)是通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)選用的。表5是目前常用的波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)基本參數(shù)情況,可供設(shè)計(jì)時(shí)參考.</p><p>  表5 波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)基本參數(shù)</p><p>  根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求最大洗衣量為3.8kg,參照表5選用電動(dòng)機(jī)功率為180w,電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)轉(zhuǎn)速為1370r/min。 </p&g

71、t;<p>  3. V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>  因?yàn)閂帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比較大,結(jié)構(gòu)較緊湊,在同樣的張力下,V帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力,所以這里選用了最常用的V帶作為第一級(jí)降速。</p><p>  參照表6,初步選定電動(dòng)機(jī)功率P為l80W,洗衣轉(zhuǎn)速為180r/min,脫水轉(zhuǎn)速為720r/min,則傳動(dòng)比為: </p><p>&l

72、t;b>  i===1.9</b></p><p>  (1)計(jì)算功率Pca  由于載荷變動(dòng)小,因此取工作情況系數(shù)</p><p>  KA=1.0,Pca=KAP=0.18kW。</p><p>  (2)選擇帶型 根據(jù)小帶輪轉(zhuǎn)速為1370r/min,以及小帶輪安裝</p><p>  尺寸的大概范圍,選取普通V帶Z型(見

73、圖14)。 </p><p>  (3)帶輪的基準(zhǔn)直徑d1和d2 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1查表6和表7,選取dd1=55mm,大于V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑ddmin的要求50mm。</p><p>  大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2為:</p><p>  dd2=idd1=l.9×55=104.5mm,按表6圓整為dd2=106mm。 </p>&

74、lt;p><b>  圖14</b></p><p>  表6 V帶輪的最小基準(zhǔn)值徑</p><p>  表7 V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列 (單位:mm)</p><p><b>  僅限于普通V帶輪。</b></p><p>  (4)驗(yàn)算帶的速度v</p><p&

75、gt;<b>  v==m</b></p><p>  普通V帶的最大帶速vmax=25~30m/s,故滿足要求。 </p><p>  (5)中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld</p><p>  0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)</p><p>  112.7<a0<322<

76、/p><p>  根據(jù)洗衣機(jī)桶體的安裝尺寸,初取a0=140mm,基準(zhǔn)長(zhǎng)度:</p><p>  Ld’=2a0+(π/2)(dd1+dd2)+[(dd2-dd1)2/4a0]</p><p>  =2×140+(π/2)(55+106)+[(106-55)2/(4×140)]mm</p><p><b>  =53

77、8mm</b></p><p>  查表8選取和538mm相近的標(biāo)準(zhǔn)帶的長(zhǎng)度Ld為560mm,則實(shí)際中心距為:</p><p>  a≈a0+[(Ld-Ld’)/2]=140+[(560-538)/2]=151mm</p><p>  在安裝時(shí),在結(jié)構(gòu)上要保持V帶有一定的張緊力,安裝中心距會(huì)略有所變化。 </p><p>  表8

78、 V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列及長(zhǎng)度系數(shù)</p><p>  (6)主動(dòng)輪上的包角α1</p><p>  α1=180o-[(dd2-dd1)/a]×57.5o=160.6o>120o </p><p>  (7)帶的根數(shù)z 長(zhǎng)度系數(shù)KL、包角系數(shù)Kα、單根V帶基本額定功率P0、單根V帶額定功率增量△P0查表8、表9、表10和表11,取KL=0.94、Kα=0.

79、95、P0=0.16kW、△P0=0.02kW。 </p><p><b>  表9 包角系數(shù)</b></p><p>  表10 單根普通V帶的基本額定功率</p><p>  表11 單根普通V帶額定功率的增量Δ (單位:kW)</p><p>  Z===1.11 取z=1。</p&g

80、t;<p>  (8)帶的預(yù)緊力F0 V帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量q查表l2得q=0.06kg/m,單根V帶所需的預(yù)緊力為: </p><p><b>  =500()+q</b></p><p>  =[500]N=38.1N</p><p>  表12 V帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量</p><p><b>  

81、4.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>  帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可參考有關(guān)《機(jī)械設(shè)計(jì)于冊(cè)》或《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材。 </p><p><b>  5.行星減速器設(shè)計(jì)</b></p><p>  已知洗衣轉(zhuǎn)速為180r/min,脫水轉(zhuǎn)速為720r/min。由于脫水時(shí)行星減速器中心輪與內(nèi)齒圈順時(shí)針等速旋轉(zhuǎn),故中心輪與行星架的傳動(dòng)比為l,波輪與

82、內(nèi)桶順時(shí)針等速旋轉(zhuǎn),因此由洗滌狀態(tài)來進(jìn)行行星減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>  洗滌狀態(tài)傳動(dòng)比 洗滌輸入軸與波輪的傳動(dòng)比為:</p><p><b>  ==4</b></p><p>  初選中心輪和內(nèi)齒圈齒數(shù) 洗滌時(shí)中心輪旋轉(zhuǎn),內(nèi)齒圈靜止,中心輪與行星架的傳動(dòng)比按以下公式計(jì)算: </p><p>  初選中心輪齒

83、數(shù)zA=19,由上式計(jì)算得內(nèi)齒圈齒數(shù)zB=57。 </p><p>  計(jì)算行星輪齒數(shù) 由于洗衣機(jī)工作扭矩不大,選擇齒輪模數(shù)為1mm,如選4個(gè)行星輪對(duì)稱布置,則可計(jì)算出行星齒輪齒數(shù)為: </p><p><b>  ===19</b></p><p>  最終確定中心輪齒數(shù)zA為19,內(nèi)齒圈齒數(shù)zB為57,行星齒輪齒數(shù)zx為19,實(shí)際傳動(dòng)比i

84、BAX為4,洗衣轉(zhuǎn)速為l80r/min。 </p><p>  6.棘爪與棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>  由于外桶尺寸已定(因內(nèi)桶直徑已知),在方案設(shè)計(jì)時(shí)初定位于外桶底部的出水口位置,則排水電磁閥銜鐵中心與出水口中心位于同一直線上。根據(jù)選定的排水電磁閥的行程和初定的棘輪頂圓直徑來設(shè)計(jì)棘爪機(jī)構(gòu)。要求在洗滌時(shí),棘爪要伸人棘輪棘齒高度的三分之二,脫水時(shí)棘爪脫離棘輪l.5mm以上。棘爪與棘輪機(jī)構(gòu)

85、的詳細(xì)設(shè)計(jì)可參考相關(guān)書籍。 </p><p>  2. 6、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>  電腦式全自動(dòng)洗衣機(jī)上使用的微控制器主要是4位或8位的單片機(jī)。</p><p>  本例中控制電路的微控制器選用MCS-5l系列的單片機(jī)AT89C2051,該單片機(jī)是AT-MEL公司8位單片機(jī)系列產(chǎn)品之一,內(nèi)含2K字節(jié)可反復(fù)擦寫的程序存儲(chǔ)器以及128字節(jié)的RAM單元,具有15

86、條可編程控制的I/O線,5個(gè)中斷觸發(fā)源,其指令與MCS-51系列完全兼容。選用AT89C205l作CPU,可使洗衣機(jī)的控制電路大大簡(jiǎn)化。 </p><p>  1.全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能要求</p><p>  (1)強(qiáng)、弱洗滌功能 要求強(qiáng)洗時(shí),正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)間各為4s,間歇時(shí)間為1s;弱洗時(shí),正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)間各為3s,間歇時(shí)間為2s。</p><p>  (2)4種洗

87、衣工作程序 即標(biāo)準(zhǔn)程序、經(jīng)濟(jì)程序、單獨(dú)程序和排水程序。</p><p>  1)標(biāo)準(zhǔn)程序動(dòng)作順序是:“進(jìn)水→洗滌或漂洗→排水→脫水”,如此循環(huán)三次。每循環(huán)一次,洗滌或漂洗時(shí)間比上一循環(huán)同一環(huán)節(jié)減少2min,也即:第一循環(huán)內(nèi)的洗滌時(shí)間定為6min,第二循環(huán)內(nèi)的漂洗時(shí)間減為4min,第三循環(huán)內(nèi)的漂洗時(shí)間減為2min;排水時(shí)間采用動(dòng)態(tài)時(shí)間法確定.脫水時(shí)間規(guī)定為2min。</p><p>  2

88、)經(jīng)濟(jì)程序與標(biāo)準(zhǔn)程序一樣,只是循環(huán)次數(shù)定為二次。</p><p>  3)單獨(dú)程序是“進(jìn)水→洗滌(規(guī)定為6min)→結(jié)束(留水不排不脫)”。</p><p>  4)排水程序是“排水→脫水→結(jié)束”,時(shí)間確定與上述程序相應(yīng)環(huán)節(jié)相同。</p><p>  (3)進(jìn)、排水系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能 洗衣機(jī)在進(jìn)水或排水過程中,若在一定的時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)水或排水未能達(dá)到預(yù)定的水位,就

89、說明進(jìn)、排水系統(tǒng)有故障,此故障由控制系統(tǒng)檢測(cè)后通過相應(yīng)程序發(fā)出報(bào)警信號(hào),提醒操作者進(jìn)行人工排除。 </p><p>  (4)脫水期間安全保護(hù)和防振動(dòng)功能 脫水期間若打開機(jī)蓋,洗衣機(jī)就會(huì)立即停止脫水操作;若出現(xiàn)衣物纏繞引起脫水桶重心偏移而不平衡,洗衣機(jī)電會(huì)自動(dòng)停止脫水,以免振動(dòng)過大,待人工處理后恢復(fù)工作。</p><p>  (5)間歇驅(qū)動(dòng)方式 脫水期間采取間歇驅(qū)動(dòng)方式,以便節(jié)能。本系

90、統(tǒng)要求驅(qū)動(dòng)5s,停止2s,間歇期間靠慣性力使脫水桶保持高速旋轉(zhuǎn)。</p><p>  (6)暫停功能 不管洗衣機(jī)工作在什么狀態(tài),當(dāng)按下暫停鍵時(shí),洗衣機(jī)必須立即停止工作,待起動(dòng)鍵按下后,洗衣機(jī)又能按原來所選擇的工作方式繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>  (7)聲光顯示功能 洗衣機(jī)各種工作方式的選擇和各種工作狀態(tài)均伴有聲、光提示或顯示。</p><p><b> 

91、 2.硬件電路設(shè)計(jì)</b></p><p>  洗衣機(jī)需要控制的工作部件主要有進(jìn)水閥、排水閥和電動(dòng)機(jī)。進(jìn)、排水閥僅有開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài),電動(dòng)機(jī)則有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止三種狀態(tài)。根據(jù)功能要求和AT89C2051芯片的性能特點(diǎn),設(shè)計(jì)出洗衣機(jī)的電氣控制電路如圖 15 所示。電路中選用AT89C2051的P1.0~P1.3共4根I/0線通過4塊SPlllO型固態(tài)繼電器,分別直接驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水閥、排水閥,以及電動(dòng)

92、機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。SPlll0是一種交流固態(tài)繼電器,內(nèi)置發(fā)光二極管和光觸發(fā)雙向可控給硅,10~50mA輸人電流即可使雙向可控硅完全導(dǎo)通,輸出端通態(tài)電流為3A(平均值),浪涌電流15A(不重復(fù))。選用交流固態(tài)繼電器,既簡(jiǎn)化了電路,又使強(qiáng)、弱電完全隔離,保證了主板的安全。   </p><p>  圖中的74LS05為反相器,用做中間緩沖器,其中4個(gè)通道分別驅(qū)動(dòng)4個(gè)SPl110固態(tài)繼電器,另外兩個(gè)通道用于驅(qū)動(dòng)指示燈LED

93、5和LED6。</p><p>  圖中的74LSl39為雙“2-4”譯碼器,選用它可解決CPU中I/0線數(shù)量不足的問題,從功能要求可知,洗衣機(jī)有4種洗衣工作程序,需要用4種不同的顯示來加以區(qū)別。74LSl39只要CPU的P3.0和P3.l兩根線即可提供4種不同顯示的驅(qū)動(dòng)。其邏輯關(guān)系是:P3.0、P3.l為“11”時(shí),LEDl亮,指示標(biāo)準(zhǔn)程序;為“10”時(shí),LED2亮,指示經(jīng)濟(jì)程序;為“0I”時(shí),LED3亮,指示

94、單獨(dú)程序;為“00”時(shí),LED4亮,指示排水程序。</p><p>  洗衣機(jī)的暫停功能(暫停鍵S6)、安全保護(hù)與防振功能(蓋開關(guān)S3)均采用中斷方式處理。這兩個(gè)中斷分別對(duì)應(yīng)CPU的外部中斷0 (P3.2腳)和外部中斷1(P3.3腳)。中斷請(qǐng)求信號(hào)通過TC4013BP雙D觸發(fā)器的兩個(gè)Q端,分別加到CPU的P3.2和P3.3,并由觸發(fā)器鎖存,直到CPU響應(yīng)結(jié)束為止。開蓋(安全保護(hù))或不平衡(防振動(dòng))中斷信號(hào)(都會(huì)引

95、起蓋開關(guān)S3的閉合),通過由v1和v2組成的反相器送至TC4013BP的CLK端,經(jīng)觸發(fā)器的Q端加到CPU的P3.3。 </p><p>  為了充分利用CPU的I/O口線,P3.4和P3.5采用分時(shí)復(fù)用技術(shù),每根線具有兩個(gè)功能。在洗衣機(jī)未進(jìn)入工作狀態(tài)或洗衣機(jī)處于暫停狀態(tài)期間,P3.4為輸入線,用于監(jiān)測(cè)起動(dòng)鍵的狀態(tài);當(dāng)起動(dòng)鍵按下時(shí),洗衣機(jī)即進(jìn)入工作狀態(tài)或從暫停狀態(tài)恢復(fù)到原來的工作狀態(tài);當(dāng)洗衣機(jī)暫停導(dǎo)致CPU響應(yīng)中

96、斷時(shí),P3.4為輸出線,待中斷處理完畢時(shí),由P3.4發(fā)信將D觸發(fā)器輸出的中斷請(qǐng)求信號(hào)撤銷。在洗衣機(jī)進(jìn)水或排水期間,P3.5被用做輸入線,用于監(jiān)測(cè)水位開關(guān)狀態(tài),為CPU提供洗衣機(jī)的水位信息;在洗衣機(jī)高速脫水期間,當(dāng)發(fā)生開蓋或不平衡導(dǎo)致CPU響應(yīng)中斷時(shí),P3.5為輸出線,待中斷處理結(jié)束后,由P3.5發(fā)信將D觸發(fā)器輸出的中斷請(qǐng)求信號(hào)撤銷。 </p><p>  CPU的P3.7用于驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出各種報(bào)警聲音。CPU的第

97、4、第5腳外接6MHz的晶振。第l腳通過10μF電解電容接到+5V電源,可實(shí)現(xiàn)上電自動(dòng)復(fù)位,S7為強(qiáng)制復(fù)位鍵。</p><p>  洗衣機(jī)的強(qiáng)、弱洗滌可通過S1鍵進(jìn)行循環(huán)選擇。Sl鍵還具有第二功能,即當(dāng)洗衣機(jī)發(fā)生故障轉(zhuǎn)入報(bào)警程序后,按下S1鍵可以退出報(bào)警狀態(tài),回到初始待命狀態(tài)。洗衣工作程序可通過S2鍵循環(huán)選擇。</p><p>  洗衣機(jī)的工作狀態(tài)可通過LED7~LED9進(jìn)行顯示。脫水期間

98、,系統(tǒng)在響應(yīng)開蓋或不平衡中斷后,CPU采取軟件查洵的方式,通過Pl.6腳對(duì)蓋開關(guān)進(jìn)行監(jiān)測(cè),以確定洗衣機(jī)是否繼續(xù)進(jìn)行脫水操作。</p><p><b>  3.控制程序設(shè)計(jì)</b></p><p>  根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能要求,設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的程序流程如圖15所示。 </p><p>  圖15  全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的程序流程</p>

99、;<p>  從上圖中可以看出程序的基本流程,系統(tǒng)上電復(fù)位后,首先進(jìn)行初始化,默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)洗衣工作程序和強(qiáng)洗衣方式;然后掃描S1、S2和啟動(dòng)鍵S4,這時(shí)洗衣機(jī)處于待命狀態(tài)。通過S1、S2可分別修改強(qiáng)/弱洗衣方式和洗衣工作程序。掃描過程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)鍵S4按下時(shí)洗衣機(jī)即從待命狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)。</p><p>  洗衣機(jī)進(jìn)入工作程序后,系統(tǒng)首先根據(jù)RAM中57H單元的特征字判斷洗衣機(jī)的洗衣工作程序,若特征字

100、符為00H,則為排水程序(01H為單獨(dú)程序,02H為經(jīng)濟(jì)程序,03H為標(biāo)準(zhǔn)程序),這時(shí)程序直接跳轉(zhuǎn)至排水操作程序段,執(zhí)行單獨(dú)的排水操作,否則進(jìn)入進(jìn)水操作程序。進(jìn)水操作將P1.0置位驅(qū)動(dòng)進(jìn)水閥開啟。進(jìn)水期間系統(tǒng)不斷檢測(cè)水位開關(guān)S5的狀態(tài),當(dāng)檢測(cè)到S5閉合時(shí),說明進(jìn)水已達(dá)到預(yù)定的水位。若在規(guī)定的4分鐘極限時(shí)間內(nèi)未檢測(cè)到S5閉合,說明進(jìn)水系統(tǒng)發(fā)生故障,此時(shí)洗衣機(jī)退出洗衣工作狀態(tài),程序跳轉(zhuǎn)到FW為標(biāo)號(hào)地址的故障處理程序段進(jìn)行報(bào)警,其處理方法是:

101、將P1.0-P1.3位全部置“0”,終止洗衣機(jī)的各種操作,然后蜂鳴器以響1秒、2秒的規(guī)律不斷地發(fā)出報(bào)警信號(hào),直到人工干預(yù)即按下S1鍵后為止(按下S1后,程序跳轉(zhuǎn)回主程序起始地址,洗衣機(jī)又回到待命的初始狀態(tài))。</p><p>  在正常情況下,進(jìn)水期間檢測(cè)到S5閉合時(shí),說明進(jìn)水已達(dá)到預(yù)定水位,這時(shí)洗衣機(jī)進(jìn)入下一程序即洗滌工作。因?yàn)殡姍C(jī)在洗滌或漂洗工作時(shí)有正、反轉(zhuǎn)和間歇三種狀態(tài),所以用P1.2、P1.3兩線才能實(shí)現(xiàn)

102、對(duì)電機(jī)這三種狀態(tài)的控制。其邏輯關(guān)系是:P1.3、P1.2為“00”時(shí)電機(jī)間歇,為“01”時(shí)正轉(zhuǎn)為“10”時(shí)反轉(zhuǎn)。洗滌時(shí)間為6分鐘。洗滌結(jié)束后,系統(tǒng)通過一條判斷指令,判斷是否排水。由控制要求可知,若不排水則為單獨(dú)程序,這時(shí)程序直接跳到結(jié)束報(bào)警程序段,報(bào)警三聲后跳回主程序,洗衣機(jī)進(jìn)入初始待命狀態(tài),單獨(dú)洗衣工作程序結(jié)束,否則,進(jìn)入排水進(jìn)程。</p><p>  排水時(shí)間采用動(dòng)態(tài)時(shí)間法確定,其原理是:根據(jù)常用的空氣壓力水

103、位開關(guān)的特性(即在進(jìn)水中當(dāng)水位達(dá)到預(yù)定水位時(shí),水位開關(guān)就接通;在排水中當(dāng)桶內(nèi)水位下降11厘米后,水位開關(guān)才斷開),在排水中若從開始到開關(guān)斷開這段時(shí)間所需時(shí)間為D,則整個(gè)排水所用的時(shí)間為2D+50秒。若在規(guī)定的1分鐘極限時(shí)間內(nèi),系統(tǒng)檢測(cè)不到水位開關(guān)S5斷開,說明排水系統(tǒng)有故障,程序跳轉(zhuǎn)至故障處理程序段發(fā)出警告信號(hào),其處理方法與進(jìn)水系統(tǒng)故障相同。</p><p>  排水結(jié)束后,洗衣機(jī)接著執(zhí)行脫水操作,P1.1維持置

104、位狀態(tài),保持排水閥開啟,P1.2按5秒置位、2秒清零的規(guī)律連續(xù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)2分鐘,然后脫水結(jié)束。</p><p>  脫水結(jié)束后系統(tǒng)通過一條判斷指令判斷整個(gè)洗衣工作是否結(jié)束。其原理是:洗衣機(jī)在每次洗滌或漂洗工作環(huán)節(jié)結(jié)束后,系統(tǒng)工作程序標(biāo)志57H單元減1一次,在脫水工作環(huán)節(jié)結(jié)束后,系統(tǒng)即對(duì)該單元進(jìn)行檢測(cè),當(dāng)檢測(cè)到57H單元為0值時(shí)說明整個(gè)洗衣工作結(jié)束,洗衣機(jī)報(bào)警三聲后,即返回初始待命狀態(tài)。若洗衣工作尚未結(jié)束,洗

105、衣機(jī)再次執(zhí)行進(jìn)水操作,進(jìn)入下一環(huán)節(jié),直至洗衣工作結(jié)束。</p><p>  第3章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)</p><p>  隨著這學(xué)期末的到來,課程設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做課程設(shè)計(jì)以前覺得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié),但是通過這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn),而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次

106、課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多,以前老是覺得自己什么東西都會(huì),什么東西都懂,有點(diǎn)眼高手低。通過這次課程設(shè)計(jì),我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程,在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí),努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。</p><p>  在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了,同學(xué)之間互相幫助,有什么不懂的大家在一起商量,聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí),所以在這里非常感謝幫助我

107、的同學(xué)。</p><p>  在此要感謝我們的指導(dǎo)老師*老師對(duì)我們悉心的指導(dǎo),感謝老師們給我們的幫助。在設(shè)計(jì)過程中,我通過查閱大量有關(guān)資料,與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué),并向老師請(qǐng)教等方式,使自己學(xué)到了不少知識(shí),也經(jīng)歷了不少艱辛,但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西,也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力,樹立了對(duì)自己工作能力的信心,相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力,使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過

108、程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好,但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富,使我終身受益。</p><p><b>  參考文獻(xiàn)</b></p><p>  [1] 尹志強(qiáng),機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 .機(jī)械工業(yè)出版社,2007</p><p>  [2] 王冠熙,全自動(dòng)洗衣機(jī)原理與維修[M].電子工業(yè)出版

109、社,2003</p><p>  [3] 高偉, AT89單片機(jī)原理及應(yīng)用. 國(guó)防工業(yè)出版社.2008</p><p>  [4] 金洲, 洗衣機(jī)的PC智能控制[D].南通:南通職業(yè)大學(xué)電子,2004</p><p>  [5] 朱喜林,張代治。機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M] .北京科學(xué)出版社,2004</p><p>  [6] 趙松年,李恩

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