自動(dòng)喂料攪拌機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)自動(dòng)喂料攪拌機(jī)小組成員目錄一、設(shè)計(jì)題目（包括設(shè)計(jì)條件、要求）二、功能分析三、機(jī)構(gòu)選用四、方案評(píng)價(jià)（要求二種方案，多者不限） 五、機(jī)構(gòu)組合（繪制機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖）六、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖八、機(jī)構(gòu)幾何尺寸計(jì)算和運(yùn)動(dòng)分析九、 運(yùn)用三維動(dòng)畫驗(yàn)證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的合理性（部分機(jī)構(gòu)）十、設(shè)計(jì)總結(jié)十一、主要參考文獻(xiàn)。一.設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)用于化學(xué)工業(yè)和食品工業(yè)的自動(dòng)喂料攪拌機(jī)。物料的攪拌動(dòng)作為：電動(dòng)機(jī)通過減速裝置帶動(dòng)容器繞垂直軸緩慢整周轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，固連在容器內(nèi)拌勺點(diǎn)e沿圖1虛線所示軌跡運(yùn)動(dòng)，將容器中拌料均勻攪動(dòng)。物料的喂料動(dòng)作為：物料呈粉狀或粒狀定時(shí)從漏斗中漏出，輸料持續(xù)一段時(shí)間后漏斗自動(dòng)關(guān)閉。喂料機(jī)的開啟

2、、關(guān)閉動(dòng)作應(yīng)與攪拌機(jī)同步。物料攪拌好以后的輸出可不考慮。工作時(shí)假定拌料對(duì)拌勺的壓力與深度成正比，即產(chǎn)生的阻力呈線性變化，如圖1示。圖1 喂料攪拌機(jī)外形及阻力線圖二. 功能分解該機(jī)器是為了完成自動(dòng)喂料攪拌功能，需實(shí)現(xiàn)以下的運(yùn)動(dòng)功能要求：（1） 呈粉狀或粒狀的物料定時(shí)從漏斗中漏出輸料一段時(shí)間后漏斗自動(dòng)關(guān)閉。因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。（2） 容器在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下通過減速裝置繞垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。因此需要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)凝X輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。（3） 固連在容器內(nèi)拌勺按照規(guī)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，將容器中拌料均勻攪動(dòng)。因此需要合適的四桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)這三個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)功能作進(jìn)一步分析，可知道他們應(yīng)該分別實(shí)現(xiàn)以下基

3、本運(yùn)動(dòng)：(1) 擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的基本運(yùn)動(dòng)有：運(yùn)動(dòng)形式的變換，運(yùn)動(dòng)停歇，運(yùn)動(dòng)方向交替變換。(2) 齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式有：運(yùn)動(dòng)縮小，齒輪回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軸線變換。(3) 四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式有：連桿的的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。三機(jī)構(gòu)選用功能執(zhí)行構(gòu)件工藝動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)喂料擺桿間歇擺動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)攪拌拌勺回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)四方案評(píng)價(jià)根據(jù)拌勺e的攪拌軌跡、攪拌機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)態(tài)靜力分析及飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量產(chǎn)生a、b兩種方案，如下表表1拌勺e的攪拌軌跡數(shù)據(jù)位置號(hào)i12345678方案a x5204954673702607215150y15031057075070546220082方案b

4、x5054934753731967513185 y185332524763660480225103表2自動(dòng)喂料攪拌機(jī)運(yùn)動(dòng)分析數(shù)據(jù)方案號(hào)固定鉸鏈a、d位置電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/(r/min)容器轉(zhuǎn)速/(r/min)每次攪拌時(shí)間/s物料裝入容器時(shí)間/sxa/mmya/mmxd/mmyd/mma1730410120001440609050b1735420120007206010060表3自動(dòng)喂料攪拌機(jī)動(dòng)態(tài)靜力分析及飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量數(shù)據(jù)方案號(hào)qmax /nqmin /ns2s3m2 /kg m3 /kgjs2 /(kgm2)js3 /(kgm2)a24006000.04位于連桿2中點(diǎn)位于從動(dòng)連架桿3中點(diǎn)130451

5、.950.07b26006500.04135482.000.075方案評(píng)價(jià)：一 機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性 緊湊性方案a中 蝸桿頭數(shù)z1=1 蝸輪齒數(shù)z2=240 輪系齒數(shù) z1=z2=17 z2=34 z3=85方案b中 蝸輪頭數(shù)z1=1 蝸輪齒數(shù)z2=160 輪齒系數(shù) z1=17 z2=24 z2=102 z3=72所以方案b的齒輪比方案a的齒輪緊湊二 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性從表3可看出 a方案所受的阻力小于b方案，a中最大力與最小力之差較小所以運(yùn)動(dòng)過程a較平穩(wěn)三 從效率來(lái)看由表2可看出a方案電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于b方案的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，且a方案每次攪拌時(shí)間較少所以a方案的效率更高四 經(jīng)濟(jì)性 可行性從效率、平穩(wěn)性來(lái)看a方案的經(jīng)

6、濟(jì)性和可行性更高所以綜合來(lái)看，a方案較好五、機(jī)構(gòu)組合（繪制機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖）圖1為蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖1圖2為擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖（控制進(jìn)料）圖2圖3為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖3圖4為機(jī)構(gòu)組合圖（其中四桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)之間有輪系連接如圖5所示）圖4圖5為連接四桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)的輪系六、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖進(jìn)料口開啟擺動(dòng)閉合攪拌機(jī) 工作凸輪基 0 90 180 270 360圓轉(zhuǎn)角七機(jī)構(gòu)幾何尺寸計(jì)算和運(yùn)動(dòng)分析1.容器旋轉(zhuǎn)功能中蝸輪蝸桿的參數(shù)傳動(dòng)比中心距a /mm蝸輪變位系數(shù)x2 模數(shù)m /mm蝸桿分度圓直徑d蝸桿頭數(shù)z1蝸輪齒數(shù)z2i=24（a）180-0.42866.363248i=12（b）1

7、80-0.42866.3634482.輪系傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析a方案曲柄的轉(zhuǎn)速6r/min 每次攪拌90秒 即轉(zhuǎn)9周 蝸桿齒數(shù) z1=1 渦輪齒數(shù) z2=240蝸輪蝸桿減速傳動(dòng)比 i=發(fā)動(dòng)機(jī)/蝸輪=z2/z1=1440/6=240/1物料裝入時(shí)間為50秒 凸輪近休止程為 所以凸輪基圓周期為100秒 即轉(zhuǎn)速為0.6r/min所以傳動(dòng)比 i=1/凸輪=6/0.6=10/1所以用輪系傳動(dòng)1/凸輪=(z2z3)/(z1z4)=(34*85)/(17*17)=10/1b方案曲柄的轉(zhuǎn)速9r/min 每次攪拌100秒 即轉(zhuǎn)15周 蝸桿齒數(shù) z1=1 渦輪齒數(shù) z2=160蝸輪蝸桿減速傳動(dòng)比 i=發(fā)動(dòng)機(jī)/蝸輪=

8、z2/z1=1440/9=160/1物料裝入時(shí)間為60秒 凸輪近休止程為 所以凸輪基圓周期為120秒 即轉(zhuǎn)速為0.5r/min所以傳動(dòng)比 i=1/凸輪=9/0.5=18/1所以用輪系傳動(dòng)1/凸輪=(z2z3)/(z1z4)=(102*72)/(17*24)=18/1八、 運(yùn)用三維動(dòng)畫驗(yàn)證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的合理性（部分機(jī)構(gòu)） 見文件部分三維動(dòng)畫九設(shè)計(jì)總結(jié)該設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)主要包括三方面的運(yùn)動(dòng)：1.電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)容器旋轉(zhuǎn) 2.擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)執(zhí)行進(jìn)料口的開啟和閉合 3.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)執(zhí)行攪拌運(yùn)動(dòng)。需要掌握齒輪，渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)的有關(guān)知識(shí)。在設(shè)計(jì)容器旋轉(zhuǎn)的過程中，重點(diǎn)是要對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速，減速裝置可以是渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)。在設(shè)計(jì)進(jìn)料口的開啟與閉合時(shí)，由于要和攪拌機(jī)同步，故兩者之間可以通過輪系來(lái)進(jìn)行傳動(dòng)，而后要根據(jù)擺桿的運(yùn)動(dòng)軌跡確定凸輪的基圓半徑和外形輪廓，這比較復(fù)雜?？偟膩?lái)說，要完成設(shè)計(jì)，必須了解機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。經(jīng)過對(duì)一些工具書的參考后完成設(shè)計(jì)。通過這次設(shè)計(jì)，鞏固了我們機(jī)械