機械原理課程設計-攪拌機

1、湖 南 科 技 大 學機械原理課程設計題目題號：攪拌機學 院：機電工程學院專業(yè)班級：機三學生姓名：劉丁丁2013-6-7一 設計題目：設計一用單相電動機作動力源的攪拌機給定數(shù)據(jù)要求I(1)機構運動簡圖設計數(shù)據(jù)設計內容連桿機構的運動分析符號n2LabLbcLcdLdeDOAO單位/mi nmmmmmmmmmmmm數(shù)據(jù)812385954101350520410(2)機構動態(tài)靜力分析設計數(shù)據(jù)連桿機構的動態(tài)靜力分析符號S3S4Js3Js4G3G4單位位于位于kg -m2kk -m2NN數(shù)據(jù)BECD190.51100420中點1八、中點1八、二應完成的工作1速度、加速度和機構受力分析圖 2設計說明書1份

2、。目 錄摘要5第一章攪拌機多用途和設計要求72.1機械簡介72.2機構用途72.3技術方法7第二章機構簡介與設計83.1機構簡介83.2機構簡圖83.3設計數(shù)據(jù)93.4速度、加速度析10第三章靜力分析12結論17心得體會18致謝19參考文獻20摘要老式攪拌機體積龐大，結構復雜，成本高，效率低。先進的攪 拌技術設備，是降低生產(chǎn)成本，提高成品質量做了很大的改進。 該機采用單相電動機做動力源，可在光大的農(nóng)村使用，不用擔 心需要較高的的動力電壓的問題。文中較詳細的介紹了攪拌機 的傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構，并對曲柄搖桿進行了詳細的速度和加 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

3、短了生產(chǎn)周期， 降低了成本價格，提高了效率。第一章 攪拌機的用途和設計要求2.1機構設計目的1）改進現(xiàn)有的攪拌機模式，使攪拌機更加容易生產(chǎn)使用；2）使機構的結構更加簡單，更容易拆卸安裝；3）使用簡單，使用者更容易掌握操作流程；4）更好的使同學把所學的東西應用到實際的生活中去。2.2機構用途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，結構簡單，穩(wěn)定可靠，容易操作等特點。攪拌機是用于對物料進行混合所用。它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，達到兩種或兩種以上的物料在攪拌下混合的非常均 勻。達到人們滿意的程度。該機構也可用在進行農(nóng)藥

4、的混合 。2.3課題研究的內容及擬采取的技術、方法本課題是對攪拌機的成型機的設計。設計主要針對執(zhí)行機構的運動展開 該機構應用了機械原理中的曲柄搖桿機構，我們所要研究的畫出該機構的運 動簡圖并且對連桿機構進行運動分析和動態(tài)靜力分析。繪出機構上拌勺的運 動軌跡，和各個點上的速度與加速度。第二章機構簡介與設計3.1機構簡介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 如圖所示，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）帶動曲柄順時針旋轉，驅使曲柄搖桿機構運動，同時通過 蝸輪蝸桿帶動容器繞垂直軸緩慢旋轉。當連桿運動時，固聯(lián)在其上 的拌勺即沿圖中虛線所示軌跡運動而將容器中的拌料均

5、勻撥動。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，如圖所示。3.2攪拌機機構簡圖3.3設計數(shù)據(jù)設計內容連桿機構的運動分析符號n2LabLbcLcd單位r/minmmmmmm數(shù)據(jù)81238595410連桿機構的動態(tài)靜力分析符號Js3Js4QG4單位kg -m2kk -m2NN數(shù)據(jù)110.511004203.4做構件處于位置3的速度多邊形和加速度多邊形1速度分析32=2 n n/60=2 n/60=8.41rad/sVb= 32Lab= 8.41 E.240=2.08m/sVc =Vb + Vcb大?。?？3 2X LAB ?方向：C丄D A丄B B丄C32和選取速度比

6、例尺a v=0.05m/s/mm做速度多邊形求出33,再用速度影像求出E3點的速度。3 c=Vc/Lcd 二 a v pc/LcD=0.05X 28.3/0.410=3.45rad/s33 =Vcb/Lbc= a v bc/LBC=0.05X 10.8/0.5=1.08rad/sVEf= a v pe=0.05 x 24.5=1.23m/s2加速度分析ac=act+acn=aB+acBt +acBn大?。??coc2_ CD322LAB?GJ32LBC方向：C丄DC DBAC B丄 CBacBn= 332Lbc = 0.94892X 0.5 = O.45m/s2aB = W22L ab = 8

7、.412X 0.240 = 16.97 m/S2acn二 woNcd =3.3872X 0.460 = 5.28 m/S2選比例尺口 a=0.25 m/s2/mm作圖，并用加速度影像求Ef點的加速度aEf=卩 a p''0.25X 71.42=17.86 m/S2第三章靜力分析4.1曲柄搖桿機構的動態(tài)靜力分析已知： 各構件的重量G及對重心軸的轉動慣量Js（ 構件2的重量和轉動慣量濾去不計），阻力線圖（拌勺E所受阻力的方向與E點的速度方向相反）運動分析中 所得結果。要求：確定機構兩個位置（同運動分析）的各運動副反力及加于曲柄上的平衡力矩。以上內容作在運動分析的同一張在紙 上。4.

8、2畫阻力線圖1.選取阻力比例尺，畫阻力線圖卩Q=25N/mm見1號圖紙2.確定慣性力R和慣性力矩M根據(jù)各構件重心的加速度及角速度，確定各構件的慣性力R和慣性偶矩M其合成一力，求出該力至重 心的距離hilEf點：作用在連桿3上的慣性力及慣性力偶矩由加速度多邊形得：T''Ml=Js3 a3=Js3 acb /L c=Js3 "a，nb c /L cb=17 X 0.25 X 39.34/0.5=334.39N M P13 二m3 as3二G/g a a p S3=(1100/9.81) 0.25 41.352=1159.21Nh3二Mb/P3=334.39/1159.21

9、=0.288m桿2作用在連架桿4上的慣性力偶矩由加速度多邊形得:PI4=m4- as4=G4/g a a p s4=410/9.81 X 0.25 X 20.220=203.317Ml 二 Js4 a4=J S4 acb /L cd=Js4 a a nc /L cd=0.5 X 35.515 X 0.25/0.5=8.88N MH4=A/Pi4=13.53/203.317=0.067m4.3機構的動態(tài)靜力分析選比例尺卩仁0.005/mm作圖，見1號圖紙3-4組示力體。先將各構件產(chǎn)生的慣性力視為外力加于相應構件上，并按靜力分析 見1號圖紙。先將機構3,4上作用的外G3 G4,總慣性力Pi3、Pi

10、4，然后將運 動副B、D中帶求的反力分解為沿CD和CB方向的法向分力及垂直 CD及CB的切向分力，再分別就構件3、4對C點取矩，則根據(jù)力矩平衡條件得Ef點:3 桿：R23 Lbc- Ghi- Pi3h3+QLf=0于是 R3T=314.41N4 桿：R23Lcd- Ghi- P$ h4=0于是 R4T=172.32N再根據(jù)整個構件組3、4的力平衡條件得：C+R14 +R4 +G+P$+R23+G+Pi3=0選取比例尺卩p=10N/mn用作圖法作圖見1號圖紙Ef 點：Ri4= g, p x ig =2631NRh二 g pX eg=357N最后取構件2為分離體，對A點列力矩平衡方程Ef 點：M=

11、Rb x L Xg 1即：根據(jù)構件4的平衡條件PI4 +G+R4+R4=0畫力的多邊形求甩得：甩二 g pX da=2120N（E點）4.4曲柄平衡方程l=0.01998mM平二甩 x 結論本文通過對老式攪拌機的結構形狀進行分析，針對老式攪拌機 的缺點，提出了一種新式的攪拌機，并對新式攪拌機的動力源、傳 動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)進行了方案討論，得出了最后的總體方案。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構 尺寸，再重新調整整體結構，整理得出最后的設計圖紙和說明書。 此次設計的攪拌機和老式的攪拌機相比， 具有生產(chǎn)效率高，結構簡 單，性能更穩(wěn)定，更容易操作，適用范圍更廣的特點。通過對

12、攪拌 機的設計，使我對成型機械的設計方法、步驟有了較深的認識。熟 悉了進行速度和加速度分析的多種常用方法，并掌握了如何選用標 準件，如何查閱和使用手冊，如何繪制曲柄搖桿機械運動簡圖。 這 次設計貫穿了函授所學的專業(yè)知識，綜合運用了各學科專業(yè)的內 容。我相信這次設計對以后的工作學習都會有很大的幫助。心得體會課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解 決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學生實際工作能力的具 體訓練和考察過程，必須要自己思考，自己動手實踐，才能提升自 己觀察、分析和解決問題的實際工作能力。通過這次課程設計，我拓寬了知識面，鍛煉了能力，綜合素質 得到較大提高。對我們

13、機械專業(yè)的本科生來說，實際能力的培養(yǎng)至關重要，而 這種實際能力的培養(yǎng)單靠課堂教學是遠遠不夠的， 必須從課堂走向 實踐。通過課程設計，讓我們找出自身狀況與實際需要的差距， 并在 以后的學習期間及時補充相關知識，為求職與正式工作做好充分的 知識、能力準備，從而縮短從校園走向社會的心理轉型期。 在這課 程設計之后，我們普遍感到不僅實際動手能力有所提高， 更重要的 是通過對機械設計流程的了解，進一步激發(fā)了我們對專業(yè)知識的興 趣，并能夠結合實際存在的問題在專業(yè)領域內進行更深入的學習。由于水平和所學知識有限，而機械設計又是一門非常深奧的學 科，設計中有許多不足和需要改進的地方， 希望老師指出，我們必 定再接再厲，努力完善。參考文獻1. 機械原理課程設計手冊鄒慧君主編，高等教育出版社，19982. 機械原理課程設計曲繼方主編，機械工業(yè)出版社3. 機械原理 >>黃茂林，秦偉主編.北京：機械工業(yè)出版社