Sachverhalt:
A.
Mit Beschluss vom 30. Juni 2016 erteilte der Bauausschuss der Stadt Winterthur der Stiftung D._ und der Stiftung E._ die baurechtliche Bewilligung für den Neubau einer Kindertagesstätte und eines Ausstellungsraums anstelle des Waschhauses und der Garage auf den Grundstücken Kat.-Nrn. 1/5675 und 1/3344 an der Sträulistrasse in Winterthur.
Gegen diesen Beschluss erhoben die A._ AG, B._ und C._ am 29. Juli 2016 gemeinsam Rekurs an das Baurekursgericht des Kantons Zürich. Mit Entscheid vom 15. Juni 2017 wies dieses den Rekurs ab.
Am 21. August 2017 reichten die A._ AG, B._ und C._ Beschwerde an das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich ein und beantragten die Aufhebung des angefochtenen Entscheids und des Beschlusses vom 30. Juni 2016. Mit Urteil vom 1. März 2018 wies das Verwaltungsgericht die Beschwerde ab.
B.
Mit Eingabe vom 23. April 2018 führen die A._ AG, B._ und C._ Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten an das Bundesgericht.
Mit Verfügung vom 29. Mai 2018 hat der Präsident der I. öffentlich-rechtlichen Abteilung der Beschwerde aufschiebende Wirkung zuerkannt.
Die Vorinstanz beantragt, die Beschwerde sei abzuweisen, soweit darauf einzutreten sei. Den gleichen Antrag stellen die Beschwerdegegnerinnen. Der Bauausschuss der Stadt Winterthur schliesst auf Abweisung der Beschwerde.
Die Beschwerdeführer halten an ihrem Standpunkt fest.

Erwägungen:
1.
1.1. Dem angefochtenen Urteil der Vorinstanz liegt eine baurechtliche Streitigkeit und damit eine öffentlich-rechtliche Angelegenheit zugrunde. Das Bundesgerichtsgesetz enthält auf dem Gebiet des Raumplanungs- und Baurechts keinen Ausschlussgrund von der Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten (Art. 82 lit. a und Art. 83 BGG). Die Beschwerdeführer sind als Eigentümer nahe gelegener Grundstücke Nachbarn im baurechtlichen Sinn und hatten im vorinstanzlichen Verfahren Parteistellung. Sie sind durch den angefochtenen Entscheid besonders berührt und haben ein schutzwürdiges Interesse an dessen Aufhebung. Sie sind damit zur Beschwerdeführung berechtigt (<ref-law>).
1.2. Mit der Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten kann die Verletzung von Bundesrecht, Völkerrecht und kantonalen verfassungsmässigen Rechten gerügt werden (Art. 95 lit. a, b und c BGG). Die Verletzung des übrigen kantonalen und kommunalen Rechts kann abgesehen von hier nicht relevanten Ausnahmen gemäss Art. 95 lit. c und d BGG vor Bundesgericht nicht gerügt werden; zulässig ist jedoch die Rüge, die Anwendung dieses Rechts führe zu einer Verletzung von Bundesrecht, namentlich des verfassungsmässigen Willkürverbots (<ref-ruling> E. 2 S. 149 f.).
Nach der ständigen Rechtsprechung des Bundesgerichts liegt Willkür in der Rechtsanwendung nicht schon dann vor, wenn eine andere Lösung als die von den kantonalen Behörden gewählte ebenfalls vertretbar erscheint oder sogar vorzuziehen wäre. Das Bundesgericht weicht vom Entscheid der kantonalen Behörde nur dann ab, wenn dieser offensichtlich unhaltbar ist, mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht, eine Norm oder einen unumstrittenen Rechtsgrundsatz krass verletzt oder in stossender Weise dem Gerechtigkeitsgedanken zuwiderläuft (<ref-ruling> E. 2.2.2 S. 318 f. mit Hinweisen).
1.3. Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (<ref-law>), doch prüft es, unter Berücksichtigung der allgemeinen Rüge- und Begründungspflicht (Art. 42 Abs. 1 und 2 BGG), nur die geltend gemachten Vorbringen, falls allfällige weitere rechtliche Mängel nicht geradezu offensichtlich sind (<ref-ruling> E. 1.4.1 S. 254). Hinsichtlich der Verletzung von Grundrechten - einschliesslich Willkür bei der Sachverhaltsfeststellung und bei der Anwendung kantonalen oder kommunalen Rechts - gilt eine qualifizierte Rügepflicht (<ref-law>; vgl. <ref-ruling> E. 1.6 S. 281 f.). Das Bundesgericht prüft nur klar und detailliert erhobene und, soweit möglich, belegte Rügen; auf rein appellatorische Kritik am angefochtenen Entscheid tritt es nicht ein.
2.
Die Vorinstanz geht von folgendem, unbestrittenen Sachverhalt aus:
Die beiden streitbetroffenen Baugrundstücke sind der Quartiererhaltungszone "Geiselweid-Lindstrasse" (dreigeschossiger Bereich) mit Baumschutz gemäss Art. 35 lit. c der Bau- und Zonenordnung der Stadt Winterthur vom 3. Oktober 2000 (BZO/Winterthur) zugeteilt. Das erste, weiter westlich gelegene Grundstück Kat.-Nr. 1/5675 weist die Form eines Rechtecks auf und stösst im Westen an die Sträulistrasse, im Norden an ein befestigtes, aber unüberbautes Grundstück und im Süden an ein mit einer inventarisierten Villa überstelltes Grundstück. Es ist ebenfalls mit einer inventarisierten Villa sowie einem Garagengebäude überbaut. Letzteres steht an der Grenze zum zweiten Baugrundstück Kat.-Nr. 1/3344 und ist mit dem dort befindlichen Waschhaus, welches heute ebenfalls als Garage genutzt wird, zusammengebaut. Das Waschhaus gehörte ursprünglich zur Villa Sträuli (auf dem südlich angrenzenden Grundstück Kat.-Nr. 1/3348 an der Museumsstrasse), einem Denkmalschutzobjekt. Das zweite Baugrundstück stösst im Norden an die St.-Georgenstrasse sowie im Osten getrennt durch einen Weg an weitere mit Denkmalschutzobjekten überstellte Parzellen.
Die Beschwerdegegnerinnen planen den Abbruch sowohl des Garagengebäudes als auch des Waschhauses. An deren Stelle soll ein neues Gebäude errichtet werden, das annähernd die Form eines Kreuzes hat. Während der von Norden nach Süden ausgerichtete Haupttrakt ein Unter- und zwei Vollgeschosse aufweisen soll, sollen daran zwei eingeschossige Seitenflügel angebaut werden. Der westliche Flügel wird dabei rund 1 m weiter nördlich liegen als der östliche. Die Seitenflügel weisen jeweils eine Länge von knapp 13 m sowie eine Breite von rund 6,3 m auf. Der Haupttrakt soll rund 9,3 m breit sowie 21,5 m lang werden. Im östlichen Seitenflügel ist die Einrichtung eines Ateliers sowie eines Lagers vorgesehen. Im übrigen Gebäude soll eine Kindertagesstätte betrieben werden.
3.
Die Beschwerdeführer machen einen Verstoss gegen Art. 29 Abs. 2 und Art. 9 BV geltend (vgl. Beschwerde S. 3 f.).
Die Beschwerdeführer erachten <ref-law> als verletzt, da die Vorinstanz ihrer Begründungspflicht nur ungenügend nachgekommen sei und betreffend des Schutzvertrags zur Villa Sträuli von 1998 relevante Beweise nicht abgenommen habe (nachfolgend E. 4).
Die Beschwerdeführer rügen eine willkürliche Anwendung kantonalen Rechts, konkret von § 203 Abs. 1 lit. c i.V.m. § 238 Abs. 2 des Planungs- und Baugesetzes des Kantons Zürich vom 7. September 1975 (PBG/ZH; LS 700.1; siehe nachfolgend E. 5). Weiter stellen sie sich auf den Standpunkt, die örtliche Baubehörde und die kantonalen Rechtsmittelinstanzen hätten Art. 38 Abs. 2 BZO/Winterthur in willkürlicher Art und Weise angewendet (vgl. nachfolgend E. 6). Schliesslich bringen sie vor, die örtliche Baubehörde und die kantonalen Rechtsmittelinstanzen hätten die Zonenkonformität des Vorhabens unter aktenwidrigen und damit willkürlichen Annahmen bejaht (nachfolgend E. 7).
4.
4.1. Die Vorinstanz hat sich im angefochtenen, 20 Seiten umfassenden Urteil ausführlich zu den Argumenten der Beschwerdeführer geäussert und die wesentlichen Überlegungen genannt, von denen sie sich hat leiten lassen. Damit war eine sachgerechte Anfechtung ihres Entscheids möglich, auch wenn sie nicht jedes einzelne Vorbringen der Beschwerdeführer ausdrücklich widerlegte. Die Rüge der Verletzung der Begründungspflicht erweist sich als unbegründet (vgl. <ref-ruling> E. 9.2 S. 65).
4.2. Keine Verletzung des rechtlichen Gehörs liegt vor, wenn eine Behörde auf die Abnahme beantragter Beweismittel verzichtet, weil sie auf Grund der bereits abgenommenen Beweise ihre Überzeugung gebildet hat und ohne Willkür in vorweggenommener (antizipierter) Beweiswürdigung annehmen kann, dass ihre Überzeugung durch weitere Beweiserhebungen nicht geändert würde (vgl. <ref-ruling> E. 3.3 S. 64).
Im zu beurteilenden Fall konnte die Vorinstanz, ohne hierdurch in Willkür zu verfallen, in zulässiger antizipierter Beweiswürdigung davon absehen, weitere Beweise zum Schutzvertrag zur Villa Sträuli von 1998 einzuholen (vgl. hierzu sogleich E. 5.2).
5.
5.1. § 203 PBG/ZH umschreibt unter dem Titel Natur- und Heimatschutz Schutzobjekte und Inventare; nach Abs. 1 lit. c der Bestimmung gelten insbesondere Ortskerne, Quartiere und Gebäude unter bestimmten Voraussetzungen als Schutzobjekte.
Gemäss § 238 PBG/ZH sind Bauten, Anlagen und Umschwung für sich und in ihrem Zusammenhang mit der baulichen und landschaftlichen Umgebung im Ganzen und in ihren einzelnen Teilen so zu gestalten, dass eine befriedigende Gesamtwirkung erreicht wird (Abs. 1). Auf Objekte des Natur- und Heimatschutzes (vgl. § 203 PBG/ZH) ist besondere Rücksicht zu nehmen (Abs. 2).
§ 238 PBG/ZH stellt eine positive ästhetische Generalklausel dar. Sie verbietet nicht bloss eine Verunstaltung, sondern verlangt eine positive Gestaltung. Die Beurteilung, ob mit einem Bauvorhaben eine befriedigende Gesamtwirkung erreicht wird, erfolgt nicht nach subjektivem Empfinden, sondern nach objektiven Massstäben und mit nachvollziehbarer Begründung; dabei ist eine umfassende Würdigung aller massgeblichen Gesichtspunkte vorzunehmen. Das kantonale Baurekursgericht darf den Einordnungsentscheid der kommunalen Baubehörde nur aufheben, wenn diese bei der Anwendung von § 238 PBG/ZH ihren durch die Gemeindeautonomie gewährleisteten Beurteilungs- und Ermessensspielraum überschritten hat. Dies trifft nicht nur zu, wenn ihr Einordnungsentscheid sachlich nicht mehr vertretbar und damit willkürlich ist. Da die kommunale Behörde ihr Ermessen pflichtgemäss ausüben muss, hat sie dabei vom Sinn und Zweck der anzuwendenden Regelung auszugehen und neben dem Willkürverbot auch das Rechtsgleichheitsgebot, das Verhältnismässigkeitsprinzip und das übergeordnete Gesetzesrecht zu beachten, was die kantonalen Justizbehörden frei überprüfen können (vgl. eingehend zum Ganzen: Urteil 1C_358/2017 vom 5. September 2018 E. 3.6, zur Publikation vorgesehen).
5.2. Die Vorinstanz hat vorab festgehalten, das zu beurteilende Bauprojekt stehe nicht im Widerspruch zum Schutzvertrag zur Villa Sträuli von 1998. Der Wortlaut des Schutzvertrags lasse nicht nur einen Anbau, sondern auch weitere Bauvorhaben zu ("Verkleinerung des Hofraums bei einem reduzierten, eingeschossigen Bauvolumen"; "weitere Überbauung"). Der geplante Gebäudetrakt auf Kat.-Nr. 1/3344 sei - wie im Schutzvertrag vorgesehen - eingeschossig geplant. Der Grundgedanke des Schutzvertrags, nämlich die Erhaltung der Villa in ihrer Struktur und ihrem Charakter, werde respektiert und der östliche Hofraum mit dem bestehenden Walnussbaum bleibe frei.
Entgegen der Behauptung der Beschwerdeführer ist die Annahme der Vorinstanz, der Schutzvertrag zur Villa Sträuli von 1998 lasse nicht einzig einen Anbau, sondern auch weitere Bauvorhaben zu, keineswegs willkürlich. Vielmehr lässt sich diese Auffassung, wie von der Vorinstanz aufgezeigt, auf den Wortlaut stützen. Die vorinstanzliche Auslegung des Schutzvertrags erweist sich damit als vertretbar.
5.3. Die Vorinstanz hat weiter erwogen, das Baurekursgericht habe in Übereinstimmung mit dem Bauausschuss der Stadt Winterthur zusammenfassend gefolgert, das Bauvorhaben ordne sich bereits aufgrund seiner deutlich geringeren Höhe und seiner überwiegenden Eingeschossigkeit mit pavillonartigem Charakter den umliegenden stattlichen Villen unter. Die Gliederung des Baukörpers in drei Trakte und verschiedene Ebenen führe dazu, dass das Volumen nicht in seiner Gesamtheit erfasst werde. Mit der zurückhaltenden, aber dennoch eigenständigen Gestaltung trete das Gebäude nicht in Konkurrenz zu den Denkmalschutzobjekten, sondern füge sich in die Bebauungs- und Gartenstruktur ein.
Diese Ausführungen des Baurekursgerichts - so hat die Vorinstanz geschlossen - seien rechtmässig. Ein Blick auf den Baueingabeplan "Situation" und auf die Fotografien des Augenscheins vor dem Baurekursgericht zeige, dass die geplante Baute am Ort des Garagengebäudes auf Kat.-Nr. 1/5675 und des Waschhauses auf Kat.-Nr. 1/3344 zu stehen komme. Der zweigeschossige Haupttrakt und die eingeschossigen Nebentrakte würden einen Teil der Hofräume in Anspruch nehmen. Die bestehende Grünfläche werde zwar um Einiges, jedoch nicht übermässig verkleinert. Auch wenn die geplante Baute deutlich grösser als das Garagengebäude und das Waschhaus sei, werde die Massigkeit des Gebäudekörpers durch die vorgesehene Gliederung und vorherrschende Eingeschossigkeit minimiert; die geplante Baute ordne sich den angrenzenden, deutlich höheren Villen unter. Die geltend gemachten Abstandsunterschreitungen seien in gestalterischer Hinsicht deshalb nicht problematisch, weil sie sich lediglich an zwei Ecken des Gebäudes in untergeordneter Weise äusserten. Zusammenfassend seien § 238 Abs. 1 und 2 PBG/ZH nicht verletzt.
5.4. Mit ihren Ausführungen legen die Beschwerdeführer nicht substanziiert dar, inwiefern § 238 Abs. 2 PBG/ZH willkürlich angewendet worden sein soll. Dies ist auch nicht ersichtlich. Vielmehr haben sich die Vorinstanzen sehr eingehend mit der Gestaltung des Bauvorhabens befasst und nachvollziehbar gefolgert, mit diesem werde eine befriedigende Gesamtwirkung erreicht.
6.
6.1. Gemäss Art. 34 Abs. 1 BZO/Winterthur sind Quartiererhaltungszonen Strukturerhaltungszonen, nicht Schutzzonen. Sie bezwecken die Erhaltung und massvolle Entwicklung in sich geschlossener Ortsteile mit hoher Gartenstadt- und Siedlungsqualität, die in ihrer Nutzungsstruktur sowie in ihrer baulichen Gliederung und Qualität erhalten werden sollen. Nach Art. 34 Abs. 2 BZO/Winterthur ist im Rahmen der Siedlungsstruktur der Erhaltung von quartierbestimmenden Grünräumen besondere Beachtung zu schenken. Der Gebietscharakter der hier betroffenen Quartiererhaltungszone Geiselweid-Lindstrasse wird in Art. 35 lit. c BZO/Winterthur wie folgt umschrieben: Neben herrschaftlichen Villen mit Haupt- und Nebengebäuden stehen mehrheitlich zweigeschossige, grosszügig angelegte Einfamilienhäuser. Repräsentierende Solitärbauten sind von bedeutender Gartenarchitektur umgeben. Die Strassenräume werden durch Sockelmauern mit Zäunen oder Hecken gefasst. Der hohe Frei- und Grünraumanteil ist für den Gesamteindruck des Quartieres bestimmend. Gemäss Art. 38 Abs. 2 BZO/Winterthur richtet sich das zulässige Bauvolumen nach dem Bestand auf der betroffenen Parzelle. Das zulässige Bauvolumen kann gemäss Art. 38 Abs. 3 BZO/Winterthur in begründeten Fällen bis auf das orts- und quartierübliche Mass erhöht werden, wenn dadurch insgesamt eine bessere Gestaltung und Einordnung erreicht und die Gartenstadtqualität gestärkt wird.
6.2. Die Vorinstanz hat erwogen, der geplante Neubau werde, wie dargelegt, zwar eine deutlich grössere Fläche belegen als die bisherige Garage und das bisherige Waschhaus. Die Vorschriften der BZO/Winterthur würden dies aber gerade nicht ausschliessen. Vielmehr solle gemäss Art. 34 Abs. 1 BZO/Winterthur eine massvolle bauliche Entwicklung möglich sein.
Das geplante Gebäude könne als Teil einer solch massvollen baulichen Entwicklung verstanden werden. Durch die pavillonartige, vornehmlich eingeschossige Form werde der Neubau zudem nicht als überdimensioniert wahrgenommen. Der Neubau sei kaum höher als der First des Waschhauses. Die eingeschossigen Nebentrakte erreichten etwa das mittlere Erdgeschossniveau der benachbarten Hauptbauten. Es handle sich um ein untergeordnetes Gebäude, wobei der im Zusammenhang mit dem Schutzvertrag zur Villa Sträuli von 1998 erwähnte nördliche Raum um den geschützten Nussbaum zu einem eigentlichen Hof gestaltet werde. Die Gartenstadtqualität werde durch das Bauvorhaben ebenfalls nicht infrage gestellt, da der bisher vernachlässigte nördliche Gartenteil der Villa Sträuli aufgewertet werde.
Eine Verletzung der Art. 34 und Art. 38 Abs. 2 der BZO/Winterthur sei somit nicht ersichtlich.
6.3. Die Beschwerdeführer verstehen Art. 38 Abs. 2 BZO/Winterthur in dem Sinne, dass ein an Stelle eines bisherigen Gebäudes zu realisierender (Ersatz-) Neubau maximal das Volumen des bisherigen Gebäudes erreichen darf.
Diese Auslegung ergibt sich indes nicht aus dem Wortlaut der Bestimmung ("richtet sich nach dem Bestand"). Wie von der Vorinstanz unter Hinweis auf Art. 34 Abs. 1 BZO/Winterthur festgehalten, sind Quartiererhaltungszonen Strukturerhaltungszonen und nicht Schutzzonen; eine massvolle Entwicklung wird ausdrücklich als zulässig erklärt. Wenn die Vorinstanz geschlossen hat, das zu beurteilende Bauprojekt könne als Ausdruck einer solchen massvollen baulichen Entwicklung verstanden werden, ist sie nicht in Willkür verfallen. Die Beschwerdeführer bringen in ihrer Beschwerde nichts vor, was diese Beurteilung in Frage stellen würde.
7.
7.1. Ob ein Bauvorhaben innerhalb der Bauzone zonenkonform ist oder ausnahmsweise bewilligt werden kann, beurteilt sich nach selbstständigem kantonalem bzw. kommunalem Recht und damit unter dem Gesichtswinkel der Willkür (Urteil 1C_521/2015 vom 9. August 2016 E. 4.4).
7.2. Die Vorinstanz hat unter Bezugnahme auf die bundesgerichtliche Rechtsprechung (Urteile 1C_521/2015 vom 9. August 2016 E. 4.5; 1C_207/2012 vom 15. März 2013 E. 2.3, in: ZBl 115/2014 S. 331; 1C_148/2010 vom 6. September 2010 E. 2.2.3, in: ZBl 112/2011 S. 489) eingehend begründet, weshalb die vorliegend geplante Kindertagesstätte mit einer Belegung von maximal 22 Kindern in der Quartiererhaltungszone, in welcher Wohnen und nicht störendes Gewerbe zulässig sind, als zonenkonform einzustufen ist.
Diese Beurteilung wird von den Beschwerdeführern nicht bestritten. Sie anerkennen im bundesgerichtlichen Verfahren die Zonenkonformität der geplanten Kindertagesstätte ausdrücklich an. Damit erübrigen sich weitere Ausführungen hierzu.
7.3. Die Beschwerdeführer erachten hingegen den Ausstellungsraum mit einer Belegung von maximal 50 Personen als nicht zonenkonform. Sie kritisieren, dass die Vorinstanzen keine Gesamtbetrachtung unter Einbezug des Gastronomieangebots der benachbarten Villa Sträuli vorgenommen haben.
Die Vorinstanz hat ausgeführt, der geplante Ausstellungsraum sei für sich allein auf seine Übereinstimmung mit den Bauvorschriften bzw. auf seine Zonenkonformität hin zu überprüfen. Der Ausstellungsraum bilde mit der Villa Sträuli keine bauliche Einheit. Es seien auch keine Infrastrukturen geplant, wie sie für einen Gastronomiebetrieb nötig wären. Das aktuell existierende, seit Jahren bewilligte Veranstaltungsangebot der Villa Sträuli, welches ein von 11.30 bis 14.00 Uhr geöffnetes Mittagsbistro sowie Veranstaltungssalons und Ateliers für Kulturschaffende umfasse, bilde nicht Verfahrensgegenstand. Ein Ausstellungsraum mit einer maximalen Belegung von 50 Personen sei in einer Zone, welche nicht störendes Gewerbe unbeschränkt zulasse, zweifellos als quartierüblich und zonenkonform zu qualifizieren. Beim Betrieb eines Ausstellungsraums müsse im Übrigen nicht bereits von vornherein mit übermässigem Lärm gerechnet werden, weshalb insoweit keine Auflagen für die Baubewilligung erforderlich seien. Die geltenden polizeilichen Bestimmungen bezüglich Nachtruhezeiten sollten ausreichen, um übermässigen Lärm zu verhindern.
7.4. Die Beschwerdeführer behaupten zwar pauschal, die Erwägungen der Vorinstanz seien aktenwidrig und geradezu abwegig, zeigen in ihrer Beschwerdebegründung aber nicht auf, inwiefern dies der Fall sein soll. Angesichts des fehlenden Gastronomieangebots und der fehlenden Infrastruktur im Ausstellungsraum ist es ohne Weiteres haltbar, dass die Vorinstanz keine Gesamtbetrachtung vorgenommen hat, bilden doch der Ausstellungsraum und die Villa Sträuli weder baulich noch funktional eine Einheit. Der Besuch einer Ausstellung ist nach allgemeiner Lebenserfahrung nicht mit grösseren Immissionen verbunden, was umso mehr gilt, als den Besuchern bei der Villa Sträuli und auf den Baugrundstücken keine Besucherparkplätze zur Verfügung gestellt werden. Der Schluss auf die Zonenkonformität des Ausstellungsraums verletzt nach dem Gesagten kein Bundesrecht. Ebenso wenig legen die Beschwerdeführer nachvollziehbar dar, weshalb für den Ausstellungsraum zwingend vorgängig ein Lärmgutachten mit Lärmprognose erstellt werden müsste.
8.
Die Beschwerde ist abzuweisen, soweit darauf eingetreten werden kann. Die Gerichtskosten sind den unterliegenden Beschwerdeführern aufzuerlegen (Art. 66 Abs. 1 und 5 BGG). Diese haben die Beschwerdegegnerinnen angemessen zu entschädigen (Art. 68 Abs. 1, 2 und 4 BGG). Die kommunalen und kantonalen Behörden haben keinen Anspruch auf eine Entschädigung (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2.
Die Gerichtskosten von Fr. 4'000.-- werden den Beschwerdeführern auferlegt.
3.
Die Beschwerdeführer haben die Beschwerdegegnerinnen für das bundesgerichtliche Verfahren mit insgesamt Fr. 3'000.-- zu entschädigen.
4.
Dieses Urteil wird den Parteien, dem Bauausschuss der Stadt Winterthur und dem Verwaltungsgericht des Kantons Zürich, 1. Abteilung, 1. Kammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 7. Februar 2019
Im Namen der I. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Chaix
Der Gerichtsschreiber: Stohner