水泥攪拌裝置設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 目 錄 摘 要 .1 Abstract .2 1.引言 .7 1.1 背景技術(shù) .8 1.2 水泥攪拌機(jī)的功能以及原理 .8 1.3 我國水泥攪機(jī)的現(xiàn)狀及種類 .8 1.3.1.1 鼓筒 式 .9 1.3.1.2 盤式 .9 2.整體方案的分析和確定 . 10 2.1 攪拌機(jī)的選型 . 10 2.2 傳動機(jī)構(gòu)分析 . 12 2.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)分析 . 12 2.4 最終方案的確定 . 13 3. 電動機(jī)及減速器的選型 . 14 3.1 電動機(jī)的選型 . 14 3.2 傳動比的分配 . 16 3.3 計(jì)算傳動裝配的運(yùn)動和動力參數(shù) . 16 3.4 減速器的選擇 . 17 4.鏈接部分以及其他零件設(shè)計(jì) . 20 4.1 主要部分連接固定設(shè)計(jì) . 20 4.2 卸料裝置 . 21 4.3 攪拌軸的設(shè)計(jì)及其結(jié)果驗(yàn)證 . 22 5.畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) .25 致謝 .26 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 摘 要 混凝土攪拌機(jī)就是把具有一定配合比的砂、石、水泥和水等物料攪拌成均勻的符合質(zhì)量要求的混凝土的機(jī)械。本文主要體現(xiàn)的是小型水泥攪拌機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度的校核過程。 關(guān)鍵詞：機(jī)構(gòu)分析、傳動設(shè)計(jì)、二級減速器； 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 Abstract Concrete mixer is to have a certain mix of sand , stone, cement and water into a uniform mixing of materials meet the quality requirements of concrete machinery. This paper reflects a small cement mixer drive mechanism analysis and design as well as the intensity of the process of checking Key words： Institutional analysis、 Transmission design、 Two reducer 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 1.引言 攪拌機(jī)在化工、建筑、食品、環(huán)保等工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛。從其操作的作用來看，攪拌可以促使兩種或兩種以上的物料相互分散，充分接觸，進(jìn)而達(dá)到密度場、濃度場、溫度場的均勻一致。 本次設(shè)計(jì)的水泥攪拌主要考慮的是機(jī)構(gòu)傳動的設(shè)計(jì)，還有主軸、齒輪尺寸的選擇以及強(qiáng)度校核，以及電動機(jī)功率的選擇，傳動比的分配，各個(gè)零件之間的鏈接以及匹配，還有如何上料卸料等。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次綜合性的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中需要結(jié)合大學(xué)四年中所學(xué)的相關(guān)課程的知識，并且在課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上拓展開來，綜合 所學(xué)的知識來考慮各種問題。首先的能夠分析課題最后想出方案實(shí)現(xiàn)傳動和最后的攪拌動作，然后使用 CAD 繪圖繪制正確的水泥攪拌機(jī)的裝配圖、零件圖。最終能過清楚表達(dá)自己的設(shè)計(jì)意圖。但由于專業(yè)知識的缺乏，能力有限，要想設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的水泥攪拌難以實(shí)現(xiàn)，所以我設(shè)計(jì)的攪拌機(jī)屬于日常比較簡單的直立式小型攪拌機(jī)。如果在繪圖和尺寸計(jì)算上有問題，希望老師給予指出和指導(dǎo)。 設(shè)計(jì)中查閱了大量的文獻(xiàn)資料以及各類有關(guān)的書籍，并且得到了指導(dǎo)老師大力支下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 持與幫助，在此深表謝意。 1.1 背景技術(shù) 水泥攪拌機(jī)是建筑設(shè)備的重要組成部分，由于建筑事業(yè)越 來越產(chǎn)業(yè)化，對攪拌機(jī)的要求也越來越高，傳統(tǒng)攪拌機(jī)效率低，運(yùn)輸不便，上料出料麻煩，攪拌量過于有限，沒有自動化控制系統(tǒng)，供水量不便于把握等一系列的不足，以及很難滿足當(dāng)今建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在的建筑事業(yè)越來越對新型攪拌越來越渴求。隨著科技水平的進(jìn)步，發(fā)達(dá)國家看到了水泥攪拌機(jī)落后的現(xiàn)在，正在極力推進(jìn)攪拌機(jī)產(chǎn)業(yè)變革，正極力研究新型攪拌機(jī)，比如高效攪拌機(jī)、新型立式可升降泥漿攪拌機(jī)、移動式自裝料混凝土攪拌機(jī)等。 1.2 水泥攪拌機(jī)的功能以及原理 水泥 攪拌機(jī)是用來混合各種砂漿、物料、 水泥、 粘合劑的攪拌設(shè)備，可廣泛應(yīng)用在建筑砂 漿混合、膩?zhàn)臃刍旌?、干粉涂料混合等領(lǐng)域。砂漿攪拌機(jī)的工作原理砂漿攪拌機(jī)的核心攪拌部件是兩個(gè)轉(zhuǎn)子與螺旋帶，在砂漿攪拌機(jī)運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)轉(zhuǎn)子同時(shí)轉(zhuǎn)動、方向相反 。 攪拌機(jī)內(nèi)的物料在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的過程中還伴隨有自身的滾動翻轉(zhuǎn)。攪拌機(jī)兩個(gè)轉(zhuǎn)子分別帶動物料轉(zhuǎn)動時(shí)，存在有交叉重疊區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)物料，無論形狀大小，都會因受到相互交錯(cuò)剪切的力而處于瞬間的失重狀態(tài)。砂漿攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動，可以達(dá)到令物料全方位連續(xù)循環(huán)翻動而快速混合的效果 .攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)砂漿攪拌機(jī)為臥式筒體攪拌設(shè)備，內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)反方向轉(zhuǎn)子和內(nèi)外兩層的螺旋帶，這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)令砂漿攪拌機(jī)獲得了更佳的物料混合效果、更好的運(yùn)行穩(wěn)定性和更長的使用壽命。攪拌機(jī)的螺旋帶上可以安裝刮板，以適應(yīng)粘稠、糊狀物料的攪拌工作 。 1.3 我國水泥攪拌機(jī)的現(xiàn)狀及種類 我國水泥攪拌主要以錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)和各類攪拌車為主，反轉(zhuǎn)出料型是筒體兩端都敞著，一端正轉(zhuǎn)進(jìn)料，攪拌也正轉(zhuǎn)，一端反轉(zhuǎn)出料，這是目前國內(nèi)主要的自落式機(jī)下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 型，經(jīng)常能在小型建筑工地上見到。 根據(jù)攪拌機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的定位方式不同，可以將間歇式攪拌機(jī)分為水平式、傾斜式（鼓筒式攪拌機(jī)）、垂直式（盤式或鍋式攪拌機(jī)）。 1.3.1 間歇式攪拌機(jī) 1.3.1.1 鼓筒式 鼓筒式攪拌機(jī)拌筒截面見圖 1-1，攪拌葉片固定在可旋轉(zhuǎn)的鼓筒內(nèi)壁，鼓筒旋轉(zhuǎn)的過程中提升物料，攪拌筒每轉(zhuǎn)一圈，被葉片提升到一定高度的物料將自落回拌筒底部，如此循環(huán)。主要有 3 類：非翻轉(zhuǎn)式鼓筒、反轉(zhuǎn)鼓筒、翻轉(zhuǎn)式鼓筒。非翻轉(zhuǎn)式鼓筒是固定的，骨料從投料端投入，從卸料端卸出，見圖 1-1。反轉(zhuǎn)式攪拌機(jī)與非傾翻式攪拌機(jī)相似，不同之處是，反轉(zhuǎn)式攪拌機(jī)的入料與卸料口是統(tǒng)一的。反轉(zhuǎn)式攪拌機(jī)一般用于攪拌小于 1m3的混凝土；翻轉(zhuǎn)式鼓筒攪拌機(jī)的 圖 1-1 鼓筒式攪拌機(jī) 鼓筒傾角是可以變 化的。攪拌過程中鼓筒軸線一般與水平線成 15傾角，而在卸料時(shí)鼓筒軸線向水平線負(fù)方向傾斜。傾翻式攪拌機(jī)是實(shí)驗(yàn)室和施工現(xiàn)場攪拌小批量（小于 0.5m3）混凝土最常用的機(jī)型。 1.3.1.2 盤式 盤式攪拌機(jī)工作原理基本一致：物料在拌筒內(nèi)受旋轉(zhuǎn)葉片作用進(jìn)行攪拌，刮料葉片將拌筒內(nèi)壁上的粘料刮去。圖 1-2 給出了不同形式葉片和拌筒的組合情況，一種情況是葉片旋轉(zhuǎn)軸線與拌筒的軸線是重合的（單漿攪拌機(jī) )；另一種情況是攪拌機(jī)的葉片旋轉(zhuǎn)軸線與拌筒的軸線有偏距 (行星式攪拌機(jī)和逆流式攪拌機(jī) )，這時(shí)葉片既繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，同時(shí)又繞拌筒中心線旋轉(zhuǎn)；還有一種情況是 2 根軸同步反向旋轉(zhuǎn) (雙軸攪下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 拌機(jī) )，在靠近拌筒內(nèi)壁附近的葉片與軸線成一定角度，作用是將拌筒內(nèi)壁上粘結(jié)的物料刮去，并推向拌筒中心，以便與攪拌葉片產(chǎn)生沖擊 4。 圖 1-2 盤式的不同葉片組合 1.3.2 連續(xù)式攪拌機(jī) 連續(xù)式攪拌機(jī)工作過程中骨料被持續(xù)加入拌筒以恒定速率進(jìn)行攪拌、卸料。通常具有螺旋帶狀的攪拌葉片，鼓筒向下傾斜，朝向卸料端，攪拌時(shí)間取決于拌筒傾角（通常取 15）。適用于工作時(shí)間短、卸料時(shí)間長、施工現(xiàn)場偏遠(yuǎn)并且運(yùn)輸量較小的情況，主要用于低坍落度混凝土 (如路面攤鋪 )。 2.整體方案的分析和確定 2.1 攪拌機(jī)的選型 常見的水泥攪拌機(jī)主要有兩種形式： 一、直立式小型攪拌機(jī)，如圖 2-2所示。 圖 2-2 直立式小型攪拌機(jī) 該攪拌機(jī)體型小，造價(jià)便宜，適用于小型建筑工程，但由于攪拌量有限，生產(chǎn)效率低，下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 上料不方便，一般不在大型建筑工地使用。 二、錐型反轉(zhuǎn)出料移動式水泥攪拌機(jī)。如圖 2-3 圖 2-3 錐型反轉(zhuǎn)出料移動式水泥攪拌機(jī) 本機(jī)的主要特 點(diǎn)有上料方便，攪拌量大，便于運(yùn)輸，適用于大型建筑工程，但供水控制也不方便，傳動結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。 綜上結(jié)合自身能力以及專業(yè)知識考慮，我所選擇要設(shè)計(jì)的是第一種直立式小型攪拌機(jī)。但同于第一種小型立式水泥攪拌機(jī)有一個(gè)致命的缺點(diǎn) -底部容易堆積，于是通過結(jié)構(gòu)改良，設(shè)計(jì)了一種，適合小型規(guī)模生產(chǎn)的立式水泥攪拌機(jī)。裝配圖如下圖 2-4 。 圖 2-4 小規(guī)模立式水泥攪拌機(jī)裝配圖 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 2.2 傳動機(jī)構(gòu)分析 直立式小型攪拌機(jī)是一個(gè)組成比較簡單的水泥攪拌機(jī)，它主要有以下幾個(gè) 部分組成：攪拌鍋、腳架、電動機(jī)、減速器、皮帶輪、皮帶、聯(lián)軸器及攪拌葉片。所以其傳動部分的主要電動機(jī) 皮帶輪 帶 皮帶輪 減速器 主軸 攪拌葉片。以這樣的一個(gè)傳動過程最終實(shí)現(xiàn)攪拌動作，其傳動簡單高效。由于電動機(jī)的轉(zhuǎn)速比較高，功率較大，所以在整個(gè)傳動過程中一定得有個(gè)減速器，對于減速器我們大家多知道有一級減速器和多級減速器，考慮到我所設(shè)計(jì)的攪拌機(jī)的電動機(jī)轉(zhuǎn)速大概是 1440 轉(zhuǎn)每分鐘，最終要達(dá)到主軸轉(zhuǎn)速 30 來轉(zhuǎn)左右，所以減速器應(yīng)該選擇渦輪蝸桿傳動或二級減速器，對于渦輪蝸桿傳動，考慮到對于攪拌機(jī)的變速不太適 合，所以我選擇二級減速器，二級減速器常見的主要有直齒圓柱齒輪二級減速器、斜齒圓柱齒輪二級減速器。兩者之間的區(qū)別在于斜齒圓柱齒輪的穩(wěn)定性較好，傳動平穩(wěn)，但考慮到對于水泥攪拌機(jī)沒那么高的要求，所以我選擇了用直齒圓柱齒輪二級減速器，然后直齒圓柱齒輪二級減速器于主軸之間采用常用的聯(lián)軸器鏈接，以下就是水泥攪拌機(jī)的機(jī)構(gòu)傳動簡圖 ；如圖 2-5 所示。 圖 2-5 機(jī)構(gòu)傳動簡圖 2.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)分析 水泥攪拌機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要的就是鋼管和攪拌葉片，通過電動機(jī)的帶動最終使攪拌葉片轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)對混凝土的攪拌。所以對于攪拌機(jī)的葉片主要考 慮的問題就是空間分布問下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 題以及葉片的強(qiáng)度問題，還有問了實(shí)現(xiàn)攪拌葉片的平穩(wěn)轉(zhuǎn)動，還得考慮到鏈接以及一些安裝問題。對于葉片的空間位置關(guān)系，我采用是 90夾角的空間位置關(guān)系，然后每個(gè)離攪拌軸圓心的半徑不一樣，使其能達(dá)到充分?jǐn)嚢璧男Ч?。如圖 2-6： 圖 2-6 攪拌葉片、葉片與連桿的連接 另外為了有足夠的強(qiáng)度和剛度及連接方便連桿采用方形鋼，葉片與連桿之間采用螺釘連接，四個(gè)連桿分別固定在兩個(gè)圓盤上，同樣采用螺釘連接。如圖： 2-7 圖 2-7 連桿與旋轉(zhuǎn)盤的固定 當(dāng)然除了空間分布、剛度以及連接固定，執(zhí)行件的轉(zhuǎn) 速也是很重要的，這就需要電動機(jī)、減速器和皮帶之間來調(diào)節(jié)。 2.4 最終方案的確定 經(jīng)過對水泥攪拌機(jī)的類型、傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分析，最終我擬定了 如下方案： 方案 1：電動機(jī) 皮帶輪 二級圓柱齒輪減速器 攪拌軸，電動機(jī) 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 首先通過皮帶輪一級減速，再通過減速器經(jīng)過二級減速將動力以及轉(zhuǎn)矩傳送到攪拌軸上。 方案 2：電動機(jī) 二級圓錐齒輪減速器 攪拌軸，使用減速器直接 減速將動力以及轉(zhuǎn)矩傳送到攪拌軸上。 首先，已知各種傳動的傳動比 u，圓錐齒輪傳動單級傳動比 u 常用 2-3；圓柱直齒輪傳動單級傳動比 u常用 2-5；皮帶輪 單級傳動比 u 常用 2-4。然后估算電動機(jī)至攪拌軸之間的傳動比，初選同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 的原動機(jī)，攪拌軸轉(zhuǎn)速為 30r/min，則 u=1000/30=33.3。 方案 1使用皮帶輪進(jìn)行一級減速，使用二級圓柱齒輪減速器二級減速，電動機(jī)軸與攪拌軸雖然在同一方向上，但電動機(jī)不直接連接減速器，同樣可以避免安裝分布范圍過大。同時(shí)其傳動比 u最大為 4 5 5=100，大于本次設(shè)計(jì)所需要的最大傳動比。 方案 2中只使用二級圓錐齒輪減速器，第二級使用圓柱齒輪傳動。優(yōu)點(diǎn)在于圓錐齒輪具有換向性，避免了電動機(jī)軸與攪拌軸在同一方向上，避免造成安裝分布范圍過大。其傳動比 u 最大為 3 5=15，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 33.3。 綜上考慮，選擇方案一是比較合理的，多級減速避免了一次性速度變化過大，而且使用二級減速器照樣可以達(dá)到電動機(jī)、主軸和減速器在同一方向上，只要到時(shí)候電動機(jī)豎直放置即可。 3. 電動機(jī)及減速器的選 型 3.1 電動機(jī)的選型 按工作條件和工作要求選用一般用途的 Y系列三相異步電動機(jī)，它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 計(jì)算電機(jī)所需功率 dP ： 查手冊第 3頁表 1-7： 1 帶傳動效率： 0.96 2 每對軸承傳動效率： 0.99 3 圓柱齒輪的傳動效率： 0.96 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 4 聯(lián)軸器的傳 動效率： 0.993 5 葉片傳動效率： 0.96 (1)攪拌軸的輸出功率 初選電動機(jī)為 P=5KW KWKWw 52.496.099.096.05.5 23221 (2) 電動機(jī)的輸出功率 Pd /wd pP 傳動裝置的總效率81.05423421 則 Pd = Pw / =4.52 / 0.81KW=5.5KW (3)電動機(jī)額定功率的選擇 由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) P272 表 22-1選取電動機(jī)額定功率 PW =5.5KW （ 4）確定電機(jī)轉(zhuǎn)速：取 V帶傳動比 i=2: 4,二級圓柱齒輪減速器傳動比 i=8: 40所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是： m i n/7 8 0 04 8 0)4084230in rn （）（總主軸電動機(jī) 符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有： 750、 1000、 1500、 3000 根據(jù)電動機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速查機(jī)械 設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)第 272 頁表 22-1有 4種適用的電動機(jī)型號如下表： 表 3-1 5.5KW 攪拌機(jī)的不同型號 方案 電動機(jī)型號 額定功率 同步轉(zhuǎn)速 r/min 額定轉(zhuǎn)速 r/min 重量 總傳動比 1 Y132S1-2 5.5KW 3000 2900 64Kg 96.7 2 Y132S-4 5.5KW 1500 1440 68Kg 48 3 Y132M2-6 5.5KW 1000 960 84Kg 32 4 Y160M2-8 5.5KW 750 720 119Kg 24 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸 、重量、和帶傳動、減速器的傳動比，可見第 2種方案比較合適，因此選用電動機(jī)型號為 Y132S-4。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 3.2 傳動比的分配 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 1440r/min，最終主軸轉(zhuǎn)速 30r/min，所以總的傳動比 4830/1 4 4 0/ 軸nni r/min 由于 V帶傳動比 i=2-4，所以取 3帶vi則減速器的總出動比： 163/48i/i v1 帶i 一級變速的傳動比 7.44.112 ii二級變速的傳動比 4.37.4/16/213 iii以上就是整個(gè)攪拌機(jī)傳動比的分配。 3.3 計(jì)算傳動裝配的運(yùn)動和動力參數(shù) (1)各軸轉(zhuǎn)速 假設(shè)電動機(jī)軸為 0軸，減速器高速 1軸，中間軸為 2軸，低速軸為 3 軸，攪拌軸4軸。各軸轉(zhuǎn)速為 no =1440r/min n1= no /i1 =1440/3=480r/min n2= n1/i2=480/4.7=102.1/min n3= n2/ i3 =102.1/3.4=30.02r/min n4 = n3=30.02r/min (2)軸輸入的轉(zhuǎn)矩 按電動機(jī)額定功率計(jì)算軸輸入的功率 P0 =Pd =5.5KW P = P0 1=5.5 0.99=5.45kw 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 P2 =5.45 0.97 =5.28kw p3 =5.28 0.98=5.17kw P4 = P3=5.17kw 軸轉(zhuǎn)矩： mdd nPT 95505.36/9550 00 npT d N M 5.1 0 8/9 5 5 0 111 npT N M 8.493/9550 222 npT N M 6.1 6 4 4/9 5 5 0333 npTN M T4 = T3 =1664.6N M 運(yùn)動和動力參數(shù)結(jié)果如下表： 表 3-2 運(yùn)動和動力參數(shù)表 項(xiàng)目 電動機(jī)軸 減速器輸入軸 中間軸 輸出軸 攪拌軸 轉(zhuǎn)速 r/min 1440 480 102.1 30.02 30.02 功率 kw 5.5 5.45 5.28 5.17 5.17 轉(zhuǎn)矩 N M 36.5 108.5 493.8 1644.6 1644.6 傳動比 i 3 4.7 3.4 1 效率 0.99 0.97 0.99 0.99 3.4 減速器的選擇 3.4.1減速器的分析 減速 器 是專用的是一種動力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，它利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu) 。而之前分析過了本次用于水泥攪拌下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 機(jī)的是二級圓柱齒輪減速器，其主要的組成有減速器箱體、高速軸、中間軸、低速軸、高速軸大齒輪、 高速軸小齒輪、低轉(zhuǎn)速軸大齒輪、低轉(zhuǎn)速軸小齒輪。 3.4.2選擇減速器應(yīng)注意得問題 1、盡量選用接近理想減速比： 減速比 =輸入轉(zhuǎn)速 /輸出轉(zhuǎn)速； 2、扭矩計(jì)算：對減速機(jī)的壽命而言，扭矩計(jì)算非常重要，并且要注意加速度的最大 。轉(zhuǎn)矩值 (TP)，是否超過減速機(jī)之最大負(fù)載扭力； 3、減速機(jī)的適用性很高，工作系數(shù)都能維持在 1.2 以上，但在選用上也可以根據(jù)自己的需要來決定； 4、輸入軸 直徑 不能大于提供的最大使用軸徑； 5、根據(jù)選擇的機(jī)型號、負(fù)載轉(zhuǎn)距、傳動比、輸出轉(zhuǎn)速確定所需的電機(jī)規(guī)格 ； 規(guī)格選擇要滿足強(qiáng)度、熱平衡、軸伸部位承 受徑向載荷等條件。具體選擇時(shí)從以下幾點(diǎn)考慮： 按機(jī)械功率或轉(zhuǎn)矩選擇規(guī)格（強(qiáng)度校核） 通用減速器和專用減速器設(shè)計(jì)選型方法的最大不同在于，前者適用于各個(gè)行業(yè)，但減速只能按一種特定的工況條件設(shè)計(jì)，故選用時(shí)用戶需根據(jù)各自的要求考慮不同的修正系數(shù)，工廠應(yīng)該按實(shí)際選用的電動機(jī)功率（不是減速器的額定功率）打銘牌；后者按用戶的專用條件設(shè)計(jì)，該考慮的系數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)一般已作考慮，選用時(shí)只要滿足使用功率小于等于減速器的額定功率即可，方法相對簡單。 通用減速器的額定功率 一般是按使用（工況）系數(shù) KA=1（電動機(jī)或汽輪機(jī)為原動機(jī)，工作機(jī)載荷平穩(wěn)，每天工作 310h，每小時(shí)啟動次數(shù) 5 次，允許啟動轉(zhuǎn)矩為工作轉(zhuǎn)矩的 2 倍），接觸強(qiáng)度安全系數(shù) SH 1、單對齒輪的失效概率 1 ,等條件計(jì)算確定的。 所選減速器的額定功率應(yīng)滿足 PC=P2 KA KS KR PN 式中 PC 計(jì)算功率（ KW）； PN 減速器的額定功率（ KW）； P2 工作機(jī)功率（ KW）； KA 使用系數(shù)，考慮使用工況的影響； KS 啟動系數(shù)，考慮啟動次數(shù)的影響； 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 KR 可靠度系數(shù)，考慮不同可靠度要求。 目前世界各國所用的使用系數(shù)基本相同。雖然許多樣本上沒有反映出 KS KR 兩個(gè)系數(shù)， 但由于知己（對自身的工況要求清楚）、知彼（對減速器的性能特點(diǎn)清楚），國外選型時(shí)一般均留有較大的富裕量，相當(dāng)于已考慮了 KR KS 的影響。 由于使用場合不同、重要程度不同、損壞后對人身安全及生產(chǎn)造成的損失大小不同、維修難易不同，因而對減速器的可靠度的要求也不相同。系數(shù) KR 就是實(shí)際 需要的可靠度對原設(shè)計(jì)的可靠度進(jìn)行修正。它符合 ISO6336、 GB3480 和 AGMA2001 B88（美國齒輪制造者協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)）對齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法的規(guī)定。目前，國內(nèi)一些用戶對減速器的可靠度尚提不出具體量的要求，可按一般專用減速器的設(shè)計(jì)規(guī)定（ SH 1.25，失效概率 1/1000），較重要場合取 KR=1.25=1.56 左右。 因此本次設(shè)計(jì)中 PC= P2 KA KS KR=1.1 2 0.8 1.25=2.2 KW PN 故選取額定功率為 2.2 KW 的減速器。 .熱平衡校核 通用減速器的許用熱功率值是在特定工況條件下（一般環(huán)境溫度 20，每小時(shí) 100 ,連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、功率利用率 100），按潤滑油允許的最高平衡溫度（一般為 85）確定的。條件不同 時(shí)按相應(yīng)系數(shù)（有時(shí)綜合成一個(gè)系數(shù)）進(jìn)行修正。 所選減速器應(yīng)滿足 Pct=P2 KT KW KP Pt 式中 Pct 計(jì)算熱功率（ KW）； KT 環(huán)境溫度系數(shù)； Kw 運(yùn)轉(zhuǎn)周期系數(shù)； Kp 功率利用率系數(shù)； Pt 減速器許用熱功率（ KW）。 因此本次設(shè)計(jì)中 PCt=P2 KT KW KP=1.1 0.9 1 1.5=1.485 KW .校核軸伸部位承受的徑向載荷 通用減速器常常須對輸入軸、輸出軸軸伸中間部位允許承受的最大徑向載荷給予限制，應(yīng)予校核，超過時(shí)應(yīng)向制造廠提出加粗軸徑和加大軸承等要求。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 4.鏈接部分以及其他零件設(shè)計(jì) 4.1 主要部分連 接固定設(shè)計(jì) 水泥攪拌機(jī)是一個(gè)裝配體，其主要由攪拌機(jī)機(jī)架、攪拌葉片、主軸、減速器、電動機(jī)、皮帶輪。每個(gè)部分多是按照一定的要求連接固定的，最終達(dá)到整個(gè)攪拌機(jī)實(shí)現(xiàn)攪拌動作。所以只有合理的設(shè)計(jì)各部分的連接和固定才能實(shí)現(xiàn)攪拌動作。機(jī)械鏈接有兩大類：一類是機(jī)器工作時(shí)，被連接的零件可以有相對運(yùn)動的鏈接，稱為機(jī)械鏈接，如機(jī)械原理課程中討論的各種運(yùn)動副；另一類則是在機(jī)器工作時(shí)，被連接的零件間不允許產(chǎn)生相對運(yùn)動的鏈接，稱為機(jī)械靜鏈接。 那么個(gè)部分怎么連接的呢，下面來依次分析，首先攪拌葉片與主軸之間采用的是螺紋連接，如圖 4-1 圖 4-1 主軸與旋轉(zhuǎn)裝置的鏈接 這樣既可以方便安裝拆卸，也有很強(qiáng)的預(yù)緊防松作用。 主軸與減速器的鏈接方式，由于是兩個(gè)豎直軸之間的鏈接，所以我們采用聯(lián)軸器鏈接，但由于機(jī)器的工況各異，因而對聯(lián)軸器提出了各種不同的要求，如傳遞轉(zhuǎn)矩的大小、轉(zhuǎn)速高低、扭轉(zhuǎn)剛度變化的情況、體積大小、緩沖吸震能力等，為了適應(yīng)不同的要求，聯(lián)軸器有很多類型，那到底選擇哪個(gè)呢，綜合考慮我選用的是凸緣聯(lián)軸器， 如圖 4-2 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 圖 4-2 聯(lián)軸器簡圖 上下聯(lián)軸器之間采用的雙頭螺柱鏈接，軸與聯(lián)軸器之間采用鍵鏈接。 考慮到機(jī)架是不需要拆卸 的，而且還需要很強(qiáng)的強(qiáng)度和剛度所以機(jī)架采用的是焊接，其他部分采用螺紋鏈接。 4.2 卸料裝置 攪拌機(jī)的卸料裝置主要采用的是手搖方式，通過手柄搖動使閥門打開如下圖狀態(tài)，然后使電動機(jī)反轉(zhuǎn)把混泥土轉(zhuǎn)出攪拌鍋，從而實(shí)現(xiàn)卸料的過程，手柄與閥門之間采用螺母鏈接固定。 圖 4-4卸料裝置 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 4.3 攪拌軸的設(shè)計(jì)及其結(jié)果驗(yàn)證 4.3.1攪拌軸外形結(jié)構(gòu)裝配方案設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置和形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸連接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向、及分布情況；軸的加工工 藝等；由于影響軸的結(jié)構(gòu)因素較多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨其具體情況的不同而異，軸是沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對不同的情況進(jìn)行具體的分析。但是，不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的位置：軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。 圖 4-6攪拌軸 根據(jù)傳動簡圖，攪拌軸上裝有聯(lián)軸器，軸承端蓋，軸承，旋轉(zhuǎn)盤依次從軸的右端向左端安裝，擋油環(huán)左軸承從左向右裝入。軸與聯(lián)軸器之間采用鍵鏈接，所以在軸上挖鍵槽，同樣軸上端也挖有鍵槽便于與攪拌鋼管之間的固定，同時(shí)為了防止鋼管上下跳 動，軸上還有螺紋預(yù)緊。 4.3.2攪拌軸的材料選擇 和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-1 選擇 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 217-255HBS,由機(jī)械設(shè)計(jì)表 15-3查得 45 號鋼取 Ao=112,由 P = 5.17kw, n = 30.02r/min 式中： p-軸所傳遞的功率， KW N-軸的轉(zhuǎn)速， r/min A-由軸的許用切應(yīng)力所確定的系數(shù) 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 得 d 56.72mm 軸最小端安裝聯(lián)軸器，考慮補(bǔ)償軸的可能位移，選用彈性柱銷聯(lián)軸器，查 GB5014-85 選用 HL3 彈性柱銷聯(lián)軸器，標(biāo)準(zhǔn)孔徑 d=60mm，即軸伸端 直徑d1=60mm。 如圖 4-6，從左到右長度分別為 L1 到 L7,直徑分別為 D1 到 D7。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩TkT aca 。 nPT 9550000由機(jī)械設(shè)計(jì)表 14-1 查得 Ka=1.7 得 T=2795968N.mm 按照計(jì)算的轉(zhuǎn)矩 Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn) GB/T5014-2003 或手冊，選用聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩 2800000N.mm 聯(lián)軸器的孔徑 d=60mm，故取 D1=60mm，半聯(lián)軸器的長度L=100mm 1）為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，第 1 軸端需制出軸肩，故取第 2端的直徑D2=80mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑 D=80mm，半聯(lián)軸器與軸配合的縠孔長度 L=45mm，為了保證軸擋位圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故第一段的長度 L1 應(yīng)比 L 稍短，取 L1=42mm。 2） 初步選擇滾動軸承。因軸承同時(shí)受 有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) D3=60mm，由軸承產(chǎn)品目錄中的初步選擇取 0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度的單列圓錐滾子軸承 30209，其尺寸為 d*D*T=60 85 20.75,所以D3=60mm， L3=20.75mm。 3） 右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行定向定位。由手冊上查的 30209 型的定位軸肩高度 h=2.5mm，因此取 D4=72mm，考慮的攪拌機(jī)攪拌鍋的高度以及上面蓋板的厚度等，取 L4=270mm。 4） 因?yàn)檩S套的高度為 15mm，直徑為 45mm，所以 D5=80mm， L5=15mm。 5） 因?yàn)樯陷S承蓋的高度為 25mm，滾子軸承的高度為 20mm，上蓋板與軸承蓋的距離為 30mm，所以 L6=75mm， 直徑等于軸承直徑，所以 D6=40mm。 7）最后一段存在軸肩定向定位，由于軸肩定向高度 2.5mm，所以取 D7=35mm， 考慮到上蓋板高度，螺母的高度等取 L7=62mm 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 4.3.3輸出軸的強(qiáng)度校核 計(jì)算攪拌架受力 轉(zhuǎn)矩 T4=9550* P / n =388.8 N M 攪拌架切向力 Ft1=2T1/d1=2 388.8/60 10-3N=1296N 攪拌架徑向力 Fr1=Ft1 tan =1296 tan20N=71.3N 攪拌架軸向力 Fx= Ft1tan =0 軸的受力簡圖 如圖 5(a) 計(jì)算支承反力 如圖 5(b)及 （ d） 水平平面 ： Fh1=( F d/2+65Fr)/125=37.1N Fh2 = Fr - Fh1 =71.3-37.1=34.2N 垂直平面 ： Fv = Fv = Ft1 /2=1296/2=648N 繪制彎矩圖 水平平面彎矩圖 如圖 5(c) b 截面 Mhb1=65 Fh1=2411.5N mm Mhb2=Mbh1-F d/2= 2411.5 N mm 垂直平面彎矩圖 如圖 5(e) Mvb=65Fv =65 648=42120 N mm 合成彎矩圖 如圖 5(f) Mb1=42188.9N mm Mb2= Mb1=42188.9N mm 繪制轉(zhuǎn)矩圖 如圖 5(g) T4 = T3 =388800N mm 繪制當(dāng)量彎矩圖 如圖 5(h) 單向運(yùn)轉(zhuǎn) ，轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)， =0.6 T=0.6 388800=233280N mm b 截面 Mb1=237064 N mm Mb2=237064 N mm a 截面和 I截面 Mea=Met= T=0.6 388800=233280N mm 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專用，答辯優(yōu)秀 分別校核 a和 b截面 da=56.72mm db=72mm 考慮鍵槽， da=105%