HD200多向運(yùn)動(dòng)混合機(jī)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

畢業(yè)論文 題 目： 向運(yùn)動(dòng)混合機(jī)的設(shè)計(jì)學(xué) 院： 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū) 論文（設(shè)計(jì)）題目： 向運(yùn)動(dòng)混合機(jī)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 學(xué)號(hào)： 姓名： 專(zhuān)業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 系主任： 一、主要內(nèi)容及基本要求 1、結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) 主要是對(duì) 2、 6 3、設(shè)計(jì)圖紙 向運(yùn)動(dòng)混合機(jī)圖紙折合成 0圖紙一張； 1圖紙一張； 3圖紙4張； 4、說(shuō)明書(shū) 要求 8000字以上，要求有傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和主要零部件的設(shè)計(jì)的詳細(xì)過(guò)； 5、外文翻譯（包含原文） 原文要求 7000字符以上，中文翻譯要求通順。 二、重點(diǎn)研究的問(wèn)題 1、 2、 6 三、主要技術(shù)指標(biāo) 1、混合桶容積 200L；最大裝料容積 160L；最大裝料重量 100整機(jī)重量 800 2、 電機(jī)功率 電機(jī)轉(zhuǎn)速 1430r/ 3、 外形尺寸 1800 1400 1600； 4、工作速度： 12r/ 5、工作壽命： 10 年。 四、進(jìn)度安排 序號(hào) 各階段完成的內(nèi)容 完成時(shí)間 1 資料調(diào)研 第 3 4 周 2 結(jié)構(gòu)原理研究分析 第 5 周 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì) 第 6 14 周 4 翻譯和整理說(shuō)明書(shū) 第 15 周 5 答辯 第 16 周 五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) 1孫恒陳作模主編機(jī)械原理第六版北京高等教育出版社 2000 2張啟新編著空間機(jī)構(gòu)的分析與綜合北京機(jī)械工業(yè)出版社 1984 3 秦長(zhǎng)海、夏素民、白喬、楊方飛等編著 文版范例教程北京 :清華大學(xué)出 版社 ,2007 4紀(jì)名剛主編機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）北京高等教育出版社 2001 5徐灝主編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四卷北京機(jī)械工業(yè)出版社 1991 6 陳志平，章序文，林文華等編著攪拌與混合設(shè)備選用手冊(cè)北京：化學(xué)工出版社，2004 7徐學(xué)林主編互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)湖南大學(xué)出版社 2008 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱表 學(xué)號(hào) 姓名 專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 向運(yùn)動(dòng)混合機(jī)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容 選題 現(xiàn)學(xué)科、專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的； 量是否適當(dāng)； 科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。 能力 合歸納資料的能力； 究方法和手段的運(yùn)用能力； 論文 （設(shè)計(jì)）質(zhì)量 述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語(yǔ)是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 無(wú)觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何； 應(yīng)用價(jià)值，有無(wú)創(chuàng)新之處。 綜 合 評(píng) 價(jià) 選題符合培養(yǎng)目標(biāo)，基本達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的，難度、分量適當(dāng)，具有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力圖紙基本符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明書(shū)內(nèi)容完整，建議成績(jī)中等。 評(píng)閱人： 年 月 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見(jiàn) 學(xué)號(hào)： 姓名 專(zhuān)業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 圖 表 18 張 論文（設(shè)計(jì)）題目： 向運(yùn)動(dòng)混合機(jī)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 內(nèi)容提要： 向運(yùn)動(dòng)混合機(jī)廣泛用于醫(yī)藥、食品、輕工業(yè)等行業(yè)，能在三維空 間實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)、平移、翻轉(zhuǎn)等復(fù)雜運(yùn)動(dòng)是一種高效的混合設(shè)備。在該 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中，我綜 合分析了該混合機(jī)的空間運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，并對(duì)該混合機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明計(jì)算 ，同 時(shí)用 桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，最后繪制出該混合機(jī)的裝配圖和各主要 零件的零件圖，完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 李祚智同學(xué) 在畢業(yè)設(shè)計(jì)中表現(xiàn)出基本知識(shí)與基本技能掌握一般， 能夠運(yùn)用術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)基本知識(shí)、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)上規(guī)定的任務(wù)。 設(shè)計(jì)方案基本可行，圖樣基本符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，圖面質(zhì)量一般，說(shuō)明書(shū)內(nèi)容較完整，工作 態(tài)度較認(rèn)真，同意答辯。建議畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?yōu)橹械取?指導(dǎo)教師： 年 月 日 答辯簡(jiǎn)要情況及評(píng)語(yǔ) 答辯小組組長(zhǎng)： 年 月 日 答辯委員會(huì)意見(jiàn) 答辯委員會(huì)主任： 年 月 日 目 錄 摘要 . I . 一章 概述 . 8 第二章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 8 動(dòng)方案的設(shè)計(jì) . 8 輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) . 10 一級(jí)齒輪傳 動(dòng)的設(shè)計(jì) . 12 輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) . 19 第三章 部分軸的設(shè)計(jì) . 21 的設(shè)計(jì) . 21 的設(shè)計(jì) . 24 的設(shè)計(jì) . 27 第四章其他零件的設(shè)計(jì) . 28 第五章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析以及 真 . 29 . 29 動(dòng)仿真 . 32 設(shè)計(jì)心得 . 35 致 謝 . 36 I 向運(yùn)動(dòng)混合機(jī)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 摘要： 向運(yùn)動(dòng)混合機(jī) 廣泛應(yīng) 用于醫(yī)藥、食品、輕工業(yè)等行業(yè)，能在三維空間實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)、平移、翻轉(zhuǎn)等復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，是一種高效的混合設(shè)備。在該設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中，我綜合分析了該混合機(jī)的空間運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，并對(duì)該混合機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明計(jì)算，同時(shí)用 桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，最后繪制出該混合機(jī)的裝配圖和各主要零件的零件圖。 關(guān)鍵詞： 混合機(jī) 傳動(dòng)系統(tǒng) 空間 6桿機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)仿真 to 00in in Its a In of I of to a of to R of At I a of 6R 第一章 概述 多向混合機(jī)廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、粉末冶金、涂料、電子、軍工、材料等粉體混合領(lǐng)域。粉體混合的質(zhì)量有時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用 ,例如在化工生產(chǎn)中，均勻的粉體混合為反應(yīng)創(chuàng)造良好條件；在醫(yī)藥固體制劑的生產(chǎn)中 ,極微量的藥效成分與大量增量劑混合的均勻水平直接影響著 藥的質(zhì)量；在粉末冶金中各種不同成分的混合均勻水平影響著材料的強(qiáng)度?；旌显O(shè)備的發(fā)展直接影響著粉體混合單元操作的效果。隨著納米技術(shù)的發(fā)展 ,粉體混合更顯示出它的重要性。 2 第二章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 根據(jù)混合機(jī)的功能要求，考慮題設(shè)功能參數(shù)及約束條件，可構(gòu)思出一系列傳動(dòng)方案，經(jīng)初步淘汰，現(xiàn)列舉兩種傳動(dòng)方案。 方案一： 傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖如 (a) (b) 圖 案一 傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖 其中，圖 b）為、軸的展開(kāi)圖，其空間位置可由圖 a）看出。 3 傳動(dòng)鏈由電動(dòng)機(jī)經(jīng) V 帶傳動(dòng)、兩級(jí)齒輪傳動(dòng)再通過(guò)鏈傳動(dòng)傳至軸。 方案二： 傳動(dòng)方案示意圖如 （ a） （ b） 圖 案二 傳動(dòng)示意圖 方案一和方案二均能滿(mǎn)足 方案一與方案二相比有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)效率高，成本低等優(yōu)點(diǎn)，故最終選用方案一。 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為 1 2 0m 2m 4 4 0 由于擬采用帶傳動(dòng)和兩級(jí)齒輪傳動(dòng)以及鏈輪傳動(dòng)減速，按 1表 1推薦范 圍，初定 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 從電機(jī)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)有四軸依次為、軸，則 4 1)各軸轉(zhuǎn)速： m 4 4 01m m 32 m 43 m 2)各軸功率： 由 1表 1 m = = = = P =m = P =P = P = P = P = P =輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 2中表 8A= 帶的帶型 根據(jù) 計(jì)算功率 小帶輪轉(zhuǎn)速 帶小n 由圖 8型。 v 1)初選小帶輪基準(zhǔn)直徑 根據(jù) 由表 8小帶輪的基準(zhǔn)直徑 5 2)驗(yàn)算帶速 v。按式（ 8算帶的速度 5 56.5/ 4 4 075/1060 331 1 因?yàn)?5m/ h 5軸環(huán)處的直徑為 55寬度 b 2 3）考慮齒輪與箱體不發(fā)生干涉，取小齒輪 3 距箱體內(nèi)壁的距離 8 齒輪 2 距箱體內(nèi)壁的距離 12?？紤]到箱體的鑄造誤差，軸承內(nèi)表面與箱體內(nèi)壁之間的距離c 都取 10各段的長(zhǎng)度和直徑均已確定。 （ 3）軸上零件的周向定位 齒輪與軸的周向定位均采用圓頭普通平鍵聯(lián)接。按安裝齒輪處直徑 45得平鍵截面 b h 14 9（ 參照鍵長(zhǎng)度系列，齒輪 的平鍵長(zhǎng)為 40輪 0擇齒輪輪轂與軸的配合為 H7/動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，選取軸此段的尺寸公差為 （ 4） 確定軸上的圓角和倒角尺寸 軸端倒角為 0452 ，有圓角處圓角為均為 圖 算簡(jiǎn)圖 圖中 040N， 310N， 20 圖 軸的載荷分析圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及圖 可以看出截面 C 是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面 H、 的值列于下表（參看上圖） 表 荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 矩 M 12897N V=彎矩 6 6 2 3 2 9 22 1 2 8 9 722 扭矩 T T=105N 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 C）的強(qiáng)度。根據(jù)（ 15上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 =的計(jì)算應(yīng)力 21 M p aM p ) 3 2222 前已選定軸的材 料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 15 60此 故安全。 的設(shè)計(jì) 1. 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取 12 則 30m i n 軸的結(jié)構(gòu)如下圖 : 圖 3軸的強(qiáng)度校核 經(jīng)計(jì)算軸滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，故此軸安全（計(jì)算過(guò)程可參看軸軸）。 22 第四章其他零件的設(shè)計(jì) 動(dòng)系統(tǒng)、萬(wàn)向搖臂機(jī)構(gòu)、獨(dú)特形狀混料桶等部件組成。 機(jī)座： 該 機(jī)機(jī)座由型鋼制成，外覆不銹鋼面板。機(jī)座結(jié)構(gòu)合理，能有效地穩(wěn)定整機(jī) 。 萬(wàn)向搖臂機(jī)構(gòu) ： 為了使混料桶能在立體三維空間做復(fù)雜的平移、轉(zhuǎn)動(dòng)、搖滾運(yùn)動(dòng)，該機(jī)設(shè)計(jì)了一對(duì)搖臂。萬(wàn)向搖臂機(jī)構(gòu)采用全不銹鋼材料，并經(jīng)鏡面拋光，造型美觀。 混合桶 ： 本機(jī)混合桶置于兩個(gè)空間交叉又相互垂直，分別由 Y 型萬(wàn)向搖臂連接的主、從動(dòng)軸間?；旌贤坝赏吧?、正錐臺(tái)進(jìn)料端、出料端及密封裝置組成?；旌贤安捎脙?yōu)質(zhì)不銹鋼精制，其內(nèi)壁及外壁經(jīng)鏡面拋光處理。桶體氣密性好，平滑光潔無(wú)死角、 無(wú) 殘留、易清洗。 23 第五章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析以 及 真 向運(yùn)動(dòng)混合機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的是特殊的 6R 機(jī)構(gòu)。，下圖為標(biāo)有坐標(biāo)系的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，這種 6R 機(jī)構(gòu)所以具有一個(gè)自由度是由于存在下列的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩個(gè)連架轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線互相平行而其余相鄰轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線均互相垂直，并且 D=L 3 L 和與構(gòu)件 5之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副可變換為平面副， 0與 5之間無(wú)軸向運(yùn)動(dòng) 關(guān)系使該六桿機(jī)構(gòu)的自由度為 1，具體可通過(guò)設(shè)輸入角1，則待分析的運(yùn)動(dòng)參數(shù)0（輸出角）、2、3、4、5。利用余弦矩陣，可得他們與輸入角1之間的關(guān)系， 102 12 s i nc o s i n 123 c o sc o s 2 2 13 2 11 3 s i nc o 3 s i n 14 3 s i n 1c o s 2 152 13 s i nc o s i n 該特殊 6種特殊的 6f F 6 1 5 ，此即表示機(jī)構(gòu)具有一個(gè)過(guò)約束（ m 6 1 ）?？梢哉J(rèn)為，這個(gè)過(guò)約束發(fā)生在構(gòu)件 5和固定件 0組成的轉(zhuǎn)動(dòng)副處。經(jīng)推算得出結(jié)論，構(gòu)件 5和機(jī)架之間的圓柱副可轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動(dòng)副。 24 圖 2特殊的 6R 空間結(jié)構(gòu)，使物料在混合過(guò)程中除了被拋落顛倒、平移外還做翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使物料在無(wú)離心力作用下進(jìn)行混合，從而避免了不同密度的物料產(chǎn)生偏析和積聚現(xiàn)象。 我所設(shè)計(jì)的 合機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)示意原理圖如下： 圖 2D 200 多向運(yùn)動(dòng)混合機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 1 軸承座 2 機(jī)架 3 從動(dòng)軸 4 右搖臂 5 混合筒 6 左搖臂 7 主動(dòng)軸 當(dāng)主動(dòng)軸以等角速度1旋轉(zhuǎn)（取其角位移1作為自變量）時(shí)，其余各相鄰連桿的角速度可分別按以下各式計(jì)算。 25 從動(dòng)軸的角速度 512 124 3 S i n 左擺叉的角速度 121213 s i S i n料筒相對(duì)左擺叉的角速度13122 3 c o S i n 料筒的瞬時(shí)角速度 2 1124 3 s i s i n由以上諸式很容易得出結(jié)論，并可繪制角速度的變化曲線， 60 12 0 24 0 30 03 6 018 00- 1- 2123轉(zhuǎn) 角 （ ）角速度2角速度變化曲線圖 從而很明顯地看出， 2和3曲線的變化都要經(jīng)歷從負(fù)到正或從正到負(fù)范圍，亦即表明擺叉的擺動(dòng)和料筒的翻滾均是可倒置（可逆）的，這對(duì)于加速物料的混合和提高混合精度都市極為有利的。 26 動(dòng)仿真 作系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)而成 能以提高工程設(shè)計(jì)工作效率，減少學(xué)習(xí)難度，降低培訓(xùn)成本和管理費(fèi)用。 相兼容，支持術(shù)。確保 面與 件相似，而且與大家熟悉的 處理，電子表格，數(shù)據(jù)庫(kù)，演示以及電子郵件等軟件能很好地一起協(xié)同工作，并且能與其他支持 軟件系統(tǒng)集成。 列產(chǎn)品的核心組件，它也是 司全面可升級(jí)的、行業(yè)領(lǐng)先的產(chǎn)品生命周期管理（ 品家族的組成部分。 統(tǒng)的一個(gè)分支，具有極佳的可擴(kuò)展性，能與 X 無(wú)縫集成。同時(shí)內(nèi)置的 據(jù)管理功能，將設(shè)計(jì)與管理融為一體，幫助設(shè)計(jì)者有序、高效地管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)。 “運(yùn)動(dòng)仿真（ 是 配環(huán)境內(nèi)一個(gè)獨(dú)立的功能環(huán)境。用于設(shè)計(jì)零件的運(yùn)動(dòng)方式，分析運(yùn)動(dòng)的軌跡，檢查零件的干涉情況，并且能夠輸出模 擬的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà)。 設(shè)計(jì)“運(yùn)動(dòng)仿真”所需的過(guò)程分為三個(gè)階段： 生成運(yùn)動(dòng)模型階段：“運(yùn)動(dòng)模型”指使用裝配關(guān)系將單個(gè)零件裝配成機(jī)械裝配件，裝配關(guān)系定義了零件間如何進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)；而添加其他特定于“運(yùn)動(dòng)模型”的實(shí)體將定義裝配件運(yùn)動(dòng)的方式。 運(yùn)動(dòng)模擬階段：在此階段中，“運(yùn)動(dòng)模型”被分解為一系列的數(shù)學(xué)方程式，由“運(yùn)動(dòng)解算器（ 進(jìn)行解算。解算器使用的“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”計(jì)算每個(gè)零件的位移，并將得到的數(shù)值將顯示在“結(jié)果查看器（ 中。 查看結(jié)果階段：在此階段中模擬過(guò)程的結(jié)果將 以各種可見(jiàn)的形式顯示或者生成動(dòng)畫(huà)效果，以便查看、演示裝配件的運(yùn)動(dòng)特性。 根據(jù)特殊 6R 機(jī)構(gòu)，根據(jù)實(shí)際情況，計(jì)算后取得所設(shè)計(jì)的 D=L =627E= 3 L=1086 行 動(dòng)仿真。 27 圖 2仿真截圖（ 1） 28 圖 2仿真截圖（ 2） 圖 2真截 29 設(shè)計(jì)心得 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)很快就要結(jié)束了，一個(gè)學(xué)期以來(lái)，雖然辛苦，但大家 都有了很大的收獲?，F(xiàn)將自己的得失總結(jié)于下： 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及的面廣，為我們鍛煉各方面能力提供了很好的機(jī)會(huì)。整個(gè)