洗衣機的電驅動選型與計算目錄TOC\o"1-3"\h\u1引言 11.1研究背景 11.2文獻綜述 22脫水電機結構設計 32.1脫水電機的工作原理 42.2脫水電機的類型 72.3脫水電機的結構簡圖 73脫水電機脫水環節設計 83.1螺旋葉片參數的確定 83.1.1螺旋葉片選型 83.1.2螺旋葉片直徑的確定 93.1.3螺旋輸送機的極限轉速的確定 103.1.4驗算生產率及充填系數 113.1.5螺旋軸軸徑初選 113.1.6螺旋面厚度取值 113.1.7壓縮比的計算 123.2螺旋軸參數的確定 123.2.1驅動軸所需功率計算 123.2.2螺旋軸材料的選擇 133.2.3螺旋軸軸徑選擇 133.2.4絞龍螺旋軸的受力分析 134軸承的選擇及校核計算 154.1軸承的選擇 154.2軸承的組合結構設計 154.3軸承的潤滑與密封 165減速環節的設計 175.1電動機的選擇 175.2一級圓柱斜齒輪減速器 175.3帶輪的傳動設計 175.4齒輪傳動設計 185.5脫水電機結構總裝圖 18結論 20參考文獻 211引言1.1研究背景洗衣機最初是在航行中生產的。水手們將衣服塞進布袋后用繩子扎起來，一端綁在船上另一端扔進海里，在航行過程中通過拍打和攪動海水將衣物清洗干凈。受此啟發，1677年有人發明了使用木輪和滾筒擠壓來洗滌衣物的方法，這是洗衣機的原型，如果從這個時間算起洗衣機的歷史已有340年。到1858年美國人漢密爾頓已經建造了世界上第一臺洗衣機設備，通過手搖帶有槳葉狀葉片的軸柄旋轉以達到清潔效果。后來蒸汽機被發明出來，從1880年到1890年出現了不需要人工的各種形式的洗衣機，但是并沒有大規模使用。在1910年，世界上第一臺電動洗衣機被發明，并為洗衣機進入家庭提供了條件。1937年，美國人發明了滾筒洗衣機，并于1951年制造了世界上第一臺兩缸半自動洗衣機。1955年，日本定型了波輪洗衣機并使用到了今天。二十年代后期，中國開始制造家用洗衣機，并進入了普通中國家庭。如今，全自動滾筒洗衣機不僅可以洗滌和脫水，還可以干燥。洗衣機的進化史大致可以由四種洗衣機來劃分：木桶洗衣機、電動洗衣機、全自動洗衣機以及免清洗洗衣機。我們正處于一個以現代網絡信息系統為技術基礎的自動化信息時代，科技高速發展，更加便捷的新功能層出不窮。高科技洗衣機產品必然會徹底取代目前市場上只使用簡單技術的洗衣機產品。就目前國內消費洗衣機市場而言，洗衣機市場潛力巨大，市場發展迅速。目前市面上的洗衣機主要只有幾個功能，比如可選的標簽洗和輕洗功能，以及隨時中斷洗滌添加衣物的功能。然而，在生活的許多領域，人們的日常需求仍未得到滿足。這就要求工程師和設計師在設計更節能、更完善、更響應大眾需求、更易于使用的智能洗衣機時，要采用更高的技術和專業標準。目前，并非所有洗衣機在所有方面都兼容。大部分洗衣機制造商都會關注自己洗衣機的特點，并與其他洗衣機進行比較，以突出一兩個不同的個性特征，走不同的路線。洗衣機的功能由單片機控制，單片機控制電路非常實用。廣泛應用于機電一體化和家電領域。總的來說，每一項技術進步都顯著提高了洗滌過程的自動化程度。全自動洗衣機最早是使用超聲波、電解水、臭氧和蒸汽進行清洗的。因此，洗衣機的去污能力提高到了一個更高的水平，這一切都取決于肥皂和肥皂的化學作用，以及各種優缺點的機械性能。醫療和環境清潔設備的變化，尤其是洗衣機行業使用電水和超聲波技術，改變了洗衣機的歷史，包括減少使用清潔劑、化學損害和有或沒有清潔的環境污染。高度自動化、智能和用戶友好。隨著科技社會的發展，洗衣機逐漸從半自動、全自動走向流行的人工智能和模糊控制。由于其智能化和人性化，只需使用聲音等功能即可輕松設置洗衣機的工作時間和洗手間，非常方便。人們已經達到了很大的數量，許多家庭現在使用7-8磅的水桶。目前市場上的全自動洗衣機大致可以分為三類，即全自動攪拌洗衣機、全自動滾筒洗衣機和全自動波輪洗衣機，分別占全球洗滌總量的15%和52%機器。市場份額和33%。以下討論僅適用于頂置式和前置式洗衣機：滾筒洗衣機結構基本，質量可靠，設計美觀。此外，滾筒洗衣機比其他洗衣機更耗電，洗滌時間也更長，一般在一個小時左右。因為波輪比滾筒貴，使用滾筒更經濟實用，成本也更高，所以會受到我國客戶的青睞。據說最近發布的波輪轉換器中使用的控制器主要與微控制器投影儀有關。不同廠家的頂級洗衣機有不同的工作方法。只需很少的控制，每個人都可以選擇不同的清潔程序來滿足不同的清潔需求。洗衣機內膽使用不銹鋼也可見一斑，對衣物與滾筒壁的摩擦有較好的緩沖作用，有效減少衣物的磨損。在室內。關于同心清洗：同心清洗是指將電機軸直接安裝在清洗滾筒的軸上并進行操作。這減少了洗滌和干燥過程中水池的振動，也降低了噪音。需要一定的攪拌功率才能達到一定的清洗效果，但是太大的攪拌功率也會對衣物造成一定的損傷，所以這款洗衣機的洗滌速度比傳統滾筒洗衣機要高。1.2文獻綜述PLC技術于上世紀70年代進入人們的視野，在歷經近半個世紀的研究下，PLC技術以取得巨大進步，逐步走向成熟。縱觀國外PLC市場，各品牌得益于技術的成熟而得到了較好的推廣和認可，如德國的西門子，日本的三菱、歐姆龍等PLC。現在，這些品牌的PLC在中國市場占有相當大的份額，成為了人們選購PLC時的最優選擇。這樣的情況無疑激起了國產PLC加入競爭的的愿望。近年來，國產PLC品牌也逐漸被人們所知曉和接受，例如臺達、和利時、永宏等。而國產PLC想要擁有更大的市場地位，則需要做出更多改善。在中國，PLC廠商要充分考慮各行各業的差異性，從而設計出專用的控制器。因為一些批量生產的設備需要固定的開關量分配以及模擬量分配。如果僅僅使用普通的PLC，會浪費一些I/O點，而根據需要的點數采用與之對應的PLC，則降低了一定量的成本。國內廠商在研發、生產、銷售上具有一定的優勢，可以根據用戶的需要及時做出調整，從而制作出用戶所需要的產品。在生產PLC產品的同時，制作出優秀的控制系統，也大大的提高了國產PLC產商的利潤。在國外，大型PLC的價格較為昂貴。在這樣的背景之下，國產小型PLC相對便宜的價格及較為完善的功能勢必會贏得一定的市場，這也成為國產PLC廠商的一次機遇。國內有實力的廠商更應該把握此契機，尋求技術的突破，進而贏得更大的市場。總體上來說，國產與國外在小型PLC上的差距正在一步步縮小，但相較于國外PLC行業數十年的發展和系統化來說，中國的很多PLC品牌還需要進行大量的改進。由于1996年德國的西門子公司取得了劃時代的進展，即PLC和繼電器之間的空缺在該公司的努力之下得到了填補。正是這一空缺的填補，使得負載可以直接接入而不需要使用接觸器或者中間繼電器。這一突破性的成就的產生，使得研究者們將眼光轉向了PLC技術，利用PLC來設計洗衣機控制系統的想法應運而生，為全自動洗衣機今后的發展奠定了基礎。從那時起，研究者開始進行大量的研究和設計，洗衣機的性能越發完善，被更多人認可和使用[2]。隨著社會的不斷發展和進步，最初費時費力的手洗衣物的方式逐漸被簡單方便的機洗所代替，洗衣機成了人們生活的必需品。現在的洗衣機，只需我們放入衣物，選擇好洗衣要求，啟動洗衣機，便可去做其他事情，再無需進行其他操作。全自動洗衣機的出現，給人們帶來了極大方便，體現出科學技術的進步帶來的積極影響。傳統全自動洗衣機使用單片機制作控制系統。而隨著控制技術的不斷進步，單片機在驅動和控制等方面表現出了明顯的不足，已然無法滿足用戶對于高品質生活的需要。這樣的變化帶來的重大改變是人們開始逐漸使用PLC來取代單片機來進行控制系統的設計。如今，PLC依靠其多樣的控制方式和強大的功能，成為現代工業當中重要的控制技術之一。PLC還具有簡單的編程、簡單的操作、強大的反干涉能力、高可信度、維護方便且工作量小等優點。2脫水電機結構設計2.1脫水電機的工作原理烘干電機利用螺桿的軸在固定的圓柱形濾筒（漏斗）內旋轉，將濕衣物在濾筒內軸向壓縮，使其干燥濃縮。螺旋槳軸是脫水過程中的主要工作機構。在設計和計算過程中，確定了許多參數，例如螺旋槳葉片的最大直徑、軸的直徑、壓縮比和螺距。還進行了一些危險零部件的強度分析和強度測試。最初，泵以一定的進料量從進料口帶動濕衣物到達濾筒與機器螺桿軸之間的間隙，然后將濕衣物擠出輸送段。壓縮段，壓縮段長度較長，長段設計為外徑固定、螺距可變的結構，使壓縮段作為衣物脫水的載體和壓縮機。衣物進入出料段，在出料段進一步均勻壓縮，最后在恒壓、定量的情況下從出口擠出。在卸料部烘干的衣服由下面的裝載車接收，材料由手動或自動重量計自動裝載。以把衣物洗干凈為目的，波輪上開門洗衣機的洗滌過程主要是由機械運動產生的沖刷和洗滌液的滲潤、散布等共同作用下使污垢脫離衣物。散布在波輪葉片之中的洗衣溶液在翻滾中朝桶壁被拋出，并同時隨著洗衣桶的內壁攀升。在脈動器中心，由于液體的拋出形成的低壓區域，導致洗滌液返回到波輪地周邊。為此，在以軸線為中心的渦流在波輪附近產生，在渦流的作用下，衣服作旋轉運動。衣物被吸入到洗衣桶的核心后，衣服又被扔向洗衣機內的筒壁上，如人工搓洗衣物一般衣物不斷被摩擦。因為波輪的核心位置是低壓區域，所以衣服很容易被附著在波輪周邊并不斷與其產生摩擦。在摩擦過程中污漬便會脫離衣服。此外，當往洗衣機內放入洗衣液后，因為慣性運動較為遲緩，水的流動和衣服之間存在一定的速度差。兩者之間的相對運動是由水和衣服之間的相互摩擦引起的。水流到衣服上也有助于去除衣服上的污漬。因為洗衣涌內部的不規則，當翻滾著的水沖擊桶的內壁時，其方向將發生變化，從而形成湍流。進而衣服做無規律的滾動，衣物彼此搓洗摩擦，洗衣面積被最大程度地增大，也更均勻地洗滌了衣物。為提高洗滌效果并防止衣物在洗滌時的纏繞，波輪需要具有雙向運轉工作的功能，因此用于洗滌的洗滌、脫水電機都應是能雙向運轉的電機。洗滌、脫水電動機為配合洗衣機洗滌和脫水有不同的速度，故應采用雙速設計。有兩套不同極數的繞組安裝在電機定子上，兩套定子繞組的自動調整可由鼠籠型轉子實現。因為該電動機在低速運轉時極數較多、轉速較低，所以想到低速運轉時電動機的溫度和轉矩，使得電動機會比較龐大。在另一方面，單相異步雙速電機具有簡單的結構、更長的使用時限，可是成本卻較單速單相異步電機高。2.2洗滌系統洗滌系統是洗衣機進行衣物清洗工作的主要承擔者。該系統由：洗衣桶、電動機、波輪、離合器、帶輪和傳動帶等部分構成[14]。洗衣機的洗滌系統能夠所處的位置在洗衣機的中部，洗衣桶采取豎直擺放的形式，洗衣桶的下方放有電動機和離合器。當洗衣機處于洗滌狀態時，電動機處于工作狀態，其旋轉方向由控制電路進行控制，在傳動帶的帶動之下，離合器也隨之一起旋轉。脫水時，離合器因受到電磁鐵牽引器的控制帶動脫水桶進行脫水。波輪通過螺絲固定在離合器的波輪軸上，通過離合器和電動機的帶動從而使其產生正、反轉。洗衣桶由兩部分組成，分別是盛水桶和脫水桶。盛水桶主要用于盛水，在盛水桶上具有桶圈和溢水管，在支撐裝置的作用下固定在洗衣機的箱體上。脫水桶放置于洗衣機離合器的脫水軸上，為了使脫水工作穩定進行，其內壁上設有很多的排水孔。本設計采用的是變頻電機充當其發動機的主要部件，采用變頻電機主要基于其調速容易并且節能的優點，并于所要使用的變頻器相對應。而洗衣機的變速裝置主要由離合器來充當，在離合器的作用下，洗衣機能夠在洗滌和脫水功能之間進行轉換。在進行衣物清洗時，波輪會進行旋轉，其旋轉功能的實現取決于電動機帶動離合器的波輪軸進行旋轉。在此過程中，為避免脫水軸動作需對其進行制動，這需要將牽引電機處于斷電的狀態，制動桿將制動帶收緊來達到這一結果。脫水時，脫水桶需要處于高速旋轉來甩去多余水分，其旋轉的實現是基于電動機帶動離合器的脫水軸進行旋轉。洗衣機的進水系統指的是給洗衣機加水的裝置和相關的管路系統，其作用是控制進入洗衣機的水量從而為接下來的洗滌工作做準備。洗衣機的進水系統可細分為進水電磁閥、水位開關及外部部件等部分[15]。洗衣機能夠實現進水和停止進水兩種功能主要依靠進水電磁閥。水位開關用于檢測水位，進水是否停止取決于水位是否達到預定位置，在水位到達預定位置時，會引起水位開關的動作從而停止進水。排水系統主要進行排水，保證洗衣機在洗好衣服之后，精確地進入下一個工序，在洗衣機的工作過程中起著重要作用。該系統置于洗衣機下方，其主要構成是排水閥和排水閥牽引器，與排水管進行連接，排水閥中還裝有內彈簧、橡膠閥等器件。排水系統在控制電路的作用下工作，控制電路輸出控制信號，控制信號通過晶體管觸發雙向晶閘管導通，此時，牽引器開始工作，在牽引器的動作下，排水閥開始動作。本設計采用電機牽引式排水系統，其工作原理是通過電機旋轉力矩來帶動排水閥的工作。電動機牽引器在線纜的連接下與控制電路板相連，在電路板的作用下，電動機牽引器得到控制，保證其工作狀態。牽引器停電后，電機內部所設有的齒輪組開始轉動，其轉動帶動鋼絲線進行動作，在鋼絲線的動作下擋塊也隨之運動。由于排水閥當中裝有內彈簧，擋塊進行移動時，彈簧隨之被拉伸，此時如果滿足內彈簧的彈力大于外彈簧的彈力這一條件時，橡膠閥就會與管口分離，從而實現排水。檢測系統由多個傳感器構成，主要用于檢測變量。本文主要針對水溫、水位、渾濁度三個變量進行傳感器的選擇[17]。其中，水位傳感器的主要作用是檢測水位。水溫傳感器用于檢測溫度，對衣物進行適當加熱有利于洗去污漬，達到洗凈衣物的目的。在洗衣機工作過程當中，我們無法直觀地觀察到衣物是否清洗干凈，因此，設置渾濁度傳感器是很有必要的，有利于檢測出衣物是否清洗干凈從而進行下一項操作。安全電流傳輸容量表示可以通過線路而不會過熱的電流量。線路過載是指流過線路的電流超過安全電流傳輸能力。一般運行時線路溫度不宜超過65度，高于65度壓力會更高，阻隔層老化更快，壞的情況下電路會燒毀。手機部件選擇不當是造成壓力的主要原因，手機剛工作時實際負載會超過安全時間。如果線路連接的高壓設備過多，就會出現過載，因為它所承受的負荷超過了配電線路的負荷。熱繼電器是自動重量保護的理想選擇。在工業應用中，熱烙鐵通常用于重度保護。在此示例中，熱烙鐵用于重度保護。通過受保護的常閉觸點實現過電流保護。保護的目的是保證繼電器在主電路不正常動作時不動作，在電動機不啟動時動作。這些保護程序適用于計算機的輸出和邏輯組、正反轉電機控制電路和各種主機開關的接口，以克服操作過程的限制。當因外部原因突然斷電時，旋轉電機自動切斷電源。在這種情況下，即使恢復供電，電機也不會自動啟動。這樣可以防止用戶在突然斷電時忘記斷電，導致恢復供電后電機自動啟動，從而可能導致設備損壞或人身傷害。其原理是當供電中斷或供電電壓因任何原因下降過大時，保護能自動關閉電機。接觸器繞組中的電流有一定的壓降或低電壓，這種情況下會失去電磁力或電磁力不能吸引鐵芯。這會打開主觸點并切斷電源。恢復供電后如不再次按下啟動按鈕，電機將不會自動運行，以免發生意外。在停電的情況下，電源開關被忽略，很多情況下不打開，所以如果直接用刀片開關代替繼電器觸點控制，恢復供電時電機會自動啟動，阻止繼電器從燒毀電機的接觸控制。如電梯、風機、水泵等，不僅保證人身安全和設備安全，還保證能源效率。2.2脫水電機的類型脫水電機根據螺旋軸的有無可以分為有軸螺旋脫水機和無軸螺旋脫水機兩種。有軸螺旋脫水機由U型斜槽，蓋板，螺旋桿，進、出料口以及驅動裝置六大塊組成。無軸螺旋脫水機與傳統有軸螺旋脫水機相比，轉距大，能耗低，排料口不堵塞，環保性能好。通常，我們所說的脫水電機都是指有軸的脫水機。其中，傾斜式脫水機由于衣物與水的分離部分設計需要嚴格的密封性，且由于對稱性較差，在實際中很少采用。本論文設計的脫水電機屬于水平式的脫水機，常被稱作臥式或普通的脫水機，其傾角為0°，它是最具代表性的一種脫水機，其結構也是所有螺旋輸送機結構的基礎，這種形式不僅加工方便，還能使螺旋面具有一定的光潔度。脫水電機比只收斂螺距更有優勢，本文的設計采用了這種螺旋。2.3脫水電機的結構簡圖脫水電機由脫水環節、支承環節、驅動環節和減速環節這四個大環節組成，其中脫水環節是整個設計的重點。由于對于機械，簡單實用是它的優點，而且越簡單，出錯的可能性就越小，故本次脫水電機的結構簡圖如圖2.4所示：圖2.4脫水電機的結構簡圖3脫水電機脫水環節設計3.1螺旋葉片參數的確定3.1.1螺旋葉片選型脫水機絞龍部分的螺旋是輸送與擠壓共有的基本構件。其分類與選用如表3.1：表3-1-1螺旋葉片分類按旋向右旋(普通的形式)左旋按線型單線雙線三線等實際生產中一般較常使用較少使用，只在卸車機中用。按輸送擠壓衣物的種類實體帶式葉片式齒形用于粉狀材料或流動性好的干燥小顆粒材料用于塊狀或粘性衣物用于可壓縮材料而對于擠壓衣物，最常用的是實體式的螺旋葉片，其又被稱作全葉式的螺旋。這里設計的絞龍螺旋部分，便采用實體式。3.1.2螺旋葉片直徑的確定由于，濕衣物具有一定的粘性，所以其螺旋直徑可初步按下式計算：（3.1）式中——輸送能力，t/h；K——衣物特性系數，常用衣物的K值見非標準機械設備設計手冊表3.2；——填充系數，；

——衣物的堆積比重（t/m3）；C——傾斜系數，；表3.2螺旋形狀應用舉例衣物塊度螺旋形式填充系數ψ特性系數K綜合系數A面團狀全葉式、帶式的0.20~0.400.071020表3.3螺旋輸送機傾斜修正系數C傾斜角β0°≤5°≤10°≤15°≤20°C1.000.900.800.700.65ψ衣物運動情況衣物層堆積情況及其滑移面輸送速度與能耗情況5%衣物堆積高度不僅低又矮，而且大部分靠近槽壁的衣物圓周速度顯得較低，衣物顆粒沿軸向的運動要較圓周方向顯著得多動滑移面幾乎與輸送方向平行此時在與輸送方向垂直的附加衣物流輕微，單位范圍內能量功耗小13%圓周方向的運動將比輸送方向的運動更強衣物運動的滑移面將變陡導致輸送速度的降低和附加能量的消耗40%在圓周方向的運動將比輸送方向的運動強衣物運動的滑移面繼續變陡在脫水電機槽內，衣物的充填系數影響脫水過程和能量的消耗。由上表可以分析，對于水平螺旋輸送機，衣物的填充系數不是越大越好，相反取小值有利，一般取ψ＜50%。將所有參數代入公式（3.1），得到螺旋直徑D為：結果圓整為標準螺旋直徑D=500mm（標準螺旋直徑系列：

100，150；200；250；300；400；500；600；單位：mm）取D=500mm

3.1.3螺旋輸送機的極限轉速的確定螺旋輸送機的極限轉速可由下列公式確定n=（3.2）式中:n——螺旋軸的極限轉速(r/min)；A——表示衣物綜合特性的系數；A值如上表10-30，取A=20；所以，螺旋輸送機的極限轉速n由公式(3.2)算得：n=20/=28.28r/min由于圓整后，螺旋輸送機的直徑和極限速度與計算結果略有不同，所以其填充系數ψ可能不同于原來從參考文獻中所選取的數值，所以要驗算生產率及充填系數ψ。3.1.4驗算生產率及充填系數下面驗算其填充系數ψ：=/47CD2nS（3.3）式中：對于流動性較好，易流散的衣物，可取k1=1，取法稱D制法。本次設計采用較常采用的S制法。故螺旋葉片螺距S=0.8D=0.8*0.5=0.4m。通過公式（3.3)對填充系數進行校核，則：=/47CD2nS=30/(4710.52300.4)=0.21因為0.21在0.20-0.40之間，符合要求，所有螺旋軸的轉速確定n=30r/min。綜上所述，我們可以得到螺旋軸葉片直徑D=500mm（0.5m），螺距S=400mm，螺旋軸轉速n=30r/min（亦即0.5s/min）。3.1.5螺旋軸軸徑初選d=(0.2-0.35)D

取d=（0.2+0.35）D/2

=0.55×5002

=137.5mm，d值取整為140mm。3.1.6螺旋面厚度取值對于磨損和粘度較大的衣物輸送，螺旋面采用扁鋼軋制或鑄鐵。直徑D500mm為偏大值，衣物為柔性，故螺旋面厚度δ取8mm。螺旋的葉片一般那是做成標準形式的，即螺旋面的母線是一垂直于螺旋軸線的直線。螺距h一定時，在同一螺旋面上各點的螺旋角明顯是不一樣的，因為其螺旋外徑D遠大于其內徑d。3.1.7壓縮比的計算壓縮比是螺桿軸進給處第一引線和最后引線的空容比，脫水機理論壓縮比公式：；（3.4）式中：V1——第一個導程空余體積，Vn——最后一個導程空余體積。因為濕衣物的含水量一般為38%-70%，而脫水后衣物極限含水量理論值為14%，亦即脫水率分別為24%-56%，則設所需設計的壓縮比為x：1-y：1。用proe螺旋掃描的方法，繪制，得到軸徑為140mm，螺旋葉片直徑為500mm，螺距為400mm的輸送端的一部分如下：圖3.1螺旋葉片圖3.2螺旋葉片（消隱）3.2螺旋軸參數的確定3.2.1驅動軸所需功率計算脫水機螺旋軸上所需功率：N0=KQ（0LH）/367（3.5）式中：Q——輸送量，t/h，Q=30t/h；K——功率備用系數在2.7-3.4之間選取，此處選3.1，（因壓縮段功率變化，有所調整）0——衣物的阻力系數，由衣物的阻力系數表，濕衣物粘性較大，0=5；L——脫水機螺旋部分水平投影長度，L目前約為2.7m；H——脫水機螺旋部分傾斜布置時，其在垂直平面上投影的高度m，水平布置時H=0.綜上，可選用4.3kw以上的電動機。但考慮脫水機下料的不均勻性，一般選常見的5kw型電機。3.2.2螺旋軸材料的選擇脫水機絞龍螺旋軸的材料除了要求滿足強度和剛度外，還應具備良好的耐磨性。螺旋軸從結構上大致可以分成鑄造、焊接兩種。ZG270-500，具有良好的鑄造性能而且切削性能也很優異，強度跟塑性都還可以，通常情況下比較大的螺旋脫水機的設計都會優先考慮鑄鋼。為提高其耐磨性，壓縮段螺旋工作面和卸料段表面應噴涂2-3毫米厚耐磨硬質合金，噴焊后的表面硬度可達HRc52-58；本次設計采用焊接法，材料為40Cr，經調制處理3.2.3螺旋軸軸徑選擇為了減輕機器重量及降低制造成本，螺旋軸可以是實心的或空心的，這里采用空心軸，因為它在承受相同扭矩的情況下空心材料所用的材料較少，而且抗扭能力更好，相互間的連接更為方便。初步設計采取空心軸方式。內、外徑比為1：1.25。對于空心軸須將實際傳遞的功率P除以空心軸計算系數b后由上式得：d=47.04/0.59=76.34mm；按上式計算的軸徑、未考慮鍵槽對軸強度的影響，若當d<=100時，開一個鍵槽則軸徑增大3%-5%，經計算得：d=78.63-80.16；故主軸直徑初步選取取內徑：80mm，外徑：100mm。3.2.4絞龍螺旋軸的受力分析當脫水電機機正常工作時，螺旋軸受到衣物施于的一個法向合力Fn。圖3.3絞龍軸受力情況下面主要計算最后一個螺旋面的受力情況：用proe測繪得d約等于250mm，所以Dcp=（D+d）2=（500+250）2375mm。又：T=9.55106，Pw為螺旋所需的功率(kw)，nw為螺旋工作時的轉速(r/min)。所以：T=9.55106=1.089106(Nmm)，Ft2Dp21.089106375=8.17108(Nmm2)3.3螺旋軸的強度校核3.3.1計算扭矩T產生的剪應力因為：τ=T/W

(Pa)（3.6）式中：T=9.55×106η

(N?mm)；Nmax為電機最大傳動功率(kw)nmax為螺旋軸最高工作轉速(r/min)η———傳動效率。故：T=9.55×106η

(N?mm)=9.55×106×0.973=1.59×106(N?mm)W——抗扭斷面模量(mm3)，對于實心軸，W=d3，d為最小斷面根徑，對于空心軸，W=d3(1-C4)，式中C=d/d0，d0為內孔直徑。故：W=d3(1-C4)=1003(1-4)=1.16×105(mm3）故：τ==1.59/1.1610=13.7(Pa)實際上，由于螺旋軸自重引起的彎曲應力很小，一般可以忽略不計。對于出料端有支承的螺旋軸比懸臂式受力情況好，變形也比懸臂式小，這里不再討論。綜上，可得設計后的螺旋軸三維圖如下：圖3.4螺旋軸4軸承的選擇及校核計算4.1軸承的選擇根據不同載體組件的分析，由于干燥電機的負載不是很大，因此可以減小載體的直徑。根據設計手冊，6415（GB/T276-94）滾珠軸承槽和6220深外軸滾珠軸承槽設計用于承載徑向載荷。選用單向制動器型號51316（GB/T301-93），一環與軸承座連接，另一環與軸連接，作為頭部承載家族產生的軸向力。防止衣服移動。這樣，車輪的軸可以在整個長度上拉伸，從而改善了工作條件。4.2軸承的組合結構設計為保證軸承的正常運轉，應合理設計軸承組合，正確選擇軸承類型和型號。在本設計中，對這些結構進行了分析，并根據實際軸承情況，在設計過程中引入了單向剛性結構。軸承的回轉套圈受旋轉載荷，應選用較緊的配合。綜上，可得其裝配如下圖所示：圖4.1主軸左端軸承組合圖圖4.2主軸右端軸承組合圖4.3軸承的潤滑與密封考慮實際情況，設計采用油潤滑，油潤滑的優點是潤滑的冷卻效果更好。在本設計中，由于脫水機在工作過程中對環境有一般要求，對各部分的密封裝置沒有很高的要求，因此在綜合考慮后，設計中采用了氈環密封。5減速環節的設計5.1電動機的選擇目前市場上最常見的臥式烘干形式通常使用YCT系列電磁控制異步電機，因此該模型也用于計算驅動和隨后的減速離合器。請查看螺旋輸送設計指南，選用的電機型號為：YCT200-4A-5KW電磁調速電機。它是一種調速電機，通過改變調諧電流的大小來調節輸出速度。表5.1電機的基本參數型號額定功率kW調速范圍，r/min額定轉矩，N．m轉速變化率，δ%重量，kgYCT200-4A5.5125-125036.1<3%2485.2一級圓柱斜齒輪減速器圖5.1減速環節斜角刀架的預緊力可以通過選擇兩板內帶之間的套筒長度，調整刀架與木肩的平衡等方式來調整。近年來，使用波紋臂來調整前負荷變得非常方便。波紋手鏈插在兩顆珍珠的內圈之間或托與肩之間。5.3帶輪的傳動設計由于dd1=80mm屬于小直徑故主動輪采用實心式；dd2=236mm屬于中等直徑，故從動輪采用腹板式。圖5.2小帶輪左、大帶輪右三維模型5.4齒輪傳動設計小齒輪為45鋼，淬火加熱，齒面硬度230MPa。主刀標配45鋼，齒面硬度190Mpa。主坡口工具的主要參數是主坡口工具和驅動器。選