機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)--- 攪拌機(jī)

1、<p><b>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題目題號(hào)：_________攪拌機(jī)____________ </p><p>　　學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院_______</p><p>　　專業(yè)班級(jí): 機(jī)電112班_________</p><p>　　學(xué)生姓

2、名： _____________ </p><p>　　指導(dǎo)教師： _______________</p><p>　　2013年6月11日</p><p><b>　　機(jī)械電子專業(yè)</b></p><p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　一．設(shè)計(jì)題目:

3、 攪拌機(jī)</p><p><b>　　給定數(shù)據(jù)及要求</b></p><p>　　機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　應(yīng)完成的工作</b></p><p>　　速度、加速度和機(jī)構(gòu)受力分析圖一張（畫在A0圖紙上）</p><p><b>　　設(shè)

4、計(jì)說明書1份</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………………1</p><p>　　第一章 機(jī)構(gòu)實(shí)體模型…………………………………………………3</p><p>　　第二章 攪拌機(jī)的用途和設(shè)計(jì)要求……………………………………4&l

5、t;/p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)目的…………………………………………………………4</p><p>　　2.2 機(jī)構(gòu)用途…………………………………………………………4</p><p>　　2.3 技術(shù)方法…………………………………………………………4</p><p>　　第三章 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)…………………………………………5</p&

6、gt;<p>　　3.1機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介…………………………………………………………5</p><p>　　3.2 機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)…………………………………………………………5</p><p>　　第四章 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析…………………………………………6</p><p>　　4.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析………………………………………6</p>&

7、lt;p>　　4.1.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖………………………………………………6</p><p>　　4.1.2 速度分析……………………………………………………7</p><p>　　4.1.3 加速度分析…………………………………………………8</p><p>　　4.2 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析…………………………………9 4.2.1 阻力曲線…………

8、…………………………………………9</p><p>　　4.2.2 確定慣性力和慣性力偶鋸…………………………………9</p><p>　　4.2.3 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析………………………………………9</p><p>　　4.2.4 曲柄平衡力矩………………………………………………12</p><p>　　結(jié)論………………………………………

9、…………………17</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………18</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　攪拌機(jī)，是一種帶有葉片的軸在圓筒或槽中旋轉(zhuǎn)，將多種原料進(jìn)行攪拌混合，使之成為一種混合物或適宜稠度的機(jī)器。 攪拌機(jī)分為好多種，有強(qiáng)制式攪拌機(jī)、單臥軸攪拌機(jī)、雙臥軸攪拌機(jī)等等。注意事項(xiàng)：

10、攪拌機(jī)及自動(dòng)供料機(jī)，必須把里面清洗干凈，尤其是冬天，這樣能延長(zhǎng)壽命。攪拌機(jī)即是混合機(jī)，因?yàn)榛旌蠙C(jī)的通常作用就是混合攪拌各類干粉砂漿，故俗稱攪拌機(jī)</p><p>　　老式攪拌機(jī)體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，效率低。先進(jìn)的攪拌機(jī)技術(shù)設(shè)備，是降低生產(chǎn)成本，提高成品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，本設(shè)計(jì)從老式攪拌機(jī)出發(fā)，在傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)上都做了很大的改進(jìn)。該機(jī)采用單相電動(dòng)機(jī)做動(dòng)力源，可在廣大的農(nóng)村使用，不用擔(dān)心需要較高的動(dòng)力電壓的問

11、題。文中教詳細(xì)的設(shè)計(jì)了攪拌機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并對(duì)曲柄搖桿進(jìn)行了詳細(xì)的速度分析和加速度分析。本機(jī)在滿足生產(chǎn)需要的同時(shí)，改變了以往的復(fù)雜設(shè)計(jì)模式，大大縮短了生產(chǎn)周期，降低了成本價(jià)格，提高了效率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：攪拌機(jī) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　第一章 機(jī)構(gòu)實(shí)體模型</p><p>　　第二章 攪拌機(jī)的用途和設(shè)計(jì)要求</p&

12、gt;<p><b>　　2.1機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　改進(jìn)現(xiàn)有的攪拌機(jī)模式，是攪拌機(jī)更加容易生產(chǎn)使用；</p><p>　　使機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，更容易拆卸安裝；</p><p>　　使用簡(jiǎn)單，使用者更容易掌握操作流程；</p><p>　　更好的使同學(xué)們把所學(xué)的東西應(yīng)用到實(shí)際的生活中去

13、。</p><p><b>　　2.2機(jī)構(gòu)用途</b></p><p>　　攪拌機(jī)是一種對(duì)物料進(jìn)行混合均勻的機(jī)器，該機(jī)可代替人工在不方便或完成不了時(shí)使用，具有生產(chǎn)效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)固可靠，容易操作等特點(diǎn)。</p><p>　　攪拌機(jī)是用于對(duì)物料進(jìn)行混合所用。能使物料在進(jìn)行加熱或在其他行業(yè)中能足夠的進(jìn)行混合，達(dá)到兩種或是兩種以上的物質(zhì)在其攪拌下

14、混合的非常均勻。達(dá)到人們滿意的程度。該機(jī)構(gòu)也可用在進(jìn)行農(nóng)藥的混合。</p><p>　　2.3研究的內(nèi)容及擬采取的技術(shù)、方法</p><p>　　本課題是對(duì)攪拌機(jī)的成型機(jī)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)主要針對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)展開。該機(jī)構(gòu)應(yīng)用了機(jī)械原理中曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，我們所研究的畫出該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖并且對(duì)連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)態(tài)靜力分析。繪出機(jī)構(gòu)上攪拌的運(yùn)動(dòng)軌跡，和各個(gè)點(diǎn)上的速度與加速度。</p>

15、<p>　　第三章 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　3.1 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介</b></p><p>　　攪拌機(jī)常應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)和食品工業(yè)中對(duì)拌料進(jìn)行攪拌工作，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過齒輪減速，通過聯(lián)軸節(jié)（電動(dòng)機(jī)與聯(lián)軸節(jié)圖中未畫）帶動(dòng)曲柄2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，驅(qū)使曲柄搖桿機(jī)構(gòu)1-2-3-4運(yùn)動(dòng)，同時(shí)通過蝸輪蝸桿帶動(dòng)容器繞垂直軸緩慢旋轉(zhuǎn)。當(dāng)連桿3運(yùn)動(dòng)時(shí)，固聯(lián)在其

16、上的拌勺E即沿圖中虛線所示軌跡運(yùn)動(dòng)而將容器中的拌料均勻撥動(dòng)。</p><p>　　工作時(shí)，假定拌料對(duì)拌勺的壓力與深度成正比，即產(chǎn)生的阻力按直線變化。

17、

18、 </p><p><b>　　3.2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)</b></p><p>　　第四章 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)與動(dòng)力計(jì)算</p><p>

19、　　4.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析</p><p>　　4.1.1 做機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖</p><p>　　選取長(zhǎng)度比例尺U=0.005m/mm，按兩個(gè)曲柄位置作出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。</p><p>　　曲柄位置圖的做法： 首先，做出搖桿在左極限位置（即AB與BC桿共線時(shí)）所對(duì)應(yīng)的曲柄位置1，然后按轉(zhuǎn)向?qū)⑶鷪A周作十二等分，得12個(gè)位置。再根據(jù)其他各桿的長(zhǎng)度找出連桿上拌勺E的各

20、對(duì)應(yīng)點(diǎn)E1,E2…E12,繪出正點(diǎn)軌跡。按拌勺的運(yùn)動(dòng)軌跡的最低點(diǎn)向下量40mm定出容器地面位置，再根據(jù)容器高度定出容積頂面位置。容積頂面位置與拌勺E的軌跡的兩個(gè)交點(diǎn)E8’和E11’，其所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)曲柄位置8’和11’即為拌勺E離開及進(jìn)入容積時(shí)所對(duì)應(yīng)的曲柄位置。如附圖1-3所示。</p><p>　　附圖1-3 拌勺E運(yùn)動(dòng)軌跡</p><p>　　做構(gòu)件7位置的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，

21、選擇7位置作構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。先對(duì)應(yīng)附圖1-3分別做出在位置7的曲柄AB，然后分別以B為圓心，BC長(zhǎng)為半徑和以D為圓心，DC長(zhǎng)為半徑畫圓弧，兩圓弧的交點(diǎn)即為C點(diǎn)位置。延長(zhǎng)BC畫虛線至E點(diǎn)使BE長(zhǎng)為1390mm,即作出了構(gòu)件在位置7的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。如附圖1-4所示。</p><p>　　附圖1-4 構(gòu)件在7位置的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖</p><p>　　4.1.2 速度分析</p><p

22、>　　選取速度比例尺=?? ，用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求曲柄在與水平重合時(shí)即7點(diǎn)時(shí)E點(diǎn)的速度。</p><p>　　對(duì)于C點(diǎn) VC = VB + VCB </p><p>　　方向： </p><p>　　大小： ？ √ ？</p><p>　　ω2=2πn/60= 6.28rad

23、/s VB=ω2 AB=1.54m/s</p><p>　　VC=pc=0.05×8.4 m/s=0.42m/s</p><p>　　ω4= VC/CD=0.42/0.425=0.988rad/s</p><p>　　VCB=bc=0.05×31.5m/s=1.58m/s </p><p>　　ω3=VCB/B

24、C=1.58/0.590=2.678rad/s</p><p>　　對(duì)于E點(diǎn) VE = VB + VEB </p><p>　　方向： ？ </p><p>　　大小： ？ √ √ </p><p>　　VEB=ω

25、3BE=2.678/1.400=1.913m/s VE=pe=0.05×39.5=1.98m/s</p><p>　　4.1.3加速度分析</p><p>　　選取加速度比例尺為= </p><p>　　對(duì)于C點(diǎn) = + = + + </p><p>　　方向： C→D B

26、→A C→B </p><p>　　大小： √ ？ √ √ ?</p><p>　　=ω42CD=0.9882×0.425=0.415m/s2</p><p>　　=ω22AB=6.282×0.245=9.662m/s2</p><p>　　=ω32BC=2.67

27、82×0.595=4.26m/s2</p><p>　　=p’c’=0.1×192.8=19.28 m/s2</p><p>　　=×116.82mm=11.682m/s2</p><p>　　α3=/BC=11.68/0.595=19.6rad/s2 </p><p>　　對(duì)于E點(diǎn)

28、 =+ + </p><p>　　方向： ？ B→A E→B </p><p>　　大小： ? √ √ √ </p><p>　　=ω22AB=9.662m/s2</p><p>　　=ω32EB=2.6782×1.40=10.04 m/s2<

29、;/p><p>　　=α3EB=19.28×1.40=27.00m/s2</p><p>　　=p’e’=0.1×337.75=33.775m/s2</p><p>　　4.2 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析</p><p>　　已知： 各構(gòu)件的質(zhì)量G及對(duì)重心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JS（構(gòu)件2的重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量濾去不計(jì)），阻力線圖(拌勺E所

30、受阻力的方向與E點(diǎn)的速度方向相反)運(yùn)動(dòng)分析中所得結(jié)果。</p><p>　　要求： 確定機(jī)構(gòu)兩個(gè)位置（同運(yùn)動(dòng)分析）的各運(yùn)動(dòng)副反力及加于曲柄上的平衡力矩。</p><p>　　4.2.1 畫阻力線圖</p><p>　　選取阻力比例尺，畫阻力線圖UQ=25N/mm</p><p>　　4.2.2 確定慣性力PI和慣性力矩MI</p>

31、<p>　　根據(jù)各構(gòu)件重心的加速度及角速度，確定各構(gòu)件的慣性力PI和慣性力矩MI，其合成為一力，求出該力至重心的距離hi.</p><p>　　1, 作用在連桿3上的慣性力和慣性力偶矩由加速度多邊形得：</p><p>　　MI3=JS3·α3=JS3·/BC=20×19.28=385.600N·m</p><p&g

32、t;　　PI3=m3·as3=G3/g··p’s3’=1400/9.8×0.1×210.085=3012.143N</p><p>　　h3= MI3/ PI3=385.600/3012.143=0.128m</p><p>　　2, 作用在連架桿4上的慣性力偶距由加速度多邊形得：</p><p>　　PI4= m4

33、·as4=G4/g··p’s4’=470/9.8×0.1×96.105=460.912N</p><p>　　MI4=JS4·α4=0.63×0.1×192.8/0.426=28.513N·m</p><p>　　h4= MI4 /PI4=28.513/460.912=0.0618m</p>

34、;<p>　　4.2.3 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析</p><p>　　選比例尺=25N/m作圖，先將各構(gòu)件產(chǎn)生的慣性力視為外力加于相應(yīng)當(dāng)構(gòu)件上，并按靜力分析如下圖。先將構(gòu)件3，4上作用的外力G3 ,G4，總慣性力PI3PI4然后將運(yùn)動(dòng)副BD中待求得反力R14,R13分解為沿CD及CB方向的法向分力R14n及R23n垂直CD及CB的切向分力R14t,R23t,再分別就構(gòu)件3,4 對(duì)C點(diǎn)取距。</p&

35、gt;<p>　　則根據(jù)力矩平衡條件得：</p><p>　　4桿： Rt4·LCD+G4·h5+p14·h4=0</p><p>　　Rt4=-(425×27.990+460.912×40.578)/81</p><p>　　=-377.760N</p><p>　　3桿：-R

36、T23·LBC+G3·h2+Q·h1-P13·h3=0</p><p>　　RT23=(1200×19.28+1800×147.466-3012.143×12.800)/115</p><p>　　=2174.081N</p><p>　　在根據(jù)整個(gè)構(gòu)件組3,4的力平衡條件得:</p>

37、<p>　　Rn14+Rt14+Rt23+Rn23+G4+P14+P13+Q+G3=0</p><p>　　如圖可知：R14=·pn=25×377.760=9444.0N</p><p>　　R23=·en=25×295.052=7376.3N</p><p>　　根據(jù)構(gòu)件4的平衡條件</p>&l

38、t;p>　　P14+G4+R34+R14=0’</p><p>　　畫力的多邊形求R34如下圖：</p><p>　　得：R34=·pn=25×377.76=9444.0N</p><p>　　4.2.4 曲柄平衡力矩最后取構(gòu)件2為分離體，對(duì)A點(diǎn)列力矩平衡方程：</p><p><b>　　MA=R32&#

39、183;L</b></p><p>　　=7376.3×4.7375×0.005</p><p>　　=174.736N·m</p><p>　　因此應(yīng)在曲柄上要加的平衡力矩是MA=174.736N·m。如下圖</p><p><b>　　結(jié)論</b></p>

40、;<p>　　本文通過對(duì)老式攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行分析，針對(duì)老式攪拌機(jī)的缺點(diǎn)，提出了一種新式的攪拌機(jī)，并對(duì)新式的攪拌機(jī)動(dòng)力源,傳動(dòng)系統(tǒng)，執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行方案討論，得出最后的總體方案。按總體方案對(duì)各種零部件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系進(jìn)行分析得出攪拌機(jī)的整體結(jié)構(gòu)尺寸，再重新調(diào)整整體結(jié)構(gòu)，整理得出最后的設(shè)計(jì)圖紙和說明書。此次設(shè)計(jì)攪拌機(jī)和老式的攪拌機(jī)相比，具有生產(chǎn)效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能更加穩(wěn)定，更容易操作，使用范圍更廣的特點(diǎn)。通過對(duì)攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)，使我對(duì)

41、成型機(jī)械的設(shè)計(jì)方法，步驟有了較深的認(rèn)識(shí)。熟悉了進(jìn)行設(shè)計(jì)速度和加速的分析的多種常用方法，并掌握了如何選用標(biāo)準(zhǔn)件，如何使用和查閱手冊(cè)，如何繪制曲柄搖桿機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。這次設(shè)計(jì)貫穿了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，綜合運(yùn)用了各科專業(yè)的內(nèi)容。從中使我學(xué)習(xí)了很多平時(shí)在課本中未學(xué)到的或者未深入的內(nèi)容。我相信這次設(shè)計(jì)對(duì)以后的工作學(xué)習(xí)會(huì)有很大的幫助。</p><p>　　由于自己所學(xué)的知識(shí)有限，而機(jī)械設(shè)計(jì)又是一門非常深?yuàn)W的學(xué)科，設(shè)計(jì)中肯定存在許多

42、的不足和需要改進(jìn)的地方，希望老師指出，在以后的工作學(xué)習(xí)中去完善它們。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】孫恒，陳作模。機(jī)械原理。六版。北京；高等教育出版社，2001</p><p>　　【2】機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，新版，北京；機(jī)械工業(yè)出版社2004</p><p>　　【

43、3】林景凡，王世剛，李世恒，互換性與質(zhì)量控制基礎(chǔ)，北京；中國(guó)大學(xué)技術(shù)出版社，1999</p><p>　　【4】劉鴻文，材料力學(xué)，3版，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，1992</p><p>　　【5】趙學(xué)田，自動(dòng)機(jī)械自學(xué)入門，北京，冶金工業(yè)出版社1982</p><p>　　【6】龐啟淮，小功率電動(dòng)機(jī)應(yīng)用技術(shù)手冊(cè)，北京；機(jī)械工業(yè)出版社，1996</p>&l