小型混凝土攪拌機結構設計
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黑龍江科技學院
畢業(yè)設計任務書
學生姓名： 邊兆鑫
任務下達日期：2011 年 12 月 19 日
設計開題日期：2012 年 4 月 13 日
設計開始日期：2012 年 4 月 16 日
中期檢查日期：2012 年 5 月 18 日
設計完成日期：2012 年 6 月 4日
一、設計題目：小型混凝土攪拌機結構設計
二、設計的主要內容：本設計內容主要包括：混凝土攪拌機總體結構方案的擬訂；運動和動力參數的計算；傳動系統(tǒng)設計；攪拌裝置設計；繪制總體裝配圖；繪制主要零件工作圖；編寫設計說明書。
主要技術要求：
進料容量（L）：80
最大出料容量（L）：50
攪拌葉片轉速（r/min）：30
拌料粒徑（mm）：5~30
電動機功率（kw）：4
三、設計目標：1.設計說明書1.5萬字以上；
2.攪拌機總體裝配圖（A0圖）1張，零、部件工作圖若干張，總圖紙折合A0圖3張以上。
指 導 教 師： 于風云
院（系）主管領導：
2011 年 12 月19日
實 習 總 結
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
性 質： 畢業(yè)實習
學 年： 2011-2012
班 級： 機制08-4班
姓 名： 邊兆鑫
學 號： 2008025564
機械工程學院
實習報告
一.實習時間
2012.3.12——2012.3.30
二.實習地點
唐山市路南區(qū)安吉爾廠
三.實習目的
機械設計制造及其自動化專業(yè)是一門實踐性很強的專業(yè)，通過實踐能更好的了解產品，從而更好的應用產品。畢業(yè)實習是教學計劃中一個非常重要的教育環(huán)節(jié)，在校學習期間，是學生理論聯系實際、增長實踐知識、培養(yǎng)自身各方面能力的重要手段和方法。
通過實習，使學生初步具有科學研究與解決工程實際問題的能力，使學生成為有較強的實踐動手能力和創(chuàng)新意識的高級應用型人才，能開闊學生的視野，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，從而進一步了解專業(yè)發(fā)展現狀和前景，為以后的工作方向有更好的定位。
畢業(yè)實習是大學專業(yè)學習中不可或缺的重要部分，通過現場實地參觀對機械產品的工作原理、基本結構有了更加直觀的感性認識，切實提高對機械產品設計的方法和客戶需求之間聯系的理解能力。通過實習，不僅使自己具備足夠的技能，應付將來市場的挑戰(zhàn)并保持強勁的競爭力，并為下一步的畢業(yè)設計打下堅實的基礎。
四.實習要求
1、明確實習任務，認真學習實習大綱，提高對實習的認識，做好思想準備。
2、認真完成實習內容，按規(guī)定記實習筆記，撰寫實習報告，收集相關資料。
3、虛心向工人和技術人員學習，尊重知識，敬重他人。及時整理實習筆記、實習報告等，不斷提高分析問題、解決問題的能力。
4、自覺遵守學校、實習單位的有關規(guī)章制度，服從指導教師的領導，培養(yǎng)良好的風氣。
5、實習結束后，應在規(guī)定時間內交齊實習筆記、實習報告等。
五.實習內容
1.混凝土攪拌機的類型和特點
為了適應不同混凝土的攪拌要求，攪拌機發(fā)展了許多機型，它們在結構和性能上各有特點，但按工作過程或工作原理可分別劃分為兩類，即連續(xù)式和周期式或自落式和強制式。
連續(xù)式攪拌機：其作業(yè)過程，無論加料、攪拌、出料和卸料都是連續(xù)不斷進行的，所以生產率高，但混凝土的配比和拌合質量難以控制，在一般建筑施工中很少使用，多用于道路和水利工程中。
周期式攪拌機：加料、攪拌、出料按周期進行循環(huán)作業(yè)的攪拌機。一批料拌好卸出后，再進行下批料的裝料和攪料，因而易于控制配比和保證拌合質量，是建筑工程中應用最普遍的類型，下面所介紹的攪拌機就是此類。
自落式攪拌機：攪拌物料由固定在攪拌筒內的葉片帶至高處，靠自重下落進行攪拌的攪拌機。其工作原理如圖.1所示，攪拌機工作機構為筒體，沿內壁圓周安裝著若干攪拌葉片，工作時，筒體可圍繞其自身軸線（水平或傾斜）回轉，利用葉片對物料進行分割、提升、散落和沖擊作用，從而使配合料的相互位置不斷進行重新分布而得到拌合。這類攪拌機的優(yōu)點是結構簡單、磨損程度小，易損件少，對骨料徑料小有一定適應性，使用維護也較簡單。主要缺點是靠重力自落實現攪拌，攪拌強度不大，而且轉速和容量受到限制，生產效率低，一般只適于拌合塑性混凝土。
圖.1 攪拌機工作原理
（a）自落攪拌； (b).(c) 強制攪拌
強制式攪拌機：攪拌物料由旋轉的攪拌葉片強制攪拌的攪拌機。工作原理如圖.1（b）、（c）所示，攪拌機構是垂直（圖1.b）或水平（圖1.c）設置在攪拌筒內壁的攪拌筒內壁的攪拌軸組成，軸上安裝攪拌葉片，工作時，轉軸帶動葉片對筒內物料進行剪切、擠壓和翻轉推移等強制攪拌作用，使物料在劇烈的相對運動中得到均勻的拌合，因而拌合質量好，效率高，特別適于拌合干硬性混凝土和輕質骨料的混凝土，其中水平軸（即臥軸）式同時具有自落式的攪拌效果，但這種攪拌機構比較復雜，攪拌工作部件磨損快，對骨料粒徑有嚴格限制。否則易造成卡料現象。下面主要對強制式臥軸混凝土攪拌機進行介紹。
2. 強制式臥軸混凝土攪拌機
強制式臥軸混凝土攪拌機兼有自落式和強制式兩種機型的優(yōu)點，即攪拌質量好、生產效率高，耗能低，不僅能攪拌干硬性、塑性或低流動性混凝土，還可以攪拌輕骨料混凝土，砂漿或硅酸鹽等物料。強制式臥軸混凝土攪拌機在結構上有單臥軸和雙臥軸之分。兩者在攪拌原理、功能特點等方面十分相似。本文主要介紹雙臥軸強制式攪拌機。
3. JS系列混凝土攪拌機的發(fā)展現狀及趨勢
JS系列混凝土攪拌機系雙臥軸強制式攪拌機，該機具備了單機獨立作業(yè)和與PLD系列配料機組成簡易式混凝土攪拌站的雙重優(yōu)越性，還可為攪拌站提供配套主機，適用于各類大、中、小預制構件廠及公路、橋梁、水里、碼頭等工業(yè)及民用建筑工程，可攪拌干硬性混凝土、塑性混凝土、流動性混凝土、輕骨料混凝土及各種砂漿，式一種高效率機型，應用非常廣泛。 JS系列混凝土攪拌機是目前國內外先進、理想的機型，具有自動化程度高、攪拌質量好、效率高、能耗低、噪音小、操作方便、卸料速度快、襯板及葉片使用壽命長，維修保養(yǎng)方便等優(yōu)點。適用于塑性、干硬性、輕骨料混凝土及各種灰漿、砂漿的攪拌。本機采用機動出料，能與翻斗車配套使用，是各種建筑工地的理想機具。
JS系列雙臥軸強制式混凝土攪拌機可與不同型號PL系列配料機組成簡易混凝土攪拌站，或根據用戶需要作為主機組成大中型攪拌站（樓）?？蓴嚢韪捎残?、塑性、流動性、輕骨料混凝土及各種砂漿，較高的性價比為用戶所青睞。目前有JS500、JS750、JS1000、JS1500、JS2000、JS3000等各種機型供選擇。
該系列產品設計結構合理，布局新穎，使用維修方便，支腿部分高度設計為：JS500為1500mm，JS750為1600mm，JS1000為3500mm和4000mm，JS1500和JS2000為4500mm。用戶可自配翻斗車、自卸車、攪拌車，同時還可根據用戶特殊要求進行改制，以滿足用戶需要。
4. JS系列混凝土攪拌機的性能
JS系列強制式雙臥軸混凝土攪拌機是一種新型的多功能混凝土攪拌機械。可用于干硬性、塑性、輕骨料混凝土及各種灰漿、砂漿的攪拌。?該機結構簡單，攪拌質量好、效率高、能耗低、噪音小、操作簡便，可與翻斗車、汽車幾混凝土攪拌輸送車配套使用，是各建筑工地和大、中型混凝土制品廠的理想機具。
5. JS系列混凝土攪拌機的分類
（1）按工作性質分為? 周期性工作攪拌機和連續(xù)性工作攪拌機
?（2）按攪拌原理分為? 自落式攪拌機和強制式攪拌機?
（3）按攪拌桶形狀分為? 鼓筒式?，錐式和圓盤式?
另外，攪拌機還分為裂筒式和圓槽式（即臥軸式）攪拌機。
6. JS系列混凝土攪拌機的結構和工作原理
JS系列混凝土攪拌機由傳動系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、卸料系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等部分組成。
7. 典型JS系列混凝土攪拌機介紹（以JS750混凝土攪拌機為例）
7.1 產品類型及適用范圍
本機屬雙臥軸強制式攪拌機，該機具備了單機獨立作業(yè)和與PLD系列配料機組成簡易式混凝土攪拌站的雙重優(yōu)越性，還可為攪拌站提供配套主機，是一種高效率機型，應用非常廣泛。性能特點該產品設計結構合理，布局新穎，使用維修方便。用戶可自配斗車、自卸車、攪拌車使用，同時可根據用戶特殊要求進行改制，以滿足用戶需要。應用范圍適用于各類大、中、小預制構件廠及公路、橋梁、水利、碼頭等工業(yè)及民用建筑工程，可攪拌干硬性混凝土、塑性混凝土、流動性混凝土、輕骨科混凝土及各種砂漿。
7.2產品簡介及工作原理
本機由傳動系統(tǒng)，攪拌系統(tǒng)，齒輪罩，卸料系統(tǒng)，上料系統(tǒng)，供水系統(tǒng)，供油系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)等部分組成。
7.2.1 傳動系統(tǒng)
該系統(tǒng)如傳動簡圖所示，由一臺30KW的電機，經皮帶傳動帶動二級齒輪減速箱，減速箱兩輸出軸裝有一對相嚙合的開式齒輪，分別帶動攪拌軸上的兩個開式齒輪驅動兩攪拌軸反向同速回轉，從而實現該機的攪拌功能。
7.2.2 攪拌系統(tǒng)
攪拌系統(tǒng)包括攪拌裝置和攪拌罐。
（1）攪拌裝置
攪拌裝置由攪拌軸，攪拌臂，攪拌葉片及軸端密封裝置等組成。
攪拌臂與攪拌軸通過連接套和螺栓連接固定。攪拌葉片與攪拌臂之間通過長孔由螺栓連接。攪拌葉片徑向位置可調整。通過調整攪拌葉片的位置，保證葉片與襯板的間隙不大于5mm。這樣不但能減緩葉片與襯板的磨損，卸料干凈，而且能夠降低能耗和噪聲，使攪拌機工作平穩(wěn)，不易卡料。
密封裝置通過手動濃油泵及時向浮封環(huán)供油,使密封腔內形成并保持不間斷壓力的油脂層，該油脂層壓力是由浮動密封裝置產生的，無須任何電力、氣壓設備，因此，本裝置可保證軸端密封經久耐用，安全可靠，同時也降低了維修費用。
（2）攪拌罐
攪拌罐由筒體和襯板等組成。
為避免筒體內側磨損，整個筒體內腔都裝有耐磨襯板，用戶可以根據襯板的磨損情況進行更換。攪拌罐體中部下方有卸料口，以便把混凝土及時卸出。
7.2.3 齒輪罩
齒輪罩由罩殼、油杯等組成。
罩殼由薄鐵板拼焊而成，用來防塵、防水。
通過調節(jié)油杯彈簧的松緊，可以調節(jié)油杯滴油的速度，以滿足使用要求。
7.2.4 卸料系統(tǒng)
該系統(tǒng)由卸料門、電動推桿等組成。
卸料門安裝在攪拌機底部，通過電動推桿，實現機動卸料。在卸料門的上方左右各安裝有一個限位開關，以控制卸料門的啟閉，卸料門與攪拌罐之間有兩條密封板，通過調整其位置可使卸料門與罐體之間的間隙均勻一致，以達到最佳密封效果（見圖5）。卸料手柄是為臨時停電時應急卸料和電動推桿失靈時卸料之用，平時應將其拆下，以防傷人。使用手柄時，應脫開電動推桿。
7.2.5 上料系統(tǒng)
上料系統(tǒng)由卷揚機構、上料架、料斗、進料漏斗等組成。
制動電機通過減速機帶動卷筒轉動，鋼絲繩經過滑輪牽引料斗沿上料架軌道向上爬升，當爬升到一定高度時，料斗底部斗門上的一對滾輪進入上料架水平岔道，斗門自動打開，物料經過進料漏斗投入攪拌罐內。為保證料斗準確就位，在上料架上裝有限位開關。上限位有兩個限位開關，分別對料斗上升起限位和安全保護作用。下限位只有一個限位開關，當料斗下降至地坑底部時，鋼絲繩稍松，彈簧杠桿機構使下限位動作，卷揚機構自動停車，下限位及彈簧杠桿機構均裝在上導軌頂部。上料架上部是可以折疊的。用螺栓連接，運輸時將其折疊，以便降低運輸高度。
制動電機可保證料斗在滿負荷運行時，可靠地停在任意位置，制動力矩的大小，由電機后座的大螺母調整。
7.2.6 供水系統(tǒng)
供水系統(tǒng)是由水泵、節(jié)流閥、清洗裝置、噴水裝置等組成。
節(jié)流閥可調節(jié)水的流量，供水總量由時間繼電器調節(jié)。
72.7 供油系統(tǒng)
?攪拌軸兩端的密封裝置必須注入潤滑脂以保證密封性能，為確保主機可靠運轉，專門設置有兩種加油裝置。手動濃油泵用于浮封環(huán)外腔潤滑，攪拌主機啟動后，應及時用手動濃油泵向軸端密封加油，一般每30分鐘加油一次，每次供油量100毫升左右。十處手動加油點采用油槍注油方式，向軸端密封及軸承加油，每8小時供一次油。給濃油泵加注潤滑脂時，其針入度范圍為250～350(25℃/150g)1/10mm，可用3號鋰基潤滑脂與30#（冬季20#）機械油，按4：1配比，均勻調合成糊狀注入濃油泵儲油罐內。
7.2.8 電氣系統(tǒng)
電器元件采用卡軌安裝，板前走線槽布線方式?？刂葡到y(tǒng)性能可靠，操作、維修方便。
電氣控制線路設有空氣開關、熱繼電器，具有短路保護、過載保護的功能。卷揚電機控制電路設有由上升極限限位控制的分勵脫扣斷路器，防止卷揚提升過位，造成事故。電動推桿的接線盒內裝有兩個限位開關，起過載保護作用。所有控制按鈕和指示燈均布置在配電箱門上，并設有門鎖，按鈕外面設有防護小門。
要求總電源采用AC380V三相五（四）線制電源，電壓允許誤差±5%，否則禁止使用。電動機的表面溫升≤60 OC，帶電部分對外殼絕緣≥0.5MΩ。
6.設計實習意義
半個月過去了，但是我依然覺得非常短暫，我不得不感慨：外面有好多東西值得我們學習，我們在課堂上了解到實在有限，而且太抽象化、概念化、理性邏輯強！通過這次的學習我們可以近距離的接觸各類機械產品，增加其感性的認識，了解其功能原理。
我是學機械設計的，在書本上學過很多理論知識，似乎通俗易懂，但從未付諸實踐過，也許等到真正需要用時，才會體會到難度有多大；我們在老師那里或書本上看到過很多精彩的東西，似乎輕而易舉，也許親臨其境或親自上陣才能意識到自己能力的欠缺和知識的匱乏。在實習期間，我拓寬了視野，增長了見識，體驗到社會競爭的殘酷，而更多的是希望自己在工作中積累各方面的經驗，為將來自己走創(chuàng)業(yè)之路做準備。作為我在踏出社會之前的為數不多的幾次實踐中，這次的實踐的確給予了我很多。
今后，我將繼續(xù)保持認真負責的工作態(tài)度，高尚的思想覺悟，進一步完善和充實自己，爭取在以后的學習中更好的完善自己，在以后的實踐中更好的運用自己的知識，做一個合格的大學生，將來做一名對社會有用的人。
本科畢業(yè)設計開題報告
題 目： 小型混凝土攪拌機結構設計
院 （系）： 機械工程學院
班 級： 機制08-4班
姓 名： 邊兆鑫
學 號： 2008025564
指導教師： 于鳳云
教師職稱： 教 授
黑龍江科技學院本科畢業(yè)設計開題報告
題 目
小型混凝土攪拌機結構設計
來源
工程實際
1、研究目的和意義
混凝土攪拌機是用于對混凝土和砂石進行攪拌的裝置。近年來，隨著我國
的經濟建設及科學技術的高速發(fā)展，基本建設規(guī)模不斷擴大，大城市基礎建設
房地產開發(fā)業(yè)的迅猛發(fā)展，推動了混凝土的生產產量的迅速提高，機械設備在
建設施工中的地位也日益顯著。加強建筑施工裝備，是改善施工條件提高施工
速度、工程質量和經濟效益的保障。
混凝土機械的工作對象是砂石、水泥等混合料，且用量大，工作環(huán)境惡劣,
而攪拌是混凝土生產工藝過程中極其重要的一道工序，因此混凝土施工應向機
械化和自動化方向發(fā)展。目前，我國已有各種混凝土攪拌機，但小型混凝土攪
拌機是為了滿足市場需求，完善產品的系列，適應小型建筑施工和實驗室的工
作的要求而設計的。它是在封閉的環(huán)境中，實現對物料的攪拌，且攪拌效果良
好，對環(huán)境污染少，能夠改善施工現場的條件，保障施工人員的身心健康，降
低工人的施工強度，提高工作效率，減少施工中對環(huán)境的破壞。
2、國內外發(fā)展情況(文獻綜述)
19世紀40年代，在德、美、俄等國家出現了以蒸汽機為動力源的自落式攪拌機；其攪拌桶由多面體狀的木板構成，直到19世紀80年代，才用鋼材代替木板但形狀仍未多面體，到20世紀初，圓柱形的拌桶自落式攪拌機才開始普及，形狀的改進避免了混凝土在拌筒內壁的凝固沉積，提高了攪拌質量和效率。1903年德國建造了世界第一個水泥混凝土的預拌工廠[1]。1908年在美國出現了第一臺內燃機驅動的攪拌機，隨后電動機成為了主要動力源，從1913年美國開始大量生產預拌混凝土的攪拌機，到1950年日本開始用攪拌機生產預拌混凝土。在這期間，仍以各種有葉片和無葉片式的自落式攪拌機的發(fā)明與應用為主[2]。
19世紀50年代，自落式攪拌機按拌桶的形狀和卸料的方式的不同，有鼓式攪拌機、雙錐反轉出料式攪拌機、雙錐傾翻出料式攪拌機、對開式攪拌機及裂筒式攪拌機等。自落式攪拌機的拌桶內壁有徑向布置固定的攪拌葉片[3]。工作時，半桶繞水平軸線轉動物料被葉片提到一定高度后借自重下落，顆粒下落的高度、時間、速度和落點不同，從而物料各顆粒相互滲透、擴散達到均勻混合，這樣反復運動達到攪拌的效果[4]。自落式攪拌機結構簡單、可靠性高、維護簡單、功率消耗低拌桶和葉片磨損輕，但攪拌強度不高，生產效率低。此種攪拌機適于攪拌普通的塑性混凝土，廣泛應用于中小型建筑工地[5]。
隨著多種商品混凝土的廣泛應用以及建筑規(guī)模大型化、復雜化和高層化對混凝土的質量、產量不斷提出更高要求，有力的促進了混凝土攪拌設備在使用性能和技術水平方面的提高與發(fā)展[6]。
20世紀40年代后期，德國最先發(fā)明了強制式攪拌機，到50年代發(fā)展迅速，最先出現的是圓盤立軸式攪拌機，這種攪拌機分為渦漿式和行星式，但隨著輕骨料的運用又出現了圓槽立軸式強制攪拌機，它兼有自落式和強制式兩者攪拌機的特點，強制式攪拌機和自落式攪拌機的工作原理不同[7]。強制式混凝土攪拌機拌筒內的轉臂架上裝有葉片，強制式攪拌機利用旋轉的葉片強迫按照規(guī)定的軌跡發(fā)生剪切、擠壓、翻滾和拋出等強制攪拌作用，使物料在劇烈的運動中均勻攪拌，強制式攪拌機和自落式攪拌機相比，強制式攪拌機攪拌劇烈，攪拌質量好，攪拌效率高，但葉片和拌桶磨損大，功率消耗大，此種攪拌機適用于拌制干硬性、輕骨料混凝土以及特種混凝土和專業(yè)混凝土，多用于施工現場攪拌站和預拌混凝土攪拌樓[8]。根據構造不同，主要有立軸渦漿式攪拌機、立軸行星式攪拌機、立軸對流式攪拌機、單臥軸攪拌機和雙臥軸式攪拌機等。隨著技術的發(fā)展強制式混凝土攪拌機在德國、美國、意大利、日本等企業(yè)發(fā)展迅速，目前已形成系列產品[9]。
我國混凝土攪拌設備的生產從20世紀50年代開始。1952年天津工程機械廠和上海建筑機械廠試制出我國第一臺混凝土攪拌機，進料容量為400L和1000L[10]。20世紀70年代末至80年代初，我國為適應建筑業(yè)商品混凝土大規(guī)模發(fā)展需要，在引進國外的樣機基礎上，有關院所廠家陸續(xù)的開發(fā)出新一代JZ型雙錐自落式攪拌機、D型單臥軸式強制式攪拌機[11]。80年代末，我國混凝土攪拌產品開發(fā)重點轉向商品混凝土成套設備，研制出10多種混凝土攪拌站，經引進吸收、自主研發(fā)等幾個階段，到本世紀末國內混凝土攪拌技術得到長足發(fā)展，在產品規(guī)格和生產數量上都達到一定的規(guī)模，出現了具有自主知識產權的新技術，逐步形成具有一定規(guī)模和競爭力的行業(yè)，2006年，我國生產裝機容量0.5-0.6立方米的攪拌站2100多臺，已成為混凝土攪拌設備的生產大國[12]。
隨著混凝土材料和施工工藝的發(fā)展，出現連續(xù)式混凝土攪拌機裝有螺旋狀攪拌葉片，各種材料分別按配合比經連續(xù)稱量后送入攪拌機里，攪拌好的混凝土連續(xù)的向外卸出，這種攪拌機的攪拌時間短，生產率高其發(fā)展引人注目[13]。將來還會有新型結構的混凝土攪拌機，如蒸汽加熱式攪拌機、超臨界轉速攪拌機、超聲波攪拌機、無攪拌葉片的搖擺盤式攪拌機和二次攪拌的混凝土攪拌機等[14]。
3、研究/設計的目標：
（1）. 混凝土攪拌機傳動系統(tǒng)的設計；
（2）. 攪拌裝置的結構設計；
4、設計方案（研究/設計方法、理論分析、計算、實驗方法和步驟等）：
（1）. 結構包括：電動機、帶輪、蝸輪蝸桿減速器、鏈輪、攪拌裝置、支架、 軸等
（2）. 工作原理：
5、方案的可行性分析：
（1）. 對攪拌機的國內外研究現狀進行對比，掌握混凝土攪拌機的工作原理，混凝土攪拌機的總體方案的擬定；
（2）. 進行電動機的選擇；
（3）. 運動和動力的參數計算；
（4）. 傳動系統(tǒng)的設計和確定主要的參數；
（5）. 攪拌裝置的設計；
（6）. 繪制總體裝配圖和主要零件圖；
6、該設計的創(chuàng)新之處
（1）. 收集資料，分析研究資料，明確設計內容；
（2）. 根據設計技術要求，完成總體結構方案的擬訂；
（3）. 運動和動力參數的計算；
（4）. 通過強度等設計計算，完成傳動系統(tǒng)、攪拌裝置結構的設計；
（5）. 利用CAD繪制總體裝配圖及零件工作圖；
（6）. 整理設計說明書。
7、設計產品的主要用途和應用領域：
混凝土攪拌機是用于對混凝土和砂石進行攪拌的裝置，可將砂石、水泥、骨料等混合料攪拌成混凝土的攪拌設備。
小型混凝土攪拌機適應于小型建筑施工和實驗室的工作要求而設計的，它是在封閉的壞境下對物料進行攪拌，而且攪拌效果良好，對環(huán)境污染小，能夠改善施工現場的條件，保障施工人員身心健康，降低工人的施工強度，提高工作效率，較少施工中對環(huán)境的破壞。
8、時間進程
2012年3 月12日2012年3 月30 日 唐山市路南區(qū)安吉爾廠實習
2012年4月1號~2012年4月6日 整理實習日記、撰寫實習總結和開題報告
2012年4月7號~2012年5月4日 設計計算、總體結構草圖設計
2012年5月5號~2012年5月25日 總體圖和部件圖設計
2012年5月26號~2012年5月3日 零件圖設計
2012 年 6月4日~2012年6月8日 編寫畢業(yè)設計說明書、審圖、修改
2012 年 6月11日~2012年6月15日 答辯
9、參考文獻：
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14Ping-Kun Chang;Yaw-Peng influnence of mixing techniques on properties of high performance concrete[外文期刊]2007（1）.
指導教師意見
教師簽字：
年 月 日
開題答辯小組意見：
組長簽字： 成員簽字：
年 月 日
畢業(yè)設計領導小組意見:
組長簽字：
年 月 日
摘 要
攪拌可以使兩種或多種不同的物質在彼此之中互相擴散，從而達到均勻混合；也可以加速傳質和傳熱過程。在工業(yè)生產中，攪拌操作是從工業(yè)開始的，圍繞食品、纖維、造紙、石油、水處理、建筑等，作為工藝過程的一部分而被廣泛應用。本文就以建筑為中心設計一款小型混凝土攪拌機。
本設計的小型混凝土攪拌機是強制式攪拌機中的一種，攪拌非常均勻，質量好，生產效率高，成本低。其主要組成結構包括：電動機、帶傳動、減速器、鏈傳動、攪拌結構及機架等。主要設計計算內容是小型混凝土攪拌機攪拌裝置的設計及其校核，攪拌軸的連接及強度校核，各部分在機架中的安裝位置設計已達到小巧方便的設計要求。
本設計完成了總體結構的擬定，通過設計計算和校核，確定了各組成部分的結構尺寸和形狀，實現了混凝土攪拌的功能。
關鍵詞：攪拌機；立軸；混凝土；攪拌裝置；傳動系統(tǒng)
ABSTRACT
Mixing can make two or more different materials in the spread of each other, so as to achieve the smooth; mix Also can accelerate and mass and heat transfer process. In industrial production, stirring, from the start of the industrial operation, around food, fibre, paper making, oil, water treatment, construction and so on, as part of the process and has been widely used. This essay, taking construction as the center design a small concrete mixer for reference.
The design of small concrete mixer is a compulsory mixer, the mixing is very uniform, good quality, high efficiency and low cost. Its composition include: motor, belt drive, gear reducer, chain drive, mixing structure and rack. Calculate the content of the main design is the design and checking of the small concrete mixer, agitator, stirring shaft connection and strength check all parts of the installation location in the rack has been designed to achieve compact and convenient design requirements
The design is completed the overall structure of the formulation, design calculation and verification to determine the structure size and shape of the various components of the concrete mixing.
Key words: Mixer; Vertical shaft; Concrete; Mixing unit; Transmission system
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 緒論 1
1.1 研究的目的意義 1
1.1.1 混凝土的組成 2
1.1.2 攪拌的任務 2
1.1.3 攪拌機設計的意義 3
1.2 國內外混凝土攪拌機的發(fā)展狀況 3
1.3 設計內容 4
1.4 設計任務書 5
1.4.1 設計的依據及要求 5
1.4.2 產品的用途及使用范圍 5
第2章 總體設計方案 6
2.1 總體方案設計 6
2.1.1 混凝土攪拌機種類和功能比較 6
2.1.2 混凝土攪拌機的結構型式選擇 7
2.2 總體結構及工作原理 7
2.2.1 結構組成及工作原理 7
2.2.2 主要技術參數 8
第3章 主要結構設計與計算 9
3.1 主要工作部件的設計 9
3.1.1 攪拌裝置的設計 9
3.1.2 機架的設計 9
3.2 傳動系統(tǒng)的設計 10
3.2.1 傳動比分配及電動機選型 10
3.2.2 V帶傳動的設計 11
3.2.3 減速器選型 18
3.2.4 鏈傳動的設計 19
3.3 主軸設計與計算 21
3.3.1 軸的計算過程 21
3.3.2 鍵與軸承的選擇 22
3.3.3 軸的強度校核 23
3.3.4 軸承組合的設計 27
第4章 結論 28
致 謝 29
參考文獻 30
CONTENTS
ABSTRACT II
The first chapterintroduction 1
1.1 The purpose of the research significance 1
1.1.1 The composition of the concrete 2
1.1.2 Mixing task 2
1.1.3 The significance of the mixing machine design 3
1.2 The development situation of concrete mixer at home and abroad 3
1.3 Design content 4
1.4 The design plan descriptions of the 5
1.4.1 The design basis of and requirements 5
1.4.2 The use of the products and use scope 5
Chapter 2 The overall design scheme 6
2.1 The general scheme design 6
2.1.1 Concrete mixer type and functional comparison 6
2.1.2 The structure of the concrete mixer type choice 7
2.2 The overall structure and the work 7
2.2.1 Structure and working principle 7
2.2.2 The main technical parameters 8
Chapter 3 The main structure design and calculation 9
3.1 The design of the main working parts 9
3.1.1 The design of the device 9
3.1.2 Frame design 9
3.2 The design of the drive system 10
3.2.1 Transmission ratio allocation and motor selection 10
3.2.2 V belt transmission design 11
3.2.3 Reducer selection 18
3.2.4 Recommends the design 19
3.3 Spindle design and calculation 21
3.3.1 Axis calculation 21
3.3.2 Key and bearing choice 22
3.3.3 Axis of intensity 23
3.3.4 Bearing the design of the combination 27
Chapter 4 conclusion 28
Thanks 29
Reference 30
29
第1章 緒論
1.1 研究的目的意義
近年來隨著我國經濟建設及科學技術的高速增長，基本建設規(guī)模不斷擴大，建設隊伍不斷增加，大城市基礎建設、房地產開發(fā)業(yè)的迅猛發(fā)展，推動了混凝土生產產量的迅速提高，機械設備在建設施工中的地位也日益顯著。加強施工隊伍的裝備，是改善施工條件，提高施工速度、工程質量和經濟效益的保障[1]。
混凝土生產是改變傳統(tǒng)的現場分散攪拌混凝土的生產方式，實現建筑工業(yè)化的一項重要改革?；炷恋纳唐坊a因其生產的高度專業(yè)化和集中化等特點大大提高了混凝土工程質量，節(jié)約原材料，加快，提高勞動生產率，減輕勞動強度，同時也因其節(jié)省施工用地，改善勞動條件，減少環(huán)境污染而使人類受益。
由于混凝土機械的工作對象是砂石、水泥等混合料，且用量大，工作環(huán)境惡劣。因此，現代混凝土施工機械已經在向高技術、高效能、多品種、自動化和智能化的方向發(fā)展，以改善工作條件及提高生產率。
由于這些攪拌輸送機全部都是利用單運動方式,因而普遍存在拌和物料不充分,攪拌效果不太理想；另外,其噪音也較大,特別是在煤炭行業(yè)的工業(yè)型煤等新工藝上使用的攪拌輸送機,根本滿足不了其工藝設計要求而嚴重制約了其新技術新工藝的推廣使用,因而急需一種結構新穎、效果明顯的全新機型的攪拌機來逐步代替舊式攪拌機,并且也可廣泛地使用于其他行業(yè)。
攪拌是混凝土生產工藝過程中極重要的一道工序，所以應盡可能的使處在攪拌過程中的拌合料各組分的運動軌跡在相對集中區(qū)域內互相交錯穿插，在整個拌合料體積中最大限度的產生相互摩擦，并盡可能提高各組分的體積參與運動的次數和運動軌跡的交叉頻率，為混凝土拌合實現宏觀和微觀勻質性創(chuàng)造最有利的條件，因此混凝土施工應向機械化和自動化方向發(fā)展[2]。
小型混凝土攪拌機的設計，是為了滿足市場需求，完善產品的系列，適應小型建筑施工和實驗室工作的要求。它是在封閉的環(huán)境中，實現對物料的攪拌和輸送，攪拌及輸送效果良好，對環(huán)境污染少，能夠改善施工現場施工條件，保障施工人員身心健康，降低工人的施工強度，提高工作效率，減少施工中對環(huán)境的破壞。
1.1.1 混凝土的組成
混凝土作為當今最大宗的建筑材料，廣泛地用于工業(yè)、農業(yè)、交通、國防、水利、市政和民用等基本建設工程中，在國民經濟中占有重要地位。一般混凝土指水泥混凝土而言，它是由水泥和砂、石集料，加水按規(guī)定的配合比，經過攪拌、澆注和凝結而成的一種人造石材。其中，水泥和水起膠凝作用，砂、石起骨架填充作用，水泥漿包裹在砂的表面，并填充到砂的空隙成為砂漿，砂漿又包裹在石子的表面，也能填充石子的空隙。當水泥漿硬化后，就將砂、石集料顆粒牢固地粘結成一個整體，使混凝土具有一定的強度和其他許多重要性能[3]。
1.1.2 攪拌的任務
強度是混凝土最主要的力學性能，混凝土強度主要取決于混合料間的界面結構。
一般認為混凝土攪拌的主要任務是；
l.組分均勻分布，達到宏觀及微觀上的勻質；
2.破壞水泥粒子團聚現象，使其各顆粒表面被水浸潤，促使彌散現象的發(fā)展；
3.破壞水泥粒子表面的初始水化物薄膜包裹層，促進水泥顆粒與其他物料
顆粒的結合，形成理想的水化生成物；
4.由于物料表面常覆蓋上一薄層灰塵及粘土，有礙界面結合層的形成，故應使物料顆粒間多次碰撞和互相摩擦，以減少灰塵薄膜的影響[5]；
5.提高混合料各單元體參與運動的次數和運動軌跡的交叉頻率，以加速達到勻質化。
1.1.3 攪拌機設計的意義
由以上分析可以給合理的攪拌機理一個解釋：應盡可能使處在攪拌過程中的混合料各組分的運動軌跡在相對集中區(qū)域內互相交錯穿插，在整個混合料體積中最大限度地產生相互摩擦，盡可能提高各組分參與運動的次數和運動軌跡的交叉頻率，為混合料實現宏觀和微觀勻質性創(chuàng)造最有利的條件。強制式混凝土攪拌機一般筒身固定，攪拌機片旋轉，對物料施加剪切、擠壓、翻滾、滑動、混合使混凝土各組分攪拌均勻。
因此，為了獲得攪拌均勻的混凝土，混凝土攪拌機必須具備下列條件：
（1）能對混凝土各種組分均勻攪拌，并使水泥漿或瀝青均勻包裹骨料表面;
（2）能將攪拌后的混凝土均勻的卸出;
（3）攪拌和出料的時間短;
（4）占地面積小;
（5）功率消耗小，符合環(huán)保要求。
而影響混凝土攪拌質量的與攪拌機有關的主要因素有:
（1）混凝土攪拌機的結構形式和它的攪拌速度;
（2）混凝土攪拌機出料容量與攪拌筒幾何容積的比率，即容積利用系數;
（3）攪拌葉片和襯板的磨損狀況;
（4）各種混合材料的加料順序。
（5）攪拌時間[4]。
1.2 國內外混凝土攪拌機的發(fā)展狀況
在攪拌機出現的時期，是以自落式攪拌的形式出現。隨著對混凝土要求的不斷增多，出現了強制式攪拌機。強制式攪拌機又可分為立軸式和臥軸式兩類。國內幾乎都是這兩種形式的攪拌機[5]。
立軸式攪拌機，又稱渦漿式強制攪拌機，這種攪拌機的形式是在固定放置的圓盤中央，裝有一個由減速機驅動的轉子臂架，在臂架上裝有攪拌葉片和內外壁鏟刮葉片，依靠各組攪拌葉片不同的安裝位置和安裝角度便能對在圓盤和轉子之間環(huán)形工作容積的物料進行劇烈攪拌[6]。
臥軸式攪拌機又稱圓槽式攪拌機，是七十年代發(fā)展起來的一種新型攪拌機，它可分為單軸式和雙軸式，這種形式的攪拌機兼有自落和強制兩種攪拌的機能，攪拌葉片的線速度比渦漿式小，因而耐磨性要比渦漿式小高[7]。
單臥軸攪拌機是由德國ELBA公司研制生產。它具有結構緊湊、消耗功率小、葉片襯板耐磨性好，能滿載啟動和具有攪拌輕質混凝土能力的優(yōu)點。我國也向該公司引進了樣機。
雙臥軸攪拌機是隨著混凝土施工工藝的改進而逐漸發(fā)展起來的新機型。國外從二十世紀四十年代后期開始在美國和德國出現，但因軸端密封技術的不成熟，其發(fā)展基本處于停頓狀態(tài)。直到七十年代初，由于這項技術得到突破，雙臥軸攪拌機在不少國家右重新發(fā)展起來，目前已形成系列產品。我國于二十世紀八十年代初研制成功，但發(fā)展迅速，在產品規(guī)格和產品數量上，都遠遠超過了其它機型[15]。
攪拌機構是雙臥軸攪拌機的核心部分，混凝土攪拌質量的好壞，生產率的高低，使用維修費用的多少都與它有關。攪拌機構是由水平安置的雙圓槽形伴筒、兩根按相反方向轉動的攪拌軸和其上安裝的攪拌葉片組成的。攪拌葉片的作用半徑是相互交叉的，葉片與軸中心線成一定角度，當攪拌軸轉動時，葉片一方面帶動混和料在兩個拌筒內輪番地作圓周運動，上下翻滾，同時在攪拌葉片相遇或重疊的部分，混和料在兩軸之間的共域相互交換；另一方面推動混和料沿著攪拌軸方向，不斷地從旋轉平面向另一個旋轉平面運動[8]。
1.3 設計內容
1.攪拌機的結構方案分析與總體設計
本攪拌機的結構是由機架、攪拌裝置、傳動系統(tǒng)所主成。 機架是整個設備的支撐部分，由槽鋼和鋼管焊接而成。攪拌裝置由攪拌筒、攪拌軸、攪拌鏟片所主成，攪拌鏟片固定在攪拌臂上，并且與攪拌軸主成一體，攪拌鏟與攪拌筒底間隙可微量調整。傳動系統(tǒng)由電動機、減速器、帶傳動、鏈傳動所組成。
2.攪拌裝置的設計
攪拌裝置是安裝在軸套上的鏟片式葉片，葉片隨軸的旋轉而轉動，對筒內物料進行攪拌，是物料混合均勻，攪拌臂向上伸出，可起到攪拌上方物料的作用。
3.傳動系統(tǒng)的設計
傳動系統(tǒng)是由V帶傳動和鏈傳動來傳遞運動的。電動機輸出轉速通過V帶傳動傳遞到減速器，減速器又通過鏈傳動將轉速傳遞給攪拌機的主軸，主軸帶動軸套轉動，從而使攪拌葉片旋轉，來完成攪拌的工作。
1.4 設計任務書
1.4.1 設計的依據及要求
目前在我國已有混凝土攪拌機種類很多，但是根據攪拌原理和攪拌機結構形式、攪拌物料的不同，對攪拌機的要求也不盡相同，參照已有攪拌機的結構型式和工作原理，由于攪拌機工作的對象是砂石等建筑材料，為了延長攪拌機的壽命，軸承處的密封很重要，攪拌質量要好，設計結構合理，使用維修方便，接地穩(wěn)固，根據這些依據和要求設計了該混凝土攪拌機。
1.4.2 產品的用途及使用范圍
由于我國建筑行業(yè)的高速發(fā)展，推動了混凝土生產的迅速提高，所以混凝土機械在施工中的地位日益顯著。
混凝土攪拌機的用途就是機械化的拌制混凝土，適用于建筑科研、檢測中心、大專院校及混凝土構件、施工單位試驗室、可攪拌普通混凝土和輕質混凝土，也可用到其它行業(yè)試驗室對不同物料進行攪拌。
第2章 總體設計方案
2.1 總體方案設計
2.1.1 混凝土攪拌機種類和功能比較
混凝土攪拌機主要由拌筒、加料和卸料機構、供水系統(tǒng)、原動機、傳動機構、機架和支承裝置等組成。
從其運動方式及其主要結構上來看，它們可分為兩大類型:一種形式為單運動的軸式傳動軸上（有單軸和雙軸）安裝各式各樣的攪拌葉片（有長錐形、螺旋形等），并利用葉片來攪拌物料；而另一類則是通過鋼齒輪傳動帶動某一形狀的筒體（有圓錐體、圓柱體等）的自身旋轉而使物料產生攪拌效果。
按工作性質分間歇式（分批式）和連續(xù)式；按攪拌原理分自落式、強制式和連續(xù)式；按安裝方式分固定式和移動式；按出料方式分傾翻式和非傾翻式；按拌筒結構形式分梨式、鼓筒式、雙錐、圓盤立軸式和圓槽臥軸式等[9]。
自落式攪拌機 有較長的歷史，早在20世紀初，由蒸汽機驅動的鼓筒式混凝土攪拌機已開始出現。50年代后，反轉出料式和傾翻出料式的雙錐形攪拌機以及立筒式攪拌機等相繼問世并獲得發(fā)展。自落式混凝土攪拌機的拌筒內壁上有徑向布置的攪拌葉片。工作時，拌筒繞其水平軸線回轉，加入拌筒內的物料，被葉片提升至一定高度后，借自重下落，這樣周而復始的運動，達到均勻攪拌的效果。自落式混凝土攪拌機的結構簡單，一般以攪拌塑性混凝土為主[10]。
連續(xù)式混凝土攪拌機 裝有螺旋狀攪拌葉片，各種材料分別按配合比經連續(xù)稱量后送入攪拌機內，攪拌好的混凝土從卸料端連續(xù)向外卸出。這種攪拌機的攪拌時間短，生產率高、其發(fā)展引人注目。
強制式攪拌機 從20世紀50年代初興起后，得到了迅速的發(fā)展和推廣。最先出現的是圓盤立軸式強制混凝土攪拌機。這種攪拌機分為渦槳式和行星式兩種。19世紀70年代后，隨著輕骨料的應用，出現了圓槽臥軸式強制攪拌機，它又分單臥軸式和雙臥軸式兩種，兼有自落和強制兩種攪拌的特點。其攪拌葉片的線速度小，耐磨性好和耗能少，發(fā)展較快。強制式混凝土攪拌機拌筒內的轉軸臂架上裝有攪拌葉片，加入拌筒內的物料，在攪拌葉片的強力攪動下，形成交叉的物流。這種攪拌方式遠比自落攪拌方式作用強烈，主要適于攪拌干硬性混凝土[11]。
2.1.2 混凝土攪拌機的結構型式選擇
立軸式攪拌機的攪拌工作主要靠葉片對物料的強制式的攪拌作用使物料拌和均勻。另外立軸攪拌機的拌筒中央部分有一軸套，用于放置攪拌裝置，連接傳動裝置，結構緊湊，傳動裝置下置，潤滑性能好。
臥軸式攪拌機，拌筒內徑做的都比較大，骨料被拋向拌筒外壁，產生混凝土離析，加水量不易控制，攪拌力小，使物料結團結倉。
綜合比較，立軸攪拌機的結構簡單，易于控制與操作。故本次設計的是一臺小型立軸式攪拌機。
2.2 總體結構及工作
2.2.1 結構組成及工作原理
本設計混凝土攪拌機的主要組成部分為：傳動部分、攪拌部分、機架等。
整體結構如圖2-1所示：
本設計的工作原理是：電動機通過帶傳動帶動減速器，減速器與攪拌軸通過鏈傳動帶動軸的旋轉，軸上安裝有攪拌葉片隨軸轉動對物料進行攪拌作用。
圖2-1總體結構示意圖
1.主動鏈輪 2.電動機 3.主動帶輪 4.從動帶輪 5.減速器 6.筒體 7.從動鏈輪 8.攪拌體 9.攪拌軸 10.圓錐滾子軸承 11.機架 12.出料抖
2.2.2主要技術參數
攪拌機主要技術參數見表2-1。
表2-1技術參數表
項目
數據
進料容量
80L
最大出料容量
50L
攪拌筒內徑
800mm
攪拌葉片轉速
30r/min
葉片距筒底的間隙
小于5mm
拌料粒徑
5~30mm
電動機功率
4kW
第3章 主要結構設計與計算
3.1 主要工作部件的設計
3.1.1 攪拌裝置的設計
立軸強制式攪拌機是借助于攪拌葉片對物料進行強制導向攪拌。
其攪拌葉片繞垂直軸旋轉;攪拌葉片的形式可以是鏟片式, 也可以是螺旋帶式。
普通的立軸強制攪拌機的鏟片式葉片表面形狀一般為平面, 在攪拌過程中, 物料對平面葉片的運動阻力很大, 混合攪拌的功率消耗高。
平面鏟片對物料只有推動作用, 沒有翻動效果，所以攪拌混合效率較低。
攪拌葉片安裝角也是攪拌機的主要結構和工作參數之一,對攪拌質量和攪拌效率都有著直接的影響,由于葉片安裝角與其他攪拌機參數相互關聯，每一個參數的變化都會引起攪拌機性能的變化。
葉片安裝角是指攪拌葉片斜面與攪拌軸線間的夾角。
葉片安裝的定性分析：當安裝角過小時葉片主要帶動混合料圍繞攪拌軸轉動而缺乏必要的軸向運動，攪拌葉片變成與軸平行的一塊平板不起攪拌作用；當安裝角過大時葉片推動混合料的橫向運動就很弱，葉片就成為與攪拌軸垂直的平板一樣也喪失了攪拌功能。
因此，攪拌葉片一定要相對于攪拌軸成一定角度安裝,使混合料的橫向和軸向運動都較大，達到攪拌的最大效率。本次設計的攪拌機采用的葉片安裝角為45度[12]。
3.1.2 機架的設計
筒體由熱壓鋼板卷曲焊接而成,在筒體上端有蓋，筒底部有卸料口，當需要卸料時轉動料門手柄，使料門打開，拌合物即沿出料口卸下。攪拌筒的內徑為D=800mm，筒體高H=310mm，筒壁厚3mm。
機架是混凝土攪拌機的主要支撐部件，他是承擔所有來自電動機、減速器、筒體和軸的應力。機架是攪拌機的穩(wěn)固是攪拌機工作穩(wěn)定運轉平穩(wěn)的基礎。因此，機架無論是從結構還是材料上都應該采用堅固的穩(wěn)定的結構。機架的支腿是用鋼管和槽鋼焊接在筒底來起到支撐作用的[13]。
3.2 傳動系統(tǒng)的設計
3.2.1 傳動比分配及電動機選型
本攪拌機體積比較小，結構比較簡單，結構要緊湊。電動機的轉速為1440r/min而攪拌軸的轉速是30r/min，所以攪拌機的總傳動比為48。各級出動比分配為：帶傳動的傳動比是2，減速器的傳動比是12，鏈傳動的傳動比是2。
圖2-1葉片安裝角
由于攪拌機從結構上看，主要靠電動機的旋轉，帶動減速器的轉動，進而帶動攪拌軸的旋轉。因此，電動機是整個裝置的動力元件。在攪拌過程中，由于混凝土在不斷地攪拌過程中消耗動力，所以，混凝土攪拌機的生產能力決定著電動機的功率[14]。
而此混凝土攪拌機所需的功率為，綜合考慮暫選帶動機型號為，其額定功率為，轉速為，額定轉矩，最大轉矩。
3.2.2 V帶傳動的設計
帶傳動是一種撓性傳動。帶傳動的基本組成零件為帶輪（主動帶輪和從動帶輪）和傳動帶。
主動帶輪轉動時，利用帶輪和傳動帶間的摩擦或嚙合作用，將運動和動力通過傳動帶傳遞給從動輪。
帶傳動具有結構簡單、傳動平穩(wěn)、價格低廉和緩沖吸震等特點，在近代機械中廣泛應用。
按照工作原理的不同，帶傳動可分為摩擦型帶傳動和嚙合型帶傳動。在摩擦型帶傳動中，根據傳動帶的橫截面形狀不同，又可分為平帶傳動、圓帶傳動、V帶傳動和楔帶傳動。本次畢業(yè)設計選用的是V帶傳動。
V帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應的輪槽。傳動時，V帶的兩側和輪槽接觸，槽面摩擦可以提供更大的摩擦力。另外，V帶傳動允許的傳動比大，結構緊湊[15]。
1.設計計算
（1）確定計算功率，查機械設計書表查得工況系數=1.1
由公式：
代入數據得=1.1×4=4.4kW，又因為轉速為故由參考文獻[6]圖可以選擇V帶型號為A型。
（2）確定帶輪的基準直徑并驗算帶速v
初選小帶輪的直徑
根據V帶帶型選取小帶輪直徑又因為=，故取小帶輪直徑=
驗算帶速，驗算帶的速度
V==
帶速一般為， ，故帶速適合。
計算大帶輪的基準直徑
計算大帶輪的基準直徑：
V帶的傳動比，取。
則：
=。
圓整=
確定V帶的中心距和基準長度：
初定中心距=。
選帶的基準長度=按參考文獻[6]式計算實際中心距:
計算得:。
驗算小帶輪上的包角
滿足V帶包角要求。
計算帶的根數Z，計算單根V帶的額定功率：
由和，得
根據，=2和A型帶查表得，
，由表得，于是：
計算V帶根數Z:
取4根V帶。
計算單根V帶的初拉力的最小值，由表8-3得A型帶的單位長度質量,所以：
應使帶的實際拉力。
計算壓軸力，壓軸力的最小值為
。
2.帶輪的結構
（1）V帶輪的設計要求
帶輪的各輪槽的尺寸和角度應保持一定的精度，以使帶的載荷分布較為均勻，結構工藝性好，無過大的鑄造內應力，質量分布均勻，結構工藝性好，無過大的鑄造內應力，質量分布均勻，輪槽工作面要精細加工，以減少帶的磨損。
（2）V帶輪材料的選擇
因為V帶輪的轉速則，轉速較低，因此材料通常采用鑄鐵，常用材料為HT150或HT200。
（3）帶輪的結構與尺寸
帶輪的結構設計主要是根據帶輪的基準直徑選擇帶輪的結構形式，根據帶的型號來確定帶輪輪槽的尺寸。設計如下：
當（軸徑）時，可用實心式；當時，可采用腹板式；當同時時，可采用孔板式；當時可采用輪輻式。
（4）V帶輪的輪槽
V帶輪的輪槽與所選的V帶的型號相對應，V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化，為了使V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密結合，將V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于。
表3帶輪參數
項目
符號
Y
Z
A
B
SPY
SPZ
SPA
SPB
基準寬度
5.3
8.5
11.0
14.0
基準線上槽深度
1.6
2.0
2.75
3.5
槽間距
80.3
120.3
150.3
190.4
第一槽對稱面
至端面的距離
71
81
最小輪緣厚
5
5.5
6
7.5
帶輪寬
外徑
V帶輪安裝到輪槽中以后，一般不應超出帶輪的外圓，也不應與輪槽底部接觸，為此規(guī)定了輪槽基準直徑到外圓和底部的最小高度和。
輪槽工作表面粗糙度為1.6或3.2。
主動帶輪計算：根據，第一槽對稱面至端面的距離：，槽間距：，基準線上槽深度：，，最小輪緣厚：，基準寬：。
取，，
輪緣寬度：
=。
在總要求范圍內。
槽寬：
。
頂圓直徑：
。
根據電動機軸徑：，軸伸長度：。
，
取，取輪緣寬;。而，所以采用實心式帶輪。
從動帶輪計算：，從動輪的設計方法與主動輪基本相同，只是輪轂與軸配合處的直徑由軸的直徑確定。
第一槽對稱面至端面距離：，槽間距：，基準線上槽深：，，最小輪緣厚：，基準寬：。
取，，
輪緣寬度：
=。
在總要求范圍內。
槽寬：
頂圓直徑：
這個帶輪與減速器主動軸相連，由，可計算：
，
取。
，
，
，
取。因為，所以采用腹板式。
3.2.3 減速器選型
由于混凝土攪拌機在攪拌時，為了使混凝土攪拌的比較均勻，攪拌軸的轉速不宜過快，但考慮到生產力，攪拌軸的轉速又不可以太慢。綜合考慮，有根據攪拌軸的實際轉速為30r/min。查參考文獻[6]選擇減速器為蝸桿減速器。型號為WHX16，該減速器傳動比，又因為大帶輪轉速=720r/min主軸轉速=30r/min。
減速器尺寸：中心距：，中心高：H=125；
最大外形尺寸：L=336，B=190，H=148；
主動軸：=40 ，=82；
被動軸： =65，=70。
通過以上計算可知傳動裝置的總傳動比
在整個過程中電動機與減速器之間采用的是V帶傳動，減速器與攪拌軸之間采用鏈傳動連接，軸上有一對軸承，查參考文獻[6]得如下表：
表4 各傳動部件的傳動效率
類別
傳動形式
效率（%）
帶傳動
V帶傳動
0.96
軸承
滾動軸承
0.98
鏈傳動
雙排鏈
0.99
減速器
蝸桿減速器
0.95
從而可計算出從電動機至攪拌機主軸傳遞的總效率為
===0.885
則主軸功率： =40.885 =3.54kW
3.2.4 鏈傳動的設計
鏈傳動是一種撓性傳動，他又鏈條和鏈輪組成，通過鏈輪輪齒與鏈條節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力，鏈傳動在機械制造中廣泛應用。
鏈傳動主要用在要求工作可靠，兩舟相距較遠，低速重載，工作環(huán)境惡劣，以及其他不宜采用齒輪傳動的場合[16]。
鏈條按用途不同可分為傳動鏈、輸送鏈和起重鏈。在一般機械傳動中，采用的是傳動鏈。
傳動鏈又可分為短節(jié)距精密滾子鏈、齒形鏈等。其中滾子鏈常用于傳動系統(tǒng)的低速級。
滾子鏈的結構是由滾子、套筒、銷軸、內鏈板和外鏈板所組成，內鏈板與套筒之間，外鏈板與銷軸之間為過盈配合；滾子與套筒之間，套筒于銷軸之間為間隙配合。
考慮到我國鏈條的生產歷史和現狀，以及國際上許多國家的鏈節(jié)距均用英制單位，我國鏈條標準GB/T1243-1997中規(guī)定節(jié)距用英制折算成米制的單位[17]。
鏈輪的結構小直徑的鏈輪可制成整體式；中等尺寸的鏈輪可制成孔板式；大直徑的鏈輪，?？蓪X圈用螺栓連接或焊接在輪轂上。
鏈輪的材料：鏈輪輪齒要具有足夠的耐磨性和強度，由于小鏈輪的輪齒嚙合次數比大鏈輪多，所受到的沖擊也大，故小鏈輪應采用較好的材料制造。本次設計采用滾子鏈傳動。
滾子鏈傳動的設計計算：
1.選擇鏈輪齒數
取小鏈輪齒數，大鏈輪的齒數為。
2. 確定計算功率
得,由圖查得，用雙排鏈，則計算功率為
3.選擇鏈條型號和節(jié)距
根據，可選。查表，鏈條節(jié)距為。
4.計算鏈節(jié)數和中心距
初選中心距。取。相應的鏈長節(jié)數為
取鏈長節(jié)數節(jié)。
得到中心距計算系數，則傳動的最大中心距為
5.計算鏈速，確定潤滑方式
查和鏈號，查圖可知采用定期人工潤滑。
（6）計算壓軸力
有效圓周力為：
鏈輪水平布置時的壓軸力系數,則壓軸力為：
3.3 主軸設計與計算
3.3.1 軸的計算過程
1.初步估算軸的直徑
選取45號鋼作為攪拌機主軸的材料，調制處理，查表得=640，由表查得材料的許用應力：，由公式
式中 ——軸傳遞的功率，kW；
N——軸的轉速，r/min；
A——取決于軸材料的許用扭矩切應力的系數。
查表得知A=115。
計算軸的最小直徑并加大已考慮鍵槽的影響。
則：
在軸的最細部分軸的直徑取60mm。
（2）軸結構的設計
確定各軸段直徑和長度
圖3 軸的結構件圖
第一段軸的直徑取，根據攪拌機的結構不需要軸的長度太長取為。所以第二段軸的直徑應比第一段軸的直徑稍大一些，根據實際情況取第二段軸的直徑。因為要考慮到軸承的安裝，聯軸器與軸承蓋之間還要有一定空隙，第二段軸的長度取為。根據軸承的安裝尺寸以及軸承的定位要求，確定第三段軸的直徑為，由于攪拌機的攪拌軸總長度比較長，為使平衡性和軸的安全系數高，取第三段軸的長度。又因為第四段軸上要安裝第二個軸承，所以第四段軸的直徑應和第二段軸的直徑相同，。該段軸的上方要安裝攪拌機的筒體，此處軸段長度適中即可，取。最后一段軸上要安裝攪拌裝置，根據攪拌機的筒體結構，取這一段軸的直徑，長度.
至此，軸的各段直徑和長度已基本確定。
3.3.2 鍵與軸承的選擇
為滿足軸上零件的周向定位要求，鏈輪與軸采用平鍵連接，根據軸段的公稱直徑選第一段軸與從動鏈輪之間的鍵按，平鍵截面，h=1811，鍵長。減速器低速軸伸出段與主動鏈輪相連，其中的鍵由減速器軸，選擇，則選h=1811mm，長。減速器高速軸與主動帶輪連接處的鍵根據d1=40mm，l1=82mm，選，長。電動機伸出軸與主動帶輪連接處的鍵由電動機軸d0=38mm，選擇此處的鍵為選h=108，長L=65mm。
與攪拌裝置連接處的軸段也是用鍵將軸與軸套連接的。這一段軸段較長為了穩(wěn)固采用兩個鍵連接。由d5=60mm，L5=60mm選擇鍵，鍵寬鍵高，鍵長L=56mm鍵槽用鍵槽銑刀加工。
軸承的選擇：初步選擇滾動軸承，因為軸承要既能承受徑向力又能承受軸向力的作用，根據這些要求選用圓錐滾子軸承，參照工作要求，并根據d2=70mm由GB/T297-1995軸承產品目錄中初步選取圓錐滾子軸承型號30214。尺寸為。圓錐滾子軸承的定位是由過度配合來保證的，此處選軸承的直徑尺寸公差為。
確定軸上圓角和倒角尺寸。
參考文獻[6]表，取軸端倒角。各軸肩處的圓角半徑見圖3-3。
3.3.3 軸的強度校核
求軸上的載荷：攪拌軸受到扭轉作用而發(fā)生扭轉，軸上各段都有受到力矩的影響，選擇其中受力較大，應力較集中的截面[18]。
1.受力分析
軸上傳遞的轉矩：
所受圓周力：
所受的軸向力：因為軸是豎直的所以軸向力
徑向力：
，
2.計算支反力
=29.76N
=18.49N
=76N
=47.23N
=2973
=7592.4
=8154
按彎矩扭合成應力校核軸的強度
進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度。根據參考文獻[6]式及上表中的數據，以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)應變力，取，軸的計算應力：
=0.379MPa
表3-3危險截面載荷值
載荷
水平面
垂直面
支反力
彎矩
扭矩
總彎矩
之前已選定軸的材料為鋼，調質處理，查得。因此，所以此軸是安全的。
圖3-4受力分析圖
3.3.4 軸承組合的設計
軸承組合的設計應從結構上保證軸系的固定、游動和游隙的調整。常用的結構有兩端固定和一端固定、一端游隙兩種[19]。
（1）因為本次攪拌機設計的是懸臂軸，采用兩端固定的結構。這種結構在軸承支點跨距小于300mm時，常用兩端固定的軸系結構，用端蓋頂住兩軸承外圈的外側，內側采用軸肩定位，其結構簡單，但應留有適量的軸向間隙，避免工作中因軸系熱伸長而引起的熱應力，并保證軸承靈活運轉。
為便于加工和裝配，取用的軸承外徑相同，并采用套杯結構。
（2）潤滑和密封
軸承的潤滑：潤滑分為脂潤滑和油潤滑。由于攪拌機的轉速較低，可采用脂潤滑。脂潤滑的結構簡單，易于密封。
軸承的密封：軸伸端密封方式有接觸式和非接觸式兩種。橡膠油封是接觸式中性能較好的一種，可用于油潤滑或脂潤滑的軸承中，此處密封采用形橡膠油封裝置[20]。
第4章 結論
1. 攪拌機的結構方案分析與總體設計
本攪拌機的結構是由機架、攪拌裝置、傳動系統(tǒng)所主成。 機架是整個設備的支撐部分，由槽鋼和鋼管焊接而成。攪拌裝置由攪拌筒、攪拌軸、攪拌鏟片所主成，攪拌鏟片固定在攪拌臂上，并且與攪拌軸主成一體，攪拌鏟與攪拌筒底間隙可微量調整。傳動系統(tǒng)由電動機、減速器、帶傳動、鏈傳動所組成。
2. 攪拌裝置的設計
攪拌裝置是安裝在軸套上的鏟片式葉片，葉片隨軸的旋轉而轉動，對筒內物料進行攪拌，是物料混合均勻，攪拌臂向上伸出，可起到攪拌上方物料的作用。
3. 傳動系統(tǒng)的設計
傳動系統(tǒng)是由V帶傳動和鏈傳動來傳遞運動的。電動機輸出轉速通過V帶傳動傳遞到減速器，減速器又通過鏈傳動將轉速傳遞給攪拌機的主軸，主軸帶動軸套轉動，從而使攪拌葉片旋轉，來完成攪拌的工作。
致 謝
這次畢業(yè)設計首先要感謝老師在設計的過程中給我的指導和督促，于老師給我指出了正確的設計方向，為我解答了一系列的疑難問題，指導我的思想，引導我的設計思路，在歷經一個多月的設計過程中，一直熱心輔導，避免在設計過程中走彎路。還要感謝同學們在設計過程中的互相幫忙，在此，我忠心的向他們表示誠摯的感謝和敬意！
還要感謝我的父母對我無微不至的照顧與關懷，感謝他們對我的包容與理解。
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