全自動(dòng)洗衣機(jī)機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(單片機(jī))課程設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-預(yù)覽頁
【正文】 若干張；4. 控制部分包括硬件和軟件設(shè)計(jì)；5. 編寫設(shè)計(jì)說明書（不少于1萬字）；6. 圖紙、說明書必須交電子版和紙制文檔?！ ∫话銇碚f，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。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)。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。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?！ ∨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。 當(dāng)進(jìn)水電磁閥線罔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。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。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。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。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))。洗滌時(shí)，波輪轉(zhuǎn)速較低 (140～200r/min)；而脫水時(shí)，脫水桶轉(zhuǎn)速較高(約800r／min)。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。 (1)單向軸承式減速離合器 1)基本結(jié)構(gòu)①離合器主要結(jié)構(gòu)如圖7(1)(2)所示。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。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。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。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。 在圖7中，剎車裝置外罩剎車扭簧lO、剎車帶1剎車盤16和十寧軸套17等組成了脫水軸18的剎車裝置。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)。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)，剎車不起作用，因此剎車裝置外罩剎車盤1剎車帶15都將與脫水軸18一起高速旋轉(zhuǎn)，完成脫水功能。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。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。這樣脫水軸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。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谛行羌苌希孕行禽喌墓D(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)。 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。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。 當(dāng)波輪逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)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)。剎車裝置工作原理如圖13所示。 波輪式洗衣機(jī)常用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。 3. V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 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?！ 〈髱л喌幕鶞?zhǔn)直徑dd2為：dd2=idd1=55=，按表6圓整為dd2=106mm。 表8 V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列及長(zhǎng)度系數(shù)基準(zhǔn)長(zhǎng)度/mm普通V帶窄V帶YZABCDESPZSPASPBSPC450500560630710800900(6)主動(dòng)輪上的包角α1 α1=180o[(dd2dd1)/a]=＞120o (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查表表表10和表11，取KL=、Kα=、P0=、△P0=。(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=／m，單根V帶所需的預(yù)緊力為： =500()+q =[500]N=表12 V帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量帶型Z SPZA SPAB SPBC SPCq/(kg.) 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。 (3) 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： ===19 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iBAX為4，洗衣轉(zhuǎn)速為l80r／min。棘爪與棘輪機(jī)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)可參考相關(guān)書籍。 (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。 2)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。 (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。 (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。～／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)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)?！ D中的74LSl39為雙“24”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。中斷請(qǐng)求信號(hào)通過TC4013BP雙D觸發(fā)器的兩個(gè)Q端，并由觸發(fā)器鎖存，直到CPU響應(yīng)結(jié)束為止。在洗衣機(jī)進(jìn)水或排水期間，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)，待中斷處理結(jié)束后。 洗衣機(jī)的強(qiáng)、弱洗滌可通過S1鍵進(jìn)行循環(huán)選擇。脫水期間，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，以確定洗衣機(jī)是否繼續(xù)進(jìn)行脫水操作。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)。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。洗滌結(jié)束后，系統(tǒng)通過一條判斷指令，判斷是否排水。排水結(jié)束后，洗衣機(jī)接著執(zhí)行脫水操作，保持排水閥開啟，、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
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