某型號洗衣機(jī)齒輪箱組件殼體部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造過程分析侯薛彬：某型號洗衣機(jī)齒輪箱組件殼體部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造過程分析安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGEIVPAGEIII某型號洗衣機(jī)齒輪箱組件殼體部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造過程分析摘要洗衣機(jī)作為三大白色家電之一，為人們提供“價廉物美”的洗衣機(jī)產(chǎn)品成為不同企業(yè)共同經(jīng)營理念，不斷創(chuàng)新自己產(chǎn)品的賣點(diǎn)，擴(kuò)大產(chǎn)品的市場占有額，成為企業(yè)的追求目標(biāo)。為此，開展洗衣機(jī)的深入研究具有十分重要的理論價值和實(shí)踐意義。本課題主要針對洗衣機(jī)的齒輪箱組件殼體部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開展研究分析。洗衣機(jī)的齒輪箱組件殼體部分的結(jié)構(gòu)是其重要組成部分，它制約著洗衣機(jī)的精益制造，對整個洗衣機(jī)的深入研究具有重要意義，針對洗衣機(jī)的齒輪箱組件殼體部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造過程分析，本文所做的主要工作為：1、通過對整個洗衣機(jī)的拆解分析和完整的裝配工藝卡片的分析，掌握了洗衣機(jī)齒輪箱組件殼體結(jié)構(gòu)的功能及其工作原理，掌握了與其相關(guān)的裝配工藝過程，明確了整個分析研究的思路。2、研究洗衣機(jī)齒輪箱組件殼體部分的不同結(jié)構(gòu)方案，詳細(xì)設(shè)計(jì)洗衣機(jī)齒輪箱上下殼體及大帶輪的輪廓結(jié)構(gòu)和尺寸、連部分的結(jié)構(gòu)和尺寸以及其他部分的結(jié)構(gòu)和尺寸等，完成洗衣機(jī)齒輪箱組件部分結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)，借助AoteCAD及UG軟件繪制了詳盡的二維和三維圖紙。3、為了進(jìn)一步驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工藝性，研究了洗衣機(jī)齒輪箱上殼體材料的選擇，模具設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，通過Moldflow軟件分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性，并進(jìn)行改進(jìn)，最終制定詳細(xì)的洗衣機(jī)齒輪箱上殼體的注塑工藝卡。洗衣機(jī)齒輪箱組件殼體部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其優(yōu)化改進(jìn)為洗衣機(jī)制造業(yè)提供了良好范例，為該型號洗衣機(jī)產(chǎn)品提升市場競爭力。關(guān)鍵詞：洗衣機(jī)；齒輪箱；上殼體；大帶輪；Moldflow軟件StructuraldesignandmanufacturingprocessoftheshellpartofaparticularmodelwashingmachinegearboxcomponentsAbstractThewashingmachineasoneofthethreewhitegoods,washingmachine,providingpeoplewiththe"cheap"productsbecomeasellingpoint,differententerprisescommonphilosophyofinnovativeproductstoexpandtheirmarketshareoftheproducttobecomethepursuitofbusinessgoals.Todothis,tocarryoutin-depthstudyofthewashingmachinehasaveryimportanttheoreticalvalueandpracticalsignificance.Themainsubjectofthestructureoftheshellpartofthewashingmachinegearboxcomponentsdesignedtocarryoutresearchandanalysis1.Throughthedismantlingoftheentirewashingmachineandcompletetheanalysisoftheassemblyprocessthecard,grasptheshellstructureofthewashingmachinegearboxcomponentsfunctionandhowitworks,masterassociatedwiththeassemblyprocess,cleartheentireanalysiswayofthinking.2.Thewashingmachinegearboxcomponentsofdifferentstructuresoftheshellpartoftheprogram,outlinethestructureandsizeofthedetaileddesignofthewashingmachinegearboxupperandlowershellandthelargepulley,andevenpartofthestructureandsize,aswellasotherpartsofthestructureandsize,etc.,completewashingmachinegearboxcomponentpartoftheoveralldesignofthestructure,usingAoteCADandUGsoftwaretodrawadetailed2Dand3Ddrawings3.Tofurthervalidatetheproductdesignprocess,themainpointsofthechoiceofshellmaterialinthewashingmachinegearbox,molddesign,Moldflowsoftwareanalysisandstructuraldesignisreasonable,andmakeimprovements,andultimatelytodevelopadetailedwashingmachinegearboxshellthebodyoftheinjectionmoldingprocesscardShellpartofthestructuraldesignandoptimizationofthewashingmachinegearboxcomponentstoimprovethewashingmachinemanufacturingindustryprovidesagoodexample,forthemodelsofwashingmachinesproductsandenhancemarketcompetitiveness.Keywords:Washingmachine;Gearbox;Shell;Greatwheel;MoldflowsoftwareTOC\h\z\c"圖4-"圖4-1洗衣機(jī)齒輪箱上殼體三維模型一般視圖 -43-圖4-2洗衣機(jī)齒輪箱上殼體網(wǎng)格模型 -44-圖4-3自動修復(fù)定義及完成信息 -45-圖4-4修改前模型縱橫比 -45-圖4-5修改后模型縱橫比 -46-圖4-6洗衣機(jī)齒輪箱上殼體最佳澆注口分析結(jié)果圖 -47-圖4-7成型參數(shù)設(shè)置向?qū)υ捒?-48-圖4-8充填分析結(jié)果列表圖 -49-圖4-9填充時間分析結(jié)果圖 -49-圖4-10速度\壓力切換點(diǎn)圖 -50-圖4-11氣穴位置圖 -51-查表清單TOC\h\z\c"表3-"表3-1齒形參數(shù)及花鍵參數(shù)表 -38-TOC\h\z\c"表4-"表4-1填充階段個參數(shù)值表 -52-表4-2保壓階段個參數(shù)值表 -53-引言模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的的重要基礎(chǔ)工藝設(shè)備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)生活中，模具在工業(yè)生產(chǎn)中的使用率高達(dá)60%-90%，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。自1867年世界上出現(xiàn)了第一臺洗衣機(jī)以來，經(jīng)過一百多年科技的發(fā)展，洗衣機(jī)品種已經(jīng)多樣化，出現(xiàn)了各種新型的洗衣機(jī)，以迎合消費(fèi)者的不同需求。研究歷史才能發(fā)現(xiàn)規(guī)律，總結(jié)規(guī)律方能把握趨勢,那么洗衣機(jī)還會怎樣進(jìn)步或發(fā)展呢？歸納起來，可以概括為“四化”，即設(shè)計(jì)的生態(tài)化、產(chǎn)品的高端化、技術(shù)的智能化和市場的兩元化。現(xiàn)在已經(jīng)有廠家開發(fā)出了不需要使用洗滌劑的洗衣機(jī)，還有的廠家開發(fā)出了更迷你的旅行洗衣機(jī)，小到可以在出外旅行的時候隨身攜帶，為了更方便的操作有的廠家還開發(fā)出了可以遠(yuǎn)程控制的洗衣機(jī)，將來的洗衣機(jī)會朝著使用更方便、更加節(jié)能、更加個性化的方向發(fā)展?，F(xiàn)在市場上仍以波輪式、滾筒式和攪拌式三種為主，滾筒式由于耗時、耗電、價格高等原因，主要流行于歐美，攪拌式則在北美地區(qū)使用較多，而波輪洗衣機(jī)適用于耐磨、無需特殊洗滌的普通衣物，具有洗凈率高，洗衣程序時間短，洗滌過程中可以拿取衣服等特點(diǎn)。目前國內(nèi)市場仍以波輪式為主。本課題是設(shè)計(jì)類課題，了解洗衣機(jī)齒輪箱殼體組件部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造過程，繪制洗衣機(jī)齒輪箱上、下殼體及大帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙，擬定齒輪箱上殼體的制造工藝卡片，以及注塑過程性能分析。所以本次設(shè)計(jì)的課題由兩部分組成，一是洗衣機(jī)齒輪箱殼體組件部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，二是洗衣機(jī)齒輪箱上殼體的制造過程分析，前半部分則是與機(jī)械方面接觸頗深，主要表現(xiàn)在機(jī)械制圖以及使用UG進(jìn)行三維建模。而后半部分是考查對模具制造的認(rèn)識，主要用Moldflow軟件進(jìn)行制造過程分析，分析注塑條件，這樣才能達(dá)到設(shè)計(jì)與開發(fā)的要求。第1章緒論本章主要介紹了洗衣機(jī)的發(fā)展歷史及洗衣機(jī)的工作原理等基本背景，這對課題的設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)作用，和對洗衣機(jī)齒輪箱上下殼體結(jié)構(gòu)設(shè)及大帶輪設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，明確了設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。本章主要分七個小節(jié)介紹，分別為第一小節(jié)介紹了洗衣機(jī)的發(fā)展歷史，第二小節(jié)洗衣機(jī)的發(fā)展趨勢，第三小節(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求，第四小節(jié)本課題的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，第五小節(jié)本課題的研究意義，第六小節(jié)對課題進(jìn)行分析，第七小節(jié)，講述了論文的章節(jié)安排。1.1洗衣機(jī)的發(fā)展歷史洗衣機(jī)的出現(xiàn)讓我們的生活有了巨大的變化，讓我們的生活充滿了色彩。從“手洗的時代”到今天的“全自動時代”，在這期間發(fā)生了翻天覆地的變化。洗衣機(jī)從最開始的“蒸汽洗衣機(jī)”到“水力洗衣機(jī)”，“內(nèi)然洗衣機(jī)”的出現(xiàn)，再到第一臺電動洗衣機(jī)，在今天出現(xiàn)了全自動洗衣機(jī)。這期間洗衣機(jī)不斷的更新，從而推動了洗衣機(jī)在當(dāng)今的多樣化、高度自動化、節(jié)能化、大容量和微型化、健康化。1858年，美國人史密斯制成了世界上第一臺洗衣機(jī)，該洗衣機(jī)的主件是一只圓桶，桶內(nèi)裝有一根帶槳狀葉子的直軸。軸是通過搖動和它相連的曲柄轉(zhuǎn)動的。同年史密斯取得了這臺洗衣機(jī)的專利權(quán)。這臺洗衣機(jī)使用時費(fèi)力，且損傷衣服，因而沒有得到推廣，但它卻標(biāo)志著用機(jī)器洗衣的開端。次年在德國出現(xiàn)了一種用搗衣杵作為攪拌器的洗衣機(jī)，當(dāng)搗衣杵上下運(yùn)動時，裝有彈簧的木釘便連續(xù)作用于衣服。19世紀(jì)末的洗衣機(jī)又有了發(fā)展，用手柄轉(zhuǎn)動八角形洗衣缸，洗衣時缸內(nèi)放入熱肥皂水，衣服洗凈后，由軋液裝置把衣服擠干。1910年，第一臺電動洗衣機(jī)由美國的費(fèi)希爾在芝加哥制成。但這種電動洗衣機(jī)進(jìn)入市場后，銷路并不佳。洗衣機(jī)真正被人們接受，是在第一次世界大戰(zhàn)之后。1922年，電動洗衣機(jī)幾經(jīng)完善，迎來一種嶄新的洗衣機(jī)攪拌式。攪拌式洗衣機(jī)由美國瑪依塔格公司研制成功。這種洗衣機(jī)是在筒中心裝上一個立軸，在立軸下端裝有攪拌翼，電動機(jī)帶動立軸，進(jìn)行周期性的正反擺動，使衣服和水流不斷翻滾，相互摩擦，以此滌蕩污垢。受到人們的普遍歡迎。十年以后，美國本德克斯航空公司宣布，他們研制成功第一臺前裝式滾筒洗衣機(jī)，洗滌，漂洗，脫水在一個滾筒內(nèi)完成。這意味著電動洗衣機(jī)的形式躍上一個新臺階，朝自動化又前進(jìn)了一大步，直到今日，滾筒式洗衣機(jī)在歐美國家仍得到廣泛的應(yīng)用。隨著工業(yè)化的加速，世界各國也加快了洗衣機(jī)的研制的步伐，首先由英國研制并推出了一種噴流式洗衣機(jī)，它是靠滾筒一側(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)波輪產(chǎn)生的強(qiáng)烈渦流，使衣物和洗滌液一起在滾筒內(nèi)不斷翻滾，洗凈衣物。1955年，在引進(jìn)英國噴流式洗衣機(jī)的基礎(chǔ)之上，日本研制出獨(dú)具風(fēng)格、并流行至今的波輪式洗衣機(jī)。至此，波輪式、滾筒式、攪拌式在洗衣機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域三分天下的局面初步形成。60年代的日本出現(xiàn)了帶甩干桶的雙桶洗衣機(jī)，人們稱之為“半自動型洗衣機(jī)”。70年代，生產(chǎn)出波輪式套桶全自動洗衣機(jī)。70年代后期，以電腦（實(shí)際上微處理器）控制的全自動洗衣機(jī)在日本問世，開創(chuàng)了洗衣機(jī)發(fā)展史的新階段。80年代，“模糊控制”的應(yīng)用使得洗衣機(jī)操作更簡便，功能更完備，洗衣程序更隨人意，外觀造型更為時尚……90年代，由于電機(jī)調(diào)速技術(shù)的提高，洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機(jī)。此后，隨著電機(jī)驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展與提高，日本生產(chǎn)出了電機(jī)直接驅(qū)動式洗衣機(jī)，省去了齒輪傳動和變速機(jī)構(gòu)，引發(fā)了洗衣機(jī)驅(qū)動方式的巨大革命。之后，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，滾筒洗衣機(jī)已經(jīng)成了大家耳濡目染的產(chǎn)品。伴隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，相信新型更適合人們使用的洗衣機(jī)會給我們的生活帶來新的方式。進(jìn)入90年代，由于電動調(diào)速技術(shù)的提高，洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機(jī)。此后，隨著電動驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展與提高，日本生產(chǎn)出了電動直接驅(qū)動式洗衣機(jī)，省去了齒輪轉(zhuǎn)動和驅(qū)動方式的巨大改革?？梢钥闯鱿匆聶C(jī)的發(fā)展歷程短，但發(fā)展迅速，表明了洗衣機(jī)在今天的必然性，同時也說明了洗衣機(jī)是現(xiàn)代化的產(chǎn)物。1.2洗衣機(jī)發(fā)展趨勢1.2.1國內(nèi)洗衣機(jī)發(fā)展趨勢現(xiàn)在的洗衣機(jī)多種多樣，在上海，雙缸洗衣機(jī)購買的人已經(jīng)越來越少，滾筒洗衣機(jī)和波輪洗衣機(jī)將成為市場的主流，使用洗衣機(jī)就是圖個方便省力，現(xiàn)在的全自動洗衣機(jī)都符合人們的要求。那么洗衣機(jī)還會怎樣進(jìn)步或發(fā)展呢？歸納起來，有如下幾個趨勢：(1)設(shè)計(jì)生態(tài)化：現(xiàn)生態(tài)化的設(shè)計(jì)理念是業(yè)內(nèi)專家的共識。這種產(chǎn)品訴求也必將是今后一段時間里洗衣機(jī)企業(yè)研發(fā)的方向。需要注意的是，生態(tài)洗衣機(jī)不能以降低產(chǎn)品性能來換取環(huán)保指標(biāo)的提高，不能用犧牲性能的方法降低成本。產(chǎn)品高端化：消費(fèi)需求不斷升級是市場發(fā)展的源動力。在洗衣機(jī)行業(yè)，消費(fèi)結(jié)構(gòu)也在發(fā)生著不小的變化，主要表現(xiàn)就是需求的高端化趨勢。技術(shù)智能化：積極利用智能技術(shù)、研發(fā)生產(chǎn)智能產(chǎn)品，讓智能化的洗衣機(jī)產(chǎn)品來提升消費(fèi)者的生活品質(zhì)的同時，也能夠給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)利益和社會效益。產(chǎn)品技術(shù)上的智能化，也對接了消費(fèi)者的高端化需求。目前，洗衣機(jī)行業(yè)中的大品牌已經(jīng)開始大力研發(fā)智能控制技術(shù)，相信智能化技術(shù)也將成為2011年中國洗衣機(jī)行業(yè)發(fā)展和競爭的焦點(diǎn)。（4）市場兩元化：洗衣機(jī)市場仍將呈現(xiàn)出“兩元化”的發(fā)展態(tài)勢。一二級城市市場雖然可能會在增幅上趨緩，但是高端消費(fèi)仍將會非常旺盛，洗衣機(jī)產(chǎn)品主要以滿足升級換代需求為主；而在三四級市場，洗衣機(jī)市場的增速可能還將繼續(xù)加快，家電下鄉(xiāng)政策的推動以及產(chǎn)品價格的逐步回落正在刺激三級城市消費(fèi)能量的釋放，重點(diǎn)企業(yè)產(chǎn)品、銷售渠道的下沉也保證了這種消費(fèi)熱情的實(shí)現(xiàn)。雖然政策的刺激效果可能會逐步減弱，但是三四級市場的增長態(tài)勢將會得到延續(xù)。洗衣機(jī)行業(yè)朝著“四化”升級是未來的發(fā)展趨勢。1.2.2國外洗衣機(jī)發(fā)展趨勢當(dāng)前，與國內(nèi)洗衣機(jī)的發(fā)展趨勢相似，國外洗衣機(jī)的發(fā)展趨勢有以下幾個特點(diǎn)：(1)提高電子化程度，采用傳感器和微型電腦實(shí)現(xiàn)自動操作。目前國外市場上洗衣機(jī)使用馬達(dá)式程序控制器的還比較多，使用微型電腦的洗衣機(jī)不斷涌現(xiàn)，采用洗滌和脫水傳感器的第三代全自動洗衣機(jī)在日本巳有上市。洗滌、漂洗、脫水、烘干、熨燙等程序全自動化的家用洗衣機(jī)可望在本世紀(jì)90年代進(jìn)入實(shí)用階段。(2)各國都在研制節(jié)能、節(jié)水洗衣機(jī)。如日本松下電器(株)的愛妻號NA--F361,1"型全自動洗衣機(jī)與NA一7860型洗衣機(jī)相比，省水、省電約二分之一。(3)廣泛采用新材料，改善材料性能，提高其利用率，以降低成本。如洗衣機(jī)外殼鐵板厚度，巳從O.8毫米減少到O.4毫米，又如大量采用塑料代替金屬材料。(4)生產(chǎn)高度自動化。洗衣機(jī)的制造，正沿著機(jī)械化—一自動化一無人化”方向發(fā)展，并普遍應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制和管理。(5)研究與開發(fā)新型洗衣機(jī)，如超聲波洗衣機(jī)和高溫泡沫洗衣機(jī)等。關(guān)于超聲波洗衣機(jī)因洗滌效果還不太理想，仍在研究中。高溫泡沫洗衣機(jī)，其原理是用50～70℃熱風(fēng)將洗滌劑泡沫吹送入衣物，污垢在泡沫的作用下脫落而實(shí)現(xiàn)洗滌。目前高溫泡沫洗衣機(jī)亦未得到迅速發(fā)展，主要原因是采用這種洗滌方式對清除污垢效果較好，而對除去衣物泥沙效果較差，還有待進(jìn)一步研究。1.3任務(wù)與要求1.3.1任務(wù)本課題為某型號洗衣機(jī)齒輪箱組件殼體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造過程分析，繪制出上殼體、下殼體及大帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙，并擬定上殼體的注塑過程性能分析和注塑工藝卡。1.3.2要求在老師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成所承擔(dān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題所規(guī)定的全部任務(wù)，能夠收集到課題所需要的全部資料，根據(jù)所學(xué)知識正確地進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、分析，按使用要求和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定繪制圖樣、表格，編制各種技術(shù)文件，充分發(fā)揮主觀能動性，在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作中取得新成果或提出新見解。完成本課題任務(wù)的同時，要面向經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要，注重理論聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)對創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，既要遵循科學(xué)研究的一般規(guī)律，又要符合本科教學(xué)的基本要求，以實(shí)現(xiàn)本科專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。1.4本課題的現(xiàn)狀和趨勢洗衣機(jī)的研究一直備受相關(guān)研究人員和企業(yè)技術(shù)人員的重視，總體來說，針對洗衣機(jī)的研究主要從以下幾方面展開：1、洗衣機(jī)相關(guān)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和優(yōu)化的研究分析：如，賈文友、劉莉等先后發(fā)表“洗衣機(jī)剎車連接結(jié)構(gòu)的研究”、“PDCA循環(huán)在解決洗衣機(jī)‘地包天’問題上的應(yīng)用”、“工藝創(chuàng)新下洗衣機(jī)接地方式的優(yōu)化”、“基于機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的型面聯(lián)接”、“出口洗衣機(jī)在60Hz下洗滌調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)”和“PDCA循環(huán)在洗衣機(jī)底座防鼠板處結(jié)構(gòu)的改進(jìn)”等研究論文；管延錦等發(fā)表“洗衣機(jī)叉架的快速設(shè)計(jì)與制造”研究論文。2、洗衣機(jī)的成本控制和制造過程相關(guān)研究分析：如，賈文友、劉莉等先后發(fā)表“PDCA循環(huán)法在選擇洗衣機(jī)電機(jī)保護(hù)架表面精飾方法中的應(yīng)用”和“機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中基于材料替代的成本控制”、“機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)在型面聯(lián)接中應(yīng)用研究”等研究論文。3、洗衣機(jī)的性能優(yōu)化的研究分析：如，佘少華發(fā)表“洗衣機(jī)節(jié)水技術(shù)研究及其力學(xué)原理”研究論文，鐘曉芳等發(fā)表“關(guān)于減少洗衣機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩不平穩(wěn)的問題”研究論文，華麗發(fā)表“洗衣機(jī)運(yùn)輸包裝件的跌落仿真分析”研究論文，舒祖菊等發(fā)表“洗衣機(jī)包裝系統(tǒng)的可靠性分析”研究論文，黨新建發(fā)表“雙桶洗衣機(jī)水封破裂問題的分析和解決措施”研究論文；更多是關(guān)注洗衣機(jī)的噪聲控制研究，如，賈文友、劉莉等發(fā)表“WBS在洗衣機(jī)降噪項(xiàng)目中的應(yīng)用研究”研究論文，楊宗煉等發(fā)表“雙缸洗衣機(jī)振動與噪聲分析：降低噪聲的一種對策”研究論文，莊表中發(fā)表“洗衣機(jī)降低噪聲的一個技術(shù)術(shù)措施”研究論文等。4、洗衣機(jī)的零部件材料的研究分析：如，李榮勛等發(fā)表“洗衣機(jī)用PP復(fù)合材料的研制”研究論文，曹軍等發(fā)表“洗衣機(jī)用抗菌聚丙烯專用料的研制”研究論文等。5、洗衣機(jī)的零部件模具和工藝分析研究：如，王正才等發(fā)表“全自動洗衣機(jī)脫水桶底座精密注射成型工藝研究”研究論文，溫志遠(yuǎn)等發(fā)表“洗衣機(jī)排水閥注塑模設(shè)計(jì)”研究論文，楊海鵬發(fā)表“洗衣機(jī)密封圈骨架沖孔翻孔修邊模設(shè)計(jì)”研究論文，李德軍發(fā)表“洗衣機(jī)面板注射成型CAE分析”研究論文，蘆亞萍發(fā)表“大圓角洗衣機(jī)箱體成型模具主要參數(shù)計(jì)算方法分析”研究論文等。6、洗衣機(jī)的仿真研究：如，李慶利發(fā)表“洗衣機(jī)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”研究論文，郝智偉發(fā)表“洗衣機(jī)關(guān)鍵部件的跌落仿真分析”研究論文，羅振中發(fā)表“模糊控制節(jié)水洗衣機(jī)模型”研究論文，孫益民的碩士畢業(yè)論文“滾筒洗衣機(jī)振動特性分析與仿真”，以及郝智偉發(fā)表“洗衣機(jī)關(guān)鍵部件的跌落仿真”研究論文等。目前市場上波輪洗衣機(jī)還是主角，波輪在洗衣機(jī)的洗滌、漂洗過過程中起著相當(dāng)重要的作用。當(dāng)它在動力系統(tǒng)作用下，能產(chǎn)生螺旋式水流，有此產(chǎn)生一個洗滌所需的機(jī)械作用力。其形狀、尺寸大小、轉(zhuǎn)速等對洗滌的洗凈率、磨損率、纏繞程度都有重要影響。因此，波輪組件對洗衣機(jī)有著至關(guān)重要的作用。本課題是進(jìn)行洗衣機(jī)齒輪箱組件研究分析，雖然目前該領(lǐng)域還沒有深入展開研究，為了體現(xiàn)洗衣機(jī)不同領(lǐng)域研究的完整性，故對本課題研究具有十分重要的理論價值和實(shí)踐意義。1.5本課題研究意義目前市場上常見的洗衣機(jī)有波輪式、滾筒式、攪拌式等三種。波輪式洗衣機(jī)作為洗衣機(jī)的一種，誕生于上世紀(jì)五六十年代，是大家最熟悉、也是市場占有率最高的洗衣機(jī)種類。它依靠裝在洗衣桶底部的波輪正反轉(zhuǎn)，帶動衣物不停地翻轉(zhuǎn)，使衣物之間、衣物與桶壁之間，在水中進(jìn)行柔和的摩擦，在洗滌劑的作用下實(shí)現(xiàn)清洗。波輪洗衣機(jī)市場機(jī)遇尚存，挑戰(zhàn)多多。從價格方面來看，波輪洗衣機(jī)有著滾筒洗衣機(jī)不可比擬的優(yōu)勢。波輪和滾筒在未來的一段時間內(nèi)還將共存于中國的洗衣機(jī)市場，盡管滾筒洗衣機(jī)的市場銷量飆升迅速，但其在短時間內(nèi)還不會完全攻占波輪洗衣機(jī)的市場空間。在商機(jī)無限的市場大環(huán)境下，波輪洗衣機(jī)憑借其洗滌時間較短、體積小、價格相對便宜等優(yōu)勢牢牢占據(jù)洗衣機(jī)市場的主導(dǎo)地位。波輪在洗衣機(jī)的洗滌、漂洗過過程中起著相當(dāng)重要的作用。當(dāng)它在動力系統(tǒng)作用下，能產(chǎn)生螺旋式水流，有此產(chǎn)生一個洗滌所需的機(jī)械作用力。其形狀、尺寸大小、轉(zhuǎn)速等對洗滌的洗凈率、磨損率、纏繞程度都有重要影響。因此，波輪組件對洗衣機(jī)有著至關(guān)重要的作用。本次設(shè)計(jì)從波輪組件的三個方面分析，了解波輪組件的功能分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及制造過程分析。其中波輪組件的功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造聯(lián)系緊密，機(jī)械制造業(yè)對一個國家的經(jīng)濟(jì)地位和政治地位具有至關(guān)重要的影響，據(jù)估計(jì)，工業(yè)化國家70%~80%的物質(zhì)財(cái)富來自制造業(yè)。波輪組件的制造過程分析，擬定波輪的注塑過程性能分析主要涉及注塑成型，成型所使用的設(shè)備是注射機(jī)。塑料注塑成型是在金屬壓鑄成型的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，塑料成型工業(yè)是新興的工業(yè)，同時又是一個飛速發(fā)展的工業(yè)領(lǐng)域。因此，本課題具有重要的實(shí)踐意義。通過該課題的學(xué)習(xí)，能夠讓學(xué)生掌握中等復(fù)雜程度零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造過程分析，對所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識有更深層次的認(rèn)識，并學(xué)會對模具設(shè)計(jì)資料的檢索與整合，以及對已有資料的充分合理的使用。該實(shí)踐性課題是對學(xué)生理論學(xué)習(xí)水平的實(shí)踐和檢驗(yàn)，可對以后從事類似的工作有一定的指導(dǎo)性與實(shí)踐性意義。1.6對課題進(jìn)行分析1.6.1對洗衣機(jī)齒輪箱殼體組件部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析洗衣機(jī)齒輪為行星齒輪，洗衣機(jī)齒輪箱殼體組件部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括對行星齒輪箱上殼體進(jìn)行設(shè)計(jì)、下殼體進(jìn)行設(shè)計(jì)、大帶輪的設(shè)計(jì)和其他重要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。齒輪箱雖然只是洗衣機(jī)內(nèi)部的一小部分，但對其設(shè)計(jì)必須考慮洗衣機(jī)內(nèi)部其他結(jié)構(gòu)，考慮齒輪箱與其他不見的協(xié)調(diào)性，位置的放置，動力、扭矩的輸入輸出，動力是由電動機(jī)轉(zhuǎn)動帶動齒輪箱的輸入軸轉(zhuǎn)動，將動力傳遞行星齒輪箱，行星齒輪箱起到減速作用，軸帶動太陽輪轉(zhuǎn)動，太陽輪帶動三個行星輪，三個行星輪與環(huán)形輪相互嚙合，將動力轉(zhuǎn)遞給輸出軸，輸出軸與大帶輪連接，最終將動力傳給下一個機(jī)構(gòu)。行星輪在動力傳遞過程中有許多優(yōu)點(diǎn)，基于這些優(yōu)點(diǎn)，才被選作洗衣機(jī)的減速機(jī)構(gòu)：行星輪與其他機(jī)構(gòu)相比結(jié)構(gòu)緊湊、相對簡單，有利于縮小洗衣機(jī)的尺寸；傳遞動力效率高、穩(wěn)定性強(qiáng)；能夠承受更大的載荷，行星輪體積小，承受的載荷相對較?。ㄏ氤惺艽蟮妮d荷尺寸就得增大），但是，對稱的三個行星輪平均分擔(dān)了載荷，時所承受的載荷變大，且可以相對減小齒輪箱的尺寸；與大帶輪相結(jié)合，可以使減速的效果更加顯著，并且可以有效地減小齒輪箱振動對下一級的影響。齒輪箱上、下殼體雖然結(jié)構(gòu)有所不同，但外形大致相似，為了減輕洗衣機(jī)的重量同時也為了降低制造成本，上、下殼體都要設(shè)計(jì)的薄些，但又要能承受一定的力和扭矩，因此，增加了許多筋板結(jié)構(gòu)，為了克服顛覆力矩，加長了與軸接觸的結(jié)構(gòu)。對某型號洗衣機(jī)齒輪箱殼體部分組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析，主要任務(wù)是對行星齒輪箱上殼體的設(shè)計(jì)、下殼體的設(shè)計(jì)、部分其他重要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和大帶輪的設(shè)計(jì)，確定各結(jié)構(gòu)的尺寸，用AutoCAD繪制各機(jī)構(gòu)的二維圖，使用UG繪制各機(jī)構(gòu)的三維模型。1.6.2齒輪箱殼體的制造過程分析對某型號洗衣機(jī)齒輪箱殼體部分組件的制造過程分析，主要對行星齒輪箱上殼體的注塑性能分析，通過注塑過程分析，可以很好地了解所設(shè)計(jì)的上殼體結(jié)構(gòu)是否合理，是否易于加工制造，各結(jié)構(gòu)是否能滿足設(shè)計(jì)要求。我們不能實(shí)際地進(jìn)行生產(chǎn)制造，因此，使用Moldflow軟件對所設(shè)計(jì)的三維模型進(jìn)行仿真模擬分析，分析的目的：通過模擬，選擇滿足強(qiáng)度要求且注塑性能好，成本相對較低的材料；通過Moldflow軟件中的網(wǎng)格處理，分析選擇最佳澆注口；通過分析，檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是否合理，能否滿足流動性要求，收縮性要求，是否會出現(xiàn)氣穴、注塑缺陷等。制造過程分析的主要任務(wù)是，首先，制定上殼體注塑過程工序卡片，然后用Moldflow軟件對齒輪箱上殼體注塑過程進(jìn)行分析。1.7章節(jié)的安排本次畢業(yè)課程設(shè)計(jì)主要從三個方面進(jìn)行分析，即洗衣機(jī)齒輪箱組件殼體部分及相關(guān)零件的功能分析、洗衣機(jī)齒輪箱組件殼體部分及相關(guān)的零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和洗衣機(jī)齒輪箱上殼體的制造過程分析，除這三個方面之外，還有緒論及論文的總結(jié)與展望章節(jié)，本設(shè)計(jì)的章節(jié)安排如下：圖1-SEQ圖1-\*ARABIC1論文章節(jié)流程圖第2章洗衣機(jī)齒輪箱組件殼體部分及相關(guān)零部件的功能分析洗衣機(jī)齒輪箱組件殼體的部分結(jié)構(gòu)分析及大帶輪的功能分析，主要介紹了洗衣機(jī)齒輪箱上下殼體的功能和大帶輪的功能能分析，下面將分兩個小節(jié)分別介紹。2.1齒輪箱上下殼體功能分析2.1.1齒輪箱上下殼體抗振功能齒輪箱上下殼體的功能決定了其選擇的材料，上下殼體之所以選擇塑料是因?yàn)?，一方面，塑料制品的質(zhì)量輕，可以在一定程度上減輕洗衣機(jī)的重量，同時，塑料制品的成本比一般金屬成本低，從而降低了洗衣機(jī)的制造成本，從加工制造的難易度方面說，塑料制品比金屬更易加工制造。另一方面，塑料材料的密度低，強(qiáng)度比高，又具有耐腐蝕和絕緣性能。在較多品種中，有的減小摩擦或耐磨性能良好；有的防振抗沖擊性能優(yōu)異；有的耐疲勞性能突出。這使得塑料制品在國民經(jīng)濟(jì)的各個行業(yè)，無論是機(jī)械儀表或電子儀器，還是建筑、包裝和交通工具等在人們的日常生活中得到大量的使用。塑料制品能得到廣泛使用還由于他的可加工性，可以用注塑、擠塑、熱成型和壓延等方法高效地生產(chǎn)各種制品。其次，它可經(jīng)纖維增強(qiáng)或用添加劑改性，一定程度低改善制品所需的某些性能。上下殼體具有抗振防振功能。洗衣機(jī)電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，不僅將動力傳遞給減速器，還將振動傳給減速器，還有行星齒輪在相互嚙合是也會產(chǎn)生很強(qiáng)的振動，這些振動不僅會產(chǎn)生很大的噪聲，還會使洗衣機(jī)跟著振動，影響洗衣的效果，損壞洗衣機(jī)內(nèi)部部件，降低洗衣機(jī)的使用壽命。因此，怎樣減振防振就成了設(shè)計(jì)洗衣機(jī)齒輪箱上下殼體的難題，為了防止振動對洗衣機(jī)產(chǎn)生的不利影響，我們選用具有高阻尼的塑料。阻尼是振動系統(tǒng)所具有消散振動能量的能力。在大多數(shù)情況下，都是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成熱能。塑料材料的黏滯效應(yīng)，使其內(nèi)部具有較高的阻尼能力。此種材料分子結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的阻尼能力，稱為材料阻尼特性。塑料的阻尼能力比金屬大的多，特別是黏彈性強(qiáng)的塑料材料。如有機(jī)硅彈性體、軟質(zhì)聚氯乙烯和聚氨酯等，具有與橡膠類似的特征，對高平振動的能量吸收有特效。對塑料棒施以瞬時拉伸負(fù)載，棒被拉延但伸長很慢。當(dāng)負(fù)載移去，該棒又慢慢回縮，但他不能回到原來的長度。因?yàn)椴牧蟽?nèi)分子鏈段發(fā)生滑移過程中，內(nèi)摩擦使一些能量被損耗。當(dāng)相反方向施以壓縮負(fù)載作用于棒端時，就有一個相反的應(yīng)力與應(yīng)變的滯后過程。其滯后回路所包圍的面積，即為減振能量。在相同的應(yīng)力下，塑料比金屬大3-4倍。洗衣機(jī)齒輪箱上下殼體使用塑料時，還需要注意的是，塑料材料的阻尼特性對溫度、振動頻率都很敏感。在低溫和高頻下，塑料會失去黏彈性，變得剛硬，彈性模量明顯增大。因此，在制造上下殼體時，需要添加一些填料來改善其阻尼性能。加入填料使塑料在寬的溫度和頻率范圍內(nèi)具有較高的阻尼特性。就像天然橡膠加入炭黑后，使橡膠的阻尼特性增大，強(qiáng)度提高[2]。2.1.2密閉固定其他組件的作用上下殼體是洗衣機(jī)齒輪箱的重要組成部分，減速器里的齒輪不僅起到密封作用，還起到保護(hù)作用，將行星齒輪及其組件很好地密封保護(hù)起來，防止洗衣時不慎將水潵進(jìn)齒輪箱內(nèi)部，影響齒輪的正常工作，防止灰塵其他雜物落入齒輪內(nèi)部，對齒輪造成損傷，影響齒輪的壽命。上下殼體還起到固定支撐其他組件的作用，如齒輪箱下殼體與輸入軸相連，把輸入軸固定在特定的位置，使其上的太陽輪能與行星輪很好地嚙合，軸在轉(zhuǎn)動時需要軸承，軸承就需要固定在上下殼體上，在設(shè)計(jì)下殼體時，需要考慮放置軸承的位置及其尺寸大小。齒輪箱上下殼體對行星輪與太陽輪嚙合、行星輪與環(huán)形輪嚙合起固定作用，齒輪承受載荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，會受到一個背離嚙合方向的作用力，這個力使齒輪背離嚙合，就是因?yàn)樯舷職んw給齒輪一個相反方向的力，使齒輪能夠很好地嚙合工作。齒輪箱上下殼體的存在，使齒輪箱成為一個獨(dú)立的塊，便于齒輪的潤滑維護(hù)和維修。2.1.3上下殼體上其他結(jié)構(gòu)功能由于齒輪箱上下殼體注塑件是壁厚均勻的薄板組合體，為了減輕齒輪箱的重量，壁厚很薄，不能承擔(dān)較大的載荷，而我們設(shè)計(jì)的上下殼體是要承受較大的載荷的，因此，部分需要承受大的載荷的部位需要另加筋板結(jié)構(gòu)，提高上下殼體抗彎剛度和承載能力，它同時也能減小上下殼體的翹曲變形，提高抗蠕變形和抗沖擊能力。此外，筋板的添加還可以改善塑料熔體的充模流動性能，或縮短了流程或正加了流程的截面。加強(qiáng)筋的設(shè)置，其形狀要正確，要與基本壁厚t成一定比例。筋的根部厚度不超過0.75t。筋的根部過厚會在塑件外表面產(chǎn)生凹陷，在材料中央產(chǎn)生真空泡。加強(qiáng)筋的分布應(yīng)該相互錯開，盡量避免兩條筋十字交匯，這樣可以減少塑件在局部匯集過多而形成凹陷和真空泡的可能。除了加強(qiáng)筋，還可以設(shè)計(jì)其他結(jié)構(gòu)改善上下殼體性能的結(jié)構(gòu)：殼體邊緣用各種形式的翻卷；采用臺階式凸緣結(jié)構(gòu)，都能提高上下殼體的剛性；大平面的塑料件容易翹曲變形，沿著殼體圓周或橫向或縱向交叉布置筋環(huán)或筋條，可以提高平板的剛性；當(dāng)塑料件需要一個支承面時，讓整個塑料件的底面接觸承壓是不合理的。因?yàn)榈仄矫娌豢赡芷秸话憧捎萌齻€或更多底腳，也有凸臺的周邊條或長條，條狀支撐還能提高底面剛度。當(dāng)?shù)酌嫱瑫r具有支承條和加強(qiáng)筋時，支承面應(yīng)比筋高0.5-1.0mm。要保證所設(shè)計(jì)的注塑件滿足使用要求，必須遵循以下設(shè)計(jì)原則：保證塑料制品在使用期限內(nèi)的功能和性能。在塑料件失效分析基礎(chǔ)上，進(jìn)行理論設(shè)計(jì)計(jì)算校核，以及實(shí)驗(yàn)測試；在保證塑料制品的功能和性能前提下選擇材料，還必須考慮加工的可行性和材料成本低廉；聚合物的流變和固化過程，及其材料形態(tài)變化對塑料制品的影響必須考慮；大多數(shù)塑料制品是各種裝備和設(shè)備中的組成元件，它的設(shè)計(jì)應(yīng)統(tǒng)一在整機(jī)產(chǎn)品中，在保證整機(jī)質(zhì)量前提下，降低注塑件的成本[2]。2.2大帶輪及其他零部件功能分析2.2.1帶輪概述帶傳動是一種撓性傳動。帶傳動的基本組成零件為帶輪（主動帶輪和從動帶輪）和傳動帶（如圖2-1所示）。當(dāng)主傳動帶輪1轉(zhuǎn)動時，利用帶輪和傳動帶間的摩擦和嚙合作用，將運(yùn)動和動力通過傳動帶2傳遞給從動帶輪3。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、價格低廉和緩沖吸振等優(yōu)點(diǎn)，在近代機(jī)械和家用電器中應(yīng)用廣泛。1123圖2-1SEQ圖2-\*ARABIC帶傳動機(jī)構(gòu)運(yùn)動示意圖帶傳動的工作原理是，v帶的和橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動時，v帶的兩個側(cè)面和輪槽接觸。槽面摩擦可以提供更大的摩擦力。另外，v帶傳動允許的傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，大多數(shù)v帶已標(biāo)準(zhǔn)化。V帶傳動的上述特點(diǎn)使其獲得了廣泛應(yīng)用?；谶@些優(yōu)點(diǎn)，洗衣機(jī)減速裝置選用了帶輪傳動裝置[8]。2.2.2帶輪工作滿足條件帶傳動工作前，傳動帶以一定的初拉力F張緊在帶輪上，帶輪工作時，因帶和帶輪間的靜摩擦力作用使帶一邊拉緊，一邊放松。緊邊拉力為F，松邊拉力為F。如果近似認(rèn)為帶的總長度保持不變，并且假設(shè)帶為線彈性體，則有公式=1\*GB3①成立F1+F2=2F0(2-1)如果取與帶輪接觸的傳動帶為分離體（如圖2-２），那么根據(jù)傳動帶上諸力對帶輪中心的力矩平衡條件可得公式=2\*GB3②Ｆｆ＝Ｆ１－Ｆ２(2-2)式中，Ｆｆ為傳動帶工作面上的總摩擦力的大小。圖2-2帶與帶的受力分析帶傳動的有效拉力Ｆｅ，為了使帶有效的把轉(zhuǎn)矩傳遞下去，必須滿足公式=3\*GB3③Ｆｅ＝Ｆｆ＝Ｆ１－Ｆ２(2-3)2.2.3大帶輪的作用大帶輪是連接電動機(jī)和減速器，起傳遞動力和減速作用的機(jī)構(gòu)。是洗衣機(jī)的重要組成部件，大帶輪傳遞動力比齒輪傳遞有許多優(yōu)點(diǎn)，既可以通過不接觸遠(yuǎn)距離傳輸動力，圖2-3大帶輪傳動實(shí)物圖又可以減小電動機(jī)振動對減速器的影響。它與輸出軸相連，將轉(zhuǎn)矩傳遞給太陽輪，進(jìn)而經(jīng)變速器把需要的動力傳遞給其他功能部件，值得注意的是帶輪傳遞動力時需要自加一個預(yù)緊力，使v帶張緊，即帶輪工作時要受到一個徑向力，這使得設(shè)計(jì)和安裝固定帶輪時要考慮的問題。如圖2-3所示，大帶輪傳動實(shí)物圖，電動機(jī)經(jīng)V帶將動力傳遞給大帶輪，再由大帶輪傳遞給減速器。第3章洗衣機(jī)齒輪箱組件殼體部分及相關(guān)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注塑件的結(jié)構(gòu)分析大致分三大方面，造型結(jié)構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)、工藝結(jié)構(gòu)，在洗衣機(jī)上殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，需要從這三個方面考慮。1、造型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對注塑件進(jìn)行外部造型設(shè)計(jì)并給予裝飾和美化，即為造型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如機(jī)殼、面板、儀表和日用塑件，它們常常要經(jīng)過滾花、拋光、彩飾、植絨、鍍金等修飾與美術(shù)相結(jié)合，給人以美感。塑件的造型設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)人員掌握美學(xué)方面的知識、電腦繪畫方面的知識和塑件設(shè)計(jì)方面的知識。2、功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定實(shí)現(xiàn)塑件使用功能的形狀、、尺寸和壁厚。塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要做靜載荷下短時間和長時間的形變校核；要作動載荷下沖擊、疲勞、滯后熱和磨損等校核。3、工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)此項(xiàng)設(shè)計(jì)是否合理是塑件生產(chǎn)的前提，它不僅關(guān)系到塑件的質(zhì)量，而且還關(guān)系到塑件的生產(chǎn)率和成本。聚合物流變學(xué)是工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，用以考慮模塑成型的可行性，必須合理的處理好塑件的流動性、收縮率、脫模等技術(shù)問題。為了簡化單個塑件，并實(shí)現(xiàn)塑件與非塑件的連接保證在流水線上對塑件的高速裝配，塑件還要進(jìn)行合理的連接件設(shè)計(jì)[4]。洗衣機(jī)齒輪箱外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮包括這三大部分的設(shè)計(jì)，這些是齒輪箱殼體和大帶輪設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和依據(jù)，在本章節(jié)內(nèi)會把這三大部分融入到洗衣機(jī)齒輪箱上殼體、下殼體和大帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中。3.1洗衣機(jī)齒輪箱上殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)洗衣機(jī)齒輪箱上殼體是齒輪箱的重要組成部分，也是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)重點(diǎn)，它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞關(guān)系著洗衣機(jī)齒輪箱能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)及其使用壽命的長短，因此，必須認(rèn)真對待。洗衣機(jī)上殼體的結(jié)構(gòu)包括兩大部分，一時總體結(jié)構(gòu)，另一個是輔助結(jié)構(gòu)（包括各部位的筋板和凸臺結(jié)構(gòu)）。3.1.1洗衣機(jī)齒輪箱上殼體的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)洗衣機(jī)齒輪箱上殼體的總體結(jié)構(gòu)是洗衣機(jī)齒輪箱上殼體的主要部分新，其中與許多部分洗衣機(jī)的其他機(jī)構(gòu)相配合，有一定的配合精度，因此，要求設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸精度要求較高。齒輪箱裝配在連體桶上時，上殼體的部分結(jié)構(gòu)與連體桶相配合，并通過螺釘擰緊，這就要求連體桶和上殼體上的尺寸精度要很高，還有上殼體內(nèi)孔需要與含油軸承配合，與擋油環(huán)配合，并且軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)，為了使軸的擺動不至于太厲害，孔的尺寸精度也需要很高。1、洗衣機(jī)齒輪箱上殼體壁厚分析齒輪箱上殼體是注塑件，根據(jù)使用要求具有一定的厚度，以保證其力學(xué)強(qiáng)度。一般地說，在滿足力學(xué)性能的條件下厚度不宜過厚，這樣不僅可以節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本，而且使塑件在模具中冷卻或固化時間縮短，提高生產(chǎn)率；其次可以避免因過厚易產(chǎn)生的凹陷、縮孔、夾心等質(zhì)量上的缺陷。但是過薄會使熔融塑料在模具型腔內(nèi)的流動阻力增大，造成成型困難，相應(yīng)的給加工設(shè)備的能力和模具的設(shè)計(jì)制造提高要求。另外，當(dāng)厚度和表面積尺寸相懸較大時，會使塑件翹曲，影響質(zhì)量。因此，綜合各種因素考慮，洗衣機(jī)上下殼體結(jié)構(gòu)的一般厚度定為2.5mm，如圖3-1齒輪箱上殼體剖視圖所示。在齒輪箱上殼體剖視圖中，殼體上的孔壁厚度為3.5mm和4.0mm，這是因?yàn)橹虚g需要安裝擋油環(huán)，Φ17mm的孔需要與含油軸承配合，受到一定的徑向力，因此，為了增加上殼體的剛度，增大了壁厚。（去掉下面圖中不相關(guān)信息，如A-A，沒有介紹局部結(jié)構(gòu)尺寸等信息刪除，然后再詳細(xì)介紹局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，截取需求的局部視圖信息，注意下面的所有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容參照此要求執(zhí)行，按我的要求既要整體介紹零部件，又要確保每個局部結(jié)構(gòu)清晰）。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC1洗衣機(jī)齒輪箱上殼體剖視圖2、洗衣機(jī)齒輪箱上殼體尺寸精度分析洗衣機(jī)齒輪箱上殼體上的結(jié)構(gòu)有許多需要與其它零部件配合的地方，如圖3-1所示的Φ28mm圓柱外表面將來裝配時要與連體桶相配合，Φ21mm的內(nèi)孔要與擋油環(huán)相配合，Φ75mm的內(nèi)表面將來要與內(nèi)齒輪外圈相配合，因此，都需要一定的尺寸精度來保證將來順利的裝配。塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，在滿足塑件的使用要求的前提下，設(shè)計(jì)時總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具加工難度和制造成本。在洗衣機(jī)齒輪上殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，尺寸公差是查塑料制件尺寸公差表確定的。影響洗衣機(jī)齒輪箱殼體的尺寸精度的因素很多，歸納起來總的有三方面，在設(shè)計(jì)制造過程中要注意處理好這單方面的因素。（1）模具因素模具各部分的制造精度是影響齒輪箱殼體尺寸精度的重要因素，長期使用后的模具往往由于成型壓力等原因而產(chǎn)生變形或松動，也是造成制件誤差的原因之一，因此，在注塑過程中要注意模具的正確使用和定時更換舊的模具，以便提高產(chǎn)品的合格率。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC2洗衣機(jī)齒輪箱上殼體俯視圖（2）注塑材料因素不同的塑料材料有其固有的標(biāo)準(zhǔn)收縮率，收縮率小的材料，產(chǎn)品的尺寸誤差就小，容易保證尺寸精度。同一種材料，生產(chǎn)批號不同，收縮率也會出現(xiàn)誤差，影響產(chǎn)品的尺寸精度。因此，在設(shè)計(jì)制造過程中要綜合各種因素考慮選擇注塑材料。（3）成型工藝因素成型工藝條件（如溫度、壓力、時間、速度等）的變化直接造成材料的收縮，最終影響塑件尺寸精度。因此，注塑過程中調(diào)控好成型條件，控制好溫度、壓力值、注塑時間等條件，來減小尺寸誤差，增加精度，區(qū)別對待塑件上不同部位的尺寸，對于塑件不需要公差的自由尺寸，可以選用低的精度等級[6]。3、洗衣機(jī)齒輪箱上殼體結(jié)構(gòu)功能分析洗衣機(jī)齒輪箱上殼體內(nèi)孔部有三個臺階，即三個不同的內(nèi)表面結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)分別是為了與擋油環(huán)、含油軸承相配合的，尺寸精度要求的也比較高，這樣設(shè)計(jì)也便于擋油環(huán)和含油軸承的安裝。Φ28mm和Φ38mm的圓柱外表面在安裝是要與連體桶配合，并用螺釘固定在連體桶上，這些便面的尺寸精度有一定的要求，這些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有利于連接的更牢固，同時和可以承載一定的徑向力，使帶輪繃緊，有效地傳遞動力；Φ75mm的內(nèi)孔表面要與內(nèi)齒輪相配合，尺寸精度要求的也比較高，它與內(nèi)齒輪接觸的緊密會減少內(nèi)齒輪在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時徑向移動撞擊產(chǎn)生的噪音，同時也能增加齒輪的壽命。3.1.2齒輪箱上殼體加強(qiáng)筋、凸臺和孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋可以定義為塑件上長的突起物，在不增加壁厚的條件下，可提高注塑件的強(qiáng)度和剛度。凸臺是塑件上用來增加孔或供裝配附件用的部分。塑件上常見的孔有通孔、盲孔、形狀復(fù)雜的孔、螺紋孔等，齒輪箱上殼體上需要設(shè)計(jì)的孔有通孔和盲孔兩種，都是起連接作用。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC3洗衣機(jī)齒輪箱上殼體k方向視圖1、加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)洗衣機(jī)齒輪箱殼體上適當(dāng)設(shè)置的加強(qiáng)筋可以防止塑件的翹曲變形；沿著物料流動方向的加強(qiáng)筋還能降低充模阻力，提高熔體流動性，避免氣泡、縮孔和凹陷等現(xiàn)象的產(chǎn)生。通常，加強(qiáng)筋以高度低（過高時容易在彎曲和沖擊負(fù)載作用下受損）、寬度小，而數(shù)量多（塑件形狀允許的條件下）為好，加強(qiáng)筋應(yīng)設(shè)計(jì)得低一點(diǎn)、多一些為好，深而狹窄的加強(qiáng)筋會給模具加工帶來困難；高而厚的加強(qiáng)筋所在的壁厚不均勻，易形成縮孔和表面凹陷。加強(qiáng)筋可以起輔助澆道的作用，改善熔體的流動充模狀態(tài)，其設(shè)計(jì)的方向應(yīng)與壓模方向一致，便于脫模。加強(qiáng)筋位置的布局應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：加強(qiáng)筋的方向應(yīng)盡量與物料充模時熔體流動的方向保持一致，以避免因流動受阻出現(xiàn)的成型缺陷或造成塑件的強(qiáng)度和剛度下降；加強(qiáng)筋應(yīng)位于塑件受力位置上；在有多條筋的情況下，應(yīng)使各筋的排列互相錯開，防止因收縮不均而引起的開裂；較大的表面積或外觀要求較高的情況下，應(yīng)避免把加強(qiáng)筋設(shè)置在大表面的中部，以防止熔體流動缺陷產(chǎn)生的流紋和凹陷等。為了掩蓋凹陷，可以筋所對應(yīng)的外壁處設(shè)置楞溝或流紋。洗衣機(jī)齒輪箱上殼體上有許多加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)，如圖3-5所示為齒輪箱上殼體體內(nèi)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，還有殼體上不大的加強(qiáng)筋、凸臺處增加剛度的加強(qiáng)筋，它們的設(shè)計(jì)都遵循了以上加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。這些加強(qiáng)筋的厚度是均勻的，都是1.5mm，它們增加了齒輪箱上殼體的剛度和強(qiáng)度[7]。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC4洗衣機(jī)齒輪箱上殼體三維模型正二測視圖圖3-SEQ圖3-\*ARABIC5洗衣機(jī)齒輪箱上殼體內(nèi)部加強(qiáng)筋三維局部視圖2、洗衣機(jī)齒輪箱上殼體上凸臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸臺一般位于有加強(qiáng)筋的部位或制件的邊緣，凸臺處能承受較大的頂出力，有利于布置推桿，有的凸臺為了開盲孔的需要，有的凸臺是零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，不同的需求，凸臺的樣式也不盡相同，設(shè)計(jì)凸臺時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：凸臺位置的布局時，不應(yīng)太接近制件的角落或側(cè)壁，如果這樣的話會增加模具制造的困難；凸臺處于平面或遠(yuǎn)離壁面時，應(yīng)用加強(qiáng)筋加強(qiáng)（如圖3-6所示洗衣機(jī)齒輪箱上殼體上的凸臺結(jié)構(gòu)都有應(yīng)用加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)），提高其強(qiáng)度并使制件成型容易；安裝緊固凸臺時，臺階支承面不宜太小，在轉(zhuǎn)折處不要突然變化，應(yīng)當(dāng)平緩地過渡；凸臺應(yīng)設(shè)計(jì)成圓形斷面，非圓形斷面會增加模具制造的困難[7]。洗衣機(jī)齒輪箱上殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用了許多凸臺結(jié)構(gòu)，如圖3-6所示中的小圓柱凸臺和大的半圓形凸臺，這些凸臺的設(shè)計(jì)都遵循了上面所述的四點(diǎn)注意事項(xiàng)的要求，從圖3-7殼體俯視圖中可看出，共有四個小的圓柱形凸臺，這些凸臺結(jié)構(gòu)是為了從背面打深的盲孔服務(wù)的，洗衣機(jī)齒輪箱上殼體和下殼體的連接就是通過這四個盲孔連接的，凸臺的周邊有加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，增加凸臺的剛度；上殼體上有四個大的半圓形凸臺，它們的作用是與下殼體對應(yīng)部位配合在一起，用螺釘固定在連體桶上的結(jié)構(gòu)。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC6洗衣機(jī)齒輪箱上殼體凸臺結(jié)構(gòu)三維局部視圖3、洗衣機(jī)齒輪箱上殼體孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)洗衣機(jī)齒輪箱上殼體上所設(shè)計(jì)的孔有兩類，一類是通孔，另一類是盲孔，通孔又有兩種，空為圓形的和近似圓形的，這種是圓的中間部位增加了一個矩形。這些孔的位置布局很重要，應(yīng)當(dāng)放在不宜消弱塑件強(qiáng)度的地方，孔之間和孔與邊壁之間均應(yīng)有足夠的間距，圖3-SEQ圖3-\*ARABIC7洗衣機(jī)齒輪箱上殼體三維模型俯視圖圖3-SEQ圖3-\*ARABIC8洗衣機(jī)齒輪箱上殼體三維模型孔的局部視圖圖3-SEQ圖3-\*ARABIC9洗衣機(jī)齒輪箱上殼體三維模型前視圖圖3-SEQ圖3-\*ARABIC10洗衣機(jī)齒輪箱上殼體三維模型底部視圖孔與孔邊緣之間的距離應(yīng)大于孔徑，塑件上固定用孔和其他受力的孔周圍可設(shè)計(jì)一凸邊來加強(qiáng)。洗衣機(jī)齒輪箱與連體桶通過螺釘相連接，上殼體上螺釘?shù)目子袃煞N形式，一種是Φ6mm的圓孔，一種是中間加了個矩形形狀的的Φ6mm的孔，這樣的孔有三個，這樣設(shè)計(jì)的好處是有利于安裝時，螺釘很容易定位到連體桶上的螺孔，便于安裝，同時也避免了由于孔的制造誤差而安裝不上的局面，加上Φ6mm的圓孔，可以保證齒輪箱的定位精度，在上螺釘時要先安裝Φ6mm孔上的螺釘，螺釘要擰緊，因?yàn)橐惺軒л啅较虻目嚲o力。洗衣機(jī)齒輪箱上殼體上有四個Φ3.1mm的盲孔，這個盲孔是為了安裝固定上下殼體的螺釘?shù)?，?nèi)孔不需要攻螺紋，安裝時自攻螺紋。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC11洗衣機(jī)齒輪箱和帶輪的實(shí)體安裝圖3.2洗衣機(jī)齒輪箱下殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)洗衣機(jī)齒輪箱下殼體的結(jié)構(gòu)與上殼體的結(jié)構(gòu)相似，因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中可以借鑒齒輪箱上殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，它們的功能也相似，不同的是下殼體與輸入軸相連，起到固定輸入軸的作用。3.2.1洗衣機(jī)齒輪箱下殼體總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)洗衣機(jī)齒輪箱下殼體部分結(jié)構(gòu)與上殼體有所不同，下殼體與上殼體相連部分的螺孔為沉頭孔，結(jié)構(gòu)上有四個凹槽結(jié)構(gòu)，是用于安裝螺釘?shù)模職んw中間部位設(shè)計(jì)了大孔結(jié)構(gòu)，孔的內(nèi)表面尺寸精度要求較高，是未來將來安裝含油軸承，與含油軸承相配合的。下殼體上同樣有加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)。1、洗衣機(jī)齒輪箱下殼體壁厚的設(shè)計(jì)洗衣機(jī)齒輪箱下殼體的基本壁厚和上殼體的一樣為2.5mm，無特殊情況下壁厚均勻，其壁厚的作用可歸納為以下幾點(diǎn)：使洗衣機(jī)齒輪箱下殼體具有確定的結(jié)構(gòu)和一定的強(qiáng)度、剛度，以滿足洗衣機(jī)齒輪箱的使用要求；圖3-SEQ圖3-\*ARABIC12洗衣機(jī)齒輪箱下殼體二維局部剖視圖防止洗衣機(jī)齒輪箱下殼體部分結(jié)構(gòu)翹曲變形。洗衣機(jī)齒輪箱下殼體的壁厚應(yīng)盡量均勻，壁與壁連接處的厚薄不應(yīng)相差太大，并且盡量用圓弧過渡；否則連接處由于冷卻收縮得不均勻，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而使塑件開裂，洗衣機(jī)齒輪箱下殼體應(yīng)遵循下列設(shè)計(jì)基本準(zhǔn)則：在滿足制件結(jié)構(gòu)和使用要求的條件下，盡可能得采用較小的壁厚；洗衣機(jī)齒輪箱下殼體壁厚的設(shè)計(jì)，要能承受頂出裝置等的沖擊和振動；在洗衣機(jī)齒輪箱下殼體的連接固定處、嵌件埋入處、塑料熔體在孔窗的匯合處，要具有足夠的厚度；滿足成型時熔體充模所需壁厚，既要避免充料不足或易燒焦的薄壁，又要避免熔體破裂或易產(chǎn)生凹陷的厚壁[6]。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC13洗衣機(jī)齒輪箱下殼體俯視圖洗衣機(jī)齒輪箱下殼體的主體部分的壁厚定為2.5mm（如圖3-12所示），其他部分以結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況而定，圖3-13上所示四個上螺釘?shù)呐_階部位的壁厚設(shè)計(jì)為3.5mm，是因?yàn)檫@個部位在上螺釘安裝時要受到壓緊力的作用，這就要求其有很強(qiáng)的剛度，四周環(huán)的壁厚定位4.0mm，可以防止注塑過程中邊緣翹曲變形，又能增加熔體的流動性，便于熔體充滿模腔。2、洗衣機(jī)齒輪箱下殼體結(jié)構(gòu)尺寸精度設(shè)計(jì)洗衣機(jī)齒輪箱下殼體部分結(jié)構(gòu)需要精確設(shè)計(jì)，查塑料制件尺寸公差表確定個尺寸的公差，如圖3-1所示的Φ81mm的圓柱內(nèi)表面要求一定的尺寸精度，并且圓柱腔距上表面的距離12.0mm也有尺寸要求，這樣才能保證裝配時上、下殼體與內(nèi)齒輪的配合公差，方面安裝且保證內(nèi)齒輪在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，內(nèi)齒輪固定不動保證內(nèi)齒輪與行星輪、行星輪與小齒輪的嚙合精度，圓柱腔內(nèi)表面還有1.6.圖3-SEQ圖3-\*ARABIC14洗衣機(jī)齒輪箱下殼體二維底部視圖圖3-SEQ圖3-\*ARABIC15洗衣機(jī)齒輪箱下殼體三維模型正二測視圖的表面粗糙度要求，Φ17mm圓柱內(nèi)表面與Φ81mm圓柱內(nèi)表面有Φ0.015的同軸度要求，這樣可以使保證小齒輪、行星齒輪、內(nèi)齒輪在同一平面內(nèi)嚙合；Φ17mm圓柱的尺寸精度要求是為了保證內(nèi)表面與含油軸承的配合精度，上下分別裝一個含油軸承，也同樣有表面粗糙度要求；圖3-12上所示四個凸臺要與齒輪箱上殼體的對應(yīng)結(jié)構(gòu)配合，也要一定的尺寸精度要求。這些在開交道口和澆注時都要注意保證其尺寸精度、表面粗糙度、形位精度。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC16洗衣機(jī)齒輪箱下殼體三維模型前視圖3.2.2齒輪箱下殼體加強(qiáng)筋、凹槽和孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)洗衣機(jī)齒輪箱下殼體上設(shè)計(jì)了許多加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，如中間圓柱體周圍的加強(qiáng)筋可增加殼體的剛度、強(qiáng)度，防振動等作用；不同的凹槽在下殼體結(jié)構(gòu)中也設(shè)計(jì)，沉頭孔是安裝沉頭螺釘?shù)牟课唬卵佬伟疾郯惭b螺釘將齒輪箱固定到連體桶上。下面就不同的結(jié)構(gòu)加以說明。1、洗衣機(jī)齒輪箱下殼體加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)洗衣機(jī)齒輪箱下殼體下殼體上加強(qiáng)筋的布局密度比較大，不同部位的加強(qiáng)筋起的作用不盡相同，但總的來說都是在不增加殼體的壁厚的情況下，來增加下殼體的剛度和強(qiáng)度達(dá)到使用要求，都可以防止塑件在塑造過程中發(fā)生翹曲變形，提高熔體的流動性，避免氣泡、縮孔和凹陷等現(xiàn)象的產(chǎn)生，這是它們的共同的特性，下面分別介紹他們各自的功用。下殼體上長的圓柱體四周的加強(qiáng)筋（如圖3-18所示）增加薄壁筒的剛度，電動機(jī)通過帶輪將動力傳遞給輸入軸，帶需要預(yù)加張緊力，這個力通過輸入軸分散到薄壁筒，如果不設(shè)置加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，薄壁筒很難承受這樣的力，同時也增加了下殼體殼蓋的剛度；殼體上臺階處設(shè)計(jì)了八個小的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，它們共同增加了殼體的剛度，也增加了熔體的流動性；每個沉頭孔的兩側(cè)分別設(shè)計(jì)了一個加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，上殼體與下殼體通過沉頭螺釘相連固定，沉頭處會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，增加了加強(qiáng)筋可以分擔(dān)部分作用力，增加殼體的使用壽命，在月牙形凹槽兩面設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋也起到同樣的作用[9]。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC17洗衣機(jī)齒輪箱下殼體三維模型底部視圖圖3-SEQ圖3-\*ARABIC18洗衣機(jī)齒輪箱下殼體三維模型加強(qiáng)筋局部視圖2、洗衣機(jī)齒輪箱下殼體凹槽和孔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)洗衣機(jī)齒輪箱下殼體上有許多凹槽和孔結(jié)構(gòu)（如圖3-19所示），這些結(jié)構(gòu)都是功能結(jié)構(gòu)，起到連接和固定的作用，從洗衣機(jī)齒輪箱下殼體三維圖上不難看出，有四個半月牙形凹槽，這些凹槽的設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)齒輪上殼體與下殼體安裝成一個整體后，把整個齒輪箱安裝在連體桶上并用螺釘固定，凹槽表面與螺釘表面接觸，這就使接觸面表面粗糙度要求較高，如果不采用凹槽機(jī)構(gòu)的話，圓環(huán)的整個上表面都要塑造成相同高的表面粗糙度，這樣就需要增加模具的制造成本，且不易加工制造，凹槽的尺寸要到大于螺釘頭的尺寸，也不宜過大，位置不能離階梯蓋太遠(yuǎn)，以增加其剛度。還有中間筒頂部環(huán)形凹槽，這個結(jié)構(gòu)是為了安裝含有軸承的，含油軸承的上部突出的部分對應(yīng)安裝在凹槽內(nèi)，圖3-SEQ圖3-\*ARABIC19洗衣機(jī)齒輪箱下殼體三維模型視圖不僅使得安裝定位方便，而且還可以在軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，固定軸承的位置，使其不會上下移動。洗衣機(jī)齒輪箱下殼體上設(shè)計(jì)了不同的孔，孔的形狀不盡相同，從圖3-20上可以看出，下殼體上有四個沉頭孔，這四個孔的尺寸大小決定于沉頭螺釘?shù)某叽纾罂椎闹睆綖?mm，小孔的直徑為4.5mm，沉頭螺釘不僅可以起到連接上殼體、下殼體的作用，還使上下殼體連接的跟緊密，不會出現(xiàn)側(cè)向滑移現(xiàn)象。月牙形槽中間都開有孔，一個圓形孔，另外三個為圓形中間加了矩形的特殊孔，圓形孔的直徑為6mm，特殊孔圓形部分的直徑為7mm，中間矩形長2mm，這種特殊孔設(shè)計(jì)的好處是在齒輪箱安裝在連體桶上時便于定位，齒輪箱下殼體在注塑時很難把握四個孔的位置，易造成位置偏差，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使即使孔位置有一定的偏差，也能很好地安裝上去，降低了模具的制造成本。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC20洗衣機(jī)齒輪箱下殼體三維模型局部視圖圖3-SEQ圖3-\*ARABIC21洗衣機(jī)齒輪箱下殼體三維模型俯視圖3.3大帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電動機(jī)將動力傳遞給減速器是通過帶輪傳遞的，因此，帶輪的設(shè)計(jì)也很重要，本節(jié)中將著重介紹與洗衣機(jī)齒輪箱相連的大帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，它包括帶輪傳動的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、大帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和帶輪的安裝與防護(hù)。3.3.1大帶輪總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、大帶輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和優(yōu)點(diǎn)洗衣機(jī)齒輪箱與電動機(jī)通過帶輪傳遞動力，之所以選擇帶輪傳遞是因?yàn)閹л唫鬟f有諸多優(yōu)點(diǎn)，它不僅可以較大距離的傳遞動力（洗衣機(jī)中電機(jī)的部位與減速器有一定的距離），而且?guī)Ь哂辛己玫膿闲?，可以緩解電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶來的沖擊及吸收振動，過載時帶與帶輪之間出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，可以很好地防止損壞電動機(jī)；最重要的是帶輪的結(jié)構(gòu)簡單，注塑制造成本低廉，有利于大批量生產(chǎn)，間接地降低了洗衣機(jī)的制造成本[11]。帶傳動的主要失效形式是打滑和疲勞破壞，因此，帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：在保證不打滑的條件下，帶傳動具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。這就需要對大帶輪大的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要合理，選擇合適的注塑材料增強(qiáng)帶輪的剛度和抗疲勞強(qiáng)度，注塑過程中避免氣泡、縮孔、凹陷等現(xiàn)象的出現(xiàn)。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC22大帶輪二維剖視圖2、大帶輪的設(shè)計(jì)內(nèi)容洗衣機(jī)大帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑和帶輪轉(zhuǎn)速等已知條件，確定帶輪注塑所使用的材料，帶輪的結(jié)構(gòu)形式，輪槽、輪輻的幾何尺寸、公差和表面粗糙度以及相關(guān)技術(shù)要求。帶輪注塑選用聚丙烯，其特點(diǎn)是： 聚丙烯是結(jié)晶型塑料，吸濕性小，可能發(fā)生熔體破裂，長期與熱金屬接觸易發(fā)生分解；圖3-SEQ圖3-\*ARABIC23大帶輪俯視圖圖3-SEQ圖3-\*ARABIC24大帶輪三維模型正二測視圖流動性極好，溢邊值0.03mm左右，可以提高帶輪周邊的充模率，提高塑件邊緣強(qiáng)度；冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的散熱應(yīng)適應(yīng)，有利于提高帶輪的注塑效率；注意控制成型溫度，料溫低時取向性明顯，尤其低溫高壓時更明顯，模具溫度低于500C以下塑件無光澤，易產(chǎn)生熔接痕、流痕；900C以上時易發(fā)生翹曲形變。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC25大帶輪三維模型俯視圖大帶輪的輪槽尺寸的設(shè)計(jì)與所選的V帶的型號相適應(yīng)。V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化，為了使V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密貼合，將V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于400，V帶安裝到輪槽中后，一般不應(yīng)超過帶輪外圓，也不應(yīng)與輪槽底部接觸，輪槽工作表面的粗糙度為1.6。大帶輪的主體尺寸為2.0mm，大帶輪外圓直徑為147.5mm，底部直徑為130.8mm，如圖3-22所示。3、大帶輪的安裝與防護(hù)帶輪的軸線應(yīng)相互平行，帶輪相對應(yīng)的V型槽的對稱平面應(yīng)重合，誤差不得超過20！，V帶輪傳動一段時間后，會因?yàn)閹ш?duì)的塑性變形和磨損而變得松弛，如果不采取措施，會引起帶與帶輪在傳動過程中出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，影響傳遞的效果，為了保證帶輪的正常工作，應(yīng)定期檢查帶的松弛程度，采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，如安裝定期張緊裝置，采用定期改變中心距的方法來調(diào)節(jié)帶的初拉力，使帶重新張緊。安裝自動張緊裝置等[11]。3.3.2大帶輪上加強(qiáng)筋凸臺和孔的設(shè)計(jì)洗衣機(jī)上大帶輪上設(shè)計(jì)了許多加強(qiáng)筋、凸臺和孔結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)起到了優(yōu)化大帶輪的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了大帶輪剛度和強(qiáng)度，如圖3-26所示中的加強(qiáng)筋，中間部位設(shè)計(jì)了四個大的加強(qiáng)筋，還有帶輪周邊布置了許多對稱的下小的加強(qiáng)筋，下面將詳細(xì)介紹這些結(jié)構(gòu)的尺寸及功能作用。1、大帶輪上加強(qiáng)筋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)大帶輪上加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)起到增強(qiáng)帶輪結(jié)構(gòu)剛度，增加注塑過程中熔體的流動性，有利于熔體沖滿模腔的作用。從圖3-26中可以看出，有幾處不同的加強(qiáng)筋，其中，中間部分的加強(qiáng)筋相對尺寸比較大，它們可以分擔(dān)V帶作用在大帶輪上的張緊力，增強(qiáng)了帶輪的抗振效果，加強(qiáng)筋的厚度均為2.0mm，帶輪輪槽兩邊均勻圖3-SEQ圖3-\*ARABIC26大帶輪三維模型正等二測視圖分布著，它們可以在帶輪與V帶工作時抗擊帶對帶輪槽向兩邊壓迫的力，輪槽兩邊均勻分布著12個這樣的小加強(qiáng)筋。2、凸臺和孔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)洗衣機(jī)大帶輪上有一個凸臺結(jié)構(gòu)（如圖3-26所示），這個凸臺在安裝固定輸入軸和大帶輪時增強(qiáng)了帶輪的強(qiáng)度，同時也使固定的更牢固，帶輪在V帶的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，帶輪通過中間縱向螺栓卡主輸入軸，帶動輸入軸轉(zhuǎn)動，在啟停電動機(jī)時，縱向螺栓都要受到?jīng)_擊力，這個沖擊了如果直接作用在軸筒上的話，易使軸筒受損傷，所以設(shè)計(jì)個凸臺結(jié)構(gòu)保護(hù)軸筒，同時，也便于安裝擰緊螺栓。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC27大帶輪三維模型后面視圖圖3-SEQ圖3-\*ARABIC28大帶輪三維模型底部視圖大帶輪上有許多孔結(jié)構(gòu)（如圖3-29所示），帶輪的輪輻上設(shè)計(jì)了六個大圓孔結(jié)構(gòu)，這些圓孔不僅減輕了帶輪的重量，減少了原材料，降低帶輪的制造成本，而且從美學(xué)方面考慮，使得帶輪從外觀上看起來更美觀。帶輪中間有個孔（如圖3-28），這個孔是安裝輸入軸的，孔的直徑12mm與軸的直徑相對應(yīng)，孔的內(nèi)表面表面表面粗糙度為1.6。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC29大帶輪三維模型一般視圖3.4洗衣機(jī)齒輪箱其他主要組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)洗衣機(jī)齒輪箱上其它重要得組件有小齒輪、行星輪和帶輪軸。下齒輪是連接帶輪軸與行星輪相嚙合起傳遞動力作用的機(jī)構(gòu)；齒輪箱內(nèi)有四個行星輪，其與小齒輪、內(nèi)齒輪相嚙合，起傳遞轉(zhuǎn)矩的作用；帶輪軸即輸入軸，連接大帶輪與大帶一起轉(zhuǎn)動并帶動小齒輪轉(zhuǎn)動。下面分別介紹它們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):1、小齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)洗衣機(jī)齒輪箱上的小齒輪也為注塑件，其主要結(jié)構(gòu)為花鍵和輪齒，花鍵是與輸入軸配合，起傳遞轉(zhuǎn)矩作用的結(jié)構(gòu)，它需要一定的配合精度同時有表面粗糙度要求，如圖3-30所示，花鍵的大徑為10.2mm，小徑為8.25mm，表面圖3-SEQ圖3-\*ARABIC30小齒輪剖視圖粗糙度為1.6，齒輪齒形如圖3-31所示，小齒輪分度圓直徑為19mm，齒頂圓直為徑21mm齒輪嚙合表面有1.6的粗糙度要求?；ㄦI與齒輪參數(shù)如表格3-30所示。無論是花鍵還是齒輪的嚙合表面都需要經(jīng)過特殊處理，來增強(qiáng)接觸表面剛度和強(qiáng)度，來抵抗齒輪間及花鍵間的沖擊擠壓對接觸表面的破壞，這樣可以增強(qiáng)齒輪與花鍵的使用壽命，減少沖擊帶來的噪音。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC31花鍵橫截面圖表3-SEQ表3-\*ARABIC1齒形參數(shù)及花鍵參數(shù)表齒形參數(shù)花鍵參數(shù)齒數(shù)19齒數(shù)12模數(shù)1模數(shù)0.75壓力角200壓力角300精度等級8-7-7-GM齒根形式圓齒根公法線長度10.599精度6H跨齒輪4齒形公差ff0.018配對齒輪Q65-2dZ=19周節(jié)積累公差0.0222、帶輪軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)洗衣機(jī)齒輪箱與大帶輪通過帶輪軸連接，帶輪軸要承受大的扭矩，材料選用1Cr13進(jìn)行鑄造并進(jìn)行機(jī)械加工，最終加工成合格零件。帶輪的主要結(jié)構(gòu)為與小齒輪相對應(yīng)的花鍵結(jié)構(gòu)和用于連接固定帶輪的螺栓孔及軸上臺階結(jié)構(gòu)?；ㄦI結(jié)構(gòu)的尺寸與小齒輪上相對應(yīng)，可查花鍵表確定，位置在帶輪軸的上部，螺栓孔在帶輪軸的下部，氣孔大小為Φ6.7±0.05，設(shè)計(jì)有倒角結(jié)構(gòu)，便于螺栓的安裝。帶輪軸上的臺階結(jié)構(gòu)是為在齒輪箱內(nèi)定位帶輪軸的其與螺栓孔的距離尺寸精度要求要高，這樣可以很精確地定為大帶輪的位置，從而可以保證大帶輪與電機(jī)上的小帶輪在同一平面上。其尺寸如圖3-32所示[5]。圖3-SEQ圖3-\*ARABIC32帶輪軸結(jié)構(gòu)圖圖3-SEQ圖3-\*ARABIC33花鍵的截面圖帶輪軸的機(jī)械加工，毛坯為鋼棒，首先粗車出帶輪軸的外形輪廓，經(jīng)過粗銑，銑出花鍵軸，再精銑銑出大徑為9.75mm，小徑為7.65mm的花鍵軸，橫截面如圖3-33所示；其次是加工徑向的孔結(jié)構(gòu)，Φ6.75mm的孔加工要求比較高，±0.05mm的尺寸公差，還有對軸線的垂直度為0.06mm，對軸線的對稱度為0.075mm，因此機(jī)械加工比較困難，生產(chǎn)加工時要特別注意。最后是軸表面的精加工達(dá)到尺寸要求和臺階的加工。第4章洗衣機(jī)齒輪箱上殼體制造過程分析本章洗衣機(jī)齒輪箱上殼體上殼體的制造過程分析，主要敘述了洗衣機(jī)齒輪箱上殼體三維模型進(jìn)行Moldflow軟件分析，是此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容，通過軟件分析，可以找到洗衣機(jī)齒輪箱上殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)，如是否滿足注塑流動性要求，產(chǎn)生氣穴等缺陷的位置，知道這些就可以有針對性地對上殼體進(jìn)行改進(jìn)，另外還可以確定一些注塑過程參數(shù)，如注塑時間、溫度和速度\壓力值轉(zhuǎn)換點(diǎn)值等參數(shù)，有了這些參數(shù)，更有利于確定注塑工藝卡片。第一節(jié)主要介紹了洗衣機(jī)齒輪箱上殼體注塑模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析；第二小節(jié)主要介紹了洗衣機(jī)齒輪箱上殼體注塑前應(yīng)做的準(zhǔn)備工作；第三小節(jié)主要講述了洗衣機(jī)齒輪箱上殼體的簡單模具設(shè)計(jì)。4.1上殼體注塑模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析注塑模主要被用于成型熱塑性塑料制件，進(jìn)來也廣泛地用于成型熱固性塑料制件。由于注塑模是2成型塑料制件的一種重要的工藝裝備，所以在塑料制件的生產(chǎn)中它起著關(guān)鍵的作用，而且塑件的生產(chǎn)與更新都是以模具的制造和更新為前提的。另外，注塑模具種類繁多，不僅不同注塑件注塑成型可用不同結(jié)構(gòu)的模具，而且同一塑件也可用多種結(jié)構(gòu)的模具注塑。模具設(shè)計(jì)的好壞直接影響著塑件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、材料利用率、工人勞動強(qiáng)度、模具的使用壽命以及模具制造成本等，因此，要求模具設(shè)計(jì)者從中選擇最佳的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，以達(dá)到最佳效益。洗衣機(jī)齒輪箱上殼體注塑模具的設(shè)計(jì)，既要考慮塑料熔體流動行為等塑料加工工藝要求方面的問題，又要考慮模具制造裝配等模具結(jié)構(gòu)方面的問題，歸納起來大致有以下幾個方面：了解塑料熔體的流動行為，考慮塑料在流道和型腔各處流動的阻力、流動速度，校驗(yàn)最大流動長度。根據(jù)塑料在模具內(nèi)流動方向，考慮塑料在模具內(nèi)重新熔合和模腔內(nèi)原有空氣導(dǎo)出的問題?？紤]冷卻過程中塑料收縮及補(bǔ)縮問題。通過模具設(shè)計(jì)來控制在模具內(nèi)結(jié)晶和取向，以及改善制件的內(nèi)應(yīng)力。進(jìn)澆點(diǎn)和分型面的選擇問題。制件的橫向分型抽芯及推出問題。模具冷卻或加熱問題。模具有關(guān)尺寸與所用注塑機(jī)的關(guān)系，包括與注塑機(jī)的最大注塑量、鎖模力、裝模部分的尺寸等的關(guān)系。模具總體結(jié)構(gòu)和零件形狀要簡單合理，模具應(yīng)具有適當(dāng)?shù)木取⒈砻娲植诙?、?qiáng)度和剛度，易于制造和裝配[12]。以上這些問題，并非孤立存在，而是相互影響的，根據(jù)洗衣機(jī)齒輪箱上殼體模具設(shè)計(jì)的情況，綜合考慮。4.1.1分型面的選擇塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，既定模和動模兩大部分。簡單地說，分型面就是動模和定?；虬旰夏５慕佑|面，模具分開后由此取出塑件或澆注系統(tǒng)。常見的分型面形狀有平面、斜面、階梯面、曲面，洗衣機(jī)齒輪箱上殼體注塑選擇的分型面為平面。分型面的選擇好壞對塑件質(zhì)量、操作難易、模具結(jié)構(gòu)及制作都有很大的影響。通常遵循以下原則：有利于脫模分型面應(yīng)取在塑件尺寸最大處；分型面應(yīng)使塑件留在動模部分，由于推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動模一側(cè)，將型芯設(shè)置在動模部分，塑件冷卻收縮后抱緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利于脫模；拔模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模，可將分型面選在塑件的中間部位；有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求；有利于成型零件的加工制造；有利于排氣，分型面應(yīng)盡量與最后才能充填熔體的模腔表面壁重合，這樣對注塑成型過程中的排氣有利[6]。4.1.2建立澆注系統(tǒng)注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道。它的作用是將塑料熔體順利地充滿型腔的各個部位，并在填充及保壓過程中，將注射壓力傳遞到型腔的各個部位，以獲得外形清晰、內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：排氣良好能順利地引導(dǎo)熔融塑料填充到型腔的各個深度，不產(chǎn)生渦流和紊流，并能使型腔內(nèi)的氣體順利排出；流程短在滿足成型和排氣良好的前提下，要選取短的流程來充填型腔，且應(yīng)盡量減少彎折，以降低壓力損失，縮短填充時間；防止型芯和嵌件變形，應(yīng)盡量避免熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件，防止型芯彎曲變形和嵌件移位；整修方便澆口位置和形式應(yīng)結(jié)合塑件形狀考慮，做到整修方便并無損塑件的外觀和使用；合理設(shè)計(jì)冷料穴或溢料槽冷料穴或溢料槽設(shè)計(jì)是否合理，直接影響塑件的質(zhì)量；澆注系統(tǒng)的斷面積和長度除滿足以上各點(diǎn)外，澆注系統(tǒng)的斷面積和長度應(yīng)盡量取小值，以減少澆注系統(tǒng)占用的塑料量，從而減少回收料。洗衣機(jī)齒輪箱上殼體注塑模具澆注系統(tǒng)中和型腔內(nèi)的溫度、壓力和剪切速率都是隨時隨處變化的，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時，應(yīng)綜合加以考慮。以期在充模階段，熔體已盡可能低的表觀粘度和較快的速度充滿整個模腔；在保壓階段，又能通過澆注系統(tǒng)使壓力充分地傳遞到型腔內(nèi)各處，同時通過澆口的適時凝固來控制補(bǔ)料時間，以獲得外形清晰、尺寸穩(wěn)定、內(nèi)應(yīng)力小且無氣泡、縮孔和凹陷的塑料制件[10]。上述的上殼體注塑模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析能夠?yàn)槠渥⑺芄に嚳ǖ臄M制提供一定的理論基礎(chǔ)。4.2洗衣機(jī)齒輪箱上殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的Moldflow軟件分析和改進(jìn)本節(jié)主要講述了用Moldflow軟件分析洗衣機(jī)齒輪箱上殼體的注塑過程，在分析前要網(wǎng)格處理，對三維模型進(jìn)行劃分網(wǎng)格，網(wǎng)格劃分的好壞直接影響注塑流動性分析的結(jié)果，因此，劃分網(wǎng)格是非常重要的程序，劃分網(wǎng)格主要是確定網(wǎng)格目標(biāo)邊長度，劃分的好壞是有網(wǎng)格匹配率和縱橫比綜合評定的。網(wǎng)格化分后就是對網(wǎng)格進(jìn)行處理，防止網(wǎng)格有缺陷，影響注塑模擬效果，網(wǎng)格確定后接下來時選材確定最佳交道口的位置，創(chuàng)建澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。在所有的準(zhǔn)被工作做完后，開始進(jìn)行流動性分析，分析的項(xiàng)目包括充填時間、平均壓力、流動前沿溫度、鎖模力曲線、體積收縮率、表面沉降氣穴和熔接痕等。最后導(dǎo)出分析結(jié)果：充填分析工業(yè)參數(shù)、充填狀態(tài)