机械原理课程设计-双杆搅拌机

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1、编号：课程设计说明书题目：双杆搅拌机院（系）：机电与交通工程系专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：、、、、指导教师：职称：副教授2011年1月16日桂林电子科技大学课程设计说明书第I页共II页目录一设计任务11.1设计背景11.2设计题目21.3电动机选择21.4设计要求及原始数据2二设计方案的评价及选择32.1方案一32.2方案二42.3方案三42.4方案四4三机构工作循环图5四各运动构件的设计与计算54.1曲柄摇杆机构的尺寸计算54.2曲柄摇杆机构的运动分析74.3搅拌缸的设计94.4不完全齿轮的设

2、计与计算104.5轮系的设计11五传动比计算135.1料缸转速计算145.2轮系传动比计算145.3皮带转传动比计算145.4蜗轮蜗杆传动比的计算155.5半齿轮传动比的计算155.6综合15六运动仿真16七设计小结16八参考文献1717桂林电子科技大学课程设计说明书第17页共17页一设计任务1.1设计背景在我们的日常生活中，搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。搅拌式反应器使用虽然历史悠久，应用范围很广，但对搅拌操作的科学研究还很不够，搅拌操作看似简单，

3、但实际上，它所涉及的因素极为复杂，对于搅拌器形式的选择，从工艺角度观点以及力学角度观点来说，都有值得研究的课题。针对这个方面，我组经过详细讨论，研究设计了一种用于化学工业和食品工业的饲料搅拌机。电动机通过减速装置带动容器绕垂直轴缓慢整周转动，同时，固连在容器内拌勺点E沿图1.1虚线所示轨迹运动，将容器中拌料均匀搅动。对搅拌机构的选择我们专门采用了这学期学习的四杆机构，利用了其比凸轮机构简单，运动方便合理的特点，且连杆上某点的运动轨迹更为符合搅拌点的运动要求，拌勺的速度比较均匀，在容器底部的轨迹有一段为近似直线。

4、以下将会具体分析我们的方案。图1.1系统整体结构图17桂林电子科技大学课程设计说明书第17页共17页1.2设计题目双杆搅拌器的设计1.3电动机选择由于本设计中的运动速度较慢，因此选用转速为720r/min的连续转动电动机方案号电动机转速r/minA1440B960C7201.4设计要求及原始数据原始数据:1)齿轮：齿轮齿数Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z111560208014144042156010分度圆直径/mmd1d2d3d4d5d6d7d8d9d10d11602408032056561601

5、686024040模数m=4表1.4.1齿轮数据表皮带轮：r1=r3=84.375mmr2=r4=100mm2)蜗杆：Z1=6模数m=4分度圆直径d1=40mm3)蜗轮：Z2=48模数m=4分度圆直径d2=192mm4)半齿轮：Z=20模数m=4分度圆直径d=80mm5)电动机转速：720r/min6)曲柄摇杆轨迹图17桂林电子科技大学课程设计说明书第17页共17页LABLBCLCDLADPPUiVi形状10.51.310.891.3292.8-0.620.541.161.051.3272.2-0.630.40

6、.91.51.288-0.2-0.640.61.240.961.2303.1-0.6表1.4.2轨迹表设计要求:(1)电动机通过减速装置设定合适的速度，带动容器绕垂直轴缓慢整周转动；(2)固连在容器内拌勺点E沿图1.1虚线所示轨迹运动，将容器中拌料均匀搅动。搅拌缸的速度尽量慢，拌勺的速度尽量快；(3)设计传动系统并确定其传动比分配，绘制机器的机构运动方案简图和运动循环图，并通过仿真确定其空间运动动态；(4)设计组合机构实现运动要求，并对曲柄摇杆机构进行运动分析，列出详细的计算的过程并绘制其运动轨迹；(5)其他类

7、型机构的分析与对比，联系多方面因素最终挑选出最佳的搅拌方案。二设计方案的评价及选择2.1方案一：如图（2.1）电动机—齿轮传动—凸轮机构—对称凸轮（双摆动杆）图2.1方案一特点分析：优点：结构紧凑，体积小，传动准确，力度大。缺点：往复摆动滚子推杆盘形沟槽凸轮的设计非常困难且成本较高。17桂林电子科技大学课程设计说明书第17页共17页2.2方案二：如图（2.2）电动机—链传动—曲柄摇杆机构—平行四边形机构（双摆动杆）特点分析：优点：设计简单，可远距离传送，成本较低图2.2方案二结构简单。缺点：搅拌面积小，可能出现

8、搅拌不均匀2.3方案三：如图（2.3）蜗轮蜗杆—齿轮—凸轮—摆杆特点分析：优点：结构紧凑图2.3方案三缺点：弹簧紧固造成一定的能量流失，使用时间有限，而蜗轮蜗杆机构和齿轮机构在设计和制造方面存在相对的困难，且设计制造成本比较大。2.4方案四：如图（2.4）皮带轮—齿轮—蜗轮蜗杆—四杆机构特点分析图2.4方案四优点：搅拌均匀，系统传动精度高缺点：体积大17桂林电子科技大学课程设计说明书第