機械原理課程設計--- 攪拌機

1、<p><b>　　機械原理課程設計</b></p><p>　　題目題號：_________攪拌機____________ </p><p>　　學 院： 機電工程學院_______</p><p>　　專業(yè)班級: 機電112班_________</p><p>　　學生姓

2、名： _____________ </p><p>　　指導教師： _______________</p><p>　　2013年6月11日</p><p><b>　　機械電子專業(yè)</b></p><p>　　機械原理課程設計任務書</p><p>　　一．設計題目:

3、 攪拌機</p><p><b>　　給定數(shù)據(jù)及要求</b></p><p>　　機構(gòu)運動簡圖設計數(shù)據(jù)</p><p><b>　　應完成的工作</b></p><p>　　速度、加速度和機構(gòu)受力分析圖一張（畫在A0圖紙上）</p><p><b>　　設

4、計說明書1份</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………………1</p><p>　　第一章 機構(gòu)實體模型…………………………………………………3</p><p>　　第二章 攪拌機的用途和設計要求……………………………………4&l

5、t;/p><p>　　2.1 設計目的…………………………………………………………4</p><p>　　2.2 機構(gòu)用途…………………………………………………………4</p><p>　　2.3 技術方法…………………………………………………………4</p><p>　　第三章 機構(gòu)簡介與設計數(shù)據(jù)…………………………………………5</p&

6、gt;<p>　　3.1機構(gòu)簡介…………………………………………………………5</p><p>　　3.2 機構(gòu)數(shù)據(jù)…………………………………………………………5</p><p>　　第四章 運動設計與運動分析…………………………………………6</p><p>　　4.1 曲柄搖桿機構(gòu)的運動分析………………………………………6</p>&

7、lt;p>　　4.1.1 機構(gòu)運動簡圖………………………………………………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 曲柄搖桿機構(gòu)的動態(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 機構(gòu)的動態(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………………………………………………………………18</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　攪拌機，是一種帶有葉片的軸在圓筒或槽中旋轉(zhuǎn)，將多種原料進行攪拌混合，使之成為一種混合物或適宜稠度的機器。 攪拌機分為好多種，有強制式攪拌機、單臥軸攪拌機、雙臥軸攪拌機等等。注意事項：

10、攪拌機及自動供料機，必須把里面清洗干凈，尤其是冬天，這樣能延長壽命。攪拌機即是混合機，因為混合機的通常作用就是混合攪拌各類干粉砂漿，故俗稱攪拌機</p><p>　　老式攪拌機體積龐大，結(jié)構(gòu)復雜，成本高，效率低。先進的攪拌機技術設備，是降低生產(chǎn)成本，提高成品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，本設計從老式攪拌機出發(fā)，在傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)上都做了很大的改進。該機采用單相電動機做動力源，可在廣大的農(nóng)村使用，不用擔心需要較高的動力電壓的問

11、題。文中教詳細的設計了攪拌機的傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)，并對曲柄搖桿進行了詳細的速度分析和加速度分析。本機在滿足生產(chǎn)需要的同時，改變了以往的復雜設計模式，大大縮短了生產(chǎn)周期，降低了成本價格，提高了效率。</p><p>　　關鍵詞：攪拌機 曲柄搖桿機構(gòu)</p><p>　　第一章 機構(gòu)實體模型</p><p>　　第二章 攪拌機的用途和設計要求</p&

12、gt;<p><b>　　2.1機構(gòu)設計目的</b></p><p>　　改進現(xiàn)有的攪拌機模式，是攪拌機更加容易生產(chǎn)使用；</p><p>　　使機構(gòu)的結(jié)構(gòu)更加簡單，更容易拆卸安裝；</p><p>　　使用簡單，使用者更容易掌握操作流程；</p><p>　　更好的使同學們把所學的東西應用到實際的生活中去

13、。</p><p><b>　　2.2機構(gòu)用途</b></p><p>　　攪拌機是一種對物料進行混合均勻的機器，該機可代替人工在不方便或完成不了時使用，具有生產(chǎn)效率高，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)固可靠，容易操作等特點。</p><p>　　攪拌機是用于對物料進行混合所用。能使物料在進行加熱或在其他行業(yè)中能足夠的進行混合，達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。達到人們滿意的程度。該機構(gòu)也可用在進行農(nóng)藥的混合。</p><p>　　2.3研究的內(nèi)容及擬采取的技術、方法</p><p>　　本課題是對攪拌機的成型機的設計。設計主要針對執(zhí)行機構(gòu)的運動展開。該機構(gòu)應用了機械原理中曲柄搖桿機構(gòu)，我們所研究的畫出該機構(gòu)的運動簡圖并且對連桿機構(gòu)進行運動分析和動態(tài)靜力分析。繪出機構(gòu)上攪拌的運動軌跡，和各個點上的速度與加速度。</p>

15、<p>　　第三章 機構(gòu)簡介與設計數(shù)據(jù)</p><p><b>　　3.1 機構(gòu)簡介</b></p><p>　　攪拌機常應用于化學工業(yè)和食品工業(yè)中對拌料進行攪拌工作，電動機經(jīng)過齒輪減速，通過聯(lián)軸節(jié)（電動機與聯(lián)軸節(jié)圖中未畫）帶動曲柄2順時針旋轉(zhuǎn)，驅(qū)使曲柄搖桿機構(gòu)1-2-3-4運動，同時通過蝸輪蝸桿帶動容器繞垂直軸緩慢旋轉(zhuǎn)。當連桿3運動時，固聯(lián)在其

16、上的拌勺E即沿圖中虛線所示軌跡運動而將容器中的拌料均勻撥動。</p><p>　　工作時，假定拌料對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設計數(shù)據(jù)</b></p><p>　　第四章 運動設計與動力計算</p><p>

19、　　4.曲柄搖桿機構(gòu)的運動分析</p><p>　　4.1.1 做機構(gòu)運動簡圖</p><p>　　選取長度比例尺U=0.005m/mm，按兩個曲柄位置作出機構(gòu)運動簡圖。</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）所對應的曲柄位置1，然后按轉(zhuǎn)向?qū)⑶鷪A周作十二等分，得12個位置。再根據(jù)其他各桿的長度找出連桿上拌勺E的各

20、對應點E1,E2…E12,繪出正點軌跡。按拌勺的運動軌跡的最低點向下量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的軌跡的兩個交點E8’和E11’，其所對應的兩個曲柄位置8’和11’即為拌勺E離開及進入容積時所對應的曲柄位置。如附圖1-3所示。</p><p>　　附圖1-3 拌勺E運動軌跡</p><p>　　做構(gòu)件7位置的運動簡圖： 根據(jù)設計要求，

21、選擇7位置作構(gòu)件的運動簡圖。先對應附圖1-3分別做出在位置7的曲柄AB，然后分別以B為圓心，BC長為半徑和以D為圓心，DC長為半徑畫圓弧，兩圓弧的交點即為C點位置。延長BC畫虛線至E點使BE長為1390mm,即作出了構(gòu)件在位置7的運動簡圖。如附圖1-4所示。</p><p>　　附圖1-4 構(gòu)件在7位置的運動簡圖</p><p>　　4.1.2 速度分析</p><p

22、>　　選取速度比例尺=?? ，用相對運動圖解法求曲柄在與水平重合時即7點時E點的速度。</p><p>　　對于C點 VC = VB + VCB </p><p>　　方向： </p><p>　　大?。?？ √ ？</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>　　對于E點 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>　　對于C點 = + = + + </p><p>　　方向： C→D B

26、→A C→B </p><p>　　大?。?√ ？ √ √ ?</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>　　對于E點

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 曲柄搖桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析</p><p>　　已知： 各構(gòu)件的質(zhì)量G及對重心軸的轉(zhuǎn)動慣量JS（構(gòu)件2的重量和轉(zhuǎn)動慣量濾去不計），阻力線圖(拌勺E所

30、受阻力的方向與E點的速度方向相反)運動分析中所得結(jié)果。</p><p>　　要求： 確定機構(gòu)兩個位置（同運動分析）的各運動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 機構(gòu)的動態(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當構(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然后將運動副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C點取距。</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A點列力矩平衡方程：</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>　　本文通過對老式攪拌機的結(jié)構(gòu)形狀進行分析，針對老式攪拌機的缺點，提出了一種新式的攪拌機，并對新式的攪拌機動力源,傳動系統(tǒng)，執(zhí)行系統(tǒng)進行方案討論，得出最后的總體方案。按總體方案對各種零部件的運動關系進行分析得出攪拌機的整體結(jié)構(gòu)尺寸，再重新調(diào)整整體結(jié)構(gòu)，整理得出最后的設計圖紙和說明書。此次設計攪拌機和老式的攪拌機相比，具有生產(chǎn)效率高，結(jié)構(gòu)簡單，性能更加穩(wěn)定，更容易操作，使用范圍更廣的特點。通過對攪拌機的設計，使我對

41、成型機械的設計方法，步驟有了較深的認識。熟悉了進行設計速度和加速的分析的多種常用方法，并掌握了如何選用標準件，如何使用和查閱手冊，如何繪制曲柄搖桿機械運動簡圖。這次設計貫穿了所學的專業(yè)知識，綜合運用了各科專業(yè)的內(nèi)容。從中使我學習了很多平時在課本中未學到的或者未深入的內(nèi)容。我相信這次設計對以后的工作學習會有很大的幫助。</p><p>　　由于自己所學的知識有限，而機械設計又是一門非常深奧的學科，設計中肯定存在許多

42、的不足和需要改進的地方，希望老師指出，在以后的工作學習中去完善它們。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　【1】孫恒，陳作模。機械原理。六版。北京；高等教育出版社，2001</p><p>　　【2】機械設計手冊編委會，機械設計手冊，新版，北京；機械工業(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，北京；中國大學技術出版社，1999</p><p>　　【4】劉鴻文，材料力學，3版，北京，機械工業(yè)出版社，1992</p><p>　　【5】趙學田，自動機械自學入門，北京，冶金工業(yè)出版社1982</p><p>　　【6】龐啟淮，小功率電動機應用技術手冊，北京；機械工業(yè)出版社，1996</p>&l