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毕业设计1前言VW形)和V式混合机又称二维运动混合机,摇摆式混合机又称三维运动混合机。在我国从且已有少量出口
而国外厂家的产品已逐步退出了中国市场:国内有关摇滚式混合机:[2]。还有一部分专利涉及到混合机的出料装置等具选题的目的及意义V化工、食品、电子、陶瓷等行业,是一种理想的混合设备。然而随着科学技术的不断向前发展传统的容器旋转型粉体混合机由于各方面的缺点而逐渐被摇摆型混合机所V设计内容-1-毕业设计衡,之后,混合均匀度不会再提高而离析和混合则反复交替地进行着。V不停转动时,物料经多次的分开,掺和从而达到均匀。V1.1机、减速器和一些传动部件组成。料筒的夹角为60°~90°之间,装料量为两个圆10%~30%6~25r/min。常用于混合多种粉料,若安装搅拌叶轮,可用于混合凝聚性高的物料。图1.1 V型混合机的结构图V10%~30%。启动混合机的支架内安装机,打开出料口把粉料从出料口倒出。设计参数:生产能力为:250kg/次;筒体转速:12转/分;混合筒全容积:1m3。设计方案-2-毕业设计设计基本构思V1:250kg/次,可以据此得知需要电动机的功率大小。传动系统方案V12/如:联轴器、带传动等传动方式。带传动:带传动是一种挠性传动。带传动的基本组成零件为带轮(和从动带轮链传动:链传动是一种挠性传动,它由链条和链轮(小链轮和大链轮)组轴相距较远,低速重载,工作环境恶劣,以及其他不宜采用齿轮传动的场合。齿轮传动:齿轮传动的特点主要有:效率高,结构紧凑,工作可靠、寿命的场合。综合以上各方案的特点,确定V型混合机的传动系统方案如图1.2所示。料筒的设计
图1.2 V型混合机的传动方案图V型混合料筒的单料筒横截面形状采用圆筒形,两料筒之间夹角为60°~90°之-3-毕业设计间。V字形上端均匀进料口,V字形下端设有出料口。混料筒一般用不锈钢制作,内外壁抛光,结构设计上保证无积料死角,清洗方便彻底。图1.3料筒示意图-4-毕业设计毕业设计--PAGE8-2 V型混合机传动系统的总体设计传动系统方案设计根据设计的参数要求和实际情况分析,将混合机的传动系统分配如下图: 动力应用装置:轴承、料筒动力应用装置:轴承、料筒动力传递装置:带、带轮置:链、链轮动力装置:电动机图2.1动力传递装置:带、带轮置:链、链轮动力装置:电动机
减速装置:减速器电机的选择选择电动机的类型速范围,起动、制动的频繁程度以及电网的供电状况等。Y系列。如有特殊情况,要求电动机有YZR。。选择电动机的功率机要求的功率。力矩和发热。所需电动机的功率为Pp wPd
(2-1)式中,Pd为工作机的实际需要的电动机的输出功率,Kw;Pw为工作机需要的输入功率,kW;η为电动机到工作机之间传动装置的总效率。总效率η为η=η0η1η2…ηn (2-2)、、、…、分别为传动装置中每一传动副(齿轮、蜗杆、带或链1-7(选用表中数值是,一般取中间值:①V带传动:η0=0.96;②二级圆锥齿轮减速器:η1η2=0.97×0.95;③链传动:η3=0.97;④滚动轴承:η4=0.98。η=η0η1η2η3η4=0.84所以,总传动比η=0.84因此Pd=3/0.84kw=3.57kw所以所需电机的功率为:3.57kw[6]选择电动机的转速按照工作机转速要求和传动机构的合理传动比范围,可以推算电动机转速的可选100kw15m/s,推荐使用的最imax=8现象,一般传动比小于6,常在2-3.5之间取值。V5m/s~25m/si≤7,i=2~5.圆柱齿轮其合理传动比在3-5,而展开式二级圆柱齿轮减速器传动比推荐值为i1=(1.3-1.5)i2。所以减速器其传动比范围分布的合理范围为:11.7-19.23.所以总传动比i的合理范围为:46.8-336.5。所以选择电机的转速其合理值为:46.8×12=561, 336.5×12=4038。即电动机的转速应该在561~4038之间选值。对于Y系列的电动机,通常多选1500r/min1000r/min750r/min的12-11440r/min,4kwY112M-4此型号的电动机技术数据如下表:电动机型 额定功率 满载转速号 /kw 电动机型 额定功率 满载转速号 /kw (r/min)Y112M-4 4 960矩2.2最大转 质量/kg矩2.343传动件总体设计已知工作机的转速为12r/min,电动机的满载转速为1440r/min,故传动装置的总传动比要求应为:inm1440=120 (2-3)nw 12式中:nm
—电动机满载转速,r/min;n—工作机转速,r/min;w多级传动中,总传动比应为iiiii1234传动比分配及选择原则为:各级机构传动比应尽量在推荐的范围内选取(传动比表。应使传动装置结构尺寸较小,重量较轻。中两级的大齿轮直径尽量相近,以利于浸油润滑。一般推荐圆锥-圆柱齿轮减速器的传动比分配 i≈0.25i1 2根据传动空间的分配情况,带的传动比暂定为i
=2,链的传动比i带
=2.5。。选用链输入轴和输出轴互相垂直的圆锥-
=24。减毕业设计3传动零件的设计及计算带传动类型的选择及计算带传动类型的选择V广泛。V带传动和多楔带传动。其中V带的横截面呈等腰梯形,如图3.1带传V带已经标准化。V带的上述特点使其获得V带。图3.1普通V带的形状V带传动的设计计算已知条件设计V带传动的已知条件包括:正常工作环境带传动位于第一级传动位置总体空间是垂直的狭小空间内;电动机的额定功率为 4kW,电动机满载转速为1440r/min,传动比为i=24。确定计算功率ca P=KP=1.0×4=4(kw) ca ca式中:P——计算功率,kW;KA8-7;P——所需传递的额定功率,kWcaV带的带型-8-毕业设计毕业设计--PAGE10-ca 1根据计算功率P、小带轮转速n,由机械设计课本图8-10选用A型。ca 1ddvdd1d11)初选小带轮的基准直径d。由机械设计课本表8-6和表8-8,取小带轮的基准直径d=100mm。d1d12)验算带速v。d11v=πdn/(60×1000)=100π×1440/(60x1000)=5.0(m/s) (3-2)d115m/s<v<30m/s5m/s3)计算大带轮基准直径d2 d=id=2×100=200(mm) d2 d2根据表8-8选择d 为200mm。d2VaLd根据式0a0由式
0.7(d d )≤a≤2(d d )mm (3-4)0d1 d2 d1 d20L2a0 0
(d2 d
d )d2
(d dd2 d14a
(3-5)0计算带所需基准长度L
(d
d)(d
dd1
=[2x600+π/2x(100+400)+(400-100)2/(4x100)]=1476(mm)d20 0 2 d1 d2 d20由机械设计课本表8-2选带的基准长度Ld=1400mmaLLa≈a0+
d20=[500+(1476-1400)/2]=538(mm)
(3-6)中心距变化范围为571.4~672.2mmα11801
dd
d157.3dad
=180o-(200-100)x57.3°/538=169°≥120o (3-7)ZP计算单根V带的额定功率 。Prdd1=100mmn1=1440r/min8-4aP0=1.3kwn1=1440r/min,i=2A8-4b得ΔP0=0.165kwL查表得Kα=0.96,K=0.96LLPr=(P0+ΔP0)·Kα·K=(1.3+0.165)x0.96x0.96=1.35(kW) (3-8)LV。rZ=Pca/P=4/1.35=2.96 (3-9)r因此取3根。带轮的设计计算Vd≤2.5d(dd轴的直径)时,可采用实心式;当d≤300mmd≤300mm,同时d dD-d≥100mmd>300mm1 1 d轮采用实心式,大带轮采用孔板式。小带轮计算:100mmD=28mm故:D1=(1.8~2)D=(1.8~2)28=(50.4~56)mm,取D1=55mmL=(1.5~2)D=(1.5~2)28=(42~56)mmL=50mm由表8-11查得ha=2.75mm,Hmin=12.5mm,e=15mm,f=9mm,b0=13.1mmφ0=34o,δ=6mm,de1=d1+2ha=100+2x3.5=107mm大带轮计算:200mm24mmD1=(1.8~2)D=(1.8~2)24=(44~48)mm,取D1=48mmL=(1.5~2)D=(1.5~2)50=(36~48)mmL=48mm毕业设计图3.2大带轮的结构V带传动的张紧、安装与防护(1)带的张紧V下几种:①定期张紧装置采用定期改变中心距的方式来调节带的初拉力,使带重新张紧,如图3.2左图。②自动张紧装置3.2的自重,使带轮随电动机绕固定轴转动,以自动保持初拉力。③采用张紧轮的张紧装置当中心距不能调节是,可采用张紧轮将带张紧,如图3.2右图。图3.2几种带的张紧装置-11-毕业设计毕业设计--PAGE15-(2)V带传动在安装时,个带轮的轴线应该平行,各带轮相对的V型槽的对称平面应重合,误差不得超过20o,否则会引起V带的扭曲使两侧面过早磨损。(3)为了安全起见,本设计中的V带传动置于保护罩内,使之不能外露,达到良好的保护效果,这样既可防止绞伤人,又可以防止灰尘、油及其它杂物飞溅到带上影响传动。减速器的选用经计算可知本次设计需要选用一个三级的硬齿面圆锥-圆柱齿轮减速器。从机械设计手册(成大先主编)表15-2-36查得公称传动比为25,公称输入轴转速为750r/min,输出轴转速为30r/min,减速器的型号是DCY280-25-Ⅰ。链传动类型的选择及计算滚子链传动的选择链传动是一种挠性机构,它由链条和链轮(大链轮和小链轮)组成。通过链轮轮齿和链条链节的啮合来传递运动和动力。链传动在机械制造中应用广泛[6]。(1)链条的分类与选择:输和起重机械中。在一般机械中,常用的是传动链。传动链又可以分为短节距精密滚子链(简称滚子链、齿形链等类型。其中滚子100KW15m/s,8(2)滚子链链轮的结构的链轮,常可以将齿圈用螺栓连接或焊接在轮毂上。滚子链传动的计算链轮齿数Z1
=17,传动比i=2.4大链轮齿数Z2
=iZ1
=2.4*17=40.8圆整为Z2
=38实际传动比Zi=2=2.24 (3-10)Pca链轮传递功率为P=3.6kw
Z1Pca=KAKZP (3-11)查《机械设计》表9-6,工况系数KA=1.0,查图9-13KZ=1.55Pca=1*1.55*3.6=5.6kwP1Pca=2.95kW和链轮转速n124A,即P=38.1mm初选中心距a0p
a0min=30P (3-12)a0max=50P (3-13)取a=30P0Lp
L=2ap
/p+
zz f1 2+ 32 a
(3-14)代入数据得L
op =2×30+1738+38172
38.1取Lp=90节
p=90.63
2
1143L=LpP=9038.1=3429(mm)1000 1000计算中心距ac
afp[2L(zz)] (3-15)o 1 p 1 2=0.24664*38.1*[2*90-55]=1174.623(mm)参数系数f=0.24664查阅机械设计表9-7实际中心距a=a△ac得a=1160mm链的转速
znpv=60111000
(3-16)FFQ
=3017601000=0.324(m/s)F=1000p=11.1(KN) (3-17)vF1.20KQ
F (3-18)A=1.2×1.0*11.1=13.2(KN)润滑方式的确定根据链号24A和链条速度V=0.324m/s,选用定期人工润滑。滚子链轮的结构计算链轮齿数传动机构中链轮齿数z2
=38。214.2-2配用链条的节距p=38.1滚子外径dr
=22mm排距p=35.76mmt
pd=2 sin1800z1
(3-19)= 38.1 =461.8(mm)sin(180)38齿顶圆直径da
d d1.25pd (3-20)amax r=528.3(mm)damin
d(11.6)dz 2
(3-21)取d=500mma齿根圆直径
f
=443.9(mm)d =442.9(mm)f2轴向齿廓及尺寸①齿宽bf1p12.7则bf1
0.95b1b 0.95b=0.9525.22=23.959mmf1 1p12.7p12.7时的齿宽。b1
内链节内宽②齿侧倒角bab=0.13p=4.953mma3.3所示:毕业设计图3.3大链轮的结构链传动的布置、张紧、润滑和防护(1)链轮材料及热处理:4540~50HRC无剧烈冲击震动和要求而耐磨损的主、从动链轮,根据实际情况选材符合要求。(2)链传动的布置、张紧与润滑:①链传动的布置链传动布置时,链轮必须位于铅垂面内,两链轮共面。中心线可以水平,也可以倾斜,但尽量不要处于铅垂位置。一般边在上,松边在下,以免在上的松边下垂量过大而阻碍链轮的顺利运转。②链轮的张紧60°时,通常设有张紧装置。用螺旋、偏心等调节装置,另外还可用压板和托板张紧。-16-毕业设计毕业设计--PAGE18-③链传动的润滑减轻磨损,延长链条使用寿命。综上所属,在链的传动中,可以使用定期人工润滑的润滑方式。4其他零部件的设计与选用轴的设计与选用轴的作用得以传递运动和动力。因此轴的主要作用是支承回转零件及传递运动和动力。此光轴主要用于心轴和传动轴,阶梯轴则常用于转轴。振而破坏。轴的设计40Cr,调质处理。轴的结构设计根据机械设计表15-3,取A0=112,于是得pn2.156pn2.15612dA0
112
63.2 (4-1)dmin=70.6{1(5%-7%dmin=74.08-75.50mmdmin=75mm4.1所示。毕业设计轴的校核
图4.1轴的结构简图(1)轴的计算简图FNHFNV。根据料筒及各零件的尺寸,粗略估算轴承的承重:M=250+176×2+30×2+50=712kg。535mm。可知,轴的最右端受到的弯矩最大。由于所校核的轴是实心且没有键槽,所以:式中: ——轴的计算应力M——轴所受的弯矩,Nmm;T——轴所受的扭矩,Nmm;W——轴的抗弯截面系数,mm3滚动轴承的选择对滚动轴承的初步选定。在保证使用寿命的前提下,正确选择轴两端轴承型号,达到装拆方便,径向无震动,轴向无撺动之目的,这对生产和维修都是有益的。轴承所受载荷的大小、方向和性质,是选择轴承类型的主要依据。根据轴承中摩擦性质的不同,可把轴承分为滑动摩擦轴承和滚动摩擦轴承。滑动摩擦轴承应用范围没有滚动轴承广泛,一般用在工作转速特高、特大冲击与振动,-19-毕业设计毕业设计--PAGE23-标准化,选用、润滑、维护都很方便,因此选用滚动轴承是一个比较优的选择。1018圆柱滚子轴承或滚针轴承。当轴承在承受径向载荷的同时,还有不大的轴向载荷时,可选用深沟球轴承或接触角不大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承;当轴向载荷较大时,可选用接触角较大的角接触轴承或圆锥滚子轴承,或者选用向心轴承和推力轴根据设计要求,工作机与主轴的连接处选用圆锥滚子轴承。混合机箱体和料筒的选择(1)机架材料的选择结构形式和尺寸,是减少机器质量,节约金属材料增强机器刚度的的重要途径。而低合金结构钢与普通碳素结构钢相比,这类钢具有:①较高的强度、屈强比和足够的塑性、韧性;②具有良好的焊接性和冷塑性加工性;③含有耐大气和海水腐蚀元素或细化晶粒元素,故具有一定得耐蚀性、较低的冷脆转化温度和低的实效敏感性。因此在此可选此材料。(如冷成形性、焊接性)调整性能。(2)料筒材料的选择效果和混合无死角,效空间利用上都和混合料筒的设计有关。混合料筒的要求是:①由于是用于药粉混合因此材料要选择不锈钢;②混合筒的容积很大,且是执行部件,因此它的重量设计到机架和传动装置的设计要求,因此尽可能采用轻质且性价比好的材料。③由于混合的药粉有些具有腐蚀性,因此要选择一些具有抗腐蚀能力的材料。④由于料筒是焊接件因此选择的材料需要具有良好的焊接性。综上所述查阅资料可选用奥氏体不锈钢,选择型号为1Gr18Ni9Ti.这种材料具有较好的耐晶间腐蚀性,一般应用于耐酸容器及衬里,抗磁仪表,医疗机械。5结 论持续近两个多月的毕业设计终于接近尾声,在这两个月的时间里我感到无比的充实,体验到了作为一个设计者的艰辛,同时也收获了宝贵的经验。本次设计对我以前学过的理论知识做了很好的综合应用。设计是一个综合的任前的知识做了一次大练兵。这些困难。这让我认识到
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