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重慶理工大學(xué) 水泥攪拌裝置設(shè)計(jì)
目 錄
摘 要 1
Abstract 1
1.引言 2
1.1背景技術(shù) 2
1.2水泥攪拌機(jī)的功能以及原理 3
1.3我國(guó)水泥攪機(jī)的現(xiàn)狀及種類 3
1.3.1.1 鼓筒式 3
1.3.1.2 盤式 4
2.整體方案的分析和確定 5
2.1攪拌機(jī)的選型 5
2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分析 6
2.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)分析 7
2.4最終方案的確定 8
3. 電動(dòng)機(jī)及減速器的選型 9
3.1電動(dòng)機(jī)的選型 9
3.2傳動(dòng)比的分配 10
3.3計(jì)算傳動(dòng)裝配的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 11
3.4 減速器的選擇 12
4.鏈接部分以及其他零件設(shè)計(jì) 14
4.1主要部分連接固定設(shè)計(jì) 14
4.2卸料裝置 16
4.3攪拌軸的設(shè)計(jì)及其結(jié)果驗(yàn)證 16
5.畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 20
致謝 21
22
摘 要
混凝土攪拌機(jī)就是把具有一定配合比的砂、石、水泥和水等物料攪拌成均勻的符合質(zhì)量要求的混凝土的機(jī)械。本文主要體現(xiàn)的是小型水泥攪拌機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度的校核過(guò)程。
關(guān)鍵詞：機(jī)構(gòu)分析、傳動(dòng)設(shè)計(jì)、二級(jí)減速器；
Abstract
Concrete mixer is to have a certain mix of sand , stone, cement and water into a uniform mixing of materials meet the quality requirements of concrete machinery. This paper reflects a small cement mixer drive mechanism analysis and design as well as the intensity of the process of checking
Key words：Institutional analysis、 Transmission design、 Two reducer
1.引言
攪拌機(jī)在化工、建筑、食品、環(huán)保等工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛。從其操作的作用來(lái)看，攪拌可以促使兩種或兩種以上的物料相互分散，充分接觸，進(jìn)而達(dá)到密度場(chǎng)、濃度場(chǎng)、溫度場(chǎng)的均勻一致。
本次設(shè)計(jì)的水泥攪拌主要考慮的是機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，還有主軸、齒輪尺寸的選擇以及強(qiáng)度校核，以及電動(dòng)機(jī)功率的選擇，傳動(dòng)比的分配，各個(gè)零件之間的鏈接以及匹配，還有如何上料卸料等。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次綜合性的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中需要結(jié)合大學(xué)四年中所學(xué)的相關(guān)課程的知識(shí)，并且在課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上拓展開(kāi)來(lái)，綜合所學(xué)的知識(shí)來(lái)考慮各種問(wèn)題。首先的能夠分析課題最后想出方案實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)和最后的攪拌動(dòng)作，然后使用CAD繪圖繪制正確的水泥攪拌機(jī)的裝配圖、零件圖。最終能過(guò)清楚表達(dá)自己的設(shè)計(jì)意圖。但由于專業(yè)知識(shí)的缺乏，能力有限，要想設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的水泥攪拌難以實(shí)現(xiàn)，所以我設(shè)計(jì)的攪拌機(jī)屬于日常比較簡(jiǎn)單的直立式小型攪拌機(jī)。如果在繪圖和尺寸計(jì)算上有問(wèn)題，希望老師給予指出和指導(dǎo)。
設(shè)計(jì)中查閱了大量的文獻(xiàn)資料以及各類有關(guān)的書(shū)籍，并且得到了指導(dǎo)老師大力支持與幫助，在此深表謝意。
1.1背景技術(shù)
水泥攪拌機(jī)是建筑設(shè)備的重要組成部分，由于建筑事業(yè)越來(lái)越產(chǎn)業(yè)化，對(duì)攪拌機(jī)的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)攪拌機(jī)效率低，運(yùn)輸不便，上料出料麻煩，攪拌量過(guò)于有限，沒(méi)有自動(dòng)化控制系統(tǒng)，供水量不便于把握等一系列的不足，以及很難滿足當(dāng)今建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在的建筑事業(yè)越來(lái)越對(duì)新型攪拌越來(lái)越渴求。隨著科技水平的進(jìn)步，發(fā)達(dá)國(guó)家看到了水泥攪拌機(jī)落后的現(xiàn)在，正在極力推進(jìn)攪拌機(jī)產(chǎn)業(yè)變革，正極力研究新型攪拌機(jī)，比如高效攪拌機(jī)、新型立式可升降泥漿攪拌機(jī)、移動(dòng)式自裝料混凝土攪拌機(jī)等。
1.2水泥攪拌機(jī)的功能以及原理
水泥攪拌機(jī)是用來(lái)混合各種砂漿、物料、水泥、粘合劑的攪拌設(shè)備，可廣泛應(yīng)用在建筑砂漿混合、膩?zhàn)臃刍旌?、干粉涂料混合等領(lǐng)域。砂漿攪拌機(jī)的工作原理砂漿攪拌機(jī)的核心攪拌部件是兩個(gè)轉(zhuǎn)子與螺旋帶，在砂漿攪拌機(jī)運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)轉(zhuǎn)子同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)、方向相反。攪拌機(jī)內(nèi)的物料在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中還伴隨有自身的滾動(dòng)翻轉(zhuǎn)。攪拌機(jī)兩個(gè)轉(zhuǎn)子分別帶動(dòng)物料轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，存在有交叉重疊區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)物料，無(wú)論形狀大小，都會(huì)因受到相互交錯(cuò)剪切的力而處于瞬間的失重狀態(tài)。砂漿攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)，可以達(dá)到令物料全方位連續(xù)循環(huán)翻動(dòng)而快速混合的效果.攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)砂漿攪拌機(jī)為臥式筒體攪拌設(shè)備，內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)反方向轉(zhuǎn)子和內(nèi)外兩層的螺旋帶，這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)令砂漿攪拌機(jī)獲得了更佳的物料混合效果、更好的運(yùn)行穩(wěn)定性和更長(zhǎng)的使用壽命。攪拌機(jī)的螺旋帶上可以安裝刮板，以適應(yīng)粘稠、糊狀物料的攪拌工作。
1.3我國(guó)水泥攪拌機(jī)的現(xiàn)狀及種類
我國(guó)水泥攪拌主要以錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)和各類攪拌車為主，反轉(zhuǎn)出料型是筒體兩端都敞著，一端正轉(zhuǎn)進(jìn)料，攪拌也正轉(zhuǎn)，一端反轉(zhuǎn)出料，這是目前國(guó)內(nèi)主要的自落式機(jī)型，經(jīng)常能在小型建筑工地上見(jiàn)到。
根據(jù)攪拌機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的定位方式不同，可以將間歇式攪拌機(jī)分為水平式、傾斜式（鼓筒式攪拌機(jī)）、垂直式（盤式或鍋式攪拌機(jī)）。
1.3.1 間歇式攪拌機(jī)
1.3.1.1 鼓筒式
鼓筒式攪拌機(jī)拌筒截面見(jiàn)圖1-1，攪拌葉片固定在可旋轉(zhuǎn)的鼓筒內(nèi)壁，鼓筒旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中提升物料，攪拌筒每轉(zhuǎn)一圈，被葉片提升到一定高度的物料將自落回拌筒底部，如此循環(huán)。主要有3類：非翻轉(zhuǎn)式鼓筒、反轉(zhuǎn)鼓筒、翻轉(zhuǎn)式鼓筒。非翻轉(zhuǎn)式鼓筒是固定的，骨料從投料端投入，從卸料端卸出，見(jiàn)圖1-1。反轉(zhuǎn)式攪拌機(jī)與非傾翻式攪拌機(jī)相似，不同之處是，反轉(zhuǎn)式攪拌機(jī)的入料與卸料口是統(tǒng)一的。反轉(zhuǎn)式攪拌機(jī)一般用于攪拌小于1m3的混凝土；翻轉(zhuǎn)式鼓筒攪拌機(jī)的
圖1-1 鼓筒式攪拌機(jī)
鼓筒傾角是可以變化的。攪拌過(guò)程中鼓筒軸線一般與水平線成15°傾角，而在卸料時(shí)鼓筒軸線向水平線負(fù)方向傾斜。傾翻式攪拌機(jī)是實(shí)驗(yàn)室和施工現(xiàn)場(chǎng)攪拌小批量（小于0.5m3）混凝土最常用的機(jī)型。
1.3.1.2 盤式
盤式攪拌機(jī)工作原理基本一致：物料在拌筒內(nèi)受旋轉(zhuǎn)葉片作用進(jìn)行攪拌，刮料葉片將拌筒內(nèi)壁上的粘料刮去。圖1-2給出了不同形式葉片和拌筒的組合情況，一種情況是葉片旋轉(zhuǎn)軸線與拌筒的軸線是重合的（單漿攪拌機(jī))；另一種情況是攪拌機(jī)的葉片旋轉(zhuǎn)軸線與拌筒的軸線有偏距(行星式攪拌機(jī)和逆流式攪拌機(jī))，這時(shí)葉片既繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，同時(shí)又繞拌筒中心線旋轉(zhuǎn)；還有一種情況是2根軸同步反向旋轉(zhuǎn)(雙軸攪拌機(jī))，在靠近拌筒內(nèi)壁附近的葉片與軸線成一定角度，作用是將拌筒內(nèi)壁上粘結(jié)的物料刮去，并推向拌筒中心，以便與攪拌葉片產(chǎn)生沖擊[4]。
圖1-2 盤式的不同葉片組合
1.3.2 連續(xù)式攪拌機(jī)
連續(xù)式攪拌機(jī)工作過(guò)程中骨料被持續(xù)加入拌筒以恒定速率進(jìn)行攪拌、卸料。通常具有螺旋帶狀的攪拌葉片，鼓筒向下傾斜，朝向卸料端，攪拌時(shí)間取決于拌筒傾角（通常取15°）。適用于工作時(shí)間短、卸料時(shí)間長(zhǎng)、施工現(xiàn)場(chǎng)偏遠(yuǎn)并且運(yùn)輸量較小的情況，主要用于低坍落度混凝土(如路面攤鋪)。
2.整體方案的分析和確定
2.1攪拌機(jī)的選型
常見(jiàn)的水泥攪拌機(jī)主要有兩種形式：
一、直立式小型攪拌機(jī)，如圖2-2所示。
圖2-2 直立式小型攪拌機(jī)
該攪拌機(jī)體型小，造價(jià)便宜，適用于小型建筑工程，但由于攪拌量有限，生產(chǎn)效率低，上料不方便，一般不在大型建筑工地使用。
二、錐型反轉(zhuǎn)出料移動(dòng)式水泥攪拌機(jī)。如圖2-3
圖2-3 錐型反轉(zhuǎn)出料移動(dòng)式水泥攪拌機(jī)
本機(jī)的主要特點(diǎn)有上料方便，攪拌量大，便于運(yùn)輸，適用于大型建筑工程，但供水控制也不方便，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。
綜上結(jié)合自身能力以及專業(yè)知識(shí)考慮，我所選擇要設(shè)計(jì)的是第一種直立式小型攪拌機(jī)。但同于第一種小型立式水泥攪拌機(jī)有一個(gè)致命的缺點(diǎn)-底部容易堆積，于是通過(guò)結(jié)構(gòu)改良，設(shè)計(jì)了一種，適合小型規(guī)模生產(chǎn)的立式水泥攪拌機(jī)。裝配圖如下圖2-4 。
圖 2-4 小規(guī)模立式水泥攪拌機(jī)裝配圖
2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分析
直立式小型攪拌機(jī)是一個(gè)組成比較簡(jiǎn)單的水泥攪拌機(jī)，它主要有以下幾個(gè)部分組成：攪拌鍋、腳架、電動(dòng)機(jī)、減速器、皮帶輪、皮帶、聯(lián)軸器及攪拌葉片。所以其傳動(dòng)部分的主要電動(dòng)機(jī)——皮帶輪——帶——皮帶輪——減速器——主軸——攪拌葉片。以這樣的一個(gè)傳動(dòng)過(guò)程最終實(shí)現(xiàn)攪拌動(dòng)作，其傳動(dòng)簡(jiǎn)單高效。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比較高，功率較大，所以在整個(gè)傳動(dòng)過(guò)程中一定得有個(gè)減速器，對(duì)于減速器我們大家多知道有一級(jí)減速器和多級(jí)減速器，考慮到我所設(shè)計(jì)的攪拌機(jī)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大概是1440轉(zhuǎn)每分鐘，最終要達(dá)到主軸轉(zhuǎn)速30來(lái)轉(zhuǎn)左右，所以減速器應(yīng)該選擇渦輪蝸桿傳動(dòng)或二級(jí)減速器，對(duì)于渦輪蝸桿傳動(dòng)，考慮到對(duì)于攪拌機(jī)的變速不太適合，所以我選擇二級(jí)減速器，二級(jí)減速器常見(jiàn)的主要有直齒圓柱齒輪二級(jí)減速器、斜齒圓柱齒輪二級(jí)減速器。兩者之間的區(qū)別在于斜齒圓柱齒輪的穩(wěn)定性較好，傳動(dòng)平穩(wěn)，但考慮到對(duì)于水泥攪拌機(jī)沒(méi)那么高的要求，所以我選擇了用直齒圓柱齒輪二級(jí)減速器，然后直齒圓柱齒輪二級(jí)減速器于主軸之間采用常用的聯(lián)軸器鏈接，以下就是水泥攪拌機(jī)的機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖;如圖2-5所示。
圖2-5 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖
2.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)分析
水泥攪拌機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要的就是鋼管和攪拌葉片，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)最終使攪拌葉片轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土的攪拌。所以對(duì)于攪拌機(jī)的葉片主要考慮的問(wèn)題就是空間分布問(wèn)題以及葉片的強(qiáng)度問(wèn)題，還有問(wèn)了實(shí)現(xiàn)攪拌葉片的平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)，還得考慮到鏈接以及一些安裝問(wèn)題。對(duì)于葉片的空間位置關(guān)系，我采用是90°夾角的空間位置關(guān)系，然后每個(gè)離攪拌軸圓心的半徑不一樣，使其能達(dá)到充分?jǐn)嚢璧男Ч?。如圖2-6：
圖2-6 攪拌葉片、葉片與連桿的連接
另外為了有足夠的強(qiáng)度和剛度及連接方便連桿采用方形鋼，葉片與連桿之間采用螺釘連接，四個(gè)連桿分別固定在兩個(gè)圓盤上，同樣采用螺釘連接。如圖：2-7
圖2-7 連桿與旋轉(zhuǎn)盤的固定
當(dāng)然除了空間分布、剛度以及連接固定，執(zhí)行件的轉(zhuǎn)速也是很重要的，這就需要電動(dòng)機(jī)、減速器和皮帶之間來(lái)調(diào)節(jié)。
2.4最終方案的確定
經(jīng)過(guò)對(duì)水泥攪拌機(jī)的類型、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分析，最終我擬定了
如下方案：
方案1：電動(dòng)機(jī)——皮帶輪——二級(jí)圓柱齒輪減速器——攪拌軸，電動(dòng)機(jī)
首先通過(guò)皮帶輪一級(jí)減速，再通過(guò)減速器經(jīng)過(guò)二級(jí)減速將動(dòng)力以及轉(zhuǎn)矩傳送到攪拌軸上。
方案2：電動(dòng)機(jī)——二級(jí)圓錐齒輪減速器——攪拌軸，使用減速器直接
減速將動(dòng)力以及轉(zhuǎn)矩傳送到攪拌軸上。
首先，已知各種傳動(dòng)的傳動(dòng)比u，圓錐齒輪傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比u常用2-3；圓柱直齒輪傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比u常用2-5；皮帶輪單級(jí)傳動(dòng)比u常用2-4。然后估算電動(dòng)機(jī)至攪拌軸之間的傳動(dòng)比，初選同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的原動(dòng)機(jī)，攪拌軸轉(zhuǎn)速為30r/min，則u=1000/30=33.3。
方案1使用皮帶輪進(jìn)行一級(jí)減速，使用二級(jí)圓柱齒輪減速器二級(jí)減速，電動(dòng)機(jī)軸與攪拌軸雖然在同一方向上，但電動(dòng)機(jī)不直接連接減速器，同樣可以避免安裝分布范圍過(guò)大。同時(shí)其傳動(dòng)比u最大為455=100，大于本次設(shè)計(jì)所需要的最大傳動(dòng)比。
方案2中只使用二級(jí)圓錐齒輪減速器，第二級(jí)使用圓柱齒輪傳動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)在于圓錐齒輪具有換向性，避免了電動(dòng)機(jī)軸與攪拌軸在同一方向上，避免造成安裝分布范圍過(guò)大。其傳動(dòng)比u最大為35=15，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于33.3。
綜上考慮，選擇方案一是比較合理的，多級(jí)減速避免了一次性速度變化過(guò)大，而且使用二級(jí)減速器照樣可以達(dá)到電動(dòng)機(jī)、主軸和減速器在同一方向上，只要到時(shí)候電動(dòng)機(jī)豎直放置即可。
3. 電動(dòng)機(jī)及減速器的選型
3.1電動(dòng)機(jī)的選型
按工作條件和工作要求選用一般用途的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。
計(jì)算電機(jī)所需功率： 查手冊(cè)第3頁(yè)表1-7：
－帶傳動(dòng)效率：0.96
－每對(duì)軸承傳動(dòng)效率：0.99
－圓柱齒輪的傳動(dòng)效率：0.96
－聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率：0.993
—葉片傳動(dòng)效率：0.96
(1)攪拌軸的輸出功率
初選電動(dòng)機(jī)為P=5KW
(2) 電動(dòng)機(jī)的輸出功率Pd
傳動(dòng)裝置的總效率
則 Pd = Pw /η =4.52 / 0.81KW=5.5KW
(3)電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇
由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P272表22-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率 PW =5.5KW
（4）確定電機(jī)轉(zhuǎn)速：取V帶傳動(dòng)比i=24,二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i=840所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是：
符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有：750、1000、1500、3000
根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》第272頁(yè)表22-1有4種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)如下表：
表3-1 5.5KW攪拌機(jī)的不同型號(hào)
方案
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
額定功率
同步轉(zhuǎn)速
r/min
額定轉(zhuǎn)速
r/min
重量
總傳動(dòng)比
1
Y132S1-2
5.5KW
3000
2900
64Kg
96.7
2
Y132S-4
5.5KW
1500
1440
68Kg
48
3
Y132M2-6
5.5KW
1000
960
84Kg
32
4
Y160M2-8
5.5KW
750
720
119Kg
24
綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第2種方案比較合適，因此選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-4。
3.2傳動(dòng)比的分配
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1440r/min，最終主軸轉(zhuǎn)速30r/min，所以總的傳動(dòng)比 r/min
由于V帶傳動(dòng)比i=2---4，所以取
則減速器的總出動(dòng)比：
一級(jí)變速的傳動(dòng)比
二級(jí)變速的傳動(dòng)比
以上就是整個(gè)攪拌機(jī)傳動(dòng)比的分配。
3.3計(jì)算傳動(dòng)裝配的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
(1)各軸轉(zhuǎn)速
假設(shè)電動(dòng)機(jī)軸為0軸，減速器高速1軸，中間軸為2軸，低速軸為3軸，攪拌軸4軸。各軸轉(zhuǎn)速為
no =1440r/min
n1= no /i1 =1440/3=480r/min
n2= n1/i2=480/4.7=102.1/min
n3= n2/ i3 =102.1/3.4=30.02r/min
n4 = n3=30.02r/min
(2)軸輸入的轉(zhuǎn)矩
按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算軸輸入的功率
P=P=5.5KW
PⅠ= Pη1=5.50.99=5.45kw
P=5.450.97 =5.28kw
p =5.280.98=5.17kw
P = P=5.17kw
軸轉(zhuǎn)矩：
N·M
N·M
N·M
N·M
T4 = T3 =1664.6N·M
運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如下表：
表3-2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表
項(xiàng)目
電動(dòng)機(jī)軸
減速器輸入軸
中間軸
輸出軸
攪拌軸
轉(zhuǎn)速 r/min
1440
480
102.1
30.02
30.02
功率 kw
5.5
5.45
5.28
5.17
5.17
轉(zhuǎn)矩 N·M
36.5
108.5
493.8
1644.6
1644.6
傳動(dòng)比 i
3
4.7
3.4
1
效率
0.99
0.97
0.99
0.99
3.4 減速器的選擇
3.4.1減速器的分析
減速器是專用的是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，它利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。而之前分析過(guò)了本次用于水泥攪拌機(jī)的是二級(jí)圓柱齒輪減速器，其主要的組成有減速器箱體、高速軸、中間軸、低速軸、、高速軸大齒輪、高速軸小齒輪、低轉(zhuǎn)速軸大齒輪、低轉(zhuǎn)速軸小齒輪。
3.4.2選擇減速器應(yīng)注意得問(wèn)題
1、盡量選用接近理想減速比：?減速比=輸入轉(zhuǎn)速/輸出轉(zhuǎn)速；
2、扭矩計(jì)算：對(duì)減速機(jī)的壽命而言，扭矩計(jì)算非常重要，并且要注意加速度的最大。轉(zhuǎn)矩值(TP)，是否超過(guò)減速機(jī)之最大負(fù)載扭力；
3、減速機(jī)的適用性很高，工作系數(shù)都能維持在1.2以上，但在選用上也可以根據(jù)自己的需要來(lái)決定；
4、輸入軸直徑不能大于提供的最大使用軸徑；
5、根據(jù)選擇的機(jī)型號(hào)、負(fù)載轉(zhuǎn)距、傳動(dòng)比、輸出轉(zhuǎn)速確定所需的電機(jī)規(guī)格；
規(guī)格選擇要滿足強(qiáng)度、熱平衡、軸伸部位承受徑向載荷等條件。具體選擇時(shí)從以下幾點(diǎn)考慮：
①．按機(jī)械功率或轉(zhuǎn)矩選擇規(guī)格（強(qiáng)度校核）
通用減速器和專用減速器設(shè)計(jì)選型方法的最大不同在于，前者適用于各個(gè)行業(yè)，但減速只能按一種特定的工況條件設(shè)計(jì)，故選用時(shí)用戶需根據(jù)各自的要求考慮不同的修正系數(shù)，工廠應(yīng)該按實(shí)際選用的電動(dòng)機(jī)功率（不是減速器的額定功率）打銘牌；后者按用戶的專用條件設(shè)計(jì)，該考慮的系數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)一般已作考慮，選用時(shí)只要滿足使用功率小于等于減速器的額定功率即可，方法相對(duì)簡(jiǎn)單。
通用減速器的額定功率一般是按使用（工況）系數(shù)KA=1（電動(dòng)機(jī)或汽輪機(jī)為原動(dòng)機(jī)，工作機(jī)載荷平穩(wěn)，每天工作3~10h，每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)≤5次，允許啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為工作轉(zhuǎn)矩的2倍），接觸強(qiáng)度安全系數(shù)SH≈1、單對(duì)齒輪的失效概率≈1％,等條件計(jì)算確定的。
所選減速器的額定功率應(yīng)滿足
P=PKKK≤PN
式中PC———計(jì)算功率（KW）；
PN———減速器的額定功率（ KW）；
P2———工作機(jī)功率（KW）；
KA———使用系數(shù)，考慮使用工況的影響；
KS———啟動(dòng)系數(shù)，考慮啟動(dòng)次數(shù)的影響；
KR———可靠度系數(shù)，考慮不同可靠度要求。
目前世界各國(guó)所用的使用系數(shù)基本相同。雖然許多樣本上沒(méi)有反映出KS\ KR兩個(gè)系數(shù)，
但由于知己（對(duì)自身的工況要求清楚）、知彼（對(duì)減速器的性能特點(diǎn)清楚），國(guó)外選型時(shí)一般均留有較大的富裕量，相當(dāng)于已考慮了KR\ KS的影響。
由于使用場(chǎng)合不同、重要程度不同、損壞后對(duì)人身安全及生產(chǎn)造成的損失大小不同、維修難易不同，因而對(duì)減速器的可靠度的要求也不相同。系數(shù)KR就是實(shí)際需要的可靠度對(duì)原設(shè)計(jì)的可靠度進(jìn)行修正。它符合ISO6336、GB3480和AGMA2001—B88（美國(guó)齒輪制造者協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）對(duì)齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法的規(guī)定。目前，國(guó)內(nèi)一些用戶對(duì)減速器的可靠度尚提不出具體量的要求，可按一般專用減速器的設(shè)計(jì)規(guī)定（SH≥1.25，失效概率≤1/1000），較重要場(chǎng)合取KR=1.25=1.56左右。
因此本次設(shè)計(jì)中PC= P2KAKSKR=1.120.81.25=2.2 KW≤PN
故選取額定功率為2.2 KW的減速器。
②.熱平衡校核
通用減速器的許用熱功率值是在特定工況條件下（一般環(huán)境溫度20℃，每小時(shí)100％,連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、功率利用率100％），按潤(rùn)滑油允許的最高平衡溫度（一般為85℃）確定的。條件不同
時(shí)按相應(yīng)系數(shù)（有時(shí)綜合成一個(gè)系數(shù)）進(jìn)行修正。
所選減速器應(yīng)滿足
Pct=P2KTKWKP≤Pt
式中 Pct———計(jì)算熱功率（KW）；
KT———環(huán)境溫度系數(shù)；
Kw———運(yùn)轉(zhuǎn)周期系數(shù)；
Kp———功率利用率系數(shù)；
Pt———減速器許用熱功率（KW）。
因此本次設(shè)計(jì)中PCt=P2KTKWKP=1.10.911.5=1.485 KW
③.校核軸伸部位承受的徑向載荷
通用減速器常常須對(duì)輸入軸、輸出軸軸伸中間部位允許承受的最大徑向載荷給予限制，應(yīng)予校核，超過(guò)時(shí)應(yīng)向制造廠提出加粗軸徑和加大軸承等要求。
4.鏈接部分以及其他零件設(shè)計(jì)
4.1主要部分連接固定設(shè)計(jì)
水泥攪拌機(jī)是一個(gè)裝配體，其主要由攪拌機(jī)機(jī)架、攪拌葉片、主軸、減速器、電動(dòng)機(jī)、皮帶輪。每個(gè)部分多是按照一定的要求連接固定的，最終達(dá)到整個(gè)攪拌機(jī)實(shí)現(xiàn)攪拌動(dòng)作。所以只有合理的設(shè)計(jì)各部分的連接和固定才能實(shí)現(xiàn)攪拌動(dòng)作。機(jī)械鏈接有兩大類：一類是機(jī)器工作時(shí)，被連接的零件可以有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的鏈接，稱為機(jī)械鏈接，如機(jī)械原理課程中討論的各種運(yùn)動(dòng)副；另一類則是在機(jī)器工作時(shí)，被連接的零件間不允許產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的鏈接，稱為機(jī)械靜鏈接。
那么個(gè)部分怎么連接的呢，下面來(lái)依次分析，首先攪拌葉片與主軸之間采用的是螺紋連接，如圖4-1
圖4-1 主軸與旋轉(zhuǎn)裝置的鏈接
這樣既可以方便安裝拆卸，也有很強(qiáng)的預(yù)緊防松作用。
主軸與減速器的鏈接方式，由于是兩個(gè)豎直軸之間的鏈接，所以我們采用聯(lián)軸器鏈接，但由于機(jī)器的工況各異，因而對(duì)聯(lián)軸器提出了各種不同的要求，如傳遞轉(zhuǎn)矩的大小、轉(zhuǎn)速高低、扭轉(zhuǎn)剛度變化的情況、體積大小、緩沖吸震能力等，為了適應(yīng)不同的要求，聯(lián)軸器有很多類型，那到底選擇哪個(gè)呢，綜合考慮我選用的是凸緣聯(lián)軸器， 如圖4-2
圖4-2 聯(lián)軸器簡(jiǎn)圖
上下聯(lián)軸器之間采用的雙頭螺柱鏈接，軸與聯(lián)軸器之間采用鍵鏈接。
考慮到機(jī)架是不需要拆卸的，而且還需要很強(qiáng)的強(qiáng)度和剛度所以機(jī)架采用的是焊接，其他部分采用螺紋鏈接。
4.2卸料裝置
攪拌機(jī)的卸料裝置主要采用的是手搖方式，通過(guò)手柄搖動(dòng)使閥門打開(kāi)如下圖狀態(tài)，然后使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)把混泥土轉(zhuǎn)出攪拌鍋，從而實(shí)現(xiàn)卸料的過(guò)程，手柄與閥門之間采用螺母鏈接固定。
圖4-4卸料裝置
4.3攪拌軸的設(shè)計(jì)及其結(jié)果驗(yàn)證
4.3.1攪拌軸外形結(jié)構(gòu)裝配方案設(shè)計(jì)
軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置和形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸連接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向、及分布情況；軸的加工工藝等；由于影響軸的結(jié)構(gòu)因素較多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨其具體情況的不同而異，軸是沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對(duì)不同的情況進(jìn)行具體的分析。但是，不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的位置：軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。
圖4-6攪拌軸
根據(jù)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖，攪拌軸上裝有聯(lián)軸器，軸承端蓋，軸承，旋轉(zhuǎn)盤依次從軸的右端向左端安裝，擋油環(huán)左軸承從左向右裝入。軸與聯(lián)軸器之間采用鍵鏈接，所以在軸上挖鍵槽，同樣軸上端也挖有鍵槽便于與攪拌鋼管之間的固定，同時(shí)為了防止鋼管上下跳動(dòng)，軸上還有螺紋預(yù)緊。
4.3.2攪拌軸的材料選擇 和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-1選擇45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度217-255HBS,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3查得45號(hào)鋼取Ao=112,由P = 5.17kw,
n = 30.02r/min
式中：p--軸所傳遞的功率，KW
N--軸的轉(zhuǎn)速，r/min
A--由軸的許用切應(yīng)力所確定的系數(shù)
得d≥56.72mm 軸最小端安裝聯(lián)軸器，考慮補(bǔ)償軸的可能位移，選用彈性柱銷聯(lián)軸器，查GB5014-85 選用HL3彈性柱銷聯(lián)軸器，標(biāo)準(zhǔn)孔徑d=60mm，即軸伸端直徑d1=60mm。
如圖4-6，從左到右長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1到L7,直徑分別為D1到D7。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩。
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表14-1查得K=1.7
得T=2795968N.mm
按照計(jì)算的轉(zhuǎn)矩T應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014--2003或手冊(cè)，選用聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩2800000N.mm聯(lián)軸器的孔徑d=60mm，故取D1=60mm，半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=100mm
1）為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，第1軸端需制出軸肩，故取第2端的直徑D2=80mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=80mm，半聯(lián)軸器與軸配合的縠孔長(zhǎng)度L=45mm，為了保證軸擋位圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故第一段的長(zhǎng)度L1應(yīng)比L稍短，取L1=42mm。
2） 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)D3=60mm，由軸承產(chǎn)品目錄中的初步選擇取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度的單列圓錐滾子軸承30209，其尺寸為d*D*T=608520.75,所以D3=60mm，L3=20.75mm。
3） 右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行定向定位。由手冊(cè)上查的30209型的定位軸肩高度h=2.5mm，因此取D4=72mm，考慮的攪拌機(jī)攪拌鍋的高度以及上面蓋板的厚度等，取L4=270mm。
4） 因?yàn)檩S套的高度為15mm，直徑為45mm，所以D5=80mm，L5=15mm。
5） 因?yàn)樯陷S承蓋的高度為25mm，滾子軸承的高度為20mm，上蓋板與軸承蓋的距離為30mm，所以L6=75mm，
直徑等于軸承直徑，所以D6=40mm。
7）最后一段存在軸肩定向定位，由于軸肩定向高度2.5mm，所以取D7=35mm，
考慮到上蓋板高度，螺母的高度等取L7=62mm
4.3.3輸出軸的強(qiáng)度校核
⑴計(jì)算攪拌架受力
轉(zhuǎn)矩T4=9550* PⅣ/ nⅣ =388.8 N·M
攪拌架切向力Ft1=2T1/d1=2388.8/6010-3N=1296N
攪拌架徑向力Fr1=Ft1tanα=1296tan20N=71.3N
攪拌架軸向力Fx= Ft1tanβ=0
⑵軸的受力簡(jiǎn)圖[如圖5(a)]
⑶計(jì)算支承反力[如圖5(b)及（d）]
水平平面：Fh1=( F d/2+65Fr)/125=37.1N
Fh2 = Fr - Fh1 =71.3-37.1=34.2N
垂直平面：FvⅠ= FvⅡ= Ft1 /2=1296/2=648N
⑷繪制彎矩圖
水平平面彎矩圖[如圖5(c)]
b截面Mhb1=65 Fh1=2411.5N·mm
Mhb2=Mbh1-Fd/2= 2411.5 N·mm
垂直平面彎矩圖[如圖5(e)]
Mvb=65FvⅠ=65648=42120 N·mm
合成彎矩圖[如圖5(f)]
Mb1=42188.9N·mm
Mb2= Mb1=42188.9N·mm
⑸繪制轉(zhuǎn)矩圖[如圖5(g)]
T4 = T3 =388800N·mm
⑹繪制當(dāng)量彎矩圖[如圖5(h)]
單向運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，α=0.6
αT=0.6388800=233280N·mm
b截面Mb1=237064 N·mm
Mb2=237064 N·mm
a截面和I截面Mea=Met=αT=0.6388800=233280N·mm
⑺分別校核a和b截面
da=56.72mm
db=72mm
考慮鍵槽，da=105%56.72=59.2mm，db=80mm。實(shí)際直徑為60mm和80mm，強(qiáng)度足夠，設(shè)計(jì)無(wú)需修改。
圖4-7 軸的強(qiáng)度校核
5.畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年學(xué)習(xí)成果的一次大檢驗(yàn)，經(jīng)過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的洗禮使我在對(duì)自身專業(yè)知識(shí)和整體能力上有了清晰的了解和認(rèn)識(shí)，在以后的工作中有了改正的目標(biāo)和方向。
經(jīng)過(guò)兩個(gè)月多的看書(shū)和學(xué)習(xí)，以及指導(dǎo)老師方老師的指導(dǎo)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)水泥攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容已經(jīng)完成。作為一個(gè)沒(méi)有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有方老師的督促指導(dǎo)，以及其他老師和同學(xué)的幫助，是很難如期完成的。
通過(guò)此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查資料和搜集有關(guān)的文獻(xiàn)，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動(dòng)手能力。在以往的傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式下，我們可能會(huì)記住很多的書(shū)本知識(shí)，但是通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們學(xué)會(huì)了如何將學(xué)到的知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己的東西，學(xué)會(huì)了怎么更好的處理知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合的問(wèn)題。
致謝
首先，向方老師表示感謝，從最初的選題到中后期修改，再到最后定稿，賈如磊、李潤(rùn)老師一直給我提供了許多寶貴建議。還要感謝所有教過(guò)我的老師，你們教會(huì)我的不僅僅是專業(yè)知識(shí)，更多的是對(duì)待學(xué)習(xí)、對(duì)待生活的態(tài)度，乃至做人的道理。
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