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1、
健
身
式
洗
衣
機
班級:B110206
學號：B11020613
姓名：李軒
目錄
一、產品概述 …………………………………………2
二、健身式洗衣機的工作流程及工作原理…………2
1.傳動比的計算………………………………………………3
2.在機構洗
2、滌衣服時，連桿H在輪2ˊ連接半徑的計算…3
3.急速回程特性計算…………………………………………5
4.傳動角的校核計算…………………………………………6
5.脫水—洗滌轉換開關的設計與計算………………………6
6.滾筒在兩種工作狀態(tài)下的運動線圖………………………7
7.自行車鏈傳動機構設計與計算……………………………9
8.洗衣—脫水時自行車踩動的力度的介紹
-、概述
健身式洗衣機不僅能達到洗衣的目的，而且還是保持一個人身心健康最有效,最科學的健身方法，越來越受到大家的喜愛。由于受到各種因素的影響，如場地
3、、工作時間等等，室內健身則成為了時下最熱門的健身方式。健身式洗衣機不僅可以讓我們免受汽車尾氣之苦，也使我們可以選擇自己方便的時間隨時鍛煉。
隨著各種能源的日益緊缺，人們提出了節(jié)能的觀念。在人們的生活中，洗衣機的使用頻率是相當高的，其耗電量也很大。健身式洗衣機可以達到節(jié)約電能的目的。
健身式洗衣機是通過人力驅動使洗衣機達到規(guī)定的洗滌要求。本設計在不改變洗衣機的主體結構的前提下，依據自行車結構和一套傳動機構來實現(xiàn)動力傳遞與洗滌驅動，將人力驅動資源合理利用為洗衣機的驅動力，來實現(xiàn)洗滌的過程。
二、腳踏式洗衣機的工作流程及工作原理
4、
運動做功 → 健身自行車鏈傳動 → 健身自行車鏈傳動→ 桿傳動機構 → 洗衣滾筒→ 齒輪傳動
如圖所示，健身式洗衣機的整體運動結構簡圖
圖1
1.傳動比的計算：
機構在脫水的情況下：滾筒所需轉速為n5約在950r/min左右，假如人在不疲勞的情況下踩動鏈輪1的轉速n1=75r/min,則i51=950/75=12.67
我們設定i21=3（脫水情況下）為使2ˊ、3之間穩(wěn)定傳動并且為使機構脫水與洗滌之間切換時
5、，不出現(xiàn)不確定位置和錯位，則連桿lH等于2ˊ、3輪軸間距，即有i32ˊ=1 則i53=i51/i32’i21=4.22 為使i53約為4.22，并使齒輪的大小比較合理，確定各齒輪尺寸如下d5=80mm ，d4=80mm ，d4’=126mm d3=d2=224mm 最終的傳動比為： i51 = i54ˊi43 i32ˊi21= n5 *n4 *n3 *n2/n4ˊ*n3*n2ˊ*n1=（d4ˊ*d3*2*ψ3/d5*d4 ）i32ˊ*i21 =(126*224)/ (80*
6、80) *1*3=13.23
考慮到人平均的體能問題：若設人平均踩動轉速n1=65r/min
則n5=860.6r/min（按原假設若n1ˊ=75r/min，則n5ˊ=992.25r/min）
2.在機構洗滌衣服時，連桿H在輪2ˊ連接半徑的計算
考慮到洗滌衣服時，能夠有效的將衣服洗滌干凈，我們使?jié)L筒能正反轉以實現(xiàn)衣服—衣服間、衣服—筒壁間相互摩擦。
由于正反轉過程中，在極限位置會出現(xiàn)沖擊，為避免沖擊在同一輪齒上，使?jié)L
筒轉角ψ5大于3600
7、
圖2
如圖2所示，先確定齒輪3在該過程中所能轉過的角度 ψ3 = 900 則 ψ5=ψ3i53 =9004.41=396. 90
即滾筒正轉或反轉行程中，轉過的最大角
8、度為 396. 90
如圖3，在輪2ˊ與齒輪3在兩種工作時的狀態(tài)，結合空間位置的安排和連桿長度的選取。選擇如下：
lAE=lCD=3/4R3=(3/4)*（224/2）=84mm
lEC=lBCˊ=lAD=300 （之前已聲明桿長與兩輪中心距的關系）
3.急速回程特性計算
如圖4 由余弦公式：
cosδ=[l2AD＋l2DCˊ－（LB’C’－LAB’）2]/2lAD*lDC’
cos (δ+ 90) =[l2AD+l2DCˊ－(lBC+lABˊ)2]/2lADlDC’
再用逐步逼近的方法 ：可得：δ=39 ， lAB =59.4mm； lAB
9、 即為連桿在洗滌是在輪2ˊ連接半徑 則洗滌時的傳動比為：
i51 = i54ˊi43 i32ˊi21=n5n4n3n2/n4ˊn3n2ˊn1=d4ˊd32ψ3/d5d4ω2ˊT=2.205 （在洗滌時，可調動鏈傳動1-2機構使傳動比為1:1） 若人不疲勞狀態(tài)下，人平均踩動速度n1=60r/min則n5=132.3r/min 即洗滌時滾筒轉速為132.3r/min
如圖4，在已求知lAB時利用余弦定理易求得: ∠CˊAD =12.7，∠CAD=10.4 極位夾角θ=∠CˊAD－∠CAD=12.7－10.4=2.3
行程比系數(shù)k=(180+δ)/（180－δ）=
10、1.026
由行程比系數(shù)知急速回程不明顯，即正反轉洗滌狀態(tài)大致相同。
4.傳動角的校核計算
如圖5，出現(xiàn)最小傳動角的兩個位置為AB和AD同軸線的時候r1=arcos{[(l2BC+l2CD) －（lAD－lAB）2]/2lBClCD}=arcos[(3002+842－240.62)/230084] =39
r2= arcos{[( l2BˊCˊ+l2DCˊ) －（lAD－lAB）2]/2lB’C’lDC’}= arcos[（3002+842－359.42）/ 2*300*84]=129.6
r2ˊ= 180－129.6=50.4
rmin =min（r
11、1，r2）=39
有利傳動[rmin]=40
最小傳動角比有利傳動最小傳動角小，但相差甚微，故傳動性能上比較良好
5.脫水—洗滌轉換開關的設計和計算
已知LHI=59.4mm LIF=84mm
設計如圖，為使滑筒C具有較大的移動位移，使LDE=40mm ,LID=20mm LIC=100mm
通過作圖法可得：.LAB=59.5mm， LBC=86.5mm ，C的最大位移為23mm。
6.滾筒在兩種工作狀態(tài)下的運動線圖：
易知：ψ5=ψ3*i53 ω5=ω3*i53 α5=dω/dt
脫水時的運動線圖：
洗滌時的運動線圖：
12、
ψ
ψ—t圖 T
7頁
ω—t圖
α—t圖
8頁
7.自行車鏈傳動機構設計與計算
為了使傳動平穩(wěn),小鏈輪齒數(shù)不宜過少,由于選定傳動比為i=1:3,則查資料可得出小鏈輪齒數(shù)Z1=25,則大鏈輪Z2=75.由于對鏈的極限載荷不高,可選用08A號鏈(極限載荷Q=13800N滾子直徑
13、d1=7.95mm得出節(jié)距p=12.70mm)
由公式d=p/sin（180/2） 得出兩鏈輪的分度圓直徑d小=101mm d大=303mm
齒頂圓d小ˊ=d小+1.25p―d1=108.9mm
d大ˊ=310.9mm
齒根圓df=d―d1
d小ˊˊ=100.95mm
d大ˊˊ=302.95mm
兩輪中心距a=（30 ~50）p，因中心距過大的話鏈條易抖動，所以取a=40p ，a=508mm
鏈節(jié)數(shù)：L p=2a/p+（Z1+Z2）/2+p/a（Z2―Z1）2
經圓整（節(jié)數(shù)最好是偶數(shù)目與齒數(shù)互質）后取L p =136
鏈條不
14、宜超過12m/s，經計算工作時υ=ωr=1*d/2=151.5mm/s υ<[υ] ∴符合
8.洗衣—脫水時自行車踩動的力度的計算
根據調查，比較其他洗衣機，我們選取洗衣機的洗滌和脫水功率分別為120W、200W。查相關數(shù)據，得出齒輪的傳動效率是0.96，連桿的傳動效率是0.9，鏈傳動效率是0.96。洗滌和脫水的轉速分別為60r/min、75r/min，自行車軸的扭矩分別為：
M=[9549*(P/η)]/n=[9549*(0.12/0.963/0.9）]/60=23.98N*m
M＇=[9549*(P/η)]/n =[9549*(0.2/0.96
15、3/0.9）]/75=31.98N*m
踩桿長度為0.25m，則腳踩大輪1所用的力為
F=M/d=23.98/0.25=95.92N
F＇=M＇/d=31.98/0.25=127.92
總結：我們在生活中要學會發(fā)現(xiàn)問題，并且努力嘗試解決生活中各種各樣的問題，這樣我們的社會才會進步，我們的生活水平才會有更大的提高
此種健身洗衣機,在市場上可能已出現(xiàn)；但其在生活中帶來了巨大的方便。不僅可以放在地上,還可以放在床上。尤其在冬天的時候,躺在床上既可以做商務也可以休閑,真是方便的很。雖然此種商品構造簡單,但實惠可用，相信一定會受到廣大消費者喜愛的！
健身式洗衣機設計
