洗衣机类型

产品设计

课程设计说明书

设计题目：洗衣机设计

工程机械学院工业设计25010801班

设计者：王璐希杨兵兵魏马丁

指导老师：张伟社

目录

一．市场调查

1.洗衣机概述···············································第3页

2.洗衣机的分类·············································第3页

3.按洗衣原理分类，不同类型洗衣机比较·······················第3页

4.用户选购·················································第5页

二．设计分析

1.洗衣机功能分析··········································第6页

（1）利用黑箱法确定总功能

（2）逆推法建立洗衣机功能树

（3）绘制功能结构图

2.根据功能树，求各个功能元解······························第13页

3.原理方案组合············································第15页

三、评价筛选

1.功能元的解的筛选·········································第17页

2.方案组合·················································第21页

3.方案筛选·················································第23页

（1）评价目标权重计算

（2）建立洗衣机目标树

（3）洗衣机原理解方案确定

（4）洗衣机原理方案优化

4.最终方案确定·············································第27页

四．最终方案展示········································第34页

五．心得体会············································第33页

六．参考文献·············································第32页

一．市场调查

1.洗衣机概述

洗衣机（washingmachine/washer）是利用电能产生机械作用来洗涤衣物的清洁电器。

机械力、洗涤液、水是洗衣机洗涤过程中的三要素。

洗衣机运动部件产生的机械力和洗涤液的作用使污垢与衣物纤维脱离。加热洗涤

液，可增强去污效果。织物不同，适宜液温也不同。

反映洗衣机洗涤性能（即洗净衣物的能力）的主要指标是洗净率（或洗净比）和

织物磨损率。

2.洗衣机的分类[3]

（1）按结构形式分

单桶、双桶、多桶型

（2）按洗涤方式／结构原理分

A.滚筒式洗衣机：衣物半浸没于水中，滚筒作有规律的间歇的正反转动，*滚筒内凸筋把

衣物带至高处再跌下，起揉搓作用，进行洗涤。

类型：（1）前装式滚筒洗衣机（2）顶装式滚筒洗衣机

B．波轮式（涡卷式）洗衣机：

优点：结构简单，体积小，重量轻，操作方便，耗电量少，洗净率高。

缺点：漂洗衣物不均匀，损衣率高。

C．搅拌式或摆动（叶）式洗衣机：洗衣机有一根主柱，由电动机带动摆动叶绕定轴作周

期往复运动，每次转动角度小于360度。

D.其他：喷流式、喷射式、振动式等，市场上比较少见。

（3）按自动化程度分

A．普通型洗衣机：搅拌动作为电动机带动正转、反转及停*定时器控制

而进水、排水、脱水等完全手动。

B．半自动型洗衣机：

C．全自动型洗衣机：可按选定的工作程序自动完成洗涤、漂洗、脱水、

甩干、进水、排水等动作，无看管。类型：（1）机械全自动型：由电动

程控器控制。（2）电脑全自动型：由电脑程控器控制。

3.按洗衣原理分类，不同类型洗衣机比较[3]

表1-1：不同种类洗衣机对比

类型

项目

滚筒波轮搅拌式或摆动

式

振动式

运动原理模仿棒锤击打

衣物原理设

计，利用电动

机的机械做

功使滚筒旋

转，衣物半浸

没于水中，滚

筒作有规律的

间歇的正反转

动，滚筒内凸

筋把衣物带至

高处再跌下，

起揉搓作用，

进行洗涤。

依靠装在洗

衣桶底部的

波轮正、反旋

转，带动衣物

上、下、左、

右不停地翻

转，使衣物之

间、衣物与桶

壁之间，在水

中进行柔和

地摩擦，在洗

涤剂的作用

下实现去污

清洗。

洗衣机有一根

主柱，由电动

机带动摆动叶

绕定轴作周期

往复运动，每

次转动角度小

于360度。

分类（1）前装式滚

筒洗衣机（2）

顶装式滚筒洗

衣机

“单槽式”

和“双槽

式”

优点衣物无缠绕。

最不会损耗衣

物的方式

洗涤均匀、磨

损小，所以就

连羊绒、羊毛、

真丝衣物也能

在机内洗涤，

用水量小

便于实现自动

化。

优点：结构简

单，维修方

便、体积小，

重量轻，操作

方便，耗电量

少，洗净率

高、洗涤时间

短和洗涤品

种多。

衣物洁净力最

强，省洗衣粉

缺点耗时，时间是

普通的几倍，，

洁净力不强。

结构复杂，体

积大，成本较

高

缺点：缺点：

耗电、耗水、

衣物易缠绕、

清洁性不佳，

漂洗衣物不均

匀，损衣率高。

喜欢缠绕相比

前两种方式损

坏性加大，噪

音最大，机构

复杂，体积大，

耗电量大，维

修难度大。

适用范围适合洗涤

衣物：羊毛、

羊绒以及丝

绸、纯毛类织

物

除需要特

别洗涤之

外的所有

衣物。

特点用料比波轮洗

衣机好，所以

寿命一般在

15－20年，而

以塑料件为主

的波轮寿命一

般只有8－10

年左右。

4.用户选购[4]：

选购洗衣机应根据每个家庭自己的情况来选购。主要从居住条件、经济条件、卫

生习惯和生活方式等方面来考虑：

•1、在无自来水的地区可选购双桶波轮洗衣机。

•2、根据衣物的质地，如衣物多为化纤棉布，可选波轮式洗衣机；毛料及高档

衣料宜选滚筒洗衣机。

•3、根据洗涤性能要求，对洗净度、磨损率、缠绕率要求较高，可选购滚筒式

洗衣机

•4、根据住房条件，房间、门较小，经常要搬动的家庭宜选波轮式洗衣机

•5、从用电安全方面要求，老房子电表电线容量小的家庭宜选购波轮式洗衣机

•6、从居住环境考虑，洗衣噪声对邻居会产生影响的，不宜选购滚筒洗衣机

•7、从经济条件考虑，比较宽裕的可选购价高，耗电量大的滚筒式洗衣机

•8、从洗衣时间考虑，要求快速的宜选波轮式洗衣机

•9、用水紧张地区或家庭宜洗滚筒式洗衣机

•10、从干衣条件考虑，雨季多不适宜晾晒的家庭宜选购带烘干功能的滚筒式洗

衣机。

•11、还需考虑品牌质量、外观和售后服务等因素。

二．设计分析

1.洗衣机功能分析[1]：

（1）利用黑箱法确定总功能;

图2-1为洗衣机的黑箱示意图，方框左边输入能量、信号、脏衣服、介质等，右边

输出干净的衣物和介质。下方为洗衣机工作时候对环境产生的影响，输出噪音和热

能。通过输入和输出之间的转换，可得知洗衣机的总功能为洗净衣物。

能量

控制信号干净的衣物

脏衣物介质

水&介质

噪音热

图2-1：洗衣机的黑箱示意图

（2）逆推法建立洗衣机功能树：

为了得到洗衣机的功能树，我们使用逆推法，对现有的洗衣机进行分析来总结出

洗衣机的功能树。首先，拆分了现有的不同的多款洗衣机，分析单个零件的结构与功

能，针对洗衣机各个零件进行功能定义，并归纳、编辑[3]，见表2-2。

表2-2洗衣机拆解

先分析总结洗衣机单个零件所实现的功能元，又由于一些功能元需要若干零件

配合才能实现，也需要对一些零件进行组合，逐一罗列所有功能元之后，确保所有

功能元能够最终组合并且实现洗衣机的总功能，然后将各个功能元相互整合，整合

为次级分功能，再将分功能整合为总共能，得到洗衣机的动能树，如下表2-3：

表2-3：洗衣机功能树

总功能第一级第二级第二级

洗净衣物

（黑箱法）

分功能分功能分功能

能源处理能源供应

预处理电能

能源转换

机械传动支承与定位

机械能传动

变向

转换运动形式

控制

促使水与衣

物运动

产生运动

促进运动

水循环注水

容水

脱水定时

防溢

排水导流

防止逆流

防腐

分流

吸水

控制

容纳容纳衣物

容纳水

容纳洗涤液

优化减震

除噪

密封

提升洗净度

调控指示

定量控制洗衣液用量

控制时间

控制水量

类别选择

开关

造型连接支承

防护

附加件

色彩

材料

材料

人机关系

尺寸选择

信息传递特性

情感化

运动

（3）绘制功能结构图

根据洗衣机的功能树，考虑各个功能元之间的逻辑关系，分级处理功能元，得到洗

衣机的功能结构图，如图2-2。

信息

脏衣物

衣物

水

洗涤剂水

能源

噪音

振动

图2-2：洗衣机的功能结构图

2.根据功能树，求各个功能元解：

通过前面进行的各个工作步骤之后，我们得到了洗衣机的总共能、分功能、功能元之

间的关系，也就是洗衣机的输入与输出以及内部的转换，接下来，针对不同分功能进行功

能元求解。为了得到发散，充分的解，我们对现有的、不同的多款洗衣机进行拆解，分析

其每个零件的结构与功能，并将各功能元的解进行汇总，按照不同的功能元进行分类。为

了得到发散的，充分的解，我们对现有的、不同的多款洗衣机进行拆解，分析每个零件的

结构与功能，并将各种功能元的解汇总，按照不同的功能元进行分类。

通过对现有的产品进行拆分，将各个零件按照不同功能进行汇总，得到下表：

表2-3：功能元的解汇总

第一级

功能元

第二级功能

元

第三级

功能元

功能元的解

能源处

理

能源供应插座，跑步机人力，踏板

预处理电能3-5电容器

能源转换3-6电机

机械传

动

支承与定位2-13、5-4联轴器，9-5轴承与油封，10-4

套筒，10-3套筒下轴承，滚动轴承，滑

动轴承

机械能传动2-16齿轮，3-8三角带，8-3皮带轮，10-13

轴

变向锥形齿轮，2-11、2-12蜗轮蜗杆，齿条齿

决策调指示

容纳衣物

容水

储存洗涤

水与衣物的

相对运动

（黑箱）

节脱

排

能

源

预处转换

防溢

控制

机械传

转换为振动

优化

（减震，

除噪，密

封）

轮

转换运动形

式

2-17齿条，5-5发振子

控制9-4电磁离合器

促使水

与衣物

运动

产生运动1-4滚筒，2-2搅拌器，4-10波轮，5-2振

动板，B1-1盆式波轮，蒸汽，负离子，

喷流，免水，靠人力驱动

促进运动1-11凸筋，45°阿基米德螺旋式

水循环注水1-5水管架，1-18进水管，20-21电磁进

水阀，6-1注水口，7-8顶部淋洒器，7-11

底部喷涌管，1-18给排水管，9-7喷水口

容水1-3外槽，2-1洗涤桶，12-4内槽，13-1

洗涤槽，单壁洗涤槽

脱水脱水1-8绞干机，2-3绞干轴，6-8脱水槽，9-7

甩干栏，平衡环

定时6-12脱水定时器

防溢6-10防溢水环，6-11溢水口，7-6溢水管

排水导流1-17溢水管，1-18给排水管，1-15主副

水管，2-4漂洗用水管，3-3排水管，16-8

排水口，17-2总排水管

防止逆

流

1-19逆流发生器，1-4排水阀，20-10排

水泵

防腐20-11过滤器

分流分管导流，4-6三通阀

吸水20-10排水泵，15-3抽吸水口18-12叶轮

控制16-9排水阀，17-3电磁排水阀

容纳容纳衣物1-3外槽，B4-1球形，B4-1分箱体，同心

圆，分层

容纳水2-1洗涤桶，12-4内槽，13-1洗槽

容纳洗涤液20-2洗涤剂槽

优化减震7-3减震器，12-2-a橡胶垫，12-2-b塔形

弹簧，12-4拉杆+12-5拉杆球形底座，12-7

减震弹簧

除噪1-6上罩，1-7顶罩，4-4机壳，4-7桶盖，

6-11脱水槽上盖，12-3箱体，20-7密封

圈，平衡环

密封20-7密封圈，7-13箱体，9-5轴承油封，

电磁门锁

提升洗净度1-11凸筋，20-16管状加热器

调控指示1-12水位指示时刻，7-8指示灯，8-7控

制平板，B5-3液晶显示屏，LED显示，

数码显示

定量控制水

量

6-13排水旋钮，6-14排水按钮，8-9进水

方式控制，20-21电磁进水阀

控制时

间

6-15定时器

控制洗

衣液

4-1洗涤剂定时器

类别选择8-10进水方式控制，9-4双向电磁离合器，

洗涤方式选择

开关7-10转换开关，20-21电磁进水阀，电磁

排水阀

造型操作隐藏式按钮，B5-1上置式面板，B5-2前

置式面板，

连接支承4-4机壳，7-12上面板，7-15调整脚

防护1-7顶罩，1-13前面装取门，3-1上盖，

4-4机壳，4-7桶盖，6-11脱水槽上盖，

13-8电磁门锁

附加件2-5把手，2-6安全杠杆，6-9挂水管挂钩

及电源线挂钩，折叠把手

色彩白+苔白色，月光白，银色，白色与嫩粉，

玉石白，不同功能区域分色彩

材料内桶不锈钢，内桶抗菌材料，全塑箱体，

木质，弹性材料

人机关系尺寸选

择

596*600*900,370*400*600,772*438*445,512

*525*912

信息传

递特性

20-4圆形窗，20-5玻璃视孔，透明上盖，

单层玻璃仓门，

情感化仿生造型

运动把手

安全童锁

3.原理方案组合

在功能分析阶段，确定了产品的功能元，又通过功能元求解，经选择与变异，得到一

些功能元载体的备选方案，在这些工作的基础上，把功能元解加以组合，寻求较为最优的

方案，许多功能元的解中，多个零件需要共同使用完成同一功能，将他们进行汇总，总结

出洗衣机形态矩阵，如下表2-4：

表2-4：洗衣机功能元的原理方案组合

功能元功能元的解

洗衣桶的容

纳形式

（1）多桶并行（2）同心圆

式

（3）分层多

桶

（4）单桶

洗衣桶放置

形式

（1）立式放置（2）卧式放

置

水与衣物相

对运动

(1)顶装式滚筒（2）前装式

滚筒

（3）波轮式(4)辐射状搅

拌式

（5）螺旋状搅

拌式

（6）负离子(7)免水(8)蒸汽式

（9）喷流式（10）球形振

动

注水方式（1）顶部（2）顶部淋（3）底部喷（1）（3）兼

进水口+水管

架

洒

喷洒器

涌

水口+管架

备

脱水（1）绞干机（2）甩干栏（3）烘干系

统

（2）（3）兼

备

防溢（1）防溢水环溢水口+一溢

水管

（3）

（1）（2）兼

备

排水（1）排水泵（2）吸水口（3）叶轮

减振(1)拉压弹簧（2）拉杆减

震

（3）弹性胶

圈

（4）1．3兼

备

（5）2.3兼备

容纳（1）圆柱形（2）方体

传动（1）皮带传动

系统

（2）齿轮传

动系统

（3）链传动

系统

（4）蜗轮蜗

杆传动系统

三、评价筛选

1.洗衣机功能元的原理解筛选：

洗衣机每个功能元都有许多的解，但是这些解的优劣不同，需要对每个功能元的不

同元理解进行评价与筛选，目的是为了把洗衣机的缺点和弊端消除在萌芽阶段，提高最

终设计的质量和杜绝种种不合理的方案。

通过小组成员讨论，针对每个功能元制定指标，根据指标制定评分标准，然后小组

成员分别依次打分，进而将得分汇总，从中选出得分较高的解，删除得分低的解，以便

减少方案数目，提高方案质量。

(以ABC分别代表3名小组成员)

（1）洗衣规格：

分析：现代家用洗衣机的设计趋势是节能、环保。节水是普通家用洗衣机用户的主

要考察因素。

指标：节水程度

表3-1：节水程度筛选评分表

并列多桶同心圆分层多桶单桶

节水（3分）BCBAB

较节水（2分）AACC

不节水（1分）ABC

总分8783

多桶洗衣机由于具有创新结构能够进行水的循环利用，所以较普通单桶洗衣

机节水，故得分高保留，而单筒设计得分较低故删去。

（2）放置：

指标：操作性

表3-2：放置方式筛选评分表

立式卧式

操作性好（3分）AC

操作性适中（2

分）

BBC

操作性差（1分）A

总分85

由于现在家庭的水池水管都在齐腰的台面上，齐腰的操作台面较为符合人为操

作，卧式放置的桶形结构不方便使用者取出和放入衣物以及站立姿势时候使用，故

不如立式放置普及，得分较低，故删去，保留立式放置原理解。

（3）水与衣物运动形式：

指标：

A.损衣率：机械洗衣对衣物有一定的损失，损衣率是评价洗衣机性能的重要指标。

资料显示，对衣物损坏最大的洗衣形式为喷流式，故删除。

B.噪音：洗衣机由于机械转动，会产生较大的噪音。资料显示，振动式洗衣机噪音

最大，故删去。

C.耗电量：洗衣机是大型家用电器，耗电量高。耗电量是消费者选购洗衣机重要因

素。的不同的运动形式的洗衣机耗电量不同，搅拌式洗衣机由于洗衣过程中搅动

阻力较大，耗电量高，故删去。

（1）技术性能：

表3-3：洗衣原理筛选评分表

滚筒波轮搅拌振动喷流蒸汽高压免水

成熟ABCABCC

3

一般

2

ABCAACCA

差BBABABCCB

总分99755434

滚筒与波轮形式的洗衣机是目前市场的主流产品，其技术已经发展成熟，如蒸汽，高

压、免水形式的洗衣机，技术正在研发，技术尚未成熟，价格较高，不适宜家用。而振动、

搅拌、喷流式洗衣机结构复杂，而洗衣的性能不及滚筒与波轮。

针对波轮洗衣形式，单独进行评价。

波轮包含6种波轮形式，为了保证洗衣机整体性能，其应具有以下要求：

能够使衣物产生较大的移动；

能够产生足够大的衣物分散率；

能够达到足够大的衣物洗净度；

损衣率小。

资料显示：C型波轮衣物分散度最好，b型波轮次之，a型较低。故去除a型。

单位时间内衣物在洗涤液中的移动次数，c型最好，a型最差。

损衣率，b型最大，a型次之，c型最小。故删除b型。

故波轮可选方案：c型波轮，过滤波轮，泵吸波轮。

（4）注水方式：

分析：注水是洗衣的准备过程，应该确保时间短，方便，容易实现

评价指标：注水难易度

表3-4：注水难易度筛选评分表

方案

评分

顶部注入顶部淋洒

器

底部喷涌顶部淋洒、底

部喷涌结合

简单（3分）ABC

一般（2分）ABCABC

困难（1分）BAB

总分6549

底部喷涌方式，由于注水过程中水位上升，水的重力势能增加，底部压强不断增大，

注水难度加大，时间变长，故删去。

顶部淋洒方式需要在顶部增加喷洒器，较顶部直接注入方式难度大，故删去。

（5）脱水:

分析：家用洗衣机的脱水过程应该注重其效率和脱水效果，以简单的结构保证脱水

功能。

指标：脱水性能

表3-5：脱水性能筛选评分表

方案

评分

绞干机甩干栏烘干系统（2）（3）兼

备

简单（3分）AACB

一般（2分）CBABC

复杂（1分）ABC

总分3769

绞干机依靠挤压形式完成脱水，效果不佳，并且需要额外增加绞干轴结构，不利于精简整

个洗衣机的结构，故删去。

烘干系统也是独立于洗衣机基本结构以为的结构，需要额外设立烘干装置。由于洗衣机体

积较小，在烘干时候不利于衣物舒展，与烘干机功能相互干扰，故删去。

甩干栏与烘干系统兼备原理解吸收了原先各自原理解的优势，故得分较高，见表3-5，所

以将二者整合。

（6）排水：

分析：排水与洗衣过程较为独立，排水效果好，时间短，大大节约总体洗衣时间。

同时，同时排水结构较为独立，需承受水压，结构应精简，强度大。

评价指标1：效率

表3-6：排水效率筛选评分表

方案

评分

排水泵抽吸水口叶轮

好（3分）ABCA

中（2分）BCBC

差（1分）A

总分957

抽水口仅靠水的重力排水，耗时较长，故删去。

评价指标2：结构

表3-7：排水结构筛选评分表

方案

评分

排水泵抽吸水口叶轮

好（3分）AAC

中（2分）BCBAB

差（1分）C

总分785

叶轮排水时候，需要增加阀门控制排水，而排水泵同时实现排水和控制的功能，故删除方

案

（7）防溢：

评价指标：防溢效果

表3-8：防溢效果筛选评分表

方案

评分

防溢水环溢水口（1）（2）兼备

好（3分）AC

中（2分）ABCACB

差（1分）B

总分658

单一的防溢结构效果较方案三组合形式的差，并且防溢结构较简单，故优选原理解三。

（8）减震：

分析：优秀的减震效果能够保证洗衣机工作顺畅，同时,增加洗衣机寿命。

评价指标：效果明显

表3-10：减震效果筛选评分表

方案

评分

拉压弹

簧

减震拉

杆

弹性胶

圈

（1）（3）

兼备

（2）（3）

兼备

好（3分）ABCC

一般（2分）ABCACCAB

差（1分）BAB

总分65497

拉杆结构需要依靠杆件与壳套配合，减震幅度小，容易损坏，结构较拉压弹簧复杂，故删

去。拉压弹簧伸缩量大，平稳，减震效果好。

（9）容纳衣物和水

评价指标：是否促进衣物与水相对运动，促进涡旋

表3-11：桶形筛选评分表

方案

评分

正方形圆形

好（3分）CBC

一般（2分）AA

差（1分）B

总分68

洗衣槽为正方形时候，四角会形成4个小的涡旋，损伤水力，故删去。

（10）传动

评价指标：造价

表3-12：传动机构筛选评分表

方案

评分

齿轮传动蜗杆蜗轮传

动

皮带传动链传动

高（3分）BCABCC

一般（2分）ACAB

低（1分）AB

总分8947

家用洗衣机体型较大，内部机械传动距离较远，齿轮传动只适合近距离传动。链传动容易

打滑，且转速低。同时，齿轮、蜗轮蜗杆传动，链传动都需要定期润滑养护，最终选定，

皮带传动。

2.方案组合

针对各个功能元设定单一指标评价后，各功能元的解被整合或去除，得到如下表3-13

所示的洗衣机的形态矩阵：

表3-13洗衣机形态矩阵

功能元功能元的解

洗衣桶的容

纳形式

（1）多桶并行（2）同心圆

式

（3）分层多

桶

洗衣桶放置

形式

（1）立式放置

水与衣物相

对运动

(1)顶装式滚筒（2）C型波轮

式

（3）过滤波

轮

（4）泵吸波轮

注水方式（1）顶部

进水口+水管

架+（3）底部

喷涌

水口+管架

脱水（1）甩干栏

与烘干系统

防溢（1）防溢水水

环与溢水口

排水（1）排水泵

减振(1)拉压弹簧和拉杆减震

容纳（1）圆柱形

传动（1）皮带传动

系统

这个矩阵中的功能元的原理解可以形成：3X1X4X1X1X1X1X1X1X1X1=12种方案。

将剩余12种备选方案罗列：

方案1：

并列多桶形式+立式放置+滚筒+顶部注入&底部喷涌+甩干栏&烘干+防溢水口&水环+排水泵

+弹簧减震+圆形桶+皮带传动

方案2：

并列多桶形式+立式放置+C型波轮+顶部注入&底部喷涌+甩干栏&烘干+防溢水口&水环+排

水泵+弹簧减震+圆形桶+皮带传动

方案3：

并列多桶形式+立式放置+过滤波轮+顶部注入&底部喷涌+甩干栏&烘干+防溢水口&水环+排

水泵+弹簧减震+圆形桶+皮带传动

方案4：

并列多桶形式+立式放置+泵吸波轮+顶部注入&底部喷涌+甩干栏&烘干+防溢水口&水环+排

水泵+弹簧减震+圆形桶+皮带传动

方案5：

同心圆桶形+立式放置+滚筒+顶部注入&底部喷涌+甩干栏&烘干+防溢水口&水环+排水泵+

弹簧减震+圆形桶+皮带传动

方案6：

同心圆桶形+立式放置+C型波轮+顶部注入&底部喷涌+甩干栏&烘干+防溢水口&水环+排水

泵+弹簧减震+圆形桶+皮带传动

方案7：

同心圆桶形+立式放置+过滤波轮+顶部注入&底部喷涌+甩干栏&烘干+防溢水口&水环+排水

泵+弹簧减震+圆形桶+皮带传动:

方案8：

同心圆桶形+立式放置+泵吸波轮+顶部注入&底部喷涌+甩干栏&烘干+防溢水口&水环+排水

泵+弹簧减震+圆形桶+皮带传动

方案9：

分层桶形+立式放置+滚筒+顶部注入&底部喷涌+甩干栏&烘干+防溢水口&水环+排水泵+弹

簧减震+圆形桶+皮带传动

方案10：

分层桶形+立式放置+C型波轮+顶部注入&底部喷涌+甩干栏&烘干+防溢水口&水环+排水泵+

弹簧减震+圆形桶+皮带传动

方案11：

分层桶形+立式放置+过滤波轮+顶部注入&底部喷涌+甩干栏&烘干+防溢水口&水环+排水泵

+弹簧减震+圆形桶+皮带传动

方案12：

分层桶形+立式放置+泵吸波轮+顶部注入&底部喷涌+甩干栏&烘干+防溢水口&水环+排水泵

+弹簧减震+圆形桶+皮带传动

3.方案筛选[1]

通过前面的工作，我们得到了洗衣机的12种优选方案，现在针对这十二种方案，通过技

术、经济、审美性评价，从中再得到较为全面的几个优选方案。

（1）权重计算

第一级评价项目权重系数计算：（4分制）

表3-14：第一级评价项目权重系数计算表

审美性经济性技术性总分gi

审美性2130.25

经济性2020.17

技术性3470.58

总分121

第二级，技术指标各个子评价项目权重系数计算：（8分制）

表3-15：技术指标各个子评价项目权重系数计算表

维修

性

可靠

性

有效

性

安全

性

操作

性

保养

性

能源kigi

维修

性

122343150.089

可靠

性

745586350.208

有效

性

644585320.190

安全

性

634465280.167

操作

性

533454240.143

保养

性

400233120.0714

能源523345220.131

（2）建立洗衣机目标树

根据所得个评价目标以及相应权重系数建立洗衣机评价目标树，如表3-16：

表3-16：洗衣机初选评价目标树

第一级评价

目标

第二级评价

目标

评价项目权重系数

技术指标

0.58

维修性

（0.089）

0.0516易于维修、检测（0.17）0.0087

结构简单、便于拆卸（0.58）0.0299

零件标准化（0.25）0.0129

可靠性

（0.208）

0.1206危险环节少（0.25）0.0302

传动机构可靠性好（0.58）0.0699

能源利用充分（0.17）0.0205

有效性

（0.190）

0.1102洗净度较高（0.38）0.0419

传动机构机械效率高（0.33）0.0364

减振除噪效果好(0.08)0.0088

损衣率小（0.11）0.0121

安全性

（0.167）

0.0969洗衣过程密封性好（0.25）0.0485

操作安全(0.75)0.0485

操作性

（0.143）

0.0829操作步骤简单（0.25）0.0622

人机关系可靠（0.75）0.0207

保养性

（0.0714）

0.0414清洗方便（0.5）0.0207

封闭性好（0.5）0.0207

能源消耗

（0.131）

0.076节水（0.5）0.038

节电（0.5）0.038

经济性

0.17

生产成本

（0.25）

0.0425洁衣工件制造成本少（0.5）0.0213

洗涤桶制造成本少（0.5）0..0213

实施措施费0.1275电费开销少(0.25)0.0319

用

（0.75）

水费开销少(0.58)0.074

维修费用少(0.17)0.0217

审美性

0.25

整体效果

（0.25）

0.0625形式和功能统一、适应机械设

计(0.5)

0.0313

空间体量均匀、协调、形状过

度合理（0.5）

0.0313

宜人性

（0.58）

0.145重要操作控制装置造型合理，

并处于最佳工作区域(0.5)

0.0725

操作件使用方便，符合正常施

力范围的要求(0.5)

0.0725

型态

（0.17）

0.0425具有独特风格(0.5)0.0213

比例协调、线型风格统一(0.5)0.0213

小组成员根据评价目标树，对所剩12种优选方案进行评分，评分表见附件1。（附表EXCEL：

洗衣机方案评价）

（3）原理方案确定

通过小组成员打分比较，方案2与方案3得分最高，但其得分差别不大，无法取舍，需要

通过针对各评价指标绘制价值泡面图，从而得到各评价指标加权分值比较均衡，强弱均匀

的方案。

价值剖面图比较方案2与方案3，如图3-1。

图3-1洗衣机方案二，方案三剖面图比较

由剖面图可知，方案2各指标加权分值较为均衡，故其性能也较稳定，表明方案二的性能

更加稳定，所以选定方案二为最终原理方案。

（4）原理方案优化

通过剖面图可知，评价目标10：损衣率，与评价目标11：洗涤过程的封闭性得分较低，

需要进行改良优化。

（1）波轮洗衣机的损衣率是波轮形状、转速、安装位置、洗衣桶形状及洗涤运动过程的

综合反映。其中影响最大的是波轮的形状，资料显示，将波轮凸缘的横截面设计呈

三角形，顶部和底部以较大的圆角圆滑过渡，同时，凸缘宽度逐个变窄，能够降低

损衣率。

（2）合理选择洗涤桶的尺寸能够降低损衣率

（3）密封圈结构简单，在水环和甩干栏之间增设密封圈，能提升密封性。

（4）合理设计端盖和机身结合部分，不仅能够方便洗涤时候的操作，还能，提升其封闭

性。

4.最终方案确定

（1）根据所得原理方案提供的内部结构，设计出三个草图方案进行最终方案的选定。通

过优化技术方案，设计出以下3种候选草案：

表3-17：三种草图方案

方案简介

方案一

如图3-2

（1）圆形桶形设计

（2）隐藏式操作面板

（3）透明桶盖设计，可观察衣物洗涤情况

（4）分桶设计，分开洗涤不同衣物

（5）水循环体系，超强节水

方案二

如图3-3

（1）多桶设计，可以将衣物分开洗涤。

（2）方形45度形体设计，方便放置在墙角

（3）推拉式桶盖，节省操作空间

（4）水可以循环使用，超强节水

（5）人站立的角度为凹入，方便人的操作

（6）分桶设计，分开洗涤不同衣物

方案三

如图3-3

（1）分桶设计，分开洗涤不同衣物

（2）水体可以循环利用

方案一

方案二

方案三

（2）综合评价：为了从三个草图方案里选出最优方案，小组商定，建立综合评价表，分

别为3个方案评分，选取最优方案。

主要评价目标权重系数通过对比计算求得，子评价项目的权重系数通过小组成员商

定求得，计算过程如下表3-18：

表3-18：评价目标权重系数计算

整体效

果

宜人性色彩形态材质kigi

整体效

果

2334120.300

宜人性2333110.275

色彩112260.150

形态112260.150

材质012250.125

总分401

得到综合评价表，如下：

表3-19：最终方案选定综合评价表

评价目标权重系

数

子评价项目权重系

数

整体效果0.300形式和功能统一，适宜机械设计(0.4)0.1200

局部和整体风格统一(0.3)0.0900

空间形体均匀、协调，形状过渡合理，有稳

定感(0.2)

0.0600

与家居环境协调(0.1)0.0300

宜人性0.275操作控制装置设计合理，处于最佳工作区域

(0.5)

0.1375

操作使用方便，符合人机工程学(0.5)0.1375

色彩0.150色泽和使用条件符合使用环境(0.3)0.0450

能通过色彩对产品的功能区域进行划分

(0.4)

0.0600

对比适度协调(0.3)0.0450

形态0.150整体线型风格统一，美观(1)0.1500

材质0.125选材优美，符合整体风格(0.5)0.0625

材质搭配合理(0.5)0.0625

由小组成员商定，综合打分，评分结果见附表4，选出得分最高的方案二为最终方案。（附,4：

三种草绘方案综合评价）

四．最终方案展示[2]

五．心得体会

每个学期期末的课程设计是将本学期所学到的课本知识进行实践操作。同时，随着三

年学习，我们的各方面知识和能力得到积累与提高，使我们又不能满足于仅仅将本学期的

内容实践操作，而是要尽自己最大努力去完善每次课程实习的课题。我们希望能够好好利

用这段学习时间，进行总结和提升。

在洗衣机的设计中，我们分析了近20款不同类型的洗衣机结构。通过查找资料，分析

了单个零件的结构和功能，并且为每个零件进行功能定义，然后进行总结归纳，制定了洗

衣机的功能树和功能结构图。通过小组讨论和一些文本资料，为每个功能元建立不同的筛

选标准，进行评分筛选，选出最优的解进行汇总。由最优的解组合得到12种不同方案。针

对洗衣机设计，制定评价目标树，进行评分，得到最优方案。

在小组合作的过程中，每一个项目的每一步进程，都是我们共同探讨协商的结果。通

过共同分析讨论，贡献与分享每个人的想法，通过碰撞产生新的想法，弥补个人的不足。

在执行上，则依据每个人的长处，分别负责文字表达，编辑排版，数据处理，草图绘制，

电脑建模等各个部分，并在执行的过程中互相帮助。我们力图获取最优方案的同时保证工

作效率。并且，这个过程，我们互相学习到了队友的长处。

每一步的前进都来之不易。在这个过程中，我们通过争论、查找资料、重新研读课

本……慢慢理清方向，明白每一步的任务和要求。同时，感谢张老师的细心指导和严格要

求，让我们发现自己办事和知识面上的漏洞。

每一次课程设计，都充分体现理论知识的重要性，好的设计是建立在踏实的理论知识

之上的。而且，理论知识必须被理解和消化，才能转化成正确的灵感和创新。在设计过程

中，每一门学科的知识都是交叉、灵活运用的。除了知识，个人的交流、决策、归纳整理

与团队合作等实践能力也非常重要。通过这样的设计实践，能够提升我们的专业能力和个

人综合素质。

体会最深还是设计实践能够让我们发现自身的薄弱点。在查找知识中，我们发现自己

知识面薄弱的地方；在运用与实践的过程中，看到自己的缺点和弱点，明白了今后改进加

强的方向。这些虽然没有包含在最后的结果输出里面，但是对于正在学习和积累的我们来

说，才是最为可贵的，为进一步的自我完善开了一道小门，让我们看到了更好的自己。

三个星期的课程设计很匆忙，有提升和感悟，有遗憾和不足，但都是我们成长的养分。

六．参考文献

[1]张伟社，张涛[M]产品系统设计.陕西科学技术出版社.2006；

[2]王庆五等[M]Pro/E工业设计造型百例，机械工程出版社.2009；

[3]叶宗林编[M]家用电器入门,轻工业出版社.1983；

[4]刘军.如何选购洗衣机[J]中国质量技术监督.2006；