毕业设计（论文）-碗型混料机的设计(含全套CAD图纸)

1、毕业设计（论文）说明书课题名称碗型混料机的设计学院机械学院专业 机械设计制造及其自动化班级学号一名指导教师定稿日期：2014年4月14日摘要着牛产和流通的日益社会化，现代化，尤其是半个世纪以混料机产品得到了飞速的 发展，在市场商品交换的重要地位也越来越来突出，目前，已普遍引起人们的重视。 科技的发展在当代社会各个不同的领域都产牛了深远的影响。特别是机械化，自动化设 备的普遍应用，更为这些领域增添了活力，机械行业也不例外。现在大部分的混料机过 程己有手工作业转变为机械化作业。这不仅仅降低了人的劳动程度，而且也加快了牛产 速度，提高了牛产率，同时也使机械混料机的形式在不断的改进、革新，使广大的消费

2、 者普遍能够接受。这在客观上促进了混料机的营销，提高了混料机在市场上的竞争力， 也可以为企业带来高额的利润。粉末冶金既是制造高新材料的重要工艺，有时还是唯一的方法，同时也是多、块、 好、省地制造形状复杂、高精度金属零件的先进金属成型技术。镭铁合金粉属于脆性材 料，将其制成金属粉末压坯，必须加入粘结剂，而粘结剂选择的是钠水玻璃，它是一种 复杂的分散体系，既有离子溶液的性质也有胶体溶液的性质。如果镭铁合金粉与水玻璃 不能在极短的时间内达到均匀的混合，将育接影响到其冶金产品的质量和性能。目前混 料设备仍无统一的标准，属于“非标”产品。而且粉末冶金行业中所用到的混料机都不 同程度的满足不了镭铁合金粉与

3、水玻璃的混制。因此，借鉴铸造行业中的混砂机械，设 计一碗型混料机，提高锚铁合金粉与水玻璃的混合质量，满足冶金产品对其混合的要求。关键词：机械；现代化；碗型；混料机abstrctthe production and circulation of the increasing socialization, modernization, especially for half a century by mixing machine products has been rapid development, an important position in the market of commodity

4、 exchange also becomes more and more outstanding, at present, has been widely attention.the development of science and technology have had a profound impact on the contemporary social different fields. especially the universal application of mechanization, automation equipment, more of these fields

5、and add a dynamic, mechanical industry is no exception. now the existing manual mixer most into mechanical work. this not only reduces the labor intensity of people, but also to accelerate the speed of production, enhance productivity, but also the mechanical mixing machine in the form of continuous

6、 improvement, innovation, so that the majority of consumers are generally able to accept. this promotes the mixing machine marketing objectively, improves the mixing machine in the market, also can bring high profit for the enterprise.powder metallurgy is an important process for manufacturing new m

7、aterials, sometimes the only way, advanced metal forming technology is also much, block, good, province manufacturing complex shape, high precision metal parts. ferromanganese alloy powder is a brittle material, be made of metal powder compacts, must join the binder, and the choice of adhesive is so

8、dium water glass, it is a complex distributed system, properties of both ion solution and colloidal solution. if the powder and water glass can not ferromanganese alloys achieve uniform mixing in a very short period of time, will directly affect the quality and performance of the metallurgical produ

9、cts. the mixing device is still no unified standard, belong to hnon standard11 products- but mixing machine used in powder metallurgy industry in different degree can not meet the ferromanganese alloy powder and water glass mixing. therefore, from the mechanical mixing sand foundry industry, design

10、a bowl type mixing machine, improve the mixing quality ferromanganese alloy powder glass with water, meet therequirements of metallurgical products.key words: machine； modernize up； bowl type; mixing machine摘要1abstrct2第1章绪论61.1课题背景61.2混料机概述及发展趋势71.2. 1混料机械概述71. 2. 2国内外混料机械的现状与发展71.2.3混料机械的特点及发展方向101

11、.4混料机设计的重要性12第2章碗型混料机的设计方案132. 1研究内容132. 2碗型混料机的设计方案142. 2. 1总体方案142. 2.2拟采取的技术措施15第3章碗型混料机的零部件设计173. 1搅拌叶轮的设计173.1.1已知参数和工作条件173. 1. 2确定搅拌叶轮长度和直径173. 1.3叶轮的速度173. 1.4叶轮的校核183.2生产能力213.3功率223.4端盖的设计校核223. 5轴的设计校核233.6传动轴的设计及强度校核253.6. 1传动轴强度计算253.6.2传动轴的疲劳强度校核263.6.3传动轴的接触应力校核29结论33致谢32参考文献33第1章绪论1.

12、1课题背景高新材料是用于新环境新领域能够有所突破，在使用上能够创新的一种新材料。目 前现在很多企业以研发高新材料为其有市场竞争力的重要表现，目前高新材料应用领域 很广。从航天飞机到我们的日常用品都有高新材料的影子。目前高新材料涉及的领域很 广，比如像陶瓷、纺织。器械的制造都有高新材料的影子。目前高新材料将是将来工业 发展必然需要的一个产物，高新材料的出现也人生的生产生活带来了很多便利。粉末冶 金是制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成 形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器

13、、生物、 新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金 技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合 于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件 也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。粉末冶金具有独特的化学组成和机 械、物理性能，而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。运用粉末冶金技术可以直 接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等， 是一种少无切削工艺。随着社会的进步，经济的发展，冶金工业也得到了蓬勃发展，由于混料机在冶金工 业中有着广泛的用途，进而社会

14、对混料机的需求越来越多，规格也越来越大。粉末冶金 既是制造高新材料的重要工艺，有吋还是唯一的方法，同时也是多、快、好、省地制造 形状复杂、高精度金属零件的先进金属成型技术。镒铁合金粉属于脆性材料，将其制成 金属粉末压坯，必须加入粘结剂，而粘结剂选择的是钠水玻璃，它是一种复杂的分散体 系，既有离子溶液的性质也有胶体溶液的性质。如果镒铁合金粉与水玻璃不能在极短的 时间内达到均匀的混合，将直接影响到其冶金产品的质量和性能。目前混料设备仍无统 一的标准，属于“非标”产品。而且粉末冶金行业中所用到的混料机都不同程度的满足 不了镒铁合金粉与水玻璃的混制。因此，借鉴铸造行业中的混料机械，设计一碗型混料 机，

15、提高镒铁合金粉与水玻璃的混合质量，满足冶金产品对其混合的要求。1. 2混料机概述及发展趋势1.2.1混料机械概述粉末冶金既是制造高新材料的重要工艺，有时还是唯一的方法，同时也是多、块、 好、省地制造形状复杂、高精度金属零件的先进金属成型技术。镒铁合金粉属于脆性材 料，将其制成金属粉末压坯，必须加入粘结剂，而粘结剂选择的是钠水玻璃，它是一种 复杂的分散体系，既有离子溶液的性质也有胶体溶液的性质。如果镒铁合金粉与水玻璃 不能在极短的时间内达到均匀的混合，将直接影响到其冶金产品的质量和性能。目前混 料设备仍无统一的标准，属于“非标”产品。而且粉末冶金行业中所用到的混料机都不 同程度的满足不了镒铁合金

16、粉与水玻璃的混制。因此，借鉴铸造行业中的混砂机械，设 计一碗型混料机，提高镒铁合金粉与水玻璃的混合质量，满足冶金产品对其混合的要求。 本课题涉及到学生在大学期间所学的工程制图、机械设计、机械原理等基础知识，通过 本次毕业设计，训练学生掌握独立进行科学研究的方法，掌握文献查阅并能综合分析， 发现并解决问题的能力。1.2.2国内外混料机械的现状与发展混料机发展初期，先是世界知名企业在中国建混料机牛产企业，如德国max it集团、 汉高公司、法国圣哥班等，这些公司不仅给中国带来了先进的技术和设备，同时也带来 了国际先进的管理经验，对推动我国混料机的发展提供了很大的帮助。随后，我国的 企业家也向混料机

17、领域渗透，起初主要是引进国外技术和设备牛产、使用混料机，投资 大，生产成木较高。我国混料机技术研究始于20世纪80年代，肓到90年代末期，才 开始出现具有一定规模的混料机牛产企业。进入21世纪以来，在市场推动和政策干预 的双重作用下，我国混料机行业已逐步从市场导入期向快速成长期过渡。随着国家相关 政策的推动，国外先进理念和先进技术的引进，以及各级政府、生产企业、用户的积极 努力，我国混料机行业稳步发展。混料机科研开发、原料供应、产品生产、物流及产品 应用的完整产业链已初步形成。目前我国经济发展较快的长江三角洲、珠江三角洲和 环渤海地区仍然是混料机发展最快的三个地区，80%以上的混料机企业都集中

18、在此。上 海市是我国开展科研工作最早的城市之一，也是目前发展混料机生产量最大的地区；北 京市近几年混料机市场异常活跃。特别是北京奥运工程对混料机的使用，如国家体育场 和国家游泳中心建设都被北京市建委作为混料机应用示范项目率先使用混料机；广州市 混料机市场稳步发展；天津市以建筑施工示范工程为市场拉动点，混料机市场发展速度 也较为速猛；近两年，郑州、成都、苏州、南昌等地混料机市场得到了较快发展，上海、 北京、广州、常州等城市的混料机市场相对趋于成熟。近几年在国家及各级政府的扶持和政策引导下，一些企业协同科研院所和大专院校 的科技力量，纷纷投资自主研发混料机生产、流通、使用的相关设施设备，并与相关行

19、 业协会共同努力，在标准化、产品认定、市场准入等方面取得了突破性进展。目前全国 主要混料机生产设备企业20余家，物流设施制造企业十几家，施工设备生产企业10余 家，技术水平正逐步达到国外先进水平，初步形成了我国混料机相关设施设备的国产化, 大大降低了混料机的生产、物流、施工成本，基本满足了国内混料机市场的需求。目前 主要使用的混合设备有混料机、轮式碗型混料机、圆盘造球机以及圆筒碗型混料机等， 混料机、轮式碗型混料机和圆筒碗型混料机都属于一次混合设备；其中圆筒混料机除构 造简单外还有生产率高、生产可靠等优点，实践证明，用于一次混合是一种行之有效的 设备。但目前还存在内壁粘料现象、混合时间不足以及

20、震动较大等缺点。混料机是由多个参数决定的，用任何一个单一参数来描述一台混料机是不可能的。 轴功率、桨叶排液量、压头、桨叶直径及搅拌转速是描述一台混料机的五个基本参数。 在搅拌槽中，要使微团相互碰撞，唯一的办法是提供足够的剪切速率。从混料机理看， 正是由于流体速度差的存在，才使流体各层之间相互混合，因此，凡搅拌过程总是涉及 到流体剪切速率。剪切应力是一种力，是搅拌应用中气泡分散和液滴破碎等的真正原因。 因小槽与大槽相比，小槽混料机往往具有：高转速、小桨叶直径及低叶尖速度等特性， 而大槽混料机往往具有低转速、大桨叶直径及高叶尖速度等特性。圆盘造球机是球团生产工艺中的制造生球的设备。其结构组成为转动

21、心轴结构，造 球机圆盘支承在主轴上，主轴靠前端两支点较接于设备底座的支承轴上，主轴箱的末端 通过倾角调整器于底座相连。其工作原理是，机体上周边圆盘与水平成30-55度的倾斜 角度，可在规定的范围内任意调节。电机通过齿轮减速机和一对圆锥齿轮来带动圆盘转 动。盘上装有喷水管及刮料板等装置。粉料加进盘内被水湿润后，不断翻滚形成料粒- 小料球-大料球，当小球偏向盘的中部继续滚大时，则滚向盘边排出。包括电动机、减 速机、圆盘、支架、刮刀、支座、齿轮、底座和机座，圆盘调整装置位于机座上与底座 连接，电动机、行星齿轮减速机、小齿轮位于同一直线上，安装在机座上，其中小齿轮 安装在行星齿轮减速机轴上，与大齿轮相

22、啮合，大齿轮位于主轴上，与支座、机座相连 接，刮刀装置与支架连接位于机座上，圆盘与主轴、大齿轮连接成一体位于底座上。该 机用行星齿轮减速机代替zq减速机，结构简单，与电机直线连接，整体重量轻，电机 功率小，节约能源，易加工，制造成本低，且使用寿命长，工作效率高。近年来国外混料机发展很快，种类很多，结构各异。据我们初步统计，不同结构型 式的混料机有30余种；生产率大小不等，有高达36 0吨/吋的，有供实验室科研用 的小型混料机。各种混料机按其基本作用原理，仍可分为混合、辗压、搓研三个工艺过 程。当然，在各种混料机中行的工艺过程是比较复杂的，要在每台混料机内准确区分这 兰个过程是很困难的。一般，辗

23、轮式混料机是以辗压为主，而叶片式混料机则以混合为主。随着目前造型 工艺的不断进展，岀现了高压造型等新工艺，但仍以粘土型芯料为主。不过对粘土型芯 料的各种性能提岀了新的要求（如高压造型用的一般型料湿压强度在1公斤/厘米2左 右，水分为13、2.7拓，粘土为6、10拓），且需在很短的时间内使水分、粘土与 料子充分混制，达到所需的性能。另一方面，随着铸造生产机械化、自动化程度不断提 高,单位吋间内型芯料的需要量大幅度增加。为此，混料机的结构需作较大的改进。混 料机按工作方式可分为间歇式混料机和连续式混料机两类。下面分别列举国外几种有代 表性的混料机，加以介绍。间歇式混料机，即为一次加料，混制后一次卸

24、料的混料机。本世纪初出现了第一台 si m p s o n型辗轮式混料机。该机有笨重的辗轮来辗压型芯料，主轴转速较低，故 混制时间长，生产率低。该机以辗压与搓研作用为主，混制的型芯料质量较高。但沉重 的辗轮易使混制的型芯料粒度变细，影响料子的质量。同时，沉重的辗轮也不利于提高 主轴转速，阻碍生产率的提高。间歇式混料机有加料和卸料的辅助时间，这个吋间约30 秒左右，因此对单位吋间内的生产能力是一个很大的损失。尤其对那些自动化程度高的 造型、混料处理系统，更是不利。因此，连续性混料机近几年来受到重视。连续式混料 机生产率较高，应用也较广。但一般混制质量较低，辅助机构较复杂，适用于混制大量 的单一型

25、芯料及背料。随着我国铸造机械化自动化程度的不断提高，对双辗盘混料机等 连续混料机，也需加以研制。1.2.3混料机械的特点及发展方向混料机械是特殊类型的专用机械，由于混料机物品的多样性和人们对混料机质量的 较高要求形成了混料机机构复杂。国外混料机械的发展经历了以下几个阶段：简单机械 化，初级自动化，自动混料机生产线，电脑控制的高度自动化生产线。经过50年的发 展，国外混料机械的工业形成了独立完整的体系，成为机械制造业的一个重要分支，有 以下几个特点：混料机械生产稳定增长；混料机械门类齐全，品种繁多；混料机械牛产 自成体系，混料机械的主要用户行业为牛产。近年来表明行业对混料机械的需求增大。 产业的

26、发展推动了混料机械更新换代，从而推动混料机械科技的投入和科研的快速发 展。我国混料机械的发展方向：（1）在发展专用机机种的同时，积极开发通用混料机。 混料机械在发展专用机种的同时，为满足现代混料机的实际需要，正在不断扩大其通用 能力，积极开发各种通用混料机。研制通用混料机的目的，一是要适合被混料机物品混 料机材料和混料机形式的多样化；二是要照顾到制造使用单位的技术力量，设备配备和 牛产成木，因而国际混料机节日益重视混料机的通用性，以便借助有限的机械设备获得 较大的经济效益。（2）混料机械日益连动化、高速化、自动化。根据我国的实际情况既 要大力研制先进的全自动半自动的混料机，还要对某些行之有效，

27、小巧的手动混料机工 具与装置给以足够的重视，以以发挥其相辅相成的作用。混料机自动化的高低会直接影 响混料机的质量，能量的消耗，操作环境和劳动生产率。实践表明搞好混料机自动化不 但离不开机电光液气（包括射流）等常规手段相互渗透和配合，同吋要因地制宜的吸收 对改进混料机械确实有价值的部分，使之保持一定的生命力。混料机械的作用是给有关 行业提供必要的技术装备，以完成所要求的混料机混料机工艺过程。为了对混料机械的 发生和发展找岀规律性认识并制订适当的对策，有必要深入地了解它的一些特点。混料 机械为特殊类型的专业机械，机种繁多，综合研究工艺、材料、设各乃是开拓混料机新 技术的根本途径。首先指出，混料机物

28、品不仅花色品种多，而且大都是可变化的，如不 同粘度的液体，不同粒度的散体和各种片状、块状、束状、环状及异形的物体等。任何 事物之间总有它们的共性与特性。若能按照具体条件探索出一种模块化（或称积木式）的 混料机械体系，通过适当改变模块的组合使之具有不同的功能和生产能力，那么必会有 助于简化设备构造，实现设计制造的计算机化，缩短工作周期，降低生产成本，增强市 场竞争能力，只配备几种加料装置就实现了一机多用。鉴于大多数混料机机构复杂、动 作精确、远行速度快、工位多，所以应力求其工作协调可靠,尽量少发生故障和误动作。 为此，要设法改善自动混料机及自动混料机线的整机造型、总体布局、故障显示和安全 防护等

29、措施。机械设备的高速化是实现人类社会高速发展的根本措施，是提高设备生产率的主要 途径，故混料机的工作速度是衡量其性能优劣的重要指标。混料机械的高速化，随之对 相应设备的联动化和自动化提岀了更高的要求。微电子技术和检测元件的发展和利用， 提高了混料机的混料机质量，也提高了混料机的自动托程度。通常混料机的生产速度越 高，对执行机构的动作同步性和协调性要求越严。为保证混料机作业能够可靠地进行， 自动混料机应具有故障诊断和显示功能，推行在线的自动检测与控制。研制和发展混料 机时，重视高新技术的应用，是提高其先进性、可靠性的主要途径。今后应大力开发以 下技术。1）微机控制技术2）模糊优化控制技术3）新型

30、执行机械4）新型传动系统5）传感器的研究与开发6）在线显示技术7）现代设计方法8）现代制造技术9）先进的新工艺将材料，工艺，技术三结合是开拓发展机械的根本途径.1.4混料机设计的重要性无论在国内和国外，混料机已涉及到各行各业，面广量大，对人民牛活，国际贸易 以及国防建设等都带来了深刻的影响。随着人民牛活水平的不断提高，物质和精神牛活 上都有了更高的要求，很难想象现代牛活中如果没有了混料机会是什么样的，但是我国 的混料机业起步相对来说还是比较晚的。为了快速的发展我国的混料机工业，需要加快 步伐研制出适合中国国情的先进的混料机设备。对于做毕业设计的学牛来说，毕业设计 无疑是一次很好的学习和锻炼自己

31、的机会。毕业设计是对四年来所学知识的一个总结和 融会贯通。以前所学的全都是课木上的理论性的知识，而这样的一次毕业设计使我们将 课木知识和实际问题紧密的联系到一起了，综合的运用了所学的理论知识和技能。另外 通过做毕业设计还提高了我们分析问题和解决问题的能力；培养收集、阅读和分析参考 资料，运用各种标准和工具书，编写技术工作文件的能力；培养实验研究，运算和数据 处理能力；培养翻译外文资料的能力，进一步培养学牛的计算和制图等基木技能。对于 即将走向工作岗位的同学门来说，无疑是一次很好的锻炼机会，给以后的工作奠定了坚 实的基础。所以毕业设计对每位毕业牛来说都是非常重要的，是大学牛活中不可缺少的 一个重

32、要的环节。虽说我们的这次设计只能作为一次练习，但是我个人认为这的确是一 次具有实际意义的设计练习。所以我们必需要认真的对待这次的实际任务，努力的完成 好这次设计的任务。第2章碗型混料机的设计方案本课题涉及到学生在大学期间所学的工程制图、机械设计、机械原理等基础知识， 通过本次毕业设计，训练学生掌握独立进行科学研究的方法，掌握文献查阅并能综合分 析，发现并解决问题的能力。粉末冶金既是制造高新材料的重要工艺，有吋还是唯一的 方法，同吋也是多、块、好、省地制造形状复杂、高精度金属零件的先进金属成型技术。 镒铁合金粉属于脆性材料，将其制成金属粉末压坯，必须加入粘结剂，而粘结剂选择的 是钠水玻璃，它是-

33、种复杂的分散体系，既有离子溶液的性质也有胶体溶液的性质。如 果镒铁合金粉与水玻璃不能在极短的时间内达到均匀的混合，将直接影响到其冶金产品 的质量和性能。目前混料设备仍无统一的标准，属于非标产品。而且粉末冶金行业中所 用到的混料机都不同程度的满足不了镒铁合金粉与水玻璃的混制。因此，借鉴铸造行业 中的混砂机械，设计-碗型混料机，提高镒铁合金粉与水玻璃的混合质量，满足冶金产 品对其混合的要求。2.1研究内容(1) 传动系统：电动机通过联轴器带动减速器，然后经过斜齿轮传动带动旋转轴， 旋转轴内的齿轮传动系统带动两侧滚轮绕旋转轴转动。(2) 混料机构设计：混料仓设计为碗型，这样可以扩大容量，并且比较坚固

34、，还可 以节省材料。中间的旋转轴为齿轮传动，带动两侧滚轮旋转，滚轮上有叶片，一起旋转, 搅拌混合原料，使其达到混合要求(3) 机架结构：机架结构，把机架支腿设计为梯形，像河海边堤坝一样，坚固，不 易弯曲，反倒。(4) 混料仓清洁系统：滚轮是可拆卸的，可以取下，并且中性水玻璃是水溶性的， 在箱体旁安装一个水箱，连接一个水泵，将水箱里的水通过水泵与旋转轴的管道进入旋 转轴，在旋转轴上安装几个出水口，然后可以进行喷水，达到清洗功能。(5) 传送机构：液体中性水玻璃通过料斗，用开关控制流入速度，从管道进入，而固体材料通过滚轮带动皮带输送进混料仓。2.2碗型混料机的设计方案221总体方案图1总体方案示意

35、图1：料斗2：开关3：滚轮4：皮带5：混料轮6：旋转轴7：水箱8：水泵9：减速箱10：电动机总体方案设计图如图1所示。工作原理为启动电动机，带动减速器，减速器通过斜 齿轮传动使旋转轴旋转，在旋转轴中有齿轮轴，旋转并且使两侧混料轮随着旋转轴的转 动而转动，在两侧混料轮上有凸起的叶片，使混合更充分并且快速。中性水玻璃通过料 斗进入，用开关控制速度和流量，镒铁合金粉末通过滚轮带动皮带输送进混料仓，进行 混合。在旋转轴上有许多岀水孔，在混合完成后，将水泵打开，把水箱内的水压进旋转 轴中，再通过岀水孔冲刷混料仓，由于中性水玻璃具有水溶性，并且刚混料完成，原料 还没有凝固，所以可以进行清洗。(1) 滚轮结

36、构图2滚轮结构示意图1：叶片2：齿轮如图2所示，如果只是正常的滚轮，不一定能够达到设计要求，所以在滚轮周围设 置叶片，使镒铁合金粉和中性水玻璃能够在短时间内达到均匀混合。(2) 旋转机构图3旋转轴及两侧滚轮主视图及俯视图1：混料轮2：混料仓3：旋转轴在混料仓中心的旋转轴以及两边滚轮在混料仓内的位置设计为图3所示，如果只是 半边的滚轮，不一定能达到设计要求，要使镒铁合金粉和水玻璃快速均匀的混合，使其 两边都有滚轮，使效率更高，而如果两边滚轮是对称的，则没有那么大的混合面积，这 样的设计使混合更快，并且更均匀，而且剩余的更少，使效率更高，不浪费。2.2.2拟采取的技术措施(1) 采用电动机带动减速

37、器为动力；(2) 输送机构采用针对两种不同材质的原料采用不同的进料方式，液体的中性水玻璃用管道进入，而固体的镒铁合金粉末用齿轮皮带传动；(3) 清洗机构采用水泵，用压力将水打入旋转轴，喷射进行清洗；(4) 混料机构采用齿轮轴传动，使旋转轴带动两侧滚轮转动，进行混合。第3章碗型混料机的零部件设计3.1搅拌叶轮的设计3.1.1已知参数和工作条件碗型混料机要求的技术参数为：产能：单次100公斤；搅拌功率小于等于7kw；猛铁合金粉与水玻璃能在极短的时间内达到均匀的混合。3.1.2确定搅拌叶轮长度和直径叶轮直径一般根据给料的尺寸来决定，提出叶轮直径与给料块尺寸之比为1.25,混料机取低值。d二794nm

38、i。叶轮内径与长度之比值一般为0. 72,物料冲击力较强时，应取较大的比值.z = °2 2d794l =0.94=846mm0.943.1.3叶轮的速度从混料机的特点可看见，叶轮转速是混料机的重用工作参数，它影响着混料机的破碎效率、破碎比和生产能力。60vn =兀dv 叶轮的圆周速度,m/s；d 叶轮直径，itu兀nd 3.14x794x1 厂 乂 zv = 4l.55m/s3.1.4叶轮的校核叶轮如图4所示:图4：叶轮零件图视作简支梁，两端支撑的端面在水平面内及垂直面内均为较支。作用在叶轮体上的 载荷有输送带对叶轮的张力f,圆周驱动力几以及输送带横向位移产生的轴向力，该 力与前两

39、项力相比数值较小，故忽略不计，错误!未找到引用源。叶轮上紧边张力，/v；fi叶轮上松边张力，n;f叶轮上平均输送带张力，n ;f + f?2-ko式中ko允许过载系数，通常取ko二1.05；几圆周驱动力，n;因为 f 产 f f2, fi = f2euajua则f严几堤h（n）式中叶轮之摩擦系数，按潮湿空气运行取“ = 0.2 （光滑钢叶轮）；（x叶轮的围包角，一般在2.84.2raj（160°240°）之间，现取a = 3.5rad (200°)由此可以得出：严=2也5 = 2.0。则凡，八近似计算式：严2f = fu= fu= 2几(n)1 “严 _、2-1f

40、2 = fi-几二几(n)从而也就得到平均张力f的近似计算式：f = f' + f? k()二 2几+ 尸限1.05 = 1.575几(n)2 2m3为叶轮所受之扭矩：饬二几 ¥ = 50()¥ (nm)厶v式中几圆周驱动力，几=100。£ =引如(n)v dd叶轮直径，m ;p功率，kw ;v带速，mis ;m为弯矩，力f沿叶轮长度/均匀地分布在叶轮上，则叶轮单位长度上受的力 q - %因此叽=年二徑=0.125fi (njn)o 24式中/叶轮长度，m ;根据第四强度理论，合成弯矩m力可以写成：m/严店彳+討；(njw)或者合成应力(相当应力)写成：式

41、屮错误!未找到引用源。弯矩作用下的正应力，n/mm2 ；t扭矩作用下的剪切应力，n/mm2;6许用应力，按第四强度理论，取n / mm6 = 235mpa，其许用应力 q二 156jmpa而o n / mm2wt =n / mnf w” 2w式中w抗弯截面模数，对于内径为d,外径为d的电动叶轮，其抗弯截面模数 应按圆柱壳理论选取:w = ±rtxr = 0963rt(mm2)16i 工1 11“mml ccc m(tv / mm2)因亚匕 (7 =5.093w 0.1963/?2rr2tt = = 2.54/ (tv /mm )2w 2(0.1963旳式中/?（简体）的平均半径;t（

42、简体）的厚度;其他符号意义同前。述可以根据机械设计手册所提供的公式来验算壳的允许临界载荷6及天:6toer-rx=1 0.904k£5 (l/q)2(n / mm )(n / mm2)式中e钢的弹性模量，取e = 206000mpav泊松比，对于q235钢，v=0. 3；i壳(筒体)长度，mm;ks系数，/c.v = o.85z0-75z =(/?)2(/?/z)7i77w = 0.1963/?2rof =二(0.0388/2 + 0.1875 d2)w即(0.1963r2t)2 =占7 (0.0388/2 + 0.1875d2) e整理后，叶轮体厚度门十算公式：t = 5094.2

43、4 卩"j0.0388/24-0.1875z>2 (mm)q吹式中p功率，kw .v带速，mis ;d 叶轮直径，mm,r = (mm)2r许用应力，n / mm2 ；通常取q = （丄丄）6,这里取（y = o对于0235钢，6 = 235n/"肺,1.541.5则 q = 58.75n/加加 2/ = 86.71 厶 j0.0388/2 + 0.1875 d? mm vr-r = 86.71x7.51.6x250270.0388 x 4602 + 0.1875 x 5002=0.0065 x 234.7 = 1.53mm所以取t = 12mm3.2生产能力q =

44、60lbdkziknr式中 l 叶轮长度，m；b 卸料间歇，m；dk出料的粒度,m；7 卸料间歇的数目，“-松散与排料不均匀系数0. 02；k 叶轮圆周方向； n 叶轮转速，r/min；r 堆积比重，t/m3 oq = 60 厶b/z“k=60 x 0$46 x 0.01 x 32 x 0.03 x 4 x 794 x 1.4=21.73.3功率功率消耗和很多因数有关，但主要取决于物料的性质，叶轮的圆周速度，搅拌和牛 产能力。n=加1o88x1o3?7式中 m 质量，kg；r 叶轮半径,m；n 叶轮转速，r/min；一 机械效率，二070.85；/-修正系数。与叶轮的圆周速度有关，随圆周速度增

45、加而减少，因为速度愈高，搅拌物料的机会率愈低。查机械设计表1-4得/二0.00125。“ mr2n3ef100 x 0.3972 x 41.553 x 24 x 5 “n = ikw1088x1051088x103 x 0.73.4端盖的设计校核端盖的材料为q235钢。结构如图5所示，直径为90mmo图5：端盖零件图在实际工作中端盖只受到支撑力的作用，因此只要校核端盖的支撑应力即可。从图5可以看岀，端盖在连接处的面积最小，即属于危险截面。a = = = 60(mpa)15右端连接处最大应力_1256.661"0.0025x0.006x2= 41889(mrz) vq左端连接处的最大应

46、力_ 1256.661 0.01x0.01= 12567(maz) vq3.5轴的设计校核木次设计的轴如图6所示:4102048图6：轴零件图轴长度为410mm心 x a -仇(a + b) + 435(a + b + c) = 0fp x c f. (b + c) + 435(a + b + c)= 0435x41040= =4458n许用应力用插入法查得:<t0j = 102.5mpa许用应力值应力校正系数当量弯矩60102.5(y_lh = 60mpa= 0.58at = 0.59x1538.6 = 907.7 w mmm；=jm2+(at)2 = 573.877v-mmm；=jm

47、2+(at)2 = 573.877v-mm设计的最小直径轴直径=38/72/7?"a -min ；验算合格。3.6传动轴的设计及强度校核3.6.1传动轴强度计算1h【丨【1111htrrrrrrrrtrrrrrruqs£ = 16136 = 17929n/m'b 0.9式中：4传动轴的均布载荷;p力;b_宽度。/? + 2rz 16136 + 2x600 o/1kt/ q、= = 8457n/m式中: l22.050q2均布载荷；r反力;l2 长度=zlzzl = _izz_ = 70.6n/m3 2b 2x0.9式中:前后均布载荷(7；) 127x0.388 =

48、273?6n/m3 2b2x0.9式中:m3平面上附加的均布力矩按扭转条件计算ii截面的强度"佥探穿"呢j5mpa因此1 1截面安全。按弯扭合成条件计算iv - iv截面o.lxo.7763j必+-71784022(0.6x238006.5) = 38. < 一 = 133mpa因此截面安全。362传动轴的疲劳强度校核i截面育径最小，且有应力集中；i截面为连接处，由于肓径发牛实然变化，产牛明显的应力集中；由于直径最大h无应力集中，故不必对其他地方处进行校核，而只需 对i、ii截面进行校核。截面i右侧476013-0,2cl34760130.2x0.513= 17.94

49、mpa因为1截面受扭矩作用，所以ta =tm =8.97mpa1.05 ,由于变化形成的理论应力集中系数冷由表查取。因工= -§- = 0.016, - = td 510d 510经插值后可查得at = 2.5轴的材料的敏性系数为qt = 0.85有效应力集中系数为尺寸系数6 =0.75仪=1 + % (勺 一 1) = 1 + 0.85 x (2.5-1) = 2.28表面质量系数为j3r = 0.88处未经表面强化处理,即0产,则得综合系数值为+x"1=l+"1=3,18取匕二0.05计算安全系数s胁=k血+叭j= 3 97 > v = 1 538x8.

50、97 + 0.05x8.97*可知具安全。截面ii左侧弯曲应力巧=186260 = 1862600.w3 一 0.1x0.5423= 11.7mpa所以 o(i = hjmpa. (ym = 0扭转应力弓t _ 476013 _4760130.2d3 0.2x0.5423=14.9mpa所以 ta = tm = 7.45mpa由于轴径变化形成的理论应力集中系数冷因- = = 0.083, 2二型二1.33,经 r d 542d 542插值后可查得a© =1.8, ocr 1.53轴的材料的敏性系数为qa 0.83 , qt 0.85有效应力集中系数为心=1 + % (% 1) = 1

51、 + 0.83 x (1.8 1) = 1.66仪=1 + % (勺 一 1) = 1 + 0.85 x (1.53 1) = 1.45尺寸系数 =0.55尺寸系数6 =0.75表面质量系数为0厂氏=0.91此处未经表面强化处理，即禹=1,则得综合系数值为心=血+ -1 =四+-1 = 3.12"ea 休().55 0.91kt 丄 + 丄1=竺+ - 1 = 2.03 r £t f3r0.75 0.91取儿=0，叭=0.051333.12x11.7 + 0.05x()= 3.64sa =计算系数值s“= 7.64h5-2.03x7.45 + 0.05x7.45= 3.29

52、 >s = 1.5_ s 启_ 3.64x7.64“ js+s； a/3.642 +7.642故安全。363传动轴的接触应力校核最大压应力crmax =0.637 坐bii式中：§2均布载荷；hh 接触区宽度的一半。,“ i 尺凡 ! “ i 8457000x0.388x0.814 n nncbh = 1.521. =1.52x ；? = 0.005m e(r +/?2)v 200x10 x(0.388 + 0.814)式中：e模数；r、半径；r2半径。所以criirix = 0.637 幺=0.637= 1 sth mpa <(r = 2.2mpa'bh0.00

53、5r45o(max) = 0.304<rniax = 0.304x1.077 = 3.274mp& < r = 6.7mpa故安全。最终设计的碗型混料机设计如图8所示：图&碗型混料机设计装配图结论通过这次碗型混料机设计，我认识到了单纯的理论知识学习和 实际设计之间的差 距。通过这次毕业设计既锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际应用问 题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专 业能力的水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使 我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且使我的毅力，意志力以及耐力都得到

54、了不 同程度的提高。这些都是我希望得到的也是毕业设计的目的所在。虽然毕业设计内容 繁多，过程繁琐，但我的收获也是非常的多。各种设计方案的适用条件，各种零部件的 选用标准，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。从毕业设计中学来的 这些宝贵的知识和经骑，必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强 的沟通力和理解力。本次设计参考了许多资料，吸取了其优点，并在考虑我国实际的基 础上完成了碗型混料机设计，表达了自己的设计思想，完成了设计任务。但是由于缺乏 生产和设计经骑，问题一定很多，这些都需要老师改正，使之更合乎生产实际。致谢本文是在老师的精心指导下完成的。老师师渊博的学识、开阔的视野、敏锐的洞察 力、严谨的治学态度、求实创新的工作作风，永远是我学习的榜样，也将始终引导和激 励着学生在科学技术的殿堂里探索前进。老师令人敬佩的平易近人的处世方式也为学生 树立了榜样。本毕业设计的完成是在导师的指导下