機械設(shè)計的一個可用典型案例淺析

摘 要：“行動導(dǎo)向”教學(xué)需要合適的教學(xué)案例，典型案例應(yīng)符合典型性、新穎性、適用性和可操作性。洗衣機減速離合器具有結(jié)構(gòu)新穎、應(yīng)用廣泛、技術(shù)成熟，可作為機械設(shè)計的典型教學(xué)案例。

關(guān)鍵詞：行為導(dǎo)向；教學(xué)；案例；洗衣機；減速器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.026

根據(jù)人才市場對畢業(yè)生的綜合能力要求，及創(chuàng)建示范高職院校不斷深入，教育教學(xué)改革勢在必行?！靶袨閷?dǎo)向”教學(xué)法是教學(xué)改革的方向之一，“行動導(dǎo)向”理論中的項目教學(xué)法、案例教學(xué)法以及模擬教學(xué)法都需要合適的教學(xué)項目（案例）。

教學(xué)案例（項目）是教學(xué)任務(wù)的載體，應(yīng)具備以下特點：（1）適用性，案例應(yīng)符合專業(yè)（課程）人才培養(yǎng)目標(biāo)；（2）新穎性，案例應(yīng)具有一定的新穎和先進性，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和獲取知識的欲望；（3）典型性，（4）可操作性，案例應(yīng)具有較豐富的參考資料，技術(shù)較為成熟，難度適中，學(xué)生通過努力可完成任務(wù)。洗衣機在城市已經(jīng)普及，鄉(xiāng)村正在普及（機電產(chǎn)品下鄉(xiāng)的產(chǎn)品之一），減速離合器是波輪式自動洗衣機的關(guān)鍵傳動部件之一，減速離合器傳動原理和結(jié)構(gòu)都具有機械設(shè)計的典型性。

1 波輪式洗衣機減速離合器的工作原理

波輪式全自動洗衣機傳動系統(tǒng)主要由電動機和減速離合器組成。目前各種大波輪新水流套桶洗衣機普遍采用減速離合器，它在洗滌、漂洗時波輪的轉(zhuǎn)速較慢，而脫水時離心桶的轉(zhuǎn)速較快。

減速離合器能滿足新水流套桶洗衣機的要求，即洗滌時波輪低速旋轉(zhuǎn)，脫水時離心桶高速旋轉(zhuǎn)。減速離合器采用了行星減速器。洗滌軸分成洗滌主動軸和洗滌被動軸（齒輪軸），同在一條軸線上。洗滌被動（傳動）軸下端用花鍵插入行星機構(gòu)的傳動蓋，上端與波輪固定。

脫水軸由下半軸、中半軸和上半軸組成，下半軸、中半軸、下半軸分別與行星機構(gòu)、剎車盤連接成一根整體。脫水軸上端（上半軸上端）與脫水桶固定。

減速離合器的工作過程是，洗衣機處于洗滌狀態(tài)時，排水電磁閥斷電關(guān)閉。排水電磁閥的銜鐵釋放而使棘爪撥叉在撥叉彈簧的作用下復(fù)位，固定在棘爪撥叉下端的棘爪撥動棘輪轉(zhuǎn)過一個角度，方絲離合器中的抱簧下端因嵌在棘輪內(nèi)壁的小孔內(nèi)而被拔松，這樣便使脫水軸下部（下半軸）與離合套不能嚙合。由于此時脫水軸（中半軸）已經(jīng)被扭簧與剎車帶（制動帶）制動，即內(nèi)齒輪固定不動，所以當(dāng)洗滌主動軸（恒星齒輪）順時針轉(zhuǎn)動時，行星齒輪一邊作逆時針自轉(zhuǎn)，同時繞恒星齒輪順時針公轉(zhuǎn)，從而帶動傳動架和洗滌被動軸作順時針旋轉(zhuǎn)。這時為周轉(zhuǎn)輪系傳動，洗滌主動軸轉(zhuǎn)動約5周，被動軸才轉(zhuǎn)動一周。同理，當(dāng)洗滌主動軸逆時針高速轉(zhuǎn)動時，被動軸也做逆時針低速轉(zhuǎn)動。

洗衣機處于脫水狀態(tài)時，排水電磁閥通電開啟。銜鐵在帶動閥門開啟的同時，還使剎車帶（制動帶）放松剎車盤，并使撥叉帶動棘爪放松棘輪。當(dāng)離合套作順時針高速轉(zhuǎn)動時，正好使抱簧旋緊，從而將脫水軸（下半軸）與離合套嚙合。這時因內(nèi)齒輪也隨脫水軸高速轉(zhuǎn)動，所以行星輪繞恒星齒輪公轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速與恒星齒輪、內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)速是相同的，此時波輪與脫水桶無相對轉(zhuǎn)動，即洗滌主動軸、脫水軸及洗滌被動軸作同步高速運轉(zhuǎn)，而且因這種順時針轉(zhuǎn)動正好是扭簧被拔松的方向，所以扭簧對脫水軸無制動的作用。

2 傳動系統(tǒng)的主要參數(shù)

（1）減速器速比計算。行星減速器洗滌時大波輪（洗滌被動軸）轉(zhuǎn)速nH為160～180r/min；電機功率260W，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min， 電機皮帶傳動速比為1：1.76，因此，電機輸出與洗滌被動軸轉(zhuǎn)速的總速比應(yīng)為：

（2）主要齒輪的齒數(shù)和直徑計算。

由減速離合器的結(jié)構(gòu)工作原理和主要參數(shù)計算可知：

減速離合器傳動原理典型，方絲單向離合器目前是生產(chǎn)廠家的設(shè)計新型專利，目前教課書中還沒有涉及，行星減速器速比計算可作為行星齒輪傳動計算的典型例題和習(xí)題。

減速離合器結(jié)構(gòu)新穎、緊湊，體積小，重量輕，適合學(xué)生做拆裝及測繪實訓(xùn)等實操技能訓(xùn)練。

減速離合器整體設(shè)計可作為機械設(shè)計專業(yè)畢業(yè)設(shè)計課題，通過查找專利、產(chǎn)品等相關(guān)資料和設(shè)計計算，可提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力?！绊椖拷虒W(xué)技術(shù)”有利于學(xué)生獨立工作能力的形成。學(xué)生獨立地獲取資料信息，獨立地制訂方案，獨立地作出決案，獨立地實施方案，獨立地反饋信息，獨立地評價成果，通過訓(xùn)練，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力和承受能力的形成，每當(dāng)碰到新的問題、新的任務(wù)時，就不再會束手無策了。

其零部件可作為沖壓工藝及模具設(shè)計課題。

參考文獻：

[1]金國砥等.洗衣機維修入門[M].浙江科學(xué)技術(shù)出版社，2004.

[2]劉午平，幸坤濤.小家電與洗衣機修理從入門到精通[M].國防工業(yè)出版社，2006.

作者簡介：汪沛（1985-），男，安徽蕪湖人，助理實驗師，主要從事機房管理、維護和相關(guān)實訓(xùn)教學(xué)工作。