1、机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第1页共37页井冈山大学毕业设计专用纸目录设计总说明DESIGNGENERALINFORMATION第一章绪论311混凝土搅拌机项目研究的目的及意义3111混凝土的组成4112搅拌的任务4113设计混凝土搅拌机的意义412国内外混凝土搅拌机的研究现状及发展趋势513混凝土搅拌机设计内容6第二章技术设计任务书721搅拌机设计的依据及参数722搅拌机的工作范围及用途723搅拌机主要技术数据和参数724混凝土搅拌机总体布局及结构概述825搅拌机的关键技术8第三章搅拌机主参数及各部件的设计计算931总体设计方案9311混凝土搅拌机各个品种功能的
2、比较9312混凝土搅拌机结构的选择1032总体结构及工作原理10321结构组成及工作原理10322主要技术参数1133搅拌机主要部件的设计12331搅拌装置的设计12332机架和搅拌筒的设计1334传动系统的设计13341电动机选择及总传动比的确定13342V带传动的设计16343减速器的选择21344链传动的设计2135主轴设计与计算23机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第2页共37页井冈山大学毕业设计专用纸351轴的计算过程23352轴的强度校核25353键与轴承的选择28354轴承配置29第四章搅拌机使用说明及安全防护3141搅拌机型号的确定3142主要结构及工作
3、原理31421搅拌机结构的组成31422主要技术参数3243搅拌机使用的注意事项及保养3344搅拌机安全操作规范33总结35致谢36参考文献37机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第3页共37页井冈山大学毕业设计专用纸第一章绪论11混凝土搅拌机项目研究的目的及意义随着改革开放的持续推进，我国经济建设及科学技术的高速稳步增长，城镇化和新农村建设的大力发展，新农村和大城市基础设施建设、房地产商品房开发业务的快速发展，直接促进了混凝土生产产量的快速增长，机械化建设在施工中占据了重要的的地位。因此，加强混凝土的机械化生产，是提高生产效率，改善施工环境、提高建筑工程的质量和企业效益
4、的重要保障1。混凝土的机械化生产直接改变了人工和散分搅拌的传统生产方式，也是实现建筑行业现代化的重要变革。混凝土的机械化生产因其搅拌效果好而大大提高了工程的质量，加快和提高了生产速度，减轻了工人的劳动强度，与此同时，也因其节约了建筑施工的用地面积，提高了劳动条件，减少了环境污染和节约了混凝土原材料使人类受益匪浅。由于机械混凝土搅拌机是将一定比例的水泥、砂子、碎石骨料和水有时还加入另外一些混合材料搅拌成匀质混凝土的机械设备。不仅混凝土用量大，而且工作环境比较恶劣，如果使用人工搅拌，不仅混凝土搅拌质量差、工人劳动强度大，而且生产效率低、粉尘对人体伤害严重。因此，现代混凝土搅拌设备已经在向高效能、高
5、技术、自动化的方向发展，以此达到改善工作条件，节约原材料及提高生产效率的目的。由于许多单运动方式搅拌输送机存在许多缺陷,普遍存在搅拌物料不均匀,混凝土拌合的质量差；另外工作时噪音也相对较大,特别是在物料混合搅拌等新型工艺上使用的搅拌式输送机,根本满足不了其工艺设计的要求而严重制约了其新技术和新工艺的推广使用,因此，就急需一款结构简单、操作方便，效率高且低成本的新型的搅拌机来更新和替换旧式搅拌机,除此之外，而且也可以广泛地使用于其他需要搅拌的行业。搅拌是混凝土生产过程中极其重要的一个环节，所以应使各组分原材料的运动轨迹在搅拌的过程中尽可能的穿插交错混合，在整个混合物料中最大限度的产生摩擦，并尽可
6、能提高各原材料参与运动的次数和相互交叉搅拌的频率，为混凝土各个原材料充分混合和均匀分布创造最好的条件，因此，混凝土的生产应该逐步向机械自动化的方向发展和迈进2。小型搅拌机项目的研究与生产，是为了充分满足各个市场对搅拌机的需求，以及完善各个产品的型号，适应小型基础设施和新农村建设以及满足需要搅拌机行业的要求。它是在一个相对封闭的工作环境中，对各个原材料进行充分的搅拌和输送，达到对混凝土充分搅拌混合的效果，并且较少了环境的污染，还能够改善建设施工条件的局限性，维护建设工作人员的身体健康，降低一线工作人员的劳动强度，提高建筑施工的效率，机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第4页
7、共37页井冈山大学毕业设计专用纸减少建设过程中对环境造成的破坏与影响，达到保护环境和节约原材料的目的。111混凝土的组成混凝土作为现代化建设当中用量最多的建筑工程材料，被广泛用于国防、工农业、水利交通设施、房地产开发和新农村建设等设施建设当中，在我国经济发展中占有不可或缺的地位。这里我们所说的混凝土指的是水泥混凝土，它主要是由砂子和水泥、碎石和水按照一定的比例配合，经过混合搅拌、浇筑和振捣凝结而成的一种人造的建筑石材。其中水和水泥起凝结作用，石头和砂子起骨架梁柱填充的作用，水泥浆覆盖在砂的外表面，并且填充到砂子之间的缝隙当中成为水泥砂浆，水泥砂浆又覆盖在碎石的外表面，填充着碎石的缝隙。当水泥浆
8、脱水凝固后，将砂子和碎石头牢固地凝结在一起形成一个完整的组合体，从而使混凝土具备了足够的强度以及其它一些非常重要的力学性能3。112搅拌的任务强度是混凝土重要的力学性能，混凝土强度主要取决于混合物料结合面间的结构。通常搅拌机搅拌的主要是一下几点L使各组分原材料混合均匀，在整个混合料中达到宏观和微观上的均匀分布，；2破坏水泥粒子表面的初始水化物薄膜包裹层，促进水泥颗粒与其他物料以及颗粒的结合，从而形成理想的水化产物；3打破水泥分子和粒子的集聚，使水泥颗粒外表面被水润湿，促进扩散的发展；4由于混合物料表面常常包裹一些比较薄的粘土和灰尘，不利于混凝土结合界面的快速形成，因此，我们应使混合物料中的各个
9、原材料在搅拌过程中尽可能多的进行相互碰撞和交叉摩擦混合，从而减少灰尘对混凝土结合界面的影响，达到更加凝结的作用；5提高各组分混合原材料运动轨迹相互交错的概率以及参与运动的次数，从而使混凝土快速的达到均匀4。113设计混凝土搅拌机的意义综上所述可以给混凝土搅拌机工作原理一个合理的说明应使处于搅拌过程中的混合原材料的运动轨迹在交集的地方尽可能多的进行相互穿插交错，使其在混合的过程中最大额度地进行交叉摩擦，并且不断提高各个原材料参与运动的次数以及运动轨迹相互交错的概率，从而为混合材料实现宏观和微观的均匀分布制造最好的条件。强制式混凝土搅拌机作业时一般搅拌筒身固定，搅拌机叶片随着主轴连续转动，对混合物
10、料进行强制挤压、翻转和抛掷使混凝土各组分原材料拌和均匀的目的。因此，为了使混凝土拌和均匀，搅拌机必须具备以下几点1能使混凝土各组分原材料搅和均匀分布，使水泥浆均匀包裹在碎石的表面2能将搅和后的混凝土均匀的卸出机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第5页共37页井冈山大学毕业设计专用纸3混凝土拌和以及出料的时间短4占地面积小节约空间5功率消耗小，符合环保要求6。而决定混凝土搅拌质量的主要有以下几个原因1混凝土搅拌机搅拌筒几何容积与出料容量的比率，即容积利用比例2混凝土搅拌机的结构形式和它的搅拌速度3搅拌叶片长时间工作磨损的状况及耐磨性4达到混合均匀的混凝土所需要的搅拌时间5各
11、种原材料的加料的先后顺序7。12国内外混凝土搅拌机的研究现状及发展趋势在搅拌机兴起的初期，自落式搅拌机在建筑行业占据了重要的地位。但是随着建筑行业对混凝土搅拌质量的不断提高，逐步发展了新型强制式搅拌机。强制式搅拌机又被分为卧轴和立轴这两大类。国内几乎所有的强制式搅拌机都是这两种形式的8。卧轴式搅拌机又称为圆槽式搅拌机，是70年代发展起来的一种新型搅拌机，它被分为双轴式和单轴式两种系列产品，这种形式的搅拌机具有强制式和自落式两种搅拌机的性能，这种搅拌机搅拌叶片的运动速度比涡浆式搅拌机的运动速度要小，因此，这种卧轴式搅拌机要比涡浆式搅拌机的耐磨性能高13。立轴式搅拌机又被称为涡浆式强制式搅拌机，这
12、种搅拌机是被固定放置在圆盘的正中央，并且装有一个由减速器驱动的转子臂架，在臂架上装有内外壁铲刮叶片和搅拌叶片，依靠各组搅拌叶片不同的安装角度和安装位置，通过电动机的带动对在转子和圆盘之间的混凝土原材料进行强烈的混合搅拌14。双卧轴式搅拌机是伴随着混凝土施工工艺的改进而渐渐发展起来的新型搅拌机。从20世纪50年代初期相继在德国和美国出现，但因双卧轴式搅拌机轴端密封技术的不理想不完善，以致其发展得到约束、基本处于停滞不前的状态。直到70年代初期，轴端密封技术得到了飞速的发展，双卧轴式搅拌机在很多国家又重新重视起来，并且得到快速发展，并且形成多个型号的产品。与此同时，我国于20世纪80年代末期也成功
13、研制了双卧轴式搅拌机，而且快速发展并得到广泛的应用，在数量和规格上，都大大超过了其它型号的搅拌机15。德国ELBA公司研制生产的单卧轴搅拌机。它不仅结构紧凑、功率消耗小、叶片衬板耐磨性能好，而且具有满负荷启动的能力和搅拌轻质混凝土的优点。双卧轴搅拌机的核心部件是搅拌装置，以及混凝土生产效率的高低，拌合后混凝土质量的优劣，维修使用费用的高低都与它息息相关关。搅拌机构是由搅拌叶片、两根向相反方向运动的搅拌轴和水平放置的圆筒槽组成的。搅拌叶片与主轴的中心线形成一个机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第6页共37页井冈山大学毕业设计专用纸相对应的角度，当搅拌轴随着电动机转动时，搅
14、拌叶片一边带动混凝土原材料作相应的圆周运动，不断翻滚，与此同时在搅拌叶片重叠的地方；混合原材料在两轴的交集处互相交换；另一边推动着混合原材料沿着搅拌轴运动的方向，连续不断作着的来回往复的旋转平面运动10。13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混凝土搅拌机设备主要由电动机、传动机构、机架、搅拌装置等组成。传动机构主要由链传动、带传动、减速器和电动机所组成。机架是整个搅拌机的支承部件，是由钢管和槽钢通过焊接制作而成。搅拌机构主要由搅拌铲片、搅拌轴和搅拌筒组成，搅拌铲片被固定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进行微量的修整。（2）搅拌机构的设计搅拌机构是
15、安装在轴套上的铲片式叶片，叶片伴随轴的转动而运动，从而对搅拌筒内的物料进行循环往复的搅拌，通过搅拌使个组分原材料拌合均匀，同时搅拌臂凸出向上，起到来回搅拌上方个组分混合原材料的作用。（3）传动机构的设计传动系统是通过V带传动和链传动来传递力矩和运动的。电动机输出的转速通过V带传动传递到减速器，减速器又通过链传动将转速传递给混凝土搅拌机的主轴，主轴带动轴套转动，轴套转动带动搅拌叶片运动，从而完成搅拌的工作。机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第7页共37页井冈山大学毕业设计专用纸第二章技术设计任务书21搅拌机设计的依据及参数我国市场上现有搅拌机的品种型号较多，但是根据其搅拌
16、机的机构以及对搅拌混合原材料方式的不同，因而对各式搅拌机的要求也是不一样的，根据现有搅拌机的搅拌的原理和机构的形式，由于搅拌机搅拌的对象主要是砂子、水泥、碎石等建筑工程材料，为了进一步延长混凝土搅拌机的使用寿命，轴承处的密封要连接紧密，拌和的效果要好，设计的结构布局要合理，操作简单以及使用维修方便，工作时要与地面接触平稳，因此我们依据这些必备的要求设计了该型号的混凝土搅拌机。22搅拌机的工作范围及用途由于我国房地产开发、城镇化和新农村建设的迅猛发展，直接促进了混凝土产量的增长，因此混凝土机械设备在混凝土生产的过程中中占据了至关重要的位置。混凝土搅拌机的用途用机械化来代替人工搅拌和生产混凝土，广
17、泛适用于建筑行业、工作实验室、道路施工、水利交通，也可以用在其他需要将多种原材料进行混合搅拌均匀后使用的行业。23搅拌机主要技术数据和参数表1技术数据机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第8页共37页井冈山大学毕业设计专用纸项目数据进料容量80L最大出料容量50L搅拌筒内径800MM搅拌叶片转速30R/MIN叶片距筒底的间隙35MM拌料粒径530MM电动机功率4KW24混凝土搅拌机总体布局及结构概述搅拌机主要由机架、搅拌机构、传动系统等组成。机架是搅拌机的支承部件，由钢管和槽钢通过焊接制作而成。搅拌机构主要由搅拌筒、搅拌轴和搅拌铲片所组成，搅拌铲片被固定在搅拌臂上和搅拌轴
18、形成一个整体，搅拌铲片与搅拌筒底部缝隙可以进行少量的修整。传动系统主要由V带传动、链传动、电动机、减速器等组成。25搅拌机的关键技术1传动机构原材料的筛选、加工与生产传动部件所选用的原材料它具有的强度和硬度要适中，没必要过大，但也不能太小，避免造成过多的浪费，而其结构的形式要简单，尽量减少机构零件批量生产的加工难度，尽可能多的选用国家标准零件，方便后期的维修和更换。2混凝土搅拌机结构的总体布局混凝土搅拌机主要通过机架的支承而放立在水平面上运转工作，因此混凝土的整体高度不能太高，以保证搅拌机能平稳的工作，结构的布局也应尽可能的合理紧凑，方便使用。3噪音和灰尘的控制为了降低噪音、灰尘对工作环境的的
19、影响和污染，我们相应的在混凝土搅拌机筒体的上方加装了一个筒盖，虽然不能消除噪音和灰层的污染，但是对噪音的降低以及灰尘的减少还是能够起到非常好的效果。4安全技术必须保证搅拌机在正常工作使用情况下，对人体健康不造成危害。机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第9页共37页井冈山大学毕业设计专用纸第三章搅拌机主参数及各部件的设计计算31总体设计方案311混凝土搅拌机各个品种功能的比较混凝土搅拌机主要由动力装置、加料和卸料装置、供水系统、搅拌筒、搅拌机构、传动装置、机架、支承机构等组成。从搅拌机运动方式及结构的形式可大致分为两大类一个是通过钢齿轮传动来充分带动某一种形状的筒体圆锥体
20、或圆柱体等的旋转来达到使物料搅拌均匀的效果；而另一个则是单运动的轴式传动，在轴上单轴或双轴安装各种各样的搅拌叶片螺旋形或长锥形等,并通过搅拌叶片转动来均匀拌合物料。按出料方式的不同可分为非倾翻式和倾翻式两种；按搅拌机搅拌拌筒结构形式的不同可分为圆盘立轴式、圆槽卧轴式、双锥、鼓筒式等；按工作性质的不同又可分为间歇式和连续式；按搅拌原理的不同分为连续式、强制式和自落式；按安装方式可分为移动式和固定式两种。连续式混凝土搅拌机装有螺旋状搅拌叶片，各种材料分别按照配合比经连续称量后送入搅拌机内，搅拌好的混凝土从卸料口连续向外输出。这种搅拌机的搅拌时间短，生产效率高、并得到迅速发展。自落式搅拌机早在二十世
21、纪初期，蒸汽机带动动的鼓筒式混凝土搅拌机就已经出现。随着科学技术的发展，倾翻出料式和反转出料式的双锥形搅拌机以及立筒式搅拌机等相继出现并取得快速发展。自落式混凝土搅拌机工作机构是筒体，沿筒内壁圆周安装若干搅拌叶片。工作时，将物料投入搅拌筒内，筒体绕其自身轴旋转，靠搅拌筒的旋转，由筒内的搅拌叶片将物料推到一定的高度后，物料靠自重坠落下来，反复对物料进行搅拌而加工成匀质混凝土。这种搅拌机特点是搅拌强度不大，效率低，一般以搅拌普通塑性混凝土为主。强制式搅拌机圆盘立轴式搅拌机是最早出现的强制式混凝土搅拌机。随后得到了快速的发展与应用。这种搅拌机分为行星式和涡桨式两大类。随着后期轻原材料的应用与推广，出
22、现了圆槽卧轴式强制混凝土搅拌机，它又可分双卧轴和单卧轴式两种，同时具备自落和强制两种搅拌机搅拌的特点。因其搅拌叶片的运动速度小、耐磨性能好以及能耗少而获得了市场的大量推广和使用。强制式混凝土搅拌机的搅拌机构是水平式设置在筒内的搅拌轴，轴上安装搅拌叶片，工作时，强制式混凝土搅拌机的搅拌筒固定不动，加入拌筒内的各种原材料，物料在搅拌叶片的强制搅动下进行强制式的挤压、翻转、剪切，使拌合料在剧烈的相对运动中达到拌和均匀。这种搅拌机比自落式搅拌机搅拌的质机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第10页共37页井冈山大学毕业设计专用纸量好，效率高，因此主要适用于搅拌干硬性混凝土和普通塑性
23、混凝土12。312混凝土搅拌机结构的选择卧轴式搅拌机搅拌筒内径相对而言都做的比较大，骨料被甩向搅拌筒外壁，通过离心力的作用使混凝土拌料分崩离析，而且加水量不易控制，搅拌力量小，使物料搅拌不够充分。立轴式搅拌机主要通过筒内转轴的带动叶片旋转强制式搅拌，使拌合料在剧烈的相对运动中达到拌和均匀。除此之外，立轴式搅拌机的搅拌筒中央装有一轴套，用于放置搅拌机构，连接传动机构，结构紧凑，传动机构下置，润滑和密封性能好。综上所述，立轴式搅拌机不仅结构简单、制作成本低、拌合质量好，而且易于操作和控制。因此本次设计的是一台高效立轴式混凝土搅拌机。32总体结构及工作原理321结构组成及工作原理本次设计的混凝土搅拌
24、机主要组成部分为动力装置、传动系统、搅拌装置、机架等。整体结构如图1所示机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第11页共37页井冈山大学毕业设计专用纸图1搅拌机总体结构示意图1主动链轮2电动机3主动带轮4从动带轮5减速器6筒体7从动链轮8搅拌体9搅拌轴10圆锥滚子轴承11机架12出料抖本次搅拌机设计的工作原理是电动机输出的转速通过V带传动传递到减速器，减速器与搅拌轴通过链传动带动轴的旋转，轴上安装有搅拌叶片随轴的旋转对混合物料进行强制搅拌，从而达到拌合均匀的目的。322主要技术参数搅拌机主要技术参数见表2。机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第12页共
25、37页井冈山大学毕业设计专用纸表2技术参数表项目数据进料容量80L最大出料容量50L搅拌筒内径800MM搅拌叶片转速30R/MIN叶片距筒底的间隙小于5MM拌料粒径530MM电动机功率4KW33搅拌机主要部件的设计331搅拌装置的设计立轴式强制搅拌机是通过搅拌轴带动搅拌叶片的旋转运动，从而带动物料进行剧烈拌合运动的搅拌机。其叶片伴随着竖直轴进行圆周运动搅拌叶片有螺旋带式和铲片式两种形状，可以根据需要进行选择。一般的立轴式强制搅拌机的铲片式搅拌叶片表面形状通常为平面,在工作时,混合拌料对平面式搅拌叶片的阻碍作用过大，长时间运转消耗的功率大，不利于节能，而且搅拌质量差。另外平面式铲片对混合拌料只有
26、推动的效果,没有翻滚的作用，所以搅拌混合效率很低。搅拌叶片安装的角度直接影响着搅拌机均匀拌合性能的好坏,对混凝土的质量以及生产的效率都起着决定性的作用,并且搅拌叶片安装的角度与搅拌机其他的一些参数联系紧密，任何一个参数的改变都会影响搅拌机整体搅拌的性能。叶片安装角是指搅拌叶片斜面与搅拌轴线之间的夹角。叶片安装角理论分析当安装角过小时，搅拌叶片主要带动混合物料围绕着搅拌轴转动，却缺乏必要的轴向运动，搅拌叶片与搅拌轴平行变成一块平板起不到搅拌作用；当安装角过大时，搅拌叶片推动混合物料横向运动的力不足，搅拌叶片就与搅拌轴形成一块垂直的平板，同样也没有搅拌的能力。综上所述，搅拌叶片必须与搅拌轴形成一个
27、各方面都比较合适的角度来安装,能够使混合料在运动的过程中受到纵向和横向的力都比较大，并且消耗的功率小，拌合的质量好以及搅拌的效率高。故本次设计的搅拌机采用的叶片安装角为45度6。机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第13页共37页井冈山大学毕业设计专用纸图2搅拌叶片安装的角度332机架和搅拌筒的设计机架是整个混凝土搅拌机的支承部分，它承受了搅拌机所有的力（电动机、减速器、传动装置、搅拌装置、搅拌筒体、物料等的重力以及轴的应力）。机架是混凝土搅拌机平稳运转以及稳定工作的基础。因此，不管机架是从材料的选择上还是结构形式的选择上，都应该使用强度大的材料与牢固稳定的结构。搅拌机机
28、架是用槽钢和钢管加工而成，通过焊接在搅拌筒底部用来起支承作用的。搅拌机筒体是由热轧钢板通过卷曲焊接而成,在搅拌筒上方配有筒盖，搅拌筒底部有出料口，当需要出料时，只要转动料门手柄，打开出料口，均匀混合的拌料即沿出料口快速卸出。搅拌筒的筒体高为H310MM，直径为D800MM，筒壁的厚度为3MM。34传动系统的设计341电动机选择及总传动比的确定电动机的功率计算WDPPDP电动机实际所需的输出功率。WP搅拌机所需功率。电动机到工作机的总效率。搅拌机所需工作效率，应由工作阻力和运动参数计算求得9550WMNPM搅拌叶片搅拌时所需的外力矩（NM）。N搅拌叶片转速（R/MIN）。机电工程学院机械系机械设
29、计制造及其自动化本一班学生毕业设计第14页共37页井冈山大学毕业设计专用纸SIN45062COS45SINCOS299299356MIN8002FRNRF混凝土与搅拌叶片的磨檫系数F062取搅拌叶片转速30R/MIN。其中混凝土搅拌机在工作时，其搅拌功率主要用于克服混凝土物料在搅拌时产生的离心阻力矩及搅拌叶片受到摩擦阻力矩。为讨论方便，现假定最恶劣的工作状况，即全部物料倾向拌筒的外侧，求这种情况下的搅拌功率。外力矩M的计算MMM摩擦物料M物料搅拌时拌合料所产生的偏心阻力矩；M摩擦搅拌时物料所产生的滚动摩擦阻力矩；MSIN98SINGHVHNM物料物料式中G物料拌合物料总质量；GV物料V搅拌筒容
30、积；拌合料容重；33151710/KGMH拌合料重心至拌筒中心的距离MM；2312XTAN123RHBHSS弓弓因为混合料在搅拌筒内为一水面，且以搅拌时均没有溢出原则，故搅拌的过程中均为H搅拌时搅拌物料所产生的偏心阻力矩322298SIN1962SIN3MVHRHLNM物料物料32222196SIN91013MRHLNM物料搅拌时拌料所产生的惯性摩擦阻力矩机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第15页共37页井冈山大学毕业设计专用纸1211M111864IJNMIIRRNKNKNMRR摩擦式中IN个搅拌叶片所受到滚动正压力K滚动摩擦力臂R搅拌筒半径,R物料离心半径10965
31、3033595509550WMNPKW在搅拌机运动的过程中，电动机与减速器之间通过V带传动连接，减速器与搅拌轴之间通过链传动连接，轴上安装有一对轴承，查机械设计实用手册得表4各传动部件的传动效率类别传动形式效率（）带传动V带传动096轴承滚动轴承098链传动双排链099减速器蜗杆减速器095从而可计算出从电动机至搅拌机主轴传递的总效率为V带轴承链传动减速器09609809909508853353530885WDPPKWDP电动机实际所需的输出功率。电动机是搅拌机重要的动力装置搅拌机主要依靠电动机的运转带动减速器的转动，进而带动搅拌轴的旋转。在搅拌的过程中，由于物料在混合的过程中不停地消耗动力，
32、因此，强制式混凝土搅拌机的生产效率决定了电动机的功率3。异步电动机具有结构简单、维修方便、工作效率高、重量轻、成本低、负载特性较硬等特点。又由于该混凝土搅拌机实际所需的输出功率为353KW，综合考虑各方条件，暂选电动机型号为1124YM，其额定功率为4KW，转速N为1440/MINR，额定转矩22KW，最大转矩23KW。电动机的转速为1440R/MIN而搅拌轴的转速是30R/MIN，所以搅拌机的总传动比为48。各级传动比分配为带传动的传动比是2，减速器的传动比是12，链传动的传动比是2。因此可得搅拌机的主轴功率DPP40885354KW机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计
33、第16页共37页井冈山大学毕业设计专用纸342V带传动的设计带传动是一种挠性传动，不仅具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在多轴和大的轴间距间传递动力，而且拥有造价低廉、不需润滑、维护方便等优点，在我国机械设备的传动中应用非常广泛。带传动通常由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的环形带组成。当主动带轮转动时，利用传动带和带轮间的啮合作用或者摩擦，将转速和动力通过传动带传递到从动轮。按照工作原理的不同，带传动可分为啮合型带传动和摩擦型带传动。在摩擦型带传动中，依据传动带的横截面形状不同，又可分为楔带传动、V带传动、圆带传动和平带传动。因此本次毕业设计所选用的是V带传动。V带传动是靠V带的两侧面与轮
34、槽侧面压紧产生摩擦力来进行动力传递的。与平带传动相比，V带传动的摩擦力大，因此可以传递较大的功率。V带较平带结构紧凑，而且V带是无接头的传动带，所以传动较平稳，是带传动中应用最广的一种传动。一、V带设计计算（1）确定计算功率CAP查机械设计表87查得工况系数AK13，故CAAPKP11444KW（2）选择V带型号根据CAP、1N由机械设计图810可以选择V带型号为A型。（3）确定带轮的基准直径D并验算带速V初选小带轮的直径1D。根据机械设计表86和表88选取小带轮直径1D又因为1DMIND75MM，故取小带轮基准直径1D90MM验算带速，根据机械设计式813验算带的速度V11601000DDN
35、901440601000/678/MSMS带速一般为530/VMS，故带速适合。计算大带轮的基准直径2D计算大带轮的基准直径2D，根据机械设计式815A机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第17页共37页井冈山大学毕业设计专用纸V带的传动比125I，取12I。则2D1DID290180MMMM。据表88，圆整2D180MM。（4）确定V带的中心距A和基准长度DL，依据机械设计式（820）12012072DDDDDDADD初定中心距0A500MM。由机械设计式8222120012022241809025009018014279524500DDDDDDDLADDAMMMM由机
36、械设计表82选取带的基准长度DL1400MM根据机械设计式823计算实际中心距A。002DDLLAA14001427955002486MM中心距的变化范围MINMAX0015003DDAALAAL计算得465528MMAMM。（5）验算小带轮上的包角121573180OODDDDA57318018090486OO16990OO故符合要求。（6）计算V带的根数Z，计算单根V带的额定功率RP由190DDMM和11440/MINNR，查机械设计书表84A得010604PKW根据11440/MINNR，1I2和A型带查表84B得0017PKW，查表85得机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学
37、生毕业设计第18页共37页井冈山大学毕业设计专用纸097K，由表82得096LK，所以00RLPPPKK1060401709709611457KW计算V带根数ZCARPZP4411457384故取4根。（7）计算单根V带的初拉力的最小值0MINF，由机械设计表83得A型带的单位长度质量01/QKGM,于是20MIN25500CAKPFQVKZV20MIN2509744500016780974678FN13255N应使带的实际拉力00MINFF。（8）计算压轴力PF，压轴力的最小值为1MIN0MIN2SIN2PFZF16923SIN132552O10555N。二、V带轮的结构设计（1）V带轮的设
38、计要求设计V带轮时应满足的要求有质量小、结构工艺性好、无过大铸造内应力，质量分布均匀，轮槽工作面要精细（表面粗糙度一般应为32），各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使带的载荷分布较为均匀，以减少带轮的磨损。（2）V带轮材料的选择由上述可知，因为V带轮的转速较低，所以带轮常用带轮材料为HT150或HT200。（3）带轮的结构形式V带轮由轮缘、轮辐和轮毂组成。根据轮辐结构的不同，V带轮可以分为实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式。V带轮的结构形式主要与V带轮的基准直径有关，并且V带轮轮槽的尺寸依据V带的型号来决定。因此V带轮的结构设计如下机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第
39、19页共37页井冈山大学毕业设计专用纸当300DDMM时可采用轮辐式；当300DDMM同时11100DDMM时，可采用孔板式；当25DDD（D轴径）时，可用实心式；当300DDMM时，可采用腹板式。（4）V带轮轮槽的设计V带轮的轮槽与V带选择的型号相对应，查机械设计表810。V带绕在带轮上以后发生弯曲变形，使V带工作面的夹角发生变化，为了使V带的工作面与带轮的轮槽工作面紧密结合，将V带轮轮槽的工作面的夹角做成小于40O。V带轮安装到轮槽中以后，一般不应超出带轮的外圆，也不应与轮槽底部接触，为此规定了轮槽基准直径到外圆和底部的最小高度MINAH和MINFH。轮槽工作表面粗糙度为32或16。表3带
40、轮参数项目符号YZABSPYSPZSPASPB基准宽度PB5385110140基准线上槽深度MINAH162027535槽间距E803120315031904第一槽对称面至端面的距离F718121821125最小轮缘厚MIN555675带轮宽B12BZEF机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第20页共37页井冈山大学毕业设计专用纸外径WD2WADDH主动带轮计算根据90DDMM，第一槽对称面至端面的距离2110FMM，槽间距1503EMM，基准线上槽深度MIN275AHMM，MIN87FHMM，最小轮缘厚MIN6MM，基准宽110DBMM。取3AHMM，9FHMM，6MM
41、轮缘宽度12BZEF411521065MM1/2FBZE654115/210MM。在总要求范围内。槽宽02TAN/2DABBH1123TAN17O283MM。顶圆直径12ADADDH902396MM。根据电动机轴径38DMM，轴伸长度80EMM。1182DD1823868476MM，取170DMM，取轮缘宽80LEMM。而19025DDD，所以采用实心式带轮。从动带轮计算2180DDMM，从动轮的设计方法与主动轮基本相同，只是轮毂与轴配合处的直径由轴的直径确定。第一槽对称面至端面距离2110FMM，槽间距1503EMM，038MM基准线上槽深MIN275AHMM，MIN87FHMM，最小轮缘厚
42、MIN6MM，基准宽110DBMM。取3AHMM，9FHMM，6MM机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第21页共37页井冈山大学毕业设计专用纸轮缘宽度12BZEF411521065MM1/2FBZE654115/210MM。在总要求范围内。槽宽02TAN/2DABBH1123TAN19O307MM顶圆直径12ADADDH18023186MM这个带轮与减速器主动轴相连，由40DMM减，82LMM减计算得11828190DDMM，取185DMM。11221802926150DDDFMM，82LMM，1193162574CBMM，取10CMM。因为218025DDD减，故采用
43、腹板式。343减速器的选择减速器是电动机和搅拌机之间相对独立的封闭式传动装置，在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，减速器的型号很多，按照传动形式的不同可分为行星减速器、蜗杆减速器和齿轮减速器。蜗杆减速器的特点是在外廓尺寸不大的情况下，可获得大的传动比，工作平稳，噪声较少，效率较低。在工作时，为了使混凝土拌合均匀，工作机的转速既不可以过快，也不能太慢，综合考虑，又根据工作机的实际转速为30R/MIN。查机械设计实用手册此搅拌机选择的减速器为蜗杆减速器WHX16，该减速器传动比125I，V带大带轮的转速为2N720R/MIN主轴转速为3N30R/MIN。减速器尺寸中心距为16
44、0AMM，中心高为0H125MM；最大外形尺寸H148MM，L3MM36，B190MM；主动轴1D40MM，1L82MM；从动轴2D65MM，2L70MM。344链传动的设计机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第22页共37页井冈山大学毕业设计专用纸链传动是一种啮合传动，主要由链轮和链条组成，链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮和从动链轮通过链与轮齿的啮合来传递动力和运动的一种机械传动方式。链传动在现代的机械设备中应用广泛。与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求较低，成本也低。在远距离传动时，其结构比齿轮传动轻便得多。链传动主要用于工作环境恶劣、低速重载、工作要求
45、可靠、两轴的相距较远，以及其他一些需要链传动的的设备当中。与摩擦型的带传动相比，链传动无整体打滑和弹性滑动现象，并且能保持准确的平均传动比，传动效率高，又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；链条采用金属材料制造，在同样的使用条件下，链传动不仅整体尺寸较小，结构较为紧凑，而且能够适应潮湿和高温的环境。链条按用途不同还可以分为起重链、输送链和传动链。输送链和起重链主要用在运输和起重机械中，在普通的机械传动中，采用的是传动链。传动链又可分为短节距精密滚子链、齿形链等。其中滚子链一般用于传动系统的低速级，。滚子链主要由内链板、外链板、销轴、套筒和滚子组成。链传动工作时，套筒上的
46、滚子沿链轮齿廓滚动，可以减轻链和链轮轮齿的磨损。小直径链轮可制成实心式；中等直径的链轮可制成孔板式；直径较大的链轮可设计成组合式，常可将齿圈用螺栓连接或焊接在轮毂上，若轮齿因磨损而失效，可更换齿圈。链轮的材料选择链轮轮齿的耐磨性和强度必须要有足够的强度，由于小链轮的轮齿啮合次数比大链轮多，故受到的冲击力也较大，因此小链轮应选择比较好的材料加工。本次设计采用滚子链传动。滚子链传动的设计计算（1）选择链轮齿数取小链轮齿数117Z，大链轮的齿数为2221734ZIZ。（2）确定计算功率依据机械设计表97查得10AK,由图913查得152ZK，采用双排链，则计算功率为1015233629184175A
47、ZCAPKKPPKWK（3）选择链条型号和节距依据29184CAPKW及60/MINNR查图911，可选16A。查表91，链条节距为254PMM。机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第23页共37页井冈山大学毕业设计专用纸（4）计算链节数和中心距初选中心距0305030502547621270APMMMM。取0780AMM。相应的链长节数为220122100278017343417254287162225422780PAPLPAZZZZ取链长节数88PL节。查机械设计表97得到中心距计算系数1024907F，则传动的最大中心距为1212024907254288173479
48、1PAPMMMMFLZZ（5）计算链速V，确定润滑方式1601725404318/601000601000NZPVMS由04318/VMS和链号16A，查图914可知采用滴油润滑。（6）计算压轴力PF有效圆周力为10003361000778104318EPFNV链轮水平布置时的压轴力系数115FPK,则压轴力为11577818949PFPEFKFN35主轴设计与计算351轴的计算过程（1）初步估算轴的直径初步选取45号钢作为搅拌机主轴的材料，调制处理，查表得640N/2MM，由表查得材料的许用应力260/NMM，由公式3PDAMMN。机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化本一班学生毕业设计第24页共37页井冈山大学毕业设计专用纸式中，P轴传递的功率（KW）；N轴的转速R/MIN；A取决于轴材料的许用扭矩切应力T的系数。查表得知A115计算轴的最小直径并加大003已考虑键槽的影响。则3MIN354115564530DMM在轴的最细部分轴的直径取6
