機械原理課程設(shè)計---設(shè)計一用單相電動機作動力源的攪拌機

1、<p><b>　　機械原理課程設(shè)計</b></p><p>　　題目題號： 攪拌機 </p><p>　　學(xué) 院： 機電工程學(xué)院 </p><p>　　一 設(shè)計題目：設(shè)計一用單相電動機作動力源的攪拌機</p><p>&l

2、t;b>　　給定數(shù)據(jù)要求</b></p><p>　?。?）機構(gòu) 運動簡圖設(shè)計數(shù)據(jù)</p><p>　?。?）機構(gòu)動態(tài)靜力分析設(shè)計數(shù)據(jù)</p><p><b>　　二 應(yīng)完成的工作</b></p><p>　　1 速度、加速度和機構(gòu)受力分析圖</p><p>　　2 設(shè)計說

3、明書1份。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要.............................................................................................5</p><p>　　第一章 攪拌機多用途和設(shè)計要求.......

4、..................................7</p><p>　　2.1機械簡介....................................................................7</p><p>　　2.2機構(gòu)用途........................................................

5、............7</p><p>　　2.3技術(shù)方法....................................................................7</p><p>　　第二章 機構(gòu)簡介與設(shè)計..................................................8</p><p>　

6、　3.1 機構(gòu)簡介...................................................................8</p><p>　　3.2 機構(gòu)簡圖...................................................................8</p><p>　　3.3設(shè)計數(shù)據(jù)..............

7、......................................................9</p><p>　　3.4速度、加速度析.......................................................10</p><p>　　第三章 靜力分析...........................................

8、..................12</p><p>　　結(jié)論.....................................................................................17</p><p>　　心得體會.............................................................

9、................18</p><p>　　致謝.....................................................................................19</p><p>　　參考文獻...............................................................

10、..............20</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　老式攪拌機體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，效率低。先進的攪拌技術(shù)設(shè)備，是降低生產(chǎn)成本，提高成品質(zhì)量做了很大的改進。該機采用單相電動機做動力源，可在光大的農(nóng)村使用，不用擔(dān)心需要較高的的動力電壓的問題。文中較詳細的介紹了攪拌機的傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)，并對曲柄搖桿進行了詳細的速度和加速

11、度分析。本機在滿足生產(chǎn)需要的同時，改變了以往的復(fù)雜設(shè)計模式，大大縮短了生產(chǎn)周期，降低了成本價格，提高了效率。</p><p>　　第一章 攪拌機的用途和設(shè)計要求</p><p>　　2.1 機構(gòu)設(shè)計目的</p><p>　　1）改進現(xiàn)有的攪拌機模式，使攪拌機更加容易生產(chǎn)使用；</p><p>　　2）使機構(gòu)的結(jié)構(gòu)更加簡單，更容易拆卸安裝

12、；</p><p>　　3）使用簡單，使用者更容易掌握操作流程；</p><p>　　4）更好的使同學(xué)把所學(xué)的東西應(yīng)用到實際的生活中去。</p><p><b>　　2.2 機構(gòu)用途</b></p><p>　　攪拌機是一種對物料進行混合均勻的機器，該機可代替人工在不方便或完成不了時使用，具有生產(chǎn)效率高，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可

13、靠，容易操作等特點。</p><p>　　攪拌機是用于對物料進行混合所用。它能使物料在進行加熱或在其他行業(yè)中能足夠的進行混合，達到兩種或兩種以上的物料在攪拌下混合的非常均勻。達到人們滿意的程度。該機構(gòu)也可用在進行農(nóng)藥的混合。</p><p>　　2.3 課題研究的內(nèi)容及擬采取的技術(shù)、方法</p><p>　　本課題是對攪拌機的成型機的設(shè)計。設(shè)計主要針對執(zhí)行機構(gòu)的運

14、動展開。該機構(gòu)應(yīng)用了機械原理中的曲柄搖桿機構(gòu)，我們所要研究的畫出該機構(gòu)的運動簡圖并且對連桿機構(gòu)進行運動分析和動態(tài)靜力分析。繪出機構(gòu)上拌勺的運動軌跡，和各個點上的速度與加速度。</p><p>　　第二章 機構(gòu)簡介與設(shè)計</p><p><b>　　3.1 機構(gòu)簡介</b></p><p>　　攪拌機常應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)和食品工業(yè)中對拌料進行攪

15、拌工作如圖所示，電動機經(jīng)過齒輪減速，通過聯(lián)軸節(jié)（電動機與聯(lián)軸節(jié)圖中未畫）帶動曲柄順時針旋轉(zhuǎn)，驅(qū)使曲柄搖桿機構(gòu)運動，同時通過蝸輪蝸桿帶動容器繞垂直軸緩慢旋轉(zhuǎn)。當連桿運動時，固聯(lián)在其上的拌勺即沿圖中虛線所示軌跡運動而將容器中的拌料均勻撥動。</p><p>　　工作時，假定拌料對拌勺的壓力與深度成正比，即產(chǎn)生的阻力按直線變化，如圖所示。</p><p>　　3.2 攪拌機機構(gòu)簡圖</p&

16、gt;<p><b>　　3.3 設(shè)計數(shù)據(jù)</b></p><p>　　3.4 做構(gòu)件處于位置3的速度多邊形和加速度多邊形</p><p><b>　　1 速度分析</b></p><p>　　ω2=2πn/60=2π×81/60=8.41rad/s</p><p>　　VB

17、=ω2LAB=8.41×0.240=2.08m/s</p><p>　　VC = VB + VCB</p><p>　　大小： ？ ω2×LAB ? </p><p>　　方向：C⊥D A⊥B B⊥C</p><p>　　選取速度比例尺μ

18、v=0.05m/s/mm做速度多邊形求出ω2和ω3，再用速度影像求出E3點的速度。</p><p>　　ωc=VC/LCD=μv ·pc/LCD</p><p>　　=0.05×28.3/0.410</p><p>　　=3.45rad/s</p><p>　　ω3 =VCB/LBC=μv ·bc/LBC

19、 </p><p>　　=0.05×10.8/0.5</p><p>　　=1.08rad/s </p><p>　　VEf=μv ·pe </p><p>　　=0.05×24.5</p><

20、p><b>　　=1.23m/s</b></p><p><b>　　2 加速度分析</b></p><p>　　aC = aCt + aCn = aB + aCBt + aCBn</p><p>　　大?。?？ ωc ²LCD ω2 ² LAB ？ ω3

21、 ²LBC</p><p>　　方向：C⊥D C→D B→A C→B ⊥CB</p><p>　　aCBn= ω3 ²LBC = 0.9489²×0.5 = 0.45m/s ²</p><p>　　aB =ω2 ² LAB = 8.41 ²×0.240 = 16.97

22、m/s ²</p><p>　　aCn=ωc ²LCD = 3.387 ²×0.460 = 5.28 m/s ²</p><p>　　選比例尺μa=0.25 m/s ²／mm作圖，并用加速度影像求Ef點的加速度</p><p>　　aEf= μa·p’e’=0.25×71.42=17.8

23、6 m/s ²</p><p>　　第三章 靜力分析 </p><p>　　4.1曲柄搖桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析</p><p>　　已知： 各構(gòu)件的重量G及對重心軸的轉(zhuǎn)動慣量JS</p><p>　　(構(gòu)件2的重量和轉(zhuǎn)動慣量濾去不計)，阻力線圖</p><p>　?。ò枭譋所受阻力的方向與E點的速度方

24、向相反）運動分析中所得結(jié)果。</p><p>　　要求： 確定機構(gòu)兩個位置（同運動分析）的各運動副反力及加于曲柄上的平衡力矩。以上內(nèi)容作在運動分析的同一張在紙上。</p><p>　　4.2 畫阻力線圖</p><p>　　1.選取阻力比例尺，畫阻力線圖μQ=25N/mm 見1號圖紙。</p><p>　　2.確定慣性力PI和慣性力矩

25、MI</p><p>　　根據(jù)各構(gòu)件重心的加速度及角速度，確定各構(gòu)件的慣性力PI和慣性偶矩MI其合成一力，求出該力至重心的距離hI1 Ef點：作用在連桿3上的慣性力及慣性力偶矩</p><p><b>　　由加速度多邊形得：</b></p><p>　　MI3=JS3·a3=JS3·acbт/LCB=JS3·μ

26、·nb‵c‵/LCB</p><p>　　=17×0.25×39.34/0.5=334.39N·M</p><p>　　PI3=m3·aS3=G3/g·μa·p‵s3‵</p><p>　　=(1100/9.81)·0.25·41.352=1159.21N</p>

27、<p>　　h3=MI3/PI3=334.39/1159.21</p><p><b>　　=0.288m</b></p><p>　　桿2作用在連架桿4上的慣性力偶矩由加速度多邊形得：</p><p>　　PI4=m4·aS4=G4/g·μa·p‵s4</p><p>　　=4

28、10/9.81×0.25×20.220=203.317</p><p>　　MI4=JS4·a4=JS4·acbт/LCD=JS4·μa·nc‵c‵/LCD</p><p>　　=0.5×35.515×0.25/0.5=8.88N·M</p><p>　　H4=MI4/PI4=

29、13.53/203.317</p><p><b>　　=0.067m</b></p><p>　　4.3 機構(gòu)的動態(tài)靜力分析</p><p>　　選比例尺μ1=0.005/mm作圖，見1號圖紙3-4組示力體。</p><p>　　先將各構(gòu)件產(chǎn)生的慣性力視為外力加于相應(yīng)構(gòu)件上，并按靜力分析見1號圖紙。</p>

30、<p>　　先將機構(gòu)3,4上作用的外G3、G4，總慣性力Pi3、Pi4，然后將運動副B、D中帶求的反力分解為沿CD和CB方向的法向分力及垂直CD及CB的切向分力，再分別就構(gòu)件3、4對C點取矩，</p><p>　　則根據(jù)力矩平衡條件得Ef點：</p><p>　　3桿：R23TLBC-G3h1-PI3h3+QLf=0</p><p>　　于是R23T=

31、314.41N</p><p>　　4桿：R23tLCD-G4h1-PI$h4=0</p><p>　　于是R14T=172.32N</p><p>　　再根據(jù)整個構(gòu)件組3、4的力平衡條件得：</p><p>　　Q+R14n+R14T+G4+PI$+R23+G3+PI3=0</p><p>　　選取比例尺μp=10N

32、/mm用作圖法作圖見1號圖紙</p><p>　　Ef點：R14=μp×ig=2631N</p><p>　　R23=μp×eg=357N</p><p>　　最后取構(gòu)件2為分離體，對A點列力矩平衡方程</p><p>　　Ef點：Mg=R32×L×μ1</p><p><

33、b>　　=33.56N.m</b></p><p>　　即：Mg=33.56N.m</p><p>　　根據(jù)構(gòu)件4的平衡條件</p><p>　　PI4+G3+R14+R34=0</p><p>　　畫力的多邊形求R34得：</p><p>　　R34=μp×da=2120N(Ef點)<

34、;/p><p><b>　　4.4曲柄平衡方程</b></p><p>　　l=0.01998m M平=R32×l=68.31N.m</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本文通過對老式攪拌機的結(jié)構(gòu)形狀進行分析，針對老式攪拌機的缺點，提出了一種新式的攪拌機，

35、并對新式攪拌機的動力源、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)進行了方案討論，得出了最后的總體方案。按總體方案對各種零部件的運動關(guān)系進行分析得出攪拌機的整體結(jié)構(gòu)尺寸，再重新調(diào)整整體結(jié)構(gòu)，整理得出最后的設(shè)計圖紙和說明書。此次設(shè)計的攪拌機和老式的攪拌機相比，具有生產(chǎn)效率高，結(jié)構(gòu)簡單，性能更穩(wěn)定，更容易操作，適用范圍更廣的特點。通過對攪拌機的設(shè)計，使我對成型機械的設(shè)計方法、步驟有了較深的認識。熟悉了進行速度和加速度分析的多種常用方法，并掌握了如何選用標準件，如何

36、查閱和使用手冊，如何繪制曲柄搖桿機械運動簡圖。這次設(shè)計貫穿了函授所學(xué)的專業(yè)知識，綜合運用了各學(xué)科專業(yè)的內(nèi)容。我相信這次設(shè)計對以后的工作學(xué)習(xí)都會有很大的幫助。</p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程，必須要自己思

37、考，自己動手實踐，才能提升自己觀察、分析和解決問題的實際工作能力。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計，我拓寬了知識面，鍛煉了能力，綜合素質(zhì)得到較大提高。 </p><p>　　對我們機械專業(yè)的本科生來說，實際能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，而這種實際能力的培養(yǎng)單靠課堂教學(xué)是遠遠不夠的，必須從課堂走向?qū)嵺`。</p><p>　　通過課程設(shè)計，讓我們找出自身狀況與實際需要的

38、差距，并在以后的學(xué)習(xí)期間及時補充相關(guān)知識，為求職與正式工作做好充分的知識、能力準備，從而縮短從校園走向社會的心理轉(zhuǎn)型期。在這課程設(shè)計之后，我們普遍感到不僅實際動手能力有所提高，更重要的是通過對機械設(shè)計流程的了解，進一步激發(fā)了我們對專業(yè)知識的興趣，并能夠結(jié)合實際存在的問題在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)進行更深入的學(xué)習(xí)。</p><p>　　由于水平和所學(xué)知識有限，而機械設(shè)計又是一門非常深奧的學(xué)科，設(shè)計中有許多不足和需要改進的地方，希

39、望老師指出，我們必定再接再厲，努力完善。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　《機械原理課程設(shè)計手冊》鄒慧君主編，高等教育出版社，1998</p><p>　　2.《機械原理課程設(shè)計》曲繼方主編，機械工業(yè)出版社</p><p>　　3.《機械原理>>黃茂林，秦偉主編. 

40、 .  北京：機械工業(yè)出版社，2002  </p><p>　　4.《 機械原理教程.》 申永勝主編.  北京：清華大學(xué)出版社，  1999 </p><p>　　5.《機械原理》鄒慧君等主編，高等教育出版社，1999</p><p>　　6.《機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書

41、》 羅洪田主編，高等教育出版社 1996</p><p>　　7.《互換性與質(zhì)量控制基礎(chǔ)》林景凡、王世剛主編，中國大學(xué)技術(shù)出版社 1999</p><p>　　8.《材料力學(xué)》 劉鴻文主編 機械工業(yè)出版社 1992</p><p>　　9.《機械設(shè)計實踐》 王世剛主編 哈爾濱工程大學(xué)出版社 2003</p><p>