1、本科毕业论文（20 届）小型混凝土搅拌机设计所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目：小型混凝土搅拌机设计1课题意义及目标学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，深入小型混凝土搅拌机的工作原理和设计等方面的方法及设计思想等内容，为学生在毕业后从事工作打好基础。2主要内容（1）基本参数：电机功率为 4kw，进料容量为 60L，最大出料容量为 40L，搅拌 筒内径为 600mm， 搅拌叶片转速
2、为 30r/min， 叶片距筒底 3-5mm，搅料粒径为 5-20mm。（2）确定总体结构方案设计和传动系统。 （3）进行基本结构分析，轴和主要部件的设计计算（4）完成装配图一张和零件图两张3主要参考资料1 陈宜通. 混凝土机械M.北京；中国建筑材料工业出版社，2 002.6. 2 混凝土搅拌机 GB/T9142-2000.国家质量技术性能参数. 3 吴宗泽.机械设计手册. 机械工业出版社,2009.4进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 确定总体方案和传动系统 3 月 3 日3 月 23 日2 轴和主要部件的设计计算 3 月 24 日4 月 13 日3 结构分析整体设计 4 月 14 日
3、5 月 4 日4 绘制装配图和零件图 5 月 5 日6 月 1 日5 完成毕业论文及答辩工作 6 月 2 日6 月 22 日审核人： 年 月 日I小型混凝土搅拌机设计摘 要：小型混凝土搅拌机设计实现了混凝土搅拌的机械化，有效提高了搅拌效率和搅拌质量，同时也满足了人们对混凝土产量的需求。根据工作原理，小型混凝土搅拌机可分为自落式和强制式，本次设计内容为强制式立轴小型混凝土搅拌机，此种搅拌机主要用于干硬性混凝土的搅拌，具有搅拌时间和卸料时间短，生产效率高的优点；同时，这种搅拌机占地面积小，便于移动，符合节能减排的要求，极大地满足了在日常生活中的生产需要。在设计过程中包括搅拌装置及机架的设计；电动机
4、的选择；传动系统的设计（涉及 V 带传动和链传动，减速器的选择等）以及最后轴的设计与强度校核。在整个设计过程中采用了 CAD 绘图软件进行搅拌机部分零件及装配图的绘制，使搅拌机的各个零部件和整体装配更清晰的展示出来。关键词：立轴，电动机，减速器，轴的设计与校核，CAD。Design of small concrete mixerAbstract：The design of small concrete mixer realized the mechanization of concrete mixing, improved the mixing efficiency and quality e
5、ffectively, meanwhile,it also can meet the demand of concrete output. According to the principle of function, the mixer can be divided into free fall and forced,.the theme of this design is the forced type vertical mixer, this mixer is mainly used for dry and hard concrete mixing, mixing time and un
6、loading time is short, moreover,it has high production efficiency; at the same time,this kind of mixing machine covers little area, what make it easy to move,eaqully important ,it conforms the requirements of energy-saving and emission reduction, it greatly satisfies our demand in daily life. The pr
7、ocess of design includes design of mixing device and machine frame ; the choice of motor; design of drive system (involving V belt drive and chain drive,choice of reducer ) and the last step: the design of axis and strength check. CAD drawing software is used in the whole design process of the mixer
8、 parts and the assembly drawing, so that all parts and the overall assembly of the mixer more clearly demonstrated.Keywords: A vertical scroll of painting，Motor，Retarder，Shaft design and verification，CAD。II目 录1 绪论 .11.1 小型混凝土搅拌机项目研究的目的及意义 .11.1.1 混凝土的组成 .11.1.2 搅拌的任务 .21.1.3 设计小型混凝土搅拌机的意义 .21.2 国内外小
9、型混凝土搅拌机的研究现状及发展趋势 .31.3 小型混凝土搅拌机设计内容 .42 技术设计任务书 .52.1 小型混凝土搅拌机设计的依据及参数 .52.2 小型混凝土搅拌机工作范围及用途 .52.3 小型混凝土搅拌机主要技术数据和参数 .52.4 小型混凝土搅拌机总体布局及结构概述 .62.5 小型混凝土搅拌机的关键技术 .63 小型混凝土搅拌机主参数及各部件的设计计算 .73.1 总体设计方案 .73.1.1 小型混凝土搅拌机各个品种功能的比较 .73.1.2 小型混凝土搅拌机结构的选择 .83.2 总体结构及工作原理 .83.2.1 结构组成及工作原理 .83.3 小型混凝土搅拌机主要部件
10、的设计 .93.3.1 搅拌装置的设计 .93.3.2 机架和搅拌筒设计 .113.4 传动系统的设计 .113.4.1 电动机选择及总传动比的确定 .113.4.2 V 带传动的设计 .143.4.3 减速器的选择 .193.4.4 链传动的设计 .20III3.5 主轴设计与计算 .223.5.1 轴的计算过程 .223.5.2 轴的强度校核 .233.5.3 键与轴承的选 .263.5.4 轴承配置 .274 小型混凝土搅拌机使用说明及安全防护 .284.1 小型混凝土搅拌机使用的注意事项及保养 .284.2 小型混凝土搅拌机安全操作规范 .285 总 结 .29参考文献 .30致 谢
11、.3211 绪论1.1 小型混凝土搅拌机项目研究的目的及意义随着社会的快速发展，社会主义现代化建设逐步推进，我国公共设施建设发展，还有房地产建设的需要，都对混凝土的产量和质量提出更高的要求，传统的人工搅拌不管是从搅拌质量还是产量上都不能再满足人们日益增长的需求，因此解决混凝土搅拌机的机械化生产，以提高混凝土搅拌质量和产量就成为了人们亟待解决的问题 1。小型混凝土搅拌机的出现就是为了扭转这种局面，使人们从过去繁重的搅拌工作中解放出来，同时提高混凝土的产量和搅拌质量。它的出现真正实现了建筑行业的现代化变革，不仅大大减少了人们的劳动强度，还使工人远离了以往喧嚣充满灰尘的工作环境。小型混凝土搅拌机的原
12、理是将物料（砂石、水泥、水等）按照一定比例加入到搅拌筒中通过充分搅拌作用达到理想的效果。与以往的人工搅拌相比，它提高了生产效率，改善了生产环境。采用小型混凝土搅拌机实现了混凝土搅拌的机械化生产，大大满足了人们生产生活中对混凝土的需求 2。混凝土的搅拌无论是在房地产建筑还是公共设施建设中都占有极其重要的地位。在搅拌时为了达到最理想的搅拌效果，需要保证物料在搅拌筒内尽可能运动，包括翻转运动与圆周运动，通过这种方式使物料相互混合。小型混凝土搅拌机按工作原理分类可分为自落式（一般用于搅拌塑性混凝土）和强制式（一般用于搅拌干硬性混凝土）本设计课题为强制式混凝土搅拌机设计。小型混凝土搅拌机的设计目的是为了
13、充分满足市场的需求，适用于小型基础设施和小规模的生产建设。混凝土搅拌机是在相对密闭环境中对各物料充分搅拌，降低对环境的污染，提高生产效率。1.1.1 混凝土的组成混凝土建筑行业以及生产建设中必不可少的原材料，广泛应用于房地产建设，2公路等公共设施建设，新农村中房舍的兴建，兴修水利等生活的方方面面。在大多数情况下，混凝土主要由砂石、水泥、石子、水等按照一定比例混合搅拌而成。其中水与水泥反应起到凝结作用，砂石和石子起填充作用，当水泥脱水后经过一系列反应全部物料凝结在一起形成一个完整的整体，它具有一定的强度、硬度等一些列力学性能，以满足人们的建筑要求 3。1.1.2 搅拌的任务强度是检验混凝土力学性
14、能的一项重要参数，它主要取决于混合材料结合面间的结构。采用小型混凝土搅拌机搅拌混凝土应主要注意以下几点： (l)使原材料间各组分之间混合均匀并使整个混合料达到围观和宏观上的均匀分布； (2)破坏水泥粒子表面的初始水化物薄膜包裹层，促使其他材料与水泥颗粒的充分磨合，从而达到充分搅拌的效果，形成理想的水化产物；(3)打破粒子与水泥分子的集聚，促使水泥颗粒外表面被水浸湿；(4)为达到使混凝土快速搅拌均匀的目的，应提高各组分混合材料运动轨迹相互交错的概率以及参与运动的次数 4。1.1.3 设计小型混凝土搅拌机的意义小型混凝土搅拌机就是为了满足人们对混凝土的大量需求，本次设计中的强制式小型混凝土搅拌机适
15、用范围比较广泛，能同时搅拌干硬性混凝土和轻骨料混凝土，能使混凝土达到强烈的搅拌效果，它的优点是搅拌均匀，生产率高，质量有保障，价格低廉。然而却存在功率损耗比较大的缺陷。本 次 设 计 的 强 制 式 混 凝 土 搅 拌 机 在 市场 上 较 为 多 见 ， 它 主 要 适 用 于 民 用 建 筑 等 生 产 需 求 较 小 的 场 合 ， 具 有 占 用 面 积 小 ， 易 于操 作 ， 结 构 紧 凑 ， 生 产 效 率 较 高 等 一 系 列 优 点 ， 在 日 常 生 产 生 活 中 应 用 较 为 广 泛 。 它 主要 包 括 搅 拌 系 统 ， 搅 拌 传 动 系 统 ， 供 水 系
16、 统 ， 卸 料 系 统 ， 电 气 控 制 系 统 ， 机 架 等 组 成 。 通 过 总 结 ， 小 型 混 凝 土 搅 拌 机 须 具 备 以 下 几 点 ：(1)能够高效率高质量的代替人工搅3拌混凝土。(2)混凝土搅拌好后能够方便卸出。(3) 搅拌时间以及出料时间尽可能短，应尽可能提高生产效率。(4) 体积较小，占地较小便于移动。(5) 要尽量符合节能减排的要求 6。混凝土搅拌质量取决于以下几点：:(1) 容积利用比例即混凝土搅拌机搅拌筒几何容积与出料容量的比率; (2) 小型混凝土搅拌机的搅拌速度和它的结构形式;(3) 叶片磨损状况;(4) 工作效率即达到搅拌效果所需时间;(5) 各
17、种原材料加料的先后顺序 7。1.2 国内外小型混凝土搅拌机的研究现状及发展趋势在小型混凝土搅拌机刚刚出现时，自落式小型混凝土搅拌机在生产生活中较为常见，占有情举足轻重的地位，后来由于它的搅拌质量越来越不能满足人们的要求，所以具有更高搅拌质量的强制式小型混凝土搅拌机被人们发明出来。强制式小型混凝土搅拌机分为卧轴和立轴两大类。目前在我国几乎所有强制式小型混凝土搅拌机都是这两种 8。卧轴式小型混凝土搅拌机又被称圆槽式混凝土搅拌机，这种搅拌机的发展相对较晚一些，是一种较为新型的小型混凝土搅拌机，它同时兼顾自落式还有强制式两种小型混凝土搅拌机的优点，可以分为双轴式和单轴式两种系列。它的搅拌叶片运动速度比
18、较小，所以具有很好的耐磨性能，使用寿命相比较而言会长于其他小型混凝土搅拌机 13。立轴式小型混凝土搅拌机又称为涡浆式强制式搅拌机，这种搅拌机的主轴是被固定放置在圆盘的正中央，并且装有一个转子臂架，在臂架上装有刮铲叶片和搅拌叶片，通过电动机的带动对混凝土原材料进行混合搅拌 14。后来更为先进的双卧轨小型混凝土搅拌机被人们发明出来，但是在刚开始的时候由于技术不成熟，所以并没有在生产生活中大量应用起来，它的发展受到严重阻碍，自从 20 世纪 50 年代在德国和美国出现以后，就一直处于停滞状态。直到后来新的密封技术的出现才解决了这一困境，双卧轨小型混凝土搅拌机也开始迅速发展起来在市场中占有越爱越重要的
19、地位，同时也衍生出了多种型号。我国经过不懈努力也成功研制了这种小型混凝土搅拌机，并在我国广受欢迎 15。4影响着拌合后混凝土质量优劣的关键部件是双卧轴小型混凝土搅拌机的搅拌装置，除此之外它还影响着混凝土生产效率的高低，维修使用费用的高低等一系列问题。对于双卧轨小型混凝土搅拌机，搅拌叶片、搅拌轴和水平放置的圆筒槽共同组成了其搅拌机构。主轴与搅拌叶片的中心线形成一个相对应的角度，当电动机带动搅拌轴转动时，物料也就被叶片带动做圆周运动在搅拌筒内不断翻转，同时在叶片重叠的地方混合原材料互相交换；另一边推动着混合原材料沿着搅拌轴运动的方向连续不断作着的往复的旋转平面运动，最终将物料搅拌成符合要求的混凝土
20、 10。1.3 小型混凝土搅拌机设计内容（1）搅拌机机构的总体研究方案和设计小型混凝土搅拌机主要由电动机、传动机构、机架、传动机构、搅拌装置等组成。在此次设计任务中传动部件包括 V 带传动、滚子链传动、电动机、减速箱等零部件。搅拌装置包括搅拌轴、搅拌铲片、搅拌筒等组成，其中搅拌铲片通过螺纹连接被安装在搅拌臂上与搅拌轴形成一体，搅拌铲片与搅拌筒底部的缝隙可以微量修整。机架是整个搅拌机的支承部件，与地面接触支撑着以上所有部件，是搅拌机稳定工作的保障，需要保证一定的强度，所以它是由钢管和槽钢焊接形成。（2）搅拌机构的设计将叶片通过螺钉安装到轴套上，轴套与主轴通过键连接保证轴套的周向固定，所以动力通过搅拌轴传动到叶片，进而推动物料进行搅拌运动，同时搅拌臂凸起向上，起到来回搅拌上方各个组分混合原材料的作用。（3）传动机构的设计传动系统选用 V 带传动传递力矩和运动。V 带适于较远距离的传动，它的结构简单，价格比较低廉也比较适合混凝土搅拌的环境。
