機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)-攪拌機(jī)

湖南科技大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目題號：攪拌機(jī)學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級：機(jī)三學(xué)生姓名：劉丁丁2013-6-7一設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一用單相電動機(jī)作動力源的攪拌機(jī)給定數(shù)據(jù)要求〔1〕機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析符號n2LABLBCLCDLDEDOAO單位/minmmmmmmmmmmmm數(shù)據(jù)812385954101350520410〔2〕機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)連桿機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析符號S3S4Js3Js4G3G4單位位于BE中點(diǎn)位于CD中點(diǎn)㎏·㎡㎏·㎡NN數(shù)據(jù)190.51100420二應(yīng)完成的工作1速度、加速度和機(jī)構(gòu)受力分析圖2設(shè)計(jì)說明書1份。目錄摘要.............................................................................................5第一章攪拌機(jī)多用途和設(shè)計(jì)要求.........................................72.1機(jī)械簡介....................................................................72.2機(jī)構(gòu)用途....................................................................72.3技術(shù)方法....................................................................7第二章機(jī)構(gòu)簡介與設(shè)計(jì)..................................................83.1機(jī)構(gòu)簡介...................................................................83.2機(jī)構(gòu)簡圖...................................................................83.3設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)....................................................................93.4速度、加速度析.......................................................10第三章靜力分析.............................................................12結(jié)論.....................................................................................17心得體會.............................................................................18致謝.....................................................................................19參考文獻(xiàn).............................................................................20摘要老式攪拌機(jī)體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，本錢高，效率低。先進(jìn)的攪拌技術(shù)設(shè)備，是降低生產(chǎn)本錢，提高成品質(zhì)量做了很大的改良。該機(jī)采用單相電動機(jī)做動力源，可在光大的農(nóng)村使用，不用擔(dān)憂需要較高的的動力電壓的問題。文中較詳細(xì)的介紹了攪拌機(jī)的傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并對曲柄搖桿進(jìn)行了詳細(xì)的速度和加速度分析。本機(jī)在滿足生產(chǎn)需要的同時，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，降低了本錢價格，提高了效率。第一章攪拌機(jī)的用途和設(shè)計(jì)要求2.1機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)目的1〕改良現(xiàn)有的攪拌機(jī)模式，使攪拌機(jī)更加容易生產(chǎn)使用；2〕使機(jī)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(shí)際的生活中去。2.2機(jī)構(gòu)用途攪拌機(jī)是一種對物料進(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(diǎn)。攪拌機(jī)是用于對物料進(jìn)行混合所用。它能使物料在進(jìn)行加熱或在其他行業(yè)中能足夠的進(jìn)行混合，到達(dá)兩種或兩種以上的物料在攪拌下混合的非常均勻。到達(dá)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(jī)的成型機(jī)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)主要針對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動展開。該機(jī)構(gòu)應(yīng)用了機(jī)械原理中的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，我們所要研究的畫出該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖并且對連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析和動態(tài)靜力分析。繪出機(jī)構(gòu)上拌勺的運(yùn)動軌跡，和各個點(diǎn)上的速度與加速度。第二章機(jī)構(gòu)簡介與設(shè)計(jì)3.1機(jī)構(gòu)簡介攪拌機(jī)常應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)和食品工業(yè)中對拌料進(jìn)行攪拌工作如下圖，電動機(jī)經(jīng)過齒輪減速，通過聯(lián)軸節(jié)〔電動機(jī)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(jī)構(gòu)運(yùn)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(yùn)動時，固聯(lián)在其上的拌勺即沿圖中虛線所示軌跡運(yùn)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，如下圖。3.2攪拌機(jī)機(jī)構(gòu)簡圖3.3設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析符號n2LABLBCLCD單位r/minmmmmmm數(shù)據(jù)81238595410連桿機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析符號Js3Js4G3G4單位㎏·㎡㎏·㎡NN數(shù)據(jù)110.511004203.4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ω2=2πn/60=2π×81/60=8.41rad/sVB=ω2LAB=8.41×0.240=2.08m/sVC=VB+VCB大?。?？ω2×LAB?方向：C⊥DA⊥BB⊥C選取速度比例尺μv=0.05m/s/mm做速度多邊形求出ω2和ω3，再用速度影像求出E3點(diǎn)的速度。ωc=VC/LCD=μv·pc/LCD=0.05×28.3/0.410=3.45rad/sω3=VCB/LBC=μv·bc/LBC=0.05×10.8/0.5=1.08rad/sVEf=μv·pe=0.05×24.5=1.23m/s2加速度分析aC=aCt+aCn=aB+aCBt+aCBn大?。?？ωc2LCDω22LAB？ω32LBC方向：C⊥DC→DB→AC→B⊥CBaCBn=ω32LBC=0.94892×0.5=0.45m/s2aB=ω22LAB=8.412×0.240=16.97m/s2aCn=ωc2LCD=3.3872×0.460=5.28m/s2選比例尺μa=0.25m/s2／mm作圖，并用加速度影像求Ef點(diǎn)的加速度aEf=μa·p’e’=0.25×71.42=17.86m/s2第三章靜力分析4.1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析：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(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)動分析中所得結(jié)果。要求：確定機(jī)構(gòu)兩個位置〔同運(yùn)動分析〕的各運(yùn)動副反力及加于曲柄上的平衡力矩。以上內(nèi)容作在運(yùn)動分析的同一張?jiān)诩埳稀?.2畫阻力線圖1.選取阻力比例尺，畫阻力線圖μQ=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hI1Ef點(diǎn)：作用在連桿3上的慣性力及慣性力偶矩由加速度多邊形得：MI3=JS3·a3=JS3·acbт/LCB=JS3·μ·nb‵c‵/LCB=17×0.25×39.34/0.5=334.39N·MPI3=m3·aS3=G3/g·μa·p‵s3‵=(1100/9.81)·0.25·41.352=1159.21Nh3=MI3/PI3=334.39/1159.21=0.288m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·μa·p‵s4=410/9.81×0.25×20.220=203.317MI4=JS4·a4=JS4·acbт/LCD=JS4·μa·nc‵c‵/LCD=0.5×35.515×0.25/0.5=8.88N·MH4=MI4/PI4=13.53/203.317=0.067m4.3機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析選比例尺μ1=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(jī)構(gòu)3,4上作用的外G3、G4，總慣性力Pi3、Pi4，然后將運(yùn)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(diǎn)取矩，那么根據(jù)力矩平衡條件得Ef點(diǎn)：3桿：R23TLBC-G3h1-PI3h3+QLf=0于是R23T=314.41N4桿：R23tLCD-G4h1-PI$h4=0于是R14T=172.32N再根據(jù)整個構(gòu)件組3、4的力平衡條件得：Q+R14n+R14T+G4+PI$+R23+G3+PI3=0選取比例尺μp=10N/mm用作圖法作圖見1號圖紙Ef點(diǎn)：R14=μp×ig=2631NR23=μp×eg=357N最后取構(gòu)件2為別離體，對A點(diǎn)列力矩平衡方程Ef點(diǎn)：Mg=R32×L×μ1即：Mg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=μp×da=2120N(Ef點(diǎn))4.4曲柄平衡方程l=0.01998mM平=R32×l結(jié)論本文通過對老式攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行分析，針對老式攪拌機(jī)的缺點(diǎn)，提出了一種新式的攪拌機(jī)，并對新式攪拌機(jī)的動力源、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)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(yùn)動關(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)圖紙和說明書。此次設(shè)計(jì)的攪拌機(jī)和老式的攪拌機(jī)相比，具有生產(chǎn)效率高，結(jié)構(gòu)簡單，性能更穩(wěn)定，更容易操作，適用范圍更廣的特點(diǎn)。通過對攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)，使我對成型機(jī)械的設(shè)計(jì)方法、步驟有了較深的認(rèn)識。熟悉了進(jìn)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(jī)械運(yùn)動簡圖。這次設(shè)計(jì)貫穿了函授所學(xué)的專業(yè)知識，綜合運(yùn)用了各學(xué)科專業(yè)的內(nèi)容。我相信這次設(shè)計(jì)對以后的工作學(xué)習(xí)都會有很大的幫助。心得體會課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實(shí)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(shí)踐，才能提升自己觀察、分析和解決問題的實(shí)際工作能力。通過這次課程設(shè)計(jì)，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(jī)械專業(yè)的本科生來說，實(shí)際能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，而這種實(shí)際能力的培養(yǎng)單靠課堂教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須從課堂走向?qū)嵺`。通過課程設(shè)計(jì)，讓我們找出自身狀況與實(shí)際需要的差距，并在以后的學(xué)習(xí)期間及時補(bǔ)充相關(guān)知識，為求職與正式工作做好充分的知識、能力準(zhǔn)備，從而縮短從校園走向社會的心理轉(zhuǎn)型期。在這課程設(shè)計(jì)之后，我們普遍感到不僅實(shí)際動手能力有所提高，更重要的是通過對機(jī)械設(shè)計(jì)流程的了解，進(jìn)一步激發(fā)了我們對專業(yè)知識的興趣，并能夠結(jié)合實(shí)際存在的問題在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)。由于水平和所學(xué)知識有限，而機(jī)械設(shè)計(jì)又是一門非常深奧的學(xué)科，設(shè)計(jì)中有許多缺乏和需要改良的地方，希望老師指出，我們必定再接再厲，努力完善。參考文獻(xiàn)《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊》鄒慧君主編，高等教育出版社，19982.《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》曲繼方主編，機(jī)械工業(yè)出版