攪拌機課程設(shè)計

1 機械原理課程設(shè)計說明書  題目題號：      攪拌機              學(xué)     院：     機電 工程學(xué)院         專業(yè)班級：               學(xué)生姓名：                    學(xué)     號：                 指導(dǎo)教師：                    2013 年  6 月  5 日    2 目      錄  摘 要 .3 第一 章   攪拌機 多用途和設(shè)計要 求 .4 1.1 機械簡介 .4 1.2 機構(gòu)用途 .4 1.3 技術(shù) 方法 .4 第二 章   機構(gòu)簡介與設(shè)計 .5 2.1 機構(gòu)簡介 .5 2.2 機構(gòu)簡圖 .5 2.3 設(shè)計數(shù)據(jù) .6 2.4 速度、加速度析 .7 第三 章   靜力分析 .9 結(jié)論 .15 心得體會 .16 參考文獻 .17  3 摘要  老式攪拌機體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，效率低。先進的攪拌技術(shù)設(shè)備，是降低生產(chǎn)成本，提高成品質(zhì)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(dān)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(gòu)，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(fù)雜設(shè)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。  關(guān)鍵詞：   攪拌機    曲柄搖桿機構(gòu)   4 第一 章     攪拌機的用途和設(shè)計要求  1.1 機構(gòu)設(shè)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(gòu)的結(jié)構(gòu)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(xué)把所學(xué)的東西應(yīng)用到實際的生活中去。  1.2 機構(gòu)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(jié)構(gòu) 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(gòu)也可用在進行農(nóng)藥的混合 。  1.3  課題研究的內(nèi)容及擬采取的技術(shù)、方法  本課題是對攪拌機的成型機的設(shè)計。設(shè)計主要針對執(zhí)行機構(gòu)的運動展開。該機構(gòu)應(yīng)用了機械原理中的曲柄搖桿機構(gòu)，我們所要研究的畫出該機構(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)上拌勺的運動軌跡，和各個點上的速度與加速度 。   5 第二 章     機構(gòu)簡介與設(shè)計  2.1 機構(gòu)簡介  攪拌機常應(yīng)用于化學(xué)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(zhuǎn)，驅(qū)使曲柄搖桿機構(gòu)運動，同時通過蝸輪蝸桿帶動容器繞垂直軸緩慢旋轉(zhuǎn)。當(dāng)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。  2.2 攪拌機機構(gòu)簡圖  1 2 0 01 1 9 7 , 5 6 設(shè)計數(shù)據(jù)  內(nèi)容  連桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析及飛輪轉(zhuǎn)動慣量  符號  G3 G4 JS3 JS4 Frmax Frmin  單位  N kg.m/s2 N  方案IV 1200 400 18.5 0.6 2000 500 0.05 齒輪機構(gòu)設(shè)計  Z1 Z2 m mm  23 75 8 20 內(nèi)容                          連桿機構(gòu)設(shè)計及運動分析  符號  n2 x y LAB LBC LCD LBE LBS2/LBE LDS2/LDC 單位  r/min                         mm 方案 1 70 525 400 240 575 405 1360 0.5 0.5  7 2.3 做構(gòu)件處于位置 3的速度多邊形和加速度多邊形  1 速度分析  2=2n/60=270/60=7.33rad/s VB=2LAB=7.330.240=1.76m/s VC   =   VB   +   VCB 大小 ：   ？     2 LAB    ?                      方向： CD     AB     BC 選取速度比例尺 v=0.05m/s/mm 做速度多邊形求出2 和 3，再用速度影像求出 E3 點的速度。   4=VC/LCD= v pc/LCD =0.05 40.168/0.405 =4.959rad/s 3 =VCB/LBC= v bc/LBC          =0.05 45.504/0.575 =3.957rad/s                對于 E 點        VE   =   VB   +   VEB 大小 ：   ？     2 LAB   2 LBE                     方向：    ?     AB     BE VEB= 2 LBE=5.38m/s VE= vLpe=0.05 93.784=4.689m/s pBCE 8 2 加速度分析  對于 C點  aC  =  aCt   +  aCn =  aB  +  aCBt + aCBn 大?。?       ？   c LCD 3LAB   ?   3LBC 方向：       CD   C D   B A CB  C B aCBn= 3 LBC = 3.957 0.575= 9.003m/s aB =2 LAB = 7.33 0.240 = 12.895 m/s aCn=c LCD = 4.959 0.405 = 9.959 m/s 選比例尺 a=0.25 m/s mm 作圖，并用加速度影像求Ef 點的加速度  aEf= a pe=0.25 71.42=17.86 m/s  9 第三 章    靜力分析  3.1 曲柄搖桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析  已知：     各構(gòu)件的重量 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。  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。以上內(nèi)容作在運動分析的同一張在紙上 。  3.2  畫阻力線圖  1.選取阻力比例尺，畫阻力線圖 Q=25N/mm 見 1 號圖紙。  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 和慣性偶矩 MI 其合成一力，求出該力至重心的距離 hI1  Ef點：作用在連桿 3 上的 10 慣性力及慣性力偶矩  由加速度多邊形得  MI3=JS3 a3=JS3 acb /LCB=18.5*17=314.5N M PI3=m3 aS3=G3/g a p s3  =(1200/9.8) 0.25 68.476=2096.204N h3=MI3/PI3=314.5/2096.20=0.15m 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 p s4 =400/9.8 0.25 30.8129=314.417N MI4=JS4 a4=JS4 acb /LCD=JS4 a nc c /LCD =0.6 46.9711 0.25/0.405=17.396N m H4=MI4/PI4=17.396/314.417=0.055m  11 3.3 機 構(gòu)的動態(tài)靜力分析  選比例尺 1=0.005/mm 作圖，見 1號圖紙 3-4 組示力體。  先將各構(gòu)件產(chǎn)生的慣性力視為外力加于相應(yīng)構(gòu)件上，并按靜力分析見 1 號圖紙。  先將機構(gòu) 3,4 上作用的外 G3、 G4，總慣性力 Pi3、 Pi4，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(gòu)件 3、 4對 C 點取矩  則根據(jù)力矩平衡條件得 Ef 點：  3桿： R23TLBC-G3h1-PI3h3+QLf=0 于是 R23T=314.41N 4桿： R23tLCD-G4h1-PI$h4=0  12 于是 R14T=172.32N 再根據(jù)整個構(gòu)件組 3、 4 的力平衡條件得：  Q+R14n+R14T+G4+PI$+R23+G3+PI3=0 選取比例尺 p=10N/mm 用作圖法作圖見 1號圖紙  Ef點： R14= p ig=2631N R23= p eg=357N 最后取構(gòu)件 2為分離體，對 A點列力矩平衡方程  Ef點： Mg=R32 L R32 1 =33.56N.m 即： Mg=33.56N.m 根據(jù)構(gòu)件 4的平衡條件  PI4+G3+R14+R34=0 畫力的多邊形求 R34得：  R34= p da=2120N(Ef點 )  13 3.4 曲柄平衡方程  最后取構(gòu)件 2 為 分離體，對 A 點列靜力矩平衡方程：  Ma= R32*L=2713.16 8.599 0.005 =116.65N.m  14 3.4 齒輪的設(shè)計  已知：    齒數(shù) z1,z2,模數(shù) m,分度圓壓力角 a,中心距 y,齒輪為正常齒制。  要求：選擇變位系數(shù)，計算該對齒輪的各部分尺寸，以 2 號圖紙繪制齒輪傳動的嚙合圖。  1. 變位系數(shù)的選擇  由 a=y=400mm           acos =acos =arcos(acos /a) 又 a=0.5(Z1+Z2)M=392     =20   =arcos(435*cos20 /425)=22.94  代入變位齒輪無側(cè)隙嚙合方程  inv =2tan (X1+X2)/(Z1+Z2)+inv   Z1+Z2=1.07 假設(shè)變位系數(shù) X1=0.37  X2=0.70 此時 a1=arcos(rb1/ra1) 又：  y=a-a/m=-1    且   y=X1+X2-y=0.1 a1=28.5 同理解出 a2 再將其代入重合度   a1=1/2 (Z1(tan a1-tan )+Z2(tan a2-tan)=1.85>=     15 滿足要求，在代入消除小齒輪根部與大齒輪齒頂部產(chǎn)生的干涉條件。  tan -Z1/Z2(tan 2-tan )>=tan -4(ha-X1)/Z1sin2 ) 大齒輪齒根與 小齒輪齒頂產(chǎn)生的干涉條件  tan -Z1/Z2(tan 1-tan )>=tan -4(ha-X2)/Z2sin2 )和齒頂厚  Sa2=da/m( /2z+2xtan /2+inv +inv a)>=【 sa】  滿足設(shè)計要求。故 X1=1   X2=0.07 滿足要求。  2. 齒輪嚙合見附圖   16 結(jié)論  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(guān)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(shè)計圖紙和說明書。此次設(shè)計的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，性能更穩(wěn)定，更容易操作，適用范圍更廣的特點。通過對攪拌機的設(shè)計，使我對成型機械的設(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)計貫穿了函授所學(xué)的專業(yè)知識，綜合運用了各學(xué)科專業(yè)的內(nèi)容。我相信這次設(shè)計對以后的工作學(xué)習(xí)都會有很大的幫助。   17 心得體會  課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)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(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)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。  通過這次為期二 周的課程設(shè)計，我拓寬了知識面，鍛煉了能力，綜合素質(zhì)得到較大提高。     對我們機械專業(yè)的本科生來說，實際能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，而這種實際能力的培養(yǎng)單靠課堂教學(xué)是遠遠不夠的，必須從課堂走向?qū)嵺`。  通過課程設(shè)計，讓我們找出 自身狀況與實際需要的差距，并