機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)攪拌機(jī)

1、齊齊哈爾大學(xué)普通高等教育 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目題號(hào)：_攪拌機(jī)_ 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院_專業(yè)班級(jí): 機(jī)電112班_ 學(xué)生姓名：曹冬冬_ 指導(dǎo)教師： 包麗_2013年6月11日 成 績(jī)： 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)閱表題目評(píng)分項(xiàng)目分值評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)等級(jí)得分A級(jí)（系數(shù)1.0）C級(jí)（系數(shù)為0.6）選題合理性題目新穎性20課題符合本專業(yè)的培養(yǎng)要求，新穎，有創(chuàng)新基本符合，新穎性一般內(nèi)容和方案技術(shù)先進(jìn)行20設(shè)計(jì)內(nèi)容符合本學(xué)科理論與時(shí)間發(fā)展趨勢(shì)，科學(xué)性強(qiáng)。方案確定合理，技術(shù)方法正確有一定的科學(xué)性，方案和技術(shù)一般文字與圖紙質(zhì)量30設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)結(jié)構(gòu)完整，層次清楚，語(yǔ)言流暢。設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量高，錯(cuò)誤較少設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)結(jié)構(gòu)一般，層

2、次較清楚，無(wú)重大語(yǔ)法錯(cuò)誤。圖紙質(zhì)量一般，有較多錯(cuò)誤獨(dú)立工作及創(chuàng)造性10完全獨(dú)立工作，有一定創(chuàng)造性獨(dú)立工作及創(chuàng)作型一般工作態(tài)度10遵守紀(jì)律，工作認(rèn)真，勤奮好學(xué)工作態(tài)度一般答辯情況10介紹，發(fā)言準(zhǔn)確，清晰，回答問(wèn)題正確介紹，發(fā)言一般，回答問(wèn)題有較多錯(cuò)誤評(píng)價(jià)總分總體評(píng)價(jià)注：1.評(píng)價(jià)等級(jí)分為四級(jí)，低于A高于C為B,低于C為D.2.每項(xiàng)得分=分值x等級(jí)系數(shù)（等級(jí)系數(shù)：A為1.0,B為0.8，C為為0.4)3：總體評(píng)價(jià)欄填寫(xiě)“優(yōu)”“良”“中”“及格”“不及格”之一齊齊哈爾大學(xué)機(jī)械電子專業(yè)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一設(shè)計(jì)題目:攪拌機(jī)給定數(shù)據(jù)及要求機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)方案連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析及

3、飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定xylABlBClCDlBES3S4n2G3G4Js3Js4QmaxQminMmr/minNKg.m2N15404252455954251400601300470200.725006300.04二 應(yīng)完成的工作1 速度、加速度和機(jī)構(gòu)受力分析圖一張（畫(huà)在A0圖紙上）2 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份學(xué)生姓名：曹冬冬班級(jí)：機(jī)電112學(xué)號(hào)：2011113040指導(dǎo)教師：包麗目錄摘要1第一章機(jī)構(gòu)實(shí)體模型3第二章攪拌機(jī)的用途和設(shè)計(jì)要求42.1 設(shè)計(jì)目的4 2.2 機(jī)構(gòu)用途4 2.3 技術(shù)方法4第三章機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)53.1機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介5 3.2 機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)5第四章運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析6 4.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

4、的運(yùn)動(dòng)分析64.1.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖6 4.1.2 速度分析7 4.1.3 加速度分析84.2 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9 4.2.2 確定慣性力和慣性力偶鋸9 4.2.3 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析9 4.2.4 曲柄平衡力矩12結(jié)論17參考文獻(xiàn)18摘要 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)：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

5、機(jī) 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(wèn)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。關(guān)鍵詞：攪拌機(jī) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)第一章機(jī)構(gòu)實(shí)體模型第二章攪拌機(jī)的用途和設(shè)計(jì)要求2.1機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)目的1. 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；2.

6、 使機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，更容易拆卸安裝；3. 使用簡(jiǎn)單，使用者更容易掌握操作流程；4. 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。2.2機(jī)構(gòu)用途攪拌機(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)。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。2.3研究的內(nèi)容及擬采取的技術(shù)、方法本課題是對(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(kāi)。該機(jī)構(gòu)應(yīng)用了機(jī)械原理中曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，

7、我們所研究的畫(huà)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。第三章機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)3.1 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介攪拌機(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(guò)齒輪減速，通過(guò)聯(lián)軸節(jié)（電動(dòng)機(jī)與聯(lián)軸節(jié)圖中未畫(huà)）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(guò)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)。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。3.2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)方案連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析及飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的

8、確定xylABlBClCDlBES3S4n2G3G4Js3Js4QmaxQminMmr/minNKg.m2N15404252455954251400601300470200.725006300.04第四章運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)與動(dòng)力計(jì)算4.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析做機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖選取長(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。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的各對(duì)應(yīng)點(diǎn)E1,E2E12,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，

9、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(kāi)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。附圖1-3 拌勺E運(yùn)動(dòng)軌跡做構(gòu)件7位置的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，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(huà)圓弧，兩圓弧的交點(diǎn)即為C點(diǎn)位置。延長(zhǎng)BC畫(huà)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。附圖1-4 構(gòu)件在7位置的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖4.1.2 速度分析選取速度比例尺= ，用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求曲柄在與水平

10、重合時(shí)即7點(diǎn)時(shí)E點(diǎn)的速度。對(duì)于C點(diǎn) VC = VB + VCB方向：大小： ？ ？2=2n/60= 6.28rad/s VB=2AB=1.54m/sVC=pc=0.05×8.4m/s=0.42m/s4= VC/CD=0.42/0.425=0.988rad/sVCB=bc=0.05×31.5m/s=1.58m/s 3=VCB/BC=1.58/0.590=2.678rad/s對(duì)于E點(diǎn)VE = VB + VEB方向： ？ 大?。?？ VEB=3BE=2.678/1.400=1.913m/s VE=pe=0.05×39.5=1.98m/s加速度分析選取加速度比例尺為=對(duì)于

11、C點(diǎn) = + = + + 方向： CD BA CB 大?。?？ ?=42CD=0.9882×0.425=0.415m/s2=22AB=6.282×0.245=9.662m/s2=32BC=2.6782×0.595=4.26m/s2=pc=0.1×192.8=19.28 m/s2=×116.82mm=11.682m/s23=/BC=11.68/0.595=19.6rad/s2對(duì)于E點(diǎn) =+ + 方向： ？BA EB 大?。?? =22AB=9.662m/s2=32EB=2.6782×1.40=10.04 m/s2=3EB=19.28&#

12、215;1.40=27.00m/s2=pe=0.1×337.75=33.775m/s24.2 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析已知：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。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。4.2.1 畫(huà)阻力線圖選取阻力比例尺，畫(huà)阻力線圖UQ=25N/mm 4.2.2 確定慣性力PI和慣性力矩MI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.1, 作用在連桿3上的慣性

13、力和慣性力偶矩由加速度多邊形得：MI3=JS3·3=JS3·/BC=20×19.28=385.600N·mPI3=m3·as3=G3/g··ps3=1400/9.8×0.1×210.085=3012.143Nh3= MI3/ PI3=385.600/3012.143=0.128m2, 作用在連架桿4上的慣性力偶距由加速度多邊形得：PI4= m4·as4=G4/g··ps4=470/9.8×0.1×96.105=460.912NMI4=JS4·4=

14、0.63×0.1×192.8/0.426=28.513N·mh4= MI4 /PI4=28.513/460.912=0.0618m4.2.3 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析選比例尺=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。則根據(jù)力矩平衡條件得：4桿：Rt4·LCD+G4·h5+p14

15、83;h4=0 Rt4=-(425×27.990+460.912×40.578)/81 =-377.760N3桿：-RT23·LBC+G3·h2+Q·h1-P13·h3=0 RT23=(1200×19.28+1800×147.466-3012.143×12.800)/115 =2174.081N在根據(jù)整個(gè)構(gòu)件組3,4的力平衡條件得:Rn14+Rt14+Rt23+Rn23+G4+P14+P13+Q+G3=0如圖可知：R14=·pn=25×377.760=9444.0N R23=·

16、;en=25×295.052=7376.3N根據(jù)構(gòu)件4的平衡條件 P14+G4+R34+R14=0畫(huà)力的多邊形求R34如下圖：得：R34=·pn=25×377.76=9444.0N4.2.4 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：MA=R32·L =7376.3×4.7375×0.005=174.736N·m因此應(yīng)在曲柄上要加的平衡力矩是MA=174.736N·m。如下圖結(jié)論本文通過(guò)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

17、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(shuō)明書(shū)。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(guò)對(duì)攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)，使我對(duì)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。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(mén)非常深?yuàn)W的學(xué)科，設(shè)計(jì)中肯定存在許多的不足和需要改進(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。參考文獻(xiàn)【1】孫恒，陳作模。機(jī)械原理。六版。北京；高等教育出版社，2001【2】機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編