自動(dòng)喂料攪拌機(jī)

1、徐州工程摯院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書課題名稱：自動(dòng)喂料攪拌機(jī)學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào) 201106083專 業(yè)：機(jī)械制造及其自動(dòng)化 班級(jí):11機(jī)制3成 績： 指導(dǎo)教師簽字： 1 設(shè)計(jì)題目及要求 01.1 設(shè)計(jì)題目 01.2 功能要求 12 題目分析 22.1 功能分解： 22.2 列出可選方案 22.3 方案間的優(yōu)劣與選擇 63 設(shè)計(jì) 93.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 93.2 速度分析 103.3 加速度分析 113.4 確定慣性力 PI 和慣性力矩 MI 113.5 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析 123.6 曲柄平衡力矩 133.7 容器周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)選用 143.8 拌勺運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)選用 143.9 填料

2、盒開關(guān)機(jī)構(gòu)選用 153.10 自動(dòng)喂料攪拌機(jī) 154 . 心得體會(huì) 174.1 心得體會(huì) 174.2 參考文獻(xiàn) 171設(shè)計(jì)題目及要求1.1設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)用于化學(xué)工業(yè)和食品工業(yè)的自動(dòng)喂料攪拌機(jī)。物料的攪拌動(dòng)作為電動(dòng)機(jī)通過減速裝置帶動(dòng)容器繞垂直軸緩慢整周轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)周連在容器內(nèi)拌勺 E點(diǎn)沿圖1a虛線所示軌跡運(yùn)動(dòng)將容器中拌料均勻攪動(dòng)。物料的喂料動(dòng)作為 物料呈粉狀或粒狀定時(shí)從漏斗中漏出輸料持續(xù)一段時(shí)間 后漏斗自動(dòng)關(guān)閉。喂料機(jī)的開啟、關(guān)閉動(dòng)作應(yīng)與攪拌機(jī) 同步。物料攪拌好以后的輸出可不考慮。圖I嗯料攪拌機(jī)外型及阻力煲圖工作時(shí)假定拌料對(duì)拌勺的壓力與深度成正比即產(chǎn)生的阻力呈線性變化如圖1b示。選擇方案A進(jìn)行設(shè)計(jì) 表

3、2為自動(dòng)喂料攪拌機(jī)拌勺E的攪拌軌跡數(shù)據(jù)。表1為 自動(dòng)喂料攪拌機(jī)運(yùn)動(dòng)分析數(shù)據(jù)。123Ji J367方率A525S00396ZW10010L871蝴4：地4加曲080蒞抻句E佗愧樣劃.變低出友方-*號(hào)出動(dòng)比* 在r/uuimm r/niu每次懂撲時(shí)向3妍瞌入 字拜時(shí)間3-L0X.-I川里小口XD fill.uhA17WIDU12D0D1410TOED表Z自動(dòng)喂耕負(fù)撲機(jī)患動(dòng)分析救犯式1.2功能要求a、要求物料的攪拌動(dòng)作為電動(dòng)機(jī)通過減速裝置帶 動(dòng)容器饒垂直軸緩慢整周轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)固連在容器內(nèi)拌勺將 容器中拌料均勻攪動(dòng)。b、要求喂料動(dòng)作為物料呈粉狀 或顆粒狀定時(shí)從漏斗中漏出輸料持續(xù)一段時(shí)間后漏斗自 動(dòng)關(guān)閉。c

4、、喂料機(jī)的開啟、關(guān)閉動(dòng)作要和攪拌機(jī)同步。 3.說明書的內(nèi)容及要求a設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng) 比分配畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)簡圖。 b、機(jī)構(gòu)的造型及實(shí)現(xiàn) 配合。c、選擇和評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)方案。c、根據(jù)電機(jī)參數(shù)擬 定機(jī)械傳動(dòng)方案。d、畫出運(yùn)動(dòng)簡圖。2題目分析2.1功能分解：為滿足設(shè)計(jì)要求需要實(shí)現(xiàn)下列運(yùn)動(dòng)功能 a、在電動(dòng) 機(jī)帶動(dòng)下容器繞直軸緩慢整周轉(zhuǎn)動(dòng)。b、在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下拌勺沿?cái)嚢钄?shù)據(jù)表要求的軌跡攪拌。c、在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)填料機(jī)自動(dòng)填料的功能即使漏斗出料口開關(guān)左 右移動(dòng)。d、通過不同機(jī)構(gòu)、輪系的特點(diǎn)達(dá)到課題任務(wù) 的減速要求和各部位運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間要求。萬案一：2.2列出可選方案圖2方案一機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖注？ 1皮帶輪 工一

5、皮帶 3電動(dòng)機(jī) 4一傳動(dòng)軸5, 2L端樸6a 24 海輪 7,4 24, 27. 齒輪 12.如一凸輪 11), ”, TL13r 1% 18, m 建村 15填料怠 17一滑洪 1L取料句21.2Jr 29 3b ”一輪古輪 初一容器3J沖勺該自動(dòng)喂料機(jī)構(gòu)方案圖如上圖所示。動(dòng)力由電動(dòng)機(jī) 3輸出經(jīng)皮帶2帶動(dòng)皮帶輪1轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力傳給傳動(dòng)軸4有 三個(gè)分路來完成整個(gè)傳動(dòng)過程。第F分：傳動(dòng)軸4傳給錐齒輪32錐齒輪32帶動(dòng) 錐齒輪31的轉(zhuǎn)動(dòng)從而使與錐齒輪31同心的容器30轉(zhuǎn)動(dòng) 從而帶動(dòng)容器30的轉(zhuǎn)動(dòng)。第二部分：傳動(dòng)軸4傳給蝸桿5從而使渦輪6轉(zhuǎn)動(dòng) 同時(shí)帶動(dòng)齒輪7轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪7又帶動(dòng)齒輪8轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng) 固定在齒輪8

6、上的凸輪9轉(zhuǎn)動(dòng)。凸輪9的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng) 連桿10上下運(yùn)動(dòng)連桿10帶動(dòng)連桿15的運(yùn)動(dòng)從而使滑塊 17左右滑動(dòng)起到控制填料盒16開關(guān)的目的。而凸輪9 的轉(zhuǎn)動(dòng)又帶動(dòng)了旋接在它上的連桿 13的運(yùn)動(dòng)從而帶動(dòng) 連桿1214的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)了拌勺的運(yùn)動(dòng)。達(dá)到控制的目的。第三部分：傳動(dòng)軸4帶動(dòng)齒輪27和蝸桿26的轉(zhuǎn)動(dòng) 齒輪27帶動(dòng)齒輪28轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)固定在齒輪28上的錐 齒輪29轉(zhuǎn)動(dòng)而蝸桿26則帶動(dòng)渦輪24轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)固定 在渦輪24上的凸輪25轉(zhuǎn)動(dòng)使連桿20上下運(yùn)動(dòng)當(dāng)凸輪 25從最高點(diǎn)轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí)取料勺16進(jìn)入容器30裝入物 料當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)時(shí)錐齒輪 2329相接觸帶動(dòng)連桿20 轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)直齒輪2123相接觸帶動(dòng)固

7、定在錐齒輪21上的 凸輪22轉(zhuǎn)動(dòng)使連桿19上下運(yùn)動(dòng)從而使連桿18推動(dòng)取料 勺開與合而連桿20的轉(zhuǎn)動(dòng)與連桿19的上升是同步的從 而使物料從容器中輸出萬案一:圖3方案二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖圖解；I-電動(dòng)機(jī)2劇桿3刷輪兒皮帶掌帶輪&齒輪1群勾聚客 靖塊M西輪止四利機(jī)構(gòu)I2-Uff IMS*除運(yùn)動(dòng)原理整個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由三部分組成。第一部分電動(dòng)機(jī)通電開始轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)渦輪蝸桿從而帶 動(dòng)絞盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。第二部分電動(dòng)機(jī)通過皮帶把動(dòng)力傳到帶輪從而使齒 輪轉(zhuǎn)動(dòng)再帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)與凸輪連接的四桿機(jī)構(gòu)隨之運(yùn)動(dòng) 帶動(dòng)拌勺如圖一軌跡運(yùn)動(dòng)。第三部分在凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)從而 實(shí)現(xiàn)滑塊左右移動(dòng)讓物料盒間斷的開啟和關(guān)閉。方案二:圖

8、4方案三機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖Lr - 2弧工7一推齒鈍 3七動(dòng)機(jī) I"動(dòng)犧配工蝸精 M 21一渦鴕 7, R, 14,”一街輪 9. 22四輪 10. II. 11. 13，14. 15.-連桿 1R 一項(xiàng)科富IA濟(jì)城1A容器 瑞一抖勺 工口一取料勺此方案的傳動(dòng)過程由三部分組成。第一部分：動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)輸入傳給錐齒輪再由錐齒 輪帶動(dòng)容器的轉(zhuǎn)動(dòng)。第二部分：動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)軸傳給蝸桿從而使 渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪傳遞從而帶動(dòng)固定在齒 輪上的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)。凸輪的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)連桿上下運(yùn)動(dòng)從 而使滑塊左右滑動(dòng)起到控制填料盒填料開關(guān)的目的。而 齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)又 帶動(dòng)了固定在它上的連桿的運(yùn)動(dòng)由四桿 機(jī)構(gòu)帶動(dòng)

9、了拌勺的運(yùn)動(dòng)。達(dá)到控制的目的。第三部分：動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)軸傳給錐齒輪及蝸 桿從而使另一個(gè)錐齒輪及渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)周 定在渦輪上的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)使連桿上下運(yùn)動(dòng)當(dāng)凸輪從最高點(diǎn) 轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí)取料勺進(jìn)入容器裝入物料當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到最高 點(diǎn)時(shí)取料勺轉(zhuǎn)出容器同時(shí)控制取料勺的開與合使物料從 容器中輸出。2.3方案間的優(yōu) 劣與選 擇綜合考慮選 擇方案一作為本 次設(shè)計(jì)的最終方 案雖然傳動(dòng)效 率低制造復(fù)雜成 相對(duì)本高但是傳 動(dòng)平穩(wěn)結(jié)構(gòu)緊湊 減速效果好沖 擊、震動(dòng)、噪音 小使用壽命長準(zhǔn) 確性強(qiáng)精度高。萬案一:優(yōu)點(diǎn)：1渦輪蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊體積小、重量輕工作平穩(wěn) 沖擊震動(dòng)、噪音小。2錐齒輪平穩(wěn)噪聲小。3齒輪傳動(dòng)能保證瞬時(shí)

10、傳動(dòng)比恒定 平穩(wěn)性較高傳 遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠傳遞的功率和速度范圍大結(jié)構(gòu)緊湊、 工作可 靠可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比傳動(dòng)效率高使用壽命長。4凸輪機(jī)構(gòu)可以使推桿得到 各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 而且響應(yīng)速度快機(jī)構(gòu)簡單緊湊。5連桿機(jī)構(gòu)壓力較小承載能力較大潤滑好摩擦小 加工制造容易工作性可靠在原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變的條件下可改變各構(gòu)件的相對(duì)長度來使從動(dòng)件得到不同的運(yùn) 動(dòng)規(guī)律兩岸曲線形式多樣可滿足一些特定的工作需要 可方便地達(dá)到改變運(yùn)動(dòng)傳遞運(yùn) 動(dòng)方向、擴(kuò)大行程、實(shí)現(xiàn) 增強(qiáng)和遠(yuǎn)距離傳動(dòng)的目的。6、皮帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單適用于兩軸中心距較大的傳 動(dòng)場(chǎng)合傳動(dòng)平穩(wěn)無噪聲能緩沖、吸振過載時(shí)帶將會(huì)在帶 輪上打滑可防止薄弱零部件損壞起到安全保護(hù)作

11、用。缺點(diǎn)：1渦輪蝸桿蝸桿傳動(dòng)效率低一般認(rèn)為蝸桿傳動(dòng)效率 比齒輪傳動(dòng)低發(fā)熱量大齒面容易磨損成本高。2錐齒輪傳遞效率低制造復(fù)雜成本高。3齒輪制造及安裝精度要求高價(jià)格較貴且不宜用于傳動(dòng)距離過大的場(chǎng)合。4凸輪輪廓線與推桿之間為點(diǎn)、線接觸易磨損制造 也困難而且從經(jīng)濟(jì)角度來說也很不劃算造價(jià)高昂。5連桿機(jī)構(gòu)易產(chǎn)生較大的誤差積累機(jī)械效率降低不 宜用于高速運(yùn)動(dòng)。6 不能保證精確的傳動(dòng)比力殺一：優(yōu)點(diǎn)：本設(shè)計(jì)方案主要與方案一三不同的就是電動(dòng)機(jī)和齒 輪的兩 軸間利用了皮帶連接皮帶傳動(dòng)首先是緩和了電 動(dòng)與齒輪間的沖擊、吸收震動(dòng)、因此減少噪音、同時(shí)用 皮帶的成本低、保養(yǎng)維修較方便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：唯一的不足就是皮帶抗熱性差抗

12、過載能力差因此在 帶動(dòng)重載荷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)容易破損如果在潮濕的工作環(huán)5 皮市又更勿哀W。力殺二：優(yōu)點(diǎn)：1本設(shè)計(jì)方案最大的特點(diǎn)是它采用錐齒輪蝸輪蝸桿 機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的改變和減速作用。2齒輪傳動(dòng)能保證瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定平穩(wěn)性較高傳遞 運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠傳遞的功率和速度范圍大結(jié)構(gòu)緊湊、工 作可靠可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比傳動(dòng)效率 高使用壽命長。3錐齒輪平穩(wěn)噪聲小。渦輪蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊體積 小、重 量輕工作平穩(wěn)沖擊、震動(dòng)、噪首小。4采用四桿機(jī)構(gòu)使拌勺能按照預(yù)定軌 跡運(yùn)動(dòng)。5其次采用凸輪連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)喂料的開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單 使用方便造價(jià) 不高經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠。凸輪機(jī)構(gòu)可以使推桿得 到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律而且響應(yīng)速 度快機(jī)構(gòu)簡單緊湊。 連桿機(jī)構(gòu)壓

13、力較小承載能力較大潤滑好摩擦小6加工制造容易工作性可靠在原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律/、變 的條件下可改變各構(gòu)件的 相對(duì)長度來使從動(dòng)件得到不 同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律兩岸曲線形式多樣可滿足一些特定的工作需要口萬便地達(dá)到改變運(yùn)動(dòng)傳遞運(yùn)動(dòng)方向。缺點(diǎn)：1錐齒輪傳遞效率低制造復(fù)雜成本高。2渦輪蝸桿蝸桿傳動(dòng)效率低一般認(rèn)為蝸桿傳動(dòng)效 率比齒輪傳動(dòng)低發(fā)熱量大齒面容易磨損成本高。3齒輪制造及安裝精度要求高價(jià)格較貴且不宜用于 傳動(dòng)距離過大的場(chǎng)合。凸輪輪廓線與推桿之間為點(diǎn)、線 接觸易磨損制造也困難而且從經(jīng)濟(jì)角度來說也很不劃算造價(jià)高昂。4連桿機(jī)構(gòu)易產(chǎn)生較大的誤差積累機(jī)械效率降低不 宜用于高速運(yùn)動(dòng)。3.1曲柄搖桿機(jī) 構(gòu)的運(yùn) 動(dòng)分析3設(shè)計(jì)選取長

14、度比例尺 U0.005m/mm按兩個(gè)曲柄位置作 出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。曲柄位置圖的做法：首先，做出搖桿在左極限位置（即 AB與BC桿共線時(shí)）所對(duì)應(yīng)的曲 柄位置1，然后按轉(zhuǎn)向?qū)⑶鷪A周作十二等分，得12個(gè) 位置。再根據(jù)其他各桿的長度找出連桿上拌勺 E的各對(duì) 應(yīng)點(diǎn)E1E2-E12繪出正點(diǎn)軌跡。按拌勺的運(yùn)動(dòng)軌跡的最 低點(diǎn)向下量40mm定出容器地面位置，再根據(jù)容器高度 定出容積頂面位置。容積頂面位置與拌勺E的軌跡的兩 個(gè)交點(diǎn)E8'和E11',其所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)曲柄位置 8'和 11'即為拌勺E離開及進(jìn)入容積時(shí)所對(duì)應(yīng)的曲柄位置。圖5拌勺E的運(yùn)動(dòng)軌跡做構(gòu)件6位置的運(yùn)動(dòng)簡圖：根據(jù)設(shè)計(jì)要

15、求，選才¥ 7 位置作構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)簡圖。先對(duì)應(yīng)附圖 1-2分別做出在位 置7的曲柄AB,然后分別以B為圓心，BC長為半徑和以 D為圓心，DC長為半徑畫圓弧，兩圓弧的交點(diǎn)即為 C點(diǎn) 位置。延長BC畫虛線至E點(diǎn)使BE長為1360mnW作出了 構(gòu)件在位置7的運(yùn)動(dòng)簡圖。3.2 速度分析圖6曲柄在7位置的運(yùn)動(dòng)簡圖選取速度比例尺v 0.05 s ,用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求曲柄在mm與水平重合時(shí)即7點(diǎn)時(shí)E點(diǎn)的速度。對(duì)于C點(diǎn)V C V B V CB方向 ？±ABXBC大小 ？， Vw2 2 n/607.33 rad /sVB W21AB 1.76 m/sVC I PC 0.05 40.168 m/

16、s 2.01 m/sVBW4V CBW3VC /I CD2.01 0.4054.959 rad/sI BC0.05 45.504 m/s 2.275 m/sVCB /1 BC2.275 / 0573.957 rad/s對(duì)于E點(diǎn)Ve Vb Veb方向？±AB±BE大?。?，VVCVDB1.76m/s2.01m/s2.275m/s3.3加速度分析3.4確定慣性力PI和慣性力矩MIVW3I5.38 m/sEB3 BEVRI 0.05 93.784BPE4.689 m/s圖7曲柄水平時(shí)點(diǎn)E的速度多邊形選取加速度比例尺為an t對(duì)于c點(diǎn)acacac2 .0.25m/s /mmn taB

17、 aCB aCB方向：C-D ±CD B-A C-B ±BC大小V? VV ?an w421 cn 4.9592 0.405 9.959m/s2VEBVbn5.38m/s4.689m/s29.959m/s3.5 機(jī)構(gòu)的動(dòng)a baCBaCtaCBa322W21AB7.332 0.24012.895 m/s2W3IBC3.957 2 0.5759.003 m/s2a pc 0.25 61.625815.4 m/s2ataCB239.1mm9.775 m/s/ I BC9.775 /0.57517 rad/s 22 aB 12.9 m/saC 15.4 m/s22a3 17 ra

18、d/s態(tài)靜力nt分析 對(duì)于E點(diǎn)a E aB a EB aEB方向：？ B-AE-B ±EB大?。海?V V VaB 129 m/s2 aE 30.619m/s222aB W2 1AB 12.895 m/s2anB W32IEB 3.9572 1.36 21.295m/s2aEBa3 kB 17 1.36 23.12m/s2EB 3 EBaE3p'e30.619 m/s2圖8曲柄在水平時(shí)點(diǎn)E的加速度多邊形3.6曲柄平衡力矩根據(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和慣性力矩MI,其合成為一力，求出該力至 重心的距離hi o1.作用在連桿3上的慣性力與慣性力偶距由加

19、速度 多邊形得：M13 JS3 aCB /1BC 18.5 17 314.5 N m- 1P3 G3/ga P S3 2096.204N為 M13/P3 3145/2096204 0.15m2.作用在連桿架4上的慣性力偶距由加速度多邊形 得：.P4 m4 as4 314.417NM14 JS4 a4 17.396N mh4 M14/P4 17.396/314.417 0.055mM13 314.5N mP13 2096 N m h3 0.15 mP14314.4 NM 1417.4 N mh40.06 m選比例尺25N/m作圖，見1號(hào)圖紙組示力體。先 將各構(gòu)件產(chǎn)生的慣性力視為外力加于相應(yīng)當(dāng)構(gòu)件上，并 按靜力分析如下圖。先將構(gòu)件 3 , 4上