小型混泥土搅拌机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 目前，混 泥 土搅拌机在国内外都有着飞速的发展，国际竞争力在不断提高。 为了满足市场需求，完善产品系列，适应小型建筑施工和实验室工作的需求，设 计了此混泥土搅拌机。 本课题主要研究 立轴式 混 泥 土搅拌机的工作原理以及搅拌机搅拌系统方案设计。根据设计要求，对 混泥土 搅拌机的搅拌系统初步定型，并对搅拌系统的主要部件进行设计和计算。 主要设计结论如下： （ 1） 搅拌机的结构方案分析与总体设计 本搅拌机的 结构 是 由机架、搅拌装置、传动系统所主成。 机架是整个设备的支撑部分，由槽钢 和钢管 焊接而成。搅拌装置由 搅拌筒、搅拌轴、搅拌铲片所主成，搅拌铲片固定在搅拌臂上，并且与搅拌轴主成一体，搅拌铲与搅拌筒 底 间隙可微量调整。传动系统由 电动机、减速器、带传动、链传动所 组成。 （ 2） 搅拌装置的设计 搅拌装置是安装在轴套上的铲片式叶片，叶片随轴的旋转而转动，对筒内物料进行搅拌，是物料混合均匀，搅拌臂向上伸出，可起到搅拌上方物料的作用。 （ 3） 传动系统的设计 传动系统是由 动机输出转速通过 速器又通过链传动将转速传递给搅拌机的主轴，主轴带动轴套转动，从而使搅拌叶片 旋转，来完成搅拌的工作。 关键词： 搅拌机；立轴；混泥土买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 t at a in In to to to of of of by as (1)of he is a of is of of a to at of be of (2) is in on of of is a in (3) to to to to to to so to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 1 总体概述 . 1 . 1 计的总体要求 . 1 计大纲 . 1 计原则 . 1 始数据 . 1 . 1 2、设计的主要内容 . 2 . 2 . 2 . 3 . 3 3、 主要机构具体结构设计及参数设计 . 3 . 3 . 3 . 4 . 6 . 6 . 8 . 15 . 24 . 26 . 27 . 27 . 27 . 28 4、参考文献 . 29 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 总体概述 毕业设计课题 小型混泥土搅拌机 设计的总体要求 满足使用要求 满足经济性要求 力求整机的布局紧凑合理 工业性要求简单而实用 满足有关的技术标准 计大纲 计原则 搅拌机技术条件应满足 泥土搅拌机技术条件规范； 所用图纸的幅面应符合 华人民共和国标准机械制图中的相关定。 始数据 土搅拌机的概述 混 泥土搅拌机 种类繁多，混泥土搅拌机按作业方式分有循环作业式和连续作业式两种。循环作业式的供料、搅拌、卸料三道工序是按一定的时间间隔周期进搅拌机类型 ： 多功能搅拌机 应用领域： 固、液、干粉、饲料、肥料、混泥土、沙石、灰浆、泥灰、灰泥、沙浆、砂浆、膏体、粉末、水泥、泥浆 动力类型： 电动 布局形式： 立式 作业方式： 连续作业式 型号： 拌方式： 强制式搅拌 搅拌鼓形状： 鼓筒型 装置方式： 移动式 料桶容量： 150（ L） 生产能力： 120（ L） 转速范围： 30（ r/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 行的，即按份拌制。由于拌制的各种物料都经过准确的称量，故搅拌质量好。目前大多采用此种类型的作业方式。连续作业式的上述三道工序是在一个较长的筒体内连续进行的。虽然其生产率较循环作业式高，但由于各料的配合比、搅拌时间难以控制，故搅拌质量差。目前使用较少。 混泥土搅拌机 按搅拌方式分有自落式搅拌、强制式搅拌两种。自落式搅拌机就是把混合料放在一个旋转的搅拌鼓内，随着搅拌鼓的旋转，鼓内的叶片把混合料提升到一定的高度，然后靠自重自由撒落下来。这样周而复始地进行，直至拌匀为止。这种搅拌机一般拌制塑性和半塑性 混泥土 。强制式搅拌机是搅拌鼓不动，而由鼓内旋转轴上均置的叶片强制搅拌。这种搅拌机拌制质量好，生产效率高；但动力消耗大，且叶片磨损快。一般适用于拌制干硬性 混泥土 。混泥土搅拌机按装置方式分有固定式和移动式两种。固定式搅拌机是安装在预先准备好的 基础上，整机不能移动。它的体积大，生产效率高。多用于搅拌楼或搅拌站。移动式搅拌机本身有行驶车轮，且体积小，重量轻，故机动性能好。应用于中小型临时工程。混泥土搅拌机的出料方式分有为倾翻式和非倾翻式两种。倾翻式靠搅拌鼓倾翻卸料，而非倾翻式靠搅拌鼓反转卸料。 混泥土搅拌机 可按搅拌鼓的形状不同，有梨型、鼓筒型、双锥形、圆盘立轴式和圆槽卧轴式五种。前三种系自落式搅拌；后两种为强制式搅 拌，目前国内较少使用。混泥土搅拌机按搅拌容量分有大型（出料容量 10003000L）、中型（出料容量 300500L）和小型（出料容 50250L）。各搅拌机的分类。 2 设计的主要内容 搅拌装置的设计 搅拌装置是混泥土搅拌机的主要装置，主要起将物料搅拌搅拌均匀的作用，主要由搅拌轴、搅拌叶片和搅拌桶组成。 传动装置的设计 传动装置主要起动力传输以及控制转速作用，主要由齿轮、皮带轮，轴、轴承等一系列零件组成。 减速机与搅拌主轴间采用鼓型齿联轴器联结，搅拌主轴采用高速端十 字轴万向联轴器同步，使两轴作反向同步运转，达到强制搅拌效果，与传统的大小的链轮传动，大齿轮同步的结构相比，具有结构紧凑，传动平稳，遇非正常过载时能通过皮带打滑保护等特点。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 机座与支架的设计 机座与支架主要起固定支撑作用，使混泥土搅拌机能正常稳定的工作而不至于在搅拌的时候由于搅拌导致机器的晃动。 电器控制系统的设计 主要通过控制电机和传动装置来调节搅拌速度和精度。 3 主要机构具体结构设计及参数设计 搅拌装置的设计 搅拌装置包括： 主要由搅拌轴、搅拌叶片和搅拌 桶组成。 具体结构如下图所示 搅拌桶的设计 设计要求 搅拌类型：强制式搅拌 搅拌鼓形：为鼓桶型 鼓桶容量： 150L 底端内径： D=600 底端外径： 20桶大致设计结构图如下： 图 1鼓桶 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 鼓桶强度计算： 混泥土密度 不固定 ，根据 配料比例不同，密度 会不一样 ，一般来说：轻质泡沫 混泥土 的密度小，密度等级一般为 300以在鼓桶满载的情况下鼓桶中混泥土的重量为： M=V=180070延鼓桶轴线作用于同底的作用力为： F=70646N 鼓桶的壁厚 =10 ，所以鼓桶为薄壁圆筒。所以鼓桶的横截面积为： A=0010=188400以鼓桶截面上的最大应力为： = =桶材料选取： 桶制作工艺：采用冲压工艺 搅拌叶片的设计 搅拌叶片是混泥土搅拌机实现其工作性能的关键，搅拌桶搅拌性能是通过搅拌叶片对拌合料连续不断的碰撞而实现的，因此搅拌叶片的设计直接影响搅拌机整体设计的成败。目前搅拌叶片的形式大致分为涡轮式、螺旋桨式、桨式三种。一般常用的形式为平直叶片涡轮式、倾斜叶片涡轮式、船用螺旋桨式、锚式、带式。 叶片螺旋线母线：目前搅拌叶片普片采用直板螺旋面，其圆筒母线采用的线型是阿基米德螺旋线，锥筒叶片采用对数螺旋线接头处进行螺旋线的拟合。 母线在绕轴线作匀速圆周运动的同时 , 沿轴线方向作匀速或变速直线运动 , 该母线的运动轨迹形成等螺 距或变螺距螺旋面。母线为直线形成直纹螺旋面母线为曲线形成非直纹螺旋面。轴线与螺旋面轴线重合的圆柱面或圆锥面同该螺旋面的交线分别称为圆柱螺线或圆锥螺线。螺线的切线和圆柱面或圆锥面的母线之间的夹角称为螺旋角 , 用 表示。 斜面倾角和物料下滑角 ：性质一定的物料，在性质（主要是粗糙度）一定的倾角平板上，由于自身重力在斜面方向的分力刚够克服平板对物料的摩擦力和粘附力而开始下滑，这时平板的斜角 叫做该种物料对于该种平板的下滑角，用 表示。物料沿斜线下滑的条件是 。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 图 2 混泥土下滑实验曲线 斜面最大倾斜线 S： 斜面上物料的下滑方向，是沿着斜面的最大倾斜线 S 的方向，如图 3 所示 ,即斜面上对水平面 H 的最大倾斜线 图 3 可知 （ 1） 图 3斜面及最大倾斜线 （ 1） c o ss o ss 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 由（ 1）式得 又因为 s i ns i nc o sc o s)c o s (c o s （ 2） （ 3） 由（ 2）或（ 3）式可求出最大倾斜位置。 代入数据，根据临界线图可得出圆住螺旋角为 68o。 传动装置的设计 图 4传动装置 电动机的选择 类型和结构的选择： 选择 功率的确定： 1)工作机所需功率 s co ss in( s co ss in(tg n 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 00=s )电机至工作间总效率的确定： 取联轴器效率 1 动轴承效率 2 齿轮传动效率 3 4 作机效率 w 则总效率 (1)2(2)2(3)2(4)2w 3)电动机所需功率 4)电动机额定功率 d，故取 550W，查机械设计、课程设计表 17 7 选择型号为 4 的电动机，该电机额定功率 550W，满载转速 1390r/ 传动比的分配： 1)总传动比：鼓桶转速 0r/总传动比 i nm/ 2)确定一级圆锥齿轮传动比 3)确定二级圆柱齿轮传动比 4)确定三级圆锥齿轮传动比 传动参数计 算： 1)各级传动轴的转速计算 （ r/ 高速轴转速 :n1=390r/ 中间轴的转速： n2=n1/ 低速轴转速： n3=n2/ 滚筒的转速： n4=n3/0r/ 2)各轴输入功率计算 (高速轴的输入功率 中间轴的输入功率 低速轴的输入功率 鼓筒锥齿轮的输入功率 3)各轴的输入转矩 (N高速轴的输入转矩 9550P1/05N 中间轴的输入转矩 9550P2/06N 低速轴的输入转矩 9550P3/06 鼓筒的输入转矩 9550P4/07N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 直齿圆锥齿轮设计 选材 :所设计的小型混泥土搅拌机工作工作有轻微振动。经常满载、空载起动、不反转、单班制工作，运输带允许的速度误差为 ，小批量生 产，使用期限 10 年。由课本表 择小齿轮材料为 40质）硬度为 241286齿轮材料为 45 刚（调质），硬度为 229286 齿面接触疲劳强度计算 :齿数 Z:选取小齿轮齿数为 23，大齿轮齿数为23 71。 精度等级：估算 m/s，由表 级精度。 使用寿命 表 选 动载荷系数 图 选 间载荷分配系数 由表 计 b100N/量齿数： 端面重合度： 齿向载荷分布系数 由表 ，取 荷系数 K： K= 转矩 s 2211 11co s 221 i3c o zz 1co c o s)11(1 ）（ 1 2 161买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 弹性系数 表 89.8 节点区域系数 图 触疲劳极限 ：由图 =710=680触最小安全系数 由表 触寿命：由题意 2=用接触应力 H : 1H 2H 小轮大端分度圆直径 确定传动主要尺寸： 大端模数 m： 由表 m=际大端分度圆直径 d: d1=3=d2=1=距 R: 齿宽 b: 齿根弯曲疲劳强度计算： 齿形系数 图 力修正系数 图 合度系数 齿间载荷分布系数 由表 b100N/m 载荷系数 K: K=曲疲劳极限 ：由图 =600=570曲最小安全系数 表 曲寿命系数 题意 寸系数 图 P 7 1 0m i 6 8 0m i 8 7 32211 22221 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 许用弯曲应力 F ： 2)斜齿圆柱齿轮设计 选定齿轮精度等级、材料及齿数 1)圆锥斜齿圆柱齿轮减速器是通用减速器，速度不高，故选用 7 级精度 2)选择材料 根据课本表 择大小齿轮材料均为 45 钢（调质），小齿轮齿面硬度250齿轮硬度为 220择小齿轮齿数为 3,大齿轮齿数 32=46 3)初选螺旋角 14 按齿 面接触强度设计 设计公式为 1)确定公式内的各计算数值 试选载荷系数 齿轮转矩 06N齿宽系数 d 1 由 区域系数 图 得 a 表 E 算应力循环次数 6060 1（ 1 8 300 10） 108 N1/107 由图 齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 600齿轮的解除疲劳强度极限 570图 算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1%，安全系数 S 1，得 00/1570 70/1许用接触应 力 H（ /2 6 0 0m i i 5 7 0m i i 3 221 )(12 H 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 2）计算 试算小齿轮分度圆直径 公式得 =算圆周速度 v v 601000） 601000） =s 计算齿宽 b 11 62.723 h b/h 算纵向重合度 ： 23 算载荷系数 K 根据 v s， 7 级精度，由课本图 得动载荷系数 【 4】表 得齿间载荷分配系数 【 4】表 得使用系数 【 4】表 得齿向载荷分配系数 图 b/h 得 荷系数 K 实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得 74算模数 mn 1 7423 按齿根弯曲强度设计 设计公式为： 1）确定计算参数 计算载荷系数 K 据纵向重合度 图 10 28 查得螺旋角影响系数 计算当量齿数 3 253 221 )(4 12 3 21222c o s33 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 Z1/23/ Z2/92/ 取齿形系数 由【 4】图 得 【 4】图 得应力校正系数 【 4】图 得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 440齿轮弯曲疲劳强度极限 425【 4】图 10 18 取弯曲疲劳寿命系数 算弯曲疲劳许用应力 取安全系数 S 40/ 25/算大小齿轮的 F并加以比较 齿轮数值大设计计算 =比计算结构，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 于有齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取 可满足弯曲强度，圆整为标准值 为了同时满足接触疲劳强度，需要接触疲劳强度算得的分度原直径 74是有 74 29， 229 58 几何尺寸计算 （ 1）计算中心距 a（ 2） m/（ 2（ 29+58） 2 中心距圆整为 112 2）按圆整后的中心距修正螺旋角 3*114c o s*0*c o 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 2） 2a） 2） 2187)=141424 （ 3）计算大小齿轮的分度圆直径 292.5/424 582.5/424 4）计算齿轮宽度 b 1整后取 B 75 5）结构设计 小齿轮齿顶圆直径小于 160，做成实心结构；大齿轮齿顶圆直径大于160又小于 500以选用腹板式结构为宜。其他有关尺寸按 4图 1039 荐用的结构尺寸设计，设计数值结果直接标注在大齿轮零件图上。大齿轮零件图见附图 1。 3)鼓桶圆锥齿轮 选材 :所设计的小型混泥土搅拌机工作工作有轻微振动。经常满载、空载起动、不反转、单班制工作，鼓桶允许的速度误差为 ，小批量生产，使用期限 年。由课本表 择小齿轮材料为 40质）硬度为 241286齿轮材料为 45 刚（调质），硬度为 229286 齿面接触疲劳强度计算 :齿数 Z:选取小齿轮齿数为 24，大齿轮齿数为24 180。 精度等级：估算 m/s，由 4表 级精度。 使用寿命 4表 选 动载荷系数 4图 选 间载荷分配系数 由 4表 计 b100N/面重合度： o s 22311 11c o s 2232 i c o s)11(1 ）（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 齿向载荷分布系数 由表 ，取 荷系数 K： K= 转矩 弹性系数 表 89.8 节点区域系数 图 触疲劳极限 ：由图 =710=680触最小安全系数 由表 触寿命：由题意 2=用接触应力 H : 1H 2H 小轮 大端分度圆直径 确定传动主要尺寸 大端模数 m： 由表 m=际大端分度圆直径 d: d1=4=82mm d2=80=630距 R: 齿宽 b: 4)整理 圆锥齿轮： m 23， 71， 1 18 2 72， B 14齿圆柱齿轮： 1 2 5 9 161M P 7 1 0m i 6 8 0m i 8 5 9 32211 22221 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 29， 58， 75150 14， B 75心距 a 桶圆锥齿轮： m 24， 180， 826301 12 2 78， B 16 轴的设计计算 1)输入轴设计 输入轴上的功率 速 转矩 速 1930r/550P1/02Nm 求作用在齿轮上的力： 已知小圆锥齿轮的分度圆直径为 平均分度圆直径 1- R =.3) T1/05/5529N 初步确定轴的最小直径： 先初步估计轴的最小直径。选取材料为 45 钢，调制处理。根据 4表 15 3，取 112，得 =入轴的最小直径为安装联轴器的直径 了使所选的轴直径 联轴器的孔径相适应，故需同时选择联轴器的型号。 联轴器的计算转矩 表 虑到转矩变化很小，故选 ： 04 68250N 4224 2002， 选 公称转矩为 160000N联轴器的孔径为 20选 20联轴器长度 L 50联轴器与轴配合的毂孔长为 38 轴的结构设计： （ 1）拟定轴的结构 图 5拟定轴的结构 33110m 12 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 （ 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为了满足半联轴器的轴向定位， 1 2断轴右端需制出一轴肩，故 2 3段的直径 27 初步选择滚动轴承。因轴承同时受径向力和轴向力，故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据 27机械设计课 程设计表 15 7 中初步取 0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承 30306，其尺寸为 d D T 30720 了便于套筒可靠地压紧左端轴承，套筒需向轴承端伸出少许，也就是说 3最终取 0对轴承均采用轴肩进行轴向定位，由表 15 7查得 30306型轴承的定位轴肩高度 h 此取 37 取安装齿轮出的轴段 6 7的直径 25为使套筒可靠得压紧轴承， 56段应略短与 轴承宽度，故取 19 轴承端盖的总宽度为 20据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，求得端盖外端面与半联轴器右端面间的间距为 l 30取 50 锥齿轮轮毂宽度为 使套筒断面可靠地压紧齿轮取 704 5段装定位套筒，套筒长度不固定，故取 50为比较合适。 （ 3）轴上的周向定位 圆锥齿轮和半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按 4表 6b键高 h 87为 50时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 H7/样，联轴器与轴的连接选用平键为 6625连州其与轴的配合为 H7/动轴承与轴的周向定位是有过度配合来保证的，吃出选轴的尺寸公差为 （ 4） 确定轴上圆角和倒角尺寸 参考 4表 15轴端倒角为 2 45。各轴肩处的圆角半径见图。 按弯扭合成应力校核轴的强度： 根据上表中的数据句轴的单向选装，扭转求应力为脉动循环应力，取 的计算应力 )5400/ 32222 据已选定的材料为 45钢，调制处理，查 表 15 1的 60此 故安全。 精确校核轴的疲劳强度： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 （ 1）判断危险截面 靠近齿轮滚动轴承的支反力作用点所在截面 C 所受弯矩最大，但应力不集中，且前面所计算得到的这段直径能满足力学要求，故不是危险截面，不必校核。而由图易知，截面 5 右端最靠近截面 C，且截面 5出有圆角，应力集中最严重。所以截面 5右侧最危险。 （ 2）截面 5右侧 抗弯截面系数 W 303 2700扭截面系数 303 5400面 5右侧弯矩 M（ （ 28402+ 11360N中 械设计课程设计表 150306得到。 a 15 b M/W 11360/2700 矩 5