顶装式波轮洗衣机液体平衡环的实验与仿真研究

论文摘要

洗衣机除了洗净度这个基本的指标之外,低振动特性也越来越成为洗衣机的一个重要的参数指标,而平衡环纠偏特性的优劣对于洗衣机的振动问题有着直接的影响。本文开发了一套平衡环纠偏特性测试的实验系统,包括实验系统的总体方案设计,实验系统的机械结构设计和实验系统的传感测量与数据采集单元设计。进行了大量的实验,研究了平衡环内流体容积比、流体密度和平衡环内外径等因数对平衡环纠偏特性的影响,并做出了优化方案。研究发现,平衡环的纠偏特性主要取决于环内流体容积比、流体密度以及平衡环结构上的相关参数。为此,对应用比较广泛的洗衣机平衡环进行了进一步的理论研究。根据平衡环的工作机理,自动纠偏的原因,建立了平衡环数学模型。数学模型中,详细阐述了平衡环中主要参数与平衡环纠偏特性之间的关系,并利用实验结果证明了数学模型的正确性。在数学模型的基础上,提出了虚拟力的概念,为洗衣机仿真研究提供了理论基础。利用ADAMS仿真软件,建立了洗衣机的仿真模型,从仿真试验角度进一步研究了平衡环的优化问题。模型中引入虚拟力来替代平衡环,而不是传统的小球模型。根据仿真结果的分析比较,可得到平衡环的优化方案。其结果将会对洗衣机平衡环的实际设计提供有力的支持,可避免盲目的经验设计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 洗衣机的发展历史
• 1.2 研究背景及课题来源
• 1.3 洗衣机的研究现状
• 1.3.1 洗衣机悬挂系统的研究
• 1.3.2 洗衣机走动特性的研究
• 1.3.3 洗衣机机箱动态特性的研究
• 1.3.4 洗衣机平衡环的研究
• 1.4 课题研究目的和主要内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 主要研究内容
• 第二章 洗衣机平衡环的结构与工作机理
• 2.1 波轮洗衣机平衡环的特点
• 2.2 洗衣机平衡环的结构特征
• 2.3 平衡环平衡机理分析
• 第三章 洗衣机平衡环的数学模型
• 3.1 平衡环的理论模型
• 3.2 虚拟力的提出
• 3.3 本章小结
• 第四章 平衡环的实验系统设计
• 4.1 实验系统总体方案设计
• 4.1.1 平衡环实验台的方案设计
• 4.1.2 机械结构主要设计思路
• 4.1.3 设计方案的确定
• 4.2 实验系统机械结构设计
• 4.2.1 传动机构设计
• 4.2.2 传动主轴强度计算
• 4.2.3 夹紧定位机构设计
• 4.2.4 机架设计以及整体性能分析
• 4.3 实验系统传感测量与数据采集单元设计
• 4.3.1 应变式传感器的工作原理
• 4.3.2 应变式传感器的选型
• 4.3.3 应变片贴片及桥路焊接
• 4.3.4 传感器的连接方式
• 4.3.5 数据采集系统
• 4.4 本章小结
• 第五章 平衡环的实验研究
• 5.1 实验仪器设备和实验方法
• 5.2 实验设计与信号处理方法
• 5.3 实验数据及实验分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 平衡环的仿真研究
• 6.1 ADAMS 软件概述
• 6.2 仿真模型的基本假设
• 6.3 建模方法
• 6.4 仿真模型的建立
• 6.4.1 滚筒洗衣机几何模型设计
• 6.4.2 平衡环模型的实现
• 6.5 平衡环各主要参数的优化设计
• 6.5.1 正交试验方案设计
• 6.5.2 仿真试验与结果分析
• 6.6 本章小结
• 第七章 全文工作总结和展望
• 7.1 本文工作总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文清单
• 参考文献