脚踏式健身洗衣机

设计者：王磊

安徽省淮南联合大学机电系 淮南市，232001

作品内容简介

本设计采用脚踏双曲柄机构带动齿轮齿条副啮合往复机构，以10---20Nm的转矩，在洗衣槽内实现正反转各两圈半连续洗衣过程。用solidedge软件实现产品设计，产品造型美观，内涵工业设计因素。有效实现将健身能量替代传统电能，应用于生活能量消耗。

1 研制背景及意义

研制背景：家用传统洗衣机一直以来是家庭洗衣主要工具，同时家庭健身日益普及，本设计追求将家务劳动和健身合二为一，有效实现日常生活节能减排和健身运动的统一。

意义：我们设计的产品完全符合“节能减排”这一主题，并且有以下优点：

一、经济性：投资少，成本低，寿命长；

二、实用性：结构简单合理，安装空间适中；

三、节能性：将健身运动消耗掉能量应用于家务劳动，实现节能减排；

四、环保性：充分利用绿色能源，实现电能零消耗 。

2设计方案

一 脚踏运动部分

此部分采用双曲柄机构串联联动机构，实现理想的脚踏运动理想的的运动轨迹。如图1所示：

双曲柄串联部以轴承联接，踏板底部设有套筒机构，两回转轴安装设有合理的高度差，回转直径为300cm，使运动者脚部运动符合理学原理，适合人体运动机理。

图1（脚踏机构原理图）

二 往复运动机构

此部分机构采用对称布置的齿轮齿条副啮合实现往复运动，如图2所示：

图2（往复运动机构）

齿条两侧设有滑槽，上下有滑轨联接，侧面轴销有连杆与脚踏双曲柄机构联接。

三 洗衣缸体部分

此部分样机将由钣金件组成，内缸洗衣转轮与啮合齿轮联接，实现往复回转运动。如图3所示：

图3 （洗衣缸体部分）

2 工作原理及性能分析

通过运动轨迹分析，在保证强度安全系数范围内，合理设置齿轮分度圆直径、模数及其它参数，以及齿条啮合长度，使之与脚踏双曲柄机构回转半径相匹配，实现合理的洗衣转轮的旋转速度及转矩。

图4

4 创新点及应用

1） 广泛适用于不同年龄段的家庭成员。

2） 操作和控制简便，便于使用。

3） 利用健身运动能量于家务劳动，实现节能减排。

随着健身运动家庭化的普及，充分实现利用健身运动所产生的能量于家务劳动，是一个健康的发展趋势。

参考文献

陈作模，葛文杰。机械原理。高等教育出版社，2008.12。

濮良贵，纪名刚。机械设计。高等教育出版社，2009.7。

杜志敏，何华妹，吴柳机。Solidedge 17模具设计，2006.3

脚踏式健身洗衣机设计说明书