建筑混凝土攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS】

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[2] 陳宜通著，混凝土機(jī)械，中國(guó)建筑材料工業(yè)出版社[M].2002. [3] 寇長(zhǎng)青，工程機(jī)械基礎(chǔ)，西南交通大學(xué)出版社[M].2001. [4] 黃長(zhǎng)禮，混凝土機(jī)械，機(jī)械工業(yè)出版社，2001. [5] 馮忠緒，混凝土攪拌理論與設(shè)備，人民交通出版社，2001. [6] 商品混凝土機(jī)械，鄧愛(ài)民編著，2000年02月第1版. [7] 陳工宇. 攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)[M].上海；上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1985：78-79. [8] 鄭文緯,吳克堅(jiān)主編.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，2003. 任務(wù)下達(dá)人（簽字） 年 月 日 任務(wù)接受人意見(jiàn) 任務(wù)接受人簽名 年 月 日 注：1、此任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師填寫(xiě)，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。 2、此任務(wù)書(shū)須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開(kāi)始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。 3、此任務(wù)書(shū)一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。 建筑混凝土攪拌機(jī)的設(shè)計(jì) 楊南南 （塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300） 摘 要：本設(shè)計(jì)的主要機(jī)型是自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)。它是小型工程建筑混凝土攪拌機(jī)的一種，自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)能攪拌輕骨料混凝土，能使混凝土達(dá)到強(qiáng)烈的攪拌作用，攪拌非常均勻，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好，成本低。它是目前國(guó)內(nèi)比較新型的攪拌機(jī)，整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、外型美觀、便于運(yùn)輸。其主要組成結(jié)構(gòu)包括：攪拌設(shè)備，攪拌傳動(dòng)系統(tǒng)，上料機(jī)構(gòu)，供水系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)等。主要設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容是自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要包括：整體結(jié)構(gòu)方案的確定、攪拌桶外形尺寸的確定、電機(jī)的選擇、上料機(jī)構(gòu)的設(shè)定、減速器的設(shè)計(jì)；聯(lián)軸器的選擇以及完成機(jī)架總成圖及零部件圖。 關(guān)鍵詞：混凝土攪拌機(jī)；雙錐反轉(zhuǎn)；自落式 0 引言 0 引言 0 引言 從攪拌的目的和機(jī)理出發(fā)，了解并掌握混凝土攪拌機(jī)的制造、各個(gè)部件組件后的運(yùn)行、以及攪拌混合混凝土過(guò)程，盡力為以后混凝土攪拌機(jī)的發(fā)展提供更好的數(shù)據(jù)以及裝配設(shè)計(jì)。 水泥漿是當(dāng)今用量較大的建筑材料，廣泛地用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國(guó)防、水利、市政和民用等基本建設(shè)工程中，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)占有重要地位。攪拌作為水泥漿生產(chǎn)工藝中關(guān)鍵的一道工序，由相應(yīng)的水泥漿攪拌機(jī)來(lái)實(shí)施完成，目前它已成為各種工程施工中必不可少的施工設(shè)備。而大型智能化高效優(yōu)質(zhì)水泥漿攪拌機(jī)既可快速、大量地進(jìn)行水泥漿的攪拌作業(yè)，又不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。水泥漿攪拌機(jī)能替代人工進(jìn)行水泥漿攪拌工作，具有攪拌速度快、攪拌均勻、省工省時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，解決了人工攪拌水泥漿易結(jié)塊和沉淀的難題。本研究既是對(duì)現(xiàn)有攪拌機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的深入探討，也是進(jìn)一步的技術(shù)提升和創(chuàng)新，對(duì)今后水泥漿攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品水平的提高都具有一定的實(shí)用價(jià)值。它的重要意義在于利用高新技術(shù)提升水泥漿機(jī)械行業(yè)水平和國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)施工水平以及推動(dòng)攪拌機(jī)設(shè)備性能的全面提高，使其達(dá)到國(guó)際同行業(yè)的設(shè)備水平。 1建筑混凝土攪拌機(jī)分類 按工作性質(zhì)分間歇式(分批式)和連續(xù)式；按攪拌原理分自落式和強(qiáng)制式；按安裝方式分固定式和移動(dòng)式；按出料方式分傾翻式和非傾翻式；按拌筒結(jié)構(gòu)形式分梨式、鼓筒式、雙錐、圓盤(pán)立軸式和圓槽臥軸式等?；炷翑嚢铏C(jī) 1、按工作性質(zhì)分：周期性工作攪拌機(jī)、連續(xù)性工作攪拌機(jī)。2、按攪拌原理分：自落式混凝土攪拌機(jī)；強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)。3、按攪拌桶形狀分：鼓筒式；錐式；圓盤(pán)式。另外，攪拌機(jī)還分為裂筒式和圓槽式（即臥軸式）攪拌機(jī)。 2建筑混凝土攪拌機(jī)結(jié)構(gòu) 自落式攪拌機(jī)依靠被拌筒提升到一定高度的物料的自落完成攪拌。由于各物料顆粒下落的高度、時(shí)間、速度、落點(diǎn)和滾動(dòng)距離不同，從而物料各顆粒相互穿插、滲透、擴(kuò)散，最后達(dá)到均勻混合。自落式攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，維護(hù)簡(jiǎn)單，功率消耗小，拌筒和葉片磨損輕，但攪拌強(qiáng)度不高，生產(chǎn)效率低，攪拌質(zhì)量不易保證。種攪拌機(jī)適于拌制普通塑性混凝土，廣泛應(yīng)用于中小型建筑工地。 建筑混凝土攪拌機(jī)整體結(jié)構(gòu)如圖1-1所示 1. 聯(lián)軸器 2.進(jìn)料斗 3.帶輪 4.減速器 5.鏈條 6.軸承 7.拖輪 8.葉片 9.滾筒 圖1-1錐型反轉(zhuǎn)出料式混凝土攪拌機(jī) 3建筑混凝土攪拌機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析 本實(shí)用新型旨在提供一種，設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；操作方便靈活、不受場(chǎng)地限制、排料徹底、便于清洗攪拌罐、直接投料的立式混凝土攪拌機(jī)。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在支架上設(shè)有中部帶有軸承座的側(cè)部與支架的支承腿平行的轉(zhuǎn)動(dòng)托架，在轉(zhuǎn)動(dòng)托架的軸承座內(nèi)通過(guò)軸桿插座有攪拌罐，在支架一側(cè)的支承腿的外側(cè)設(shè)有布有手柄卡口的角度盤(pán)及通過(guò)軸桿設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)托架軸桿上的手柄。 操作時(shí)將沙、石、水泥和水倒入攪拌罐內(nèi)，并啟動(dòng)電機(jī)，通過(guò)傳動(dòng)齒輪和拖輪使攪拌罐旋轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌，同時(shí)根據(jù)攪拌罐內(nèi)所裝物料的多少和攪拌情況將手柄推入角度盤(pán)的不同角度的手柄卡口內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)攪拌罐的攪拌角度。當(dāng)需排料時(shí)，扳動(dòng)手柄使轉(zhuǎn)動(dòng)托架轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)至攪拌罐內(nèi)的混凝土處于被排放的位置，當(dāng)攪拌罐內(nèi)的混凝土被排完后，將手柄放回到使攪拌罐處于所需要的投料角度，然后再進(jìn)行下一次攪拌工作。其攪拌罐的翻轉(zhuǎn)角度為3600°，當(dāng)需停止工作時(shí)，將電機(jī)電源切斷。 4設(shè)計(jì)總體方案的確定 混凝土攪拌機(jī)主要由傳動(dòng)系統(tǒng)、攪拌裝置、攪拌罐等組成。該產(chǎn)品的主要機(jī)構(gòu)主要有以下幾部分組成： （1）電機(jī)、減速機(jī)主要由皮帶連接在一起。攪拌罐至于支架上，攪拌罐可與支架分離。 （2）攪拌系統(tǒng)由攪拌罐，攪拌軸組成，完成物料的攪拌工作。 最終設(shè)計(jì)方案確定為： 經(jīng)過(guò)對(duì)混凝土攪拌機(jī)的類型選擇。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分析與執(zhí)行機(jī)構(gòu)分析，最終擬定了以下方案： 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、圓柱直齒輪傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比u、皮帶輪單級(jí)傳動(dòng)比）。然后估算電動(dòng)機(jī)至攪拌軸間的傳動(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4 5 5=100，大于本次設(shè)計(jì)所需要的最大傳動(dòng)比。 方案2：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3 5=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。 1.攪拌筒 2.聯(lián)軸器 3.減速器 4.電動(dòng)機(jī) 圖3-1 攪拌筒 5結(jié)論 雙錐反轉(zhuǎn)自落式混凝土攪拌機(jī)利用物料顆粒下落的高度、時(shí)間、速度和滾動(dòng)距離不同，從而達(dá)到均勻混合的目的。 該畢業(yè)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，維護(hù)簡(jiǎn)單，噪聲小，功率消耗小，拌筒和葉片磨損輕，料斗上升下落較穩(wěn)定，又因?yàn)檫\(yùn)用液壓提升式上料，所以安全性能較之其他攪拌機(jī)高。這種自落式攪拌機(jī)適用于中小型建筑工地。 該畢業(yè)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是由于使用液壓提升式上料機(jī)構(gòu)，所以對(duì)于這塊如果出現(xiàn)故障需要維修難度會(huì)更大，而其他攪拌機(jī)出現(xiàn)故障修理較方便，但安全性能不高。所以綜合考慮后選擇了這款雙錐反轉(zhuǎn)液壓提升自落式混凝土攪拌機(jī)。 參考文獻(xiàn)： 4總結(jié) 雙錐反轉(zhuǎn)自落式混凝土攪拌機(jī)利用物料顆粒下落的高度、時(shí)間、速度和滾動(dòng)距離不同，從而達(dá)到均勻混合的目的。 該畢業(yè)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，維護(hù)簡(jiǎn)單，噪聲小，功率消耗小，拌筒和葉片磨損輕，料斗上升下落較穩(wěn)定，又因?yàn)檫\(yùn)用液壓提升式上料，所以安全性能較之其他攪拌機(jī)高。這種自落式攪拌機(jī)適用于中小型建筑工地。 該畢業(yè)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是由于使用液壓提升式上料機(jī)構(gòu)，所以對(duì)于這塊如果出現(xiàn)故障需要維修難度會(huì)更大，而其他攪拌機(jī)出現(xiàn)故障修理較方便，但安全性能不高。所以綜合考慮后選擇了這款雙錐反轉(zhuǎn)液壓提升自落式混凝土攪拌機(jī)。 參考文獻(xiàn)： [1] 馮辛安. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999. 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Product Engineering.，Aug. 1979. 16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 建筑混凝土攪拌機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 楊南南 學(xué) 號(hào) 8031212412 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 16-4 指導(dǎo)教師 李傳峰 日 期 2016.05 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制 前 言 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，基礎(chǔ)性建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和生產(chǎn)自動(dòng)化更多的用于生產(chǎn)，建筑機(jī)械在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著越來(lái)越重要的作用?；炷翑嚢铏C(jī)設(shè)備是建筑機(jī)械中的一個(gè)重要代表，它是混凝土生產(chǎn)中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。攪拌機(jī)在現(xiàn)代建筑工程中有著廣泛的應(yīng)用，它不僅減輕了工人的勞動(dòng)力，還保證了混凝土工程的質(zhì)量。由于混凝土攪拌設(shè)備的工作對(duì)象是砂石和水泥、石頭等混合料，并且用量大，工作環(huán)境惡劣。因此混凝土攪拌設(shè)備在高技術(shù)、高效能、自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展有很大的必要性。 攪拌是使兩種或者兩種以上的不同物質(zhì)在彼此直接相互擴(kuò)散，從而達(dá)到均勻混合的目的?；炷翑嚢铏C(jī)在攪拌過(guò)程中，通過(guò)攪拌桶的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)攪拌葉片對(duì)桶內(nèi)砂石、水泥等物料進(jìn)行翻轉(zhuǎn)、擠壓等攪拌操作，使物料在相對(duì)劇烈運(yùn)動(dòng)中得到充分的攪拌。 本設(shè)計(jì)的主要機(jī)型是自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)。它是小型工程建筑混凝土攪拌機(jī)的一種，自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)能攪拌輕骨料混凝土，能使混凝土達(dá)到強(qiáng)烈的攪拌作用，攪拌非常均勻，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好，成本低。它是目前國(guó)內(nèi)比較新型的攪拌機(jī)，整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、外型美觀、便于運(yùn)輸。其主要組成結(jié)構(gòu)包括：攪拌設(shè)備，攪拌傳動(dòng)系統(tǒng)，上料機(jī)構(gòu)，供水系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)等。主要設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容是自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要包括：整體結(jié)構(gòu)方案的確定、攪拌桶外形尺寸的確定、電機(jī)的選擇、上料機(jī)構(gòu)的設(shè)定、減速器的設(shè)計(jì)；聯(lián)軸器的選擇以及完成機(jī)架總成圖及零部件圖。 關(guān)鍵詞：混凝土；攪拌機(jī)；自落式；雙錐反轉(zhuǎn) 目 錄 1引言 1 2混凝土的設(shè)計(jì)要求 2 2.1攪拌機(jī)的選型 2 2.2原始數(shù)據(jù) 4 2.3設(shè)計(jì)的總體要求 4 3總體設(shè)計(jì)方案確定 4 3.1總體設(shè)計(jì)方案 4 3.2攪拌桶設(shè)計(jì) 5 4傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇 6 4.1電動(dòng)機(jī)的選擇 6 4.2減速器的選擇 8 4.3軸的校核 12 4.4聯(lián)軸器 13 4.5軸承的選擇 14 5其他系統(tǒng)的選擇 14 5.1供水系統(tǒng) 14 5.2液壓系統(tǒng) 15 5.3料斗的設(shè)計(jì) 15 5.4底架的設(shè)計(jì) 16 5.5摩擦傳動(dòng) 16 總 結(jié) 17 致 謝 18 參考文獻(xiàn) 19 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1引言 1.1課題的目的與意義 從攪拌的目的和機(jī)理出發(fā)，了解并掌握混凝土攪拌機(jī)的制造、各個(gè)部件組件后的運(yùn)行、以及攪拌混合混凝土過(guò)程，盡力為以后混凝土攪拌機(jī)的發(fā)展提供更好的數(shù)據(jù)以及裝配設(shè)計(jì)。 水泥漿是當(dāng)今用量較大的建筑材料，廣泛地用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國(guó)防、水利、市政和民用等基本建設(shè)工程中，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)占有重要地位。攪拌作為水泥漿生產(chǎn)工藝中關(guān)鍵的一道工序，由相應(yīng)的水泥漿攪拌機(jī)來(lái)實(shí)施完成，目前它已成為各種工程施工中必不可少的施工設(shè)備。而大型智能化高效優(yōu)質(zhì)水泥漿攪拌機(jī)既可快速、大量地進(jìn)行水泥漿的攪拌作業(yè)，又不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。水泥漿攪拌機(jī)能替代人工進(jìn)行水泥漿攪拌工作，具有攪拌速度快、攪拌均勻、省工省時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，解決了人工攪拌水泥漿易結(jié)塊和沉淀的難題。本研究既是對(duì)現(xiàn)有攪拌機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的深入探討，也是進(jìn)一步的技術(shù)提升和創(chuàng)新，對(duì)今后水泥漿攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品水平的提高都具有一定的實(shí)用價(jià)值。它的重要意義在于利用高新技術(shù)提升水泥漿機(jī)械行業(yè)水平和國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)施工水平以及推動(dòng)攪拌機(jī)設(shè)備性能的全面提高，使其達(dá)到國(guó)際同行業(yè)的設(shè)備水平。 1.2建筑混凝土攪拌機(jī)在國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析 19世紀(jì)40年代，在德、美、俄等國(guó)家出現(xiàn)了以蒸氣機(jī)為動(dòng)力源的自落式攪拌機(jī)，其攪拌腔由多面體狀的木制筒構(gòu)成，一直到19世紀(jì)80年代，才開(kāi)始用鐵或鋼件代替木板，但形狀仍然為多面體。1888年法國(guó)申請(qǐng)登記了第一個(gè)用于修筑戰(zhàn)前公路的混凝土攪拌機(jī)專利。20世紀(jì)初，圓柱形的拌筒自落式攪拌機(jī)才開(kāi)始普及。形狀的改進(jìn)避免了混凝土在拌筒內(nèi)壁上的凝固沉積，提高了攪拌質(zhì)量和效率。1903年德國(guó)在斯太爾伯格建造了世界上第一座水泥混凝土的預(yù)拌工廠。1908年，在美國(guó)出現(xiàn)了第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的攪拌機(jī)，隨后電動(dòng)機(jī)則成為主要?jiǎng)恿υ础?913年，美國(guó)開(kāi)始大量生產(chǎn)預(yù)拌混凝土，到1950年，亞洲大陸的日本開(kāi)始用攪拌機(jī)生產(chǎn)預(yù)拌混凝土。在這期間，仍然以各種有葉片或無(wú)葉片的自落式攪拌機(jī)的發(fā)明與應(yīng)用為主。自落式攪拌機(jī)依靠被拌筒提升到一定高度的物料的自落完成攪拌。由于各物料顆粒下落的高度、時(shí)間、速度、落點(diǎn)和滾動(dòng)距離不同，從而物料各顆粒相互穿插、滲透、擴(kuò)散，最后達(dá)到均勻混合。自落式攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，維護(hù)簡(jiǎn)單，功率消耗小，拌筒和葉片磨損輕，但攪拌強(qiáng)度不高，生產(chǎn)效率低，攪拌質(zhì)量不易保證。此種攪拌機(jī)適于拌制普通塑性混凝土，廣泛應(yīng)用于中小型建筑工地。按拌筒形狀和卸料方式的不同，有鼓筒式攪拌機(jī)、雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)、雙錐傾翻出料攪拌機(jī)和對(duì)開(kāi)式攪拌機(jī)等，其中鼓簡(jiǎn)式攪拌機(jī)技術(shù)性能落后，已于1987年被我國(guó)建設(shè)部列為淘汰產(chǎn)品。隨著多種商品混凝土的廣泛使用以及建筑規(guī)模的大型化、復(fù)雜化和高層化對(duì)混凝土質(zhì)量、產(chǎn)量不斷提出的更高要求，有力地促進(jìn)了混凝土攪拌設(shè)備在使用性能和技術(shù)水平方面的發(fā)展。各國(guó)研究人員開(kāi)始從混凝土攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、傳動(dòng)方式、攪拌腔襯板材料以及攪拌生產(chǎn)20世紀(jì)40年代后期，德國(guó)ELBA公司最先發(fā)明了強(qiáng)制式攪拌機(jī)，和自落式攪拌工藝等方面進(jìn)行改進(jìn)和探索。強(qiáng)制式攪拌機(jī)與自落式攪拌機(jī)相比，強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌作用強(qiáng)烈，攪拌質(zhì)量好，攪拌效率高，但拌筒和葉片磨損大，功耗增大。此種攪拌機(jī)適于拌制干硬性、輕骨料混凝土以及特種混凝土和專用混凝土，多用于施工現(xiàn)場(chǎng)的混凝土攪拌站和預(yù)拌混凝土攪拌樓。隨著技術(shù)的發(fā)展，強(qiáng)制式攪拌機(jī)在德國(guó)、美國(guó)、意大利、日本等企業(yè)發(fā)展迅速，目前已形成系列產(chǎn)品。比如德國(guó)的EMC系列、EMS系列攪拌站和UBM系列、EMT系列攪拌樓，意大利的MAO系列攪拌站、MSO系列大型攪拌基地等。 我國(guó)混凝土攪拌設(shè)備的生產(chǎn)從20世紀(jì)50年代開(kāi)始。1952年，天津工程機(jī)械廠和上海建筑機(jī)械廠試制出我國(guó)第一代混凝土攪拌機(jī)，進(jìn)料容量為400L和1000L。20世紀(jì)70年代未至80年代初，我國(guó)為適應(yīng)建筑業(yè)商品混凝土大規(guī)模發(fā)展的需要，在引進(jìn)國(guó)外樣機(jī)的基礎(chǔ)上，有關(guān)院所廠家陸續(xù)開(kāi)發(fā)了新一代JZ型雙錐自落式攪機(jī)D型單臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)。其中，JS型雙臥軸攪拌機(jī)在80年代初研制成功。80年代末，我國(guó)混凝土攪拌產(chǎn)品開(kāi)發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向商品混凝土成套設(shè)備，研制出了10多種混凝土攪拌樓（站）。經(jīng)過(guò)引進(jìn)吸收、自主開(kāi)發(fā)等幾個(gè)階段，到本世紀(jì)初，國(guó)內(nèi)混凝土攪拌機(jī)技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展，在產(chǎn)品規(guī)格和生產(chǎn)數(shù)量上，都達(dá)到了一定規(guī)模，出現(xiàn)了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)，逐步形成了一個(gè)具有一定規(guī)模和競(jìng)爭(zhēng)能力的行業(yè)。2006年，我國(guó)生產(chǎn)裝機(jī)容量0．5～6m3的攪拌站2100多臺(tái)，已成為混凝土攪拌設(shè)備的生產(chǎn)大國(guó)。 1.3研究目標(biāo) 從攪拌的目的和機(jī)理出發(fā)，了解并掌握混凝土攪拌機(jī)的制造、各個(gè)部件組件后的運(yùn)行、以及攪拌混合混凝土過(guò)程，盡力為以后混凝土攪拌機(jī)的發(fā)展提供更好的數(shù)據(jù)以及裝配設(shè)計(jì)[6]。 1.4 研究?jī)?nèi)容 （1）對(duì)攪拌機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行對(duì)比，掌握其工作原理，確定其總體設(shè)計(jì)方案； （2）確定傳動(dòng)系統(tǒng)的主要參數(shù)； （3）進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的選擇； （4）進(jìn)行減速器、聯(lián)軸器等主要零部件的設(shè)計(jì)； （5）繪制相應(yīng)的零件圖和裝配。 2混凝土的設(shè)計(jì)要求 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： （1）直立式小型攪拌機(jī)攪拌葉片，如圖2-1所示。 圖2-1 直立式小型攪拌機(jī)攪拌葉片 傳統(tǒng)的直立式水泥攪拌機(jī)是由三個(gè)平板狀，通過(guò)三個(gè)不同尺寸的軸聯(lián)接在一起，實(shí)現(xiàn)攪拌。但是由于從葉片強(qiáng)度、攪拌均勻等方面有些不如人意。改變攪拌葉片傳統(tǒng)的形狀，設(shè)計(jì)成一個(gè)楔形。并將葉片尺寸設(shè)計(jì)稍厚，從而達(dá)到減少攪拌阻力，提高攪拌強(qiáng)度的效果。并將葉片通過(guò)螺釘連接，實(shí)現(xiàn)可換，達(dá)到節(jié)約材料效果。這種類型的攪拌機(jī)體型小，價(jià)格便宜，適用于小型建筑工程，但是由于攪拌量有限，生產(chǎn)效率低，上、下料不方便，一般不在大型建筑工程中使用。 （2）錐型反轉(zhuǎn)出料式水泥攪拌機(jī)[9]。如圖2-2所示： 1.聯(lián)軸器 2.進(jìn)料斗 3.帶輪 4.減速器 5.鏈條 6.軸承 7.拖輪 8.葉片 9.滾筒 圖2-2 錐型反轉(zhuǎn)出料式混凝土攪拌機(jī) 本機(jī)的主要特點(diǎn)有結(jié)構(gòu)新穎，具有生產(chǎn)效率高，攪拌質(zhì)量好，重量輕，造型美觀等優(yōu)點(diǎn)是一種比較先進(jìn)的機(jī)械。其特征是在支架上設(shè)有中部帶有軸承座的側(cè)部與支架的支承腿平行的轉(zhuǎn)動(dòng)托架，在轉(zhuǎn)動(dòng)托架的軸承座內(nèi)通過(guò)軸桿插座有攪拌罐。 我所選擇要設(shè)計(jì)的是第二種錐型反轉(zhuǎn)出料移動(dòng)式混凝土攪拌機(jī)。 （1）一種立式混凝土攪拌機(jī)，包括有：供水系統(tǒng)、傳動(dòng)裝置、攪拌與出料裝置、上料機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型涉及一種用于攪拌混凝土的立式混凝土攪拌機(jī)。據(jù)了解，目前用于攪拌混凝土的攪拌機(jī)普遍是帶有上料斗的臥式 攪拌機(jī)，雖然其給攪拌混凝土帶來(lái)了很多好處，存在有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要2次上料及混凝土排放不凈和不便清洗攪拌罐等不足之處。 本實(shí)用新型旨在提供一種，設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；操作方便靈活、不受場(chǎng)地限制、排料徹底、便于清洗攪拌罐、直接投料的立式混凝土攪拌機(jī)。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在支架上設(shè)有中部帶有軸承座的側(cè)部與支架的支承腿平行的轉(zhuǎn)動(dòng)托架，在轉(zhuǎn)動(dòng)托架的軸承座內(nèi)通過(guò)軸桿插座有攪拌罐，在支架一側(cè)的支承腿的外側(cè)設(shè)有布有手柄卡口的角度盤(pán)及通過(guò)軸桿設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)托架軸桿上的手柄。 （2）操作時(shí)將沙、石、水泥和水倒入攪拌罐內(nèi)，并啟動(dòng)電機(jī)，通過(guò)傳動(dòng)齒輪和拖輪使攪拌罐旋轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌，同時(shí)根據(jù)攪拌罐內(nèi)所裝物料的多少和攪拌情況將手柄推入角度盤(pán)的不同角度的手柄卡口內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)攪拌罐的攪拌角度。當(dāng)需排料時(shí)，扳動(dòng)手柄使轉(zhuǎn)動(dòng)托架轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)至攪拌罐內(nèi)的混凝土處于被排放的位置，當(dāng)攪拌罐內(nèi)的混凝土被排完后，將手柄放回到使攪拌罐處于所需要的投料角度，然后再進(jìn)行下一次攪拌工作。其攪拌罐的翻轉(zhuǎn)角度為3600°。當(dāng)需停止工作時(shí)，將電機(jī)電源切斷。 2.2原始數(shù)據(jù) （1）出料容積350L （2）進(jìn)料容積500L （3）攪拌桶轉(zhuǎn)速15 r/min （4）骨料最大粒徑60mm （5）生產(chǎn)率25-30m3 /h 2.3設(shè)計(jì)的總體要求 （1）滿足使用要求 （2）滿足經(jīng)濟(jì)性要求 （3）力求整機(jī)的布局緊湊合理 （4）工業(yè)性要求易操作而實(shí)用 （5）滿足有關(guān)技術(shù)要求 3總體設(shè)計(jì)方案確定 3.1總體設(shè)計(jì)方案 混凝土攪拌機(jī)主要由傳動(dòng)系統(tǒng)、攪拌裝置、攪拌罐等組成。該產(chǎn)品的主要機(jī)構(gòu)主要有以下幾部分組成： （1）電機(jī)、減速機(jī)主要由皮帶連接在一起。攪拌罐至于支架上，攪拌罐可與支架分離。 （2）攪拌系統(tǒng)由攪拌罐，攪拌軸組成，完成物料的攪拌工作。 最終設(shè)計(jì)方案確定為[11]： 經(jīng)過(guò)對(duì)混凝土攪拌機(jī)的類型選擇。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分析與執(zhí)行機(jī)構(gòu)分析，最終擬定了以下方案： 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、圓柱直齒輪傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比u、皮帶輪單級(jí)傳動(dòng)比）。然后估算電動(dòng)機(jī)至攪拌軸間的傳動(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：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3 5=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。 3.2攪拌桶設(shè)計(jì) 1.攪拌筒 2.聯(lián)軸器 3.減速器 4.電動(dòng)機(jī) 圖3-1 攪拌筒 錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)的攪拌筒呈雙錐形，筒內(nèi)中部焊接有與攪拌筒軸線成一定夾角交叉布置的高、低葉片各一對(duì)。低葉片與軸線呈一定夾角，在攪拌時(shí)它使料一部分不斷地推向進(jìn)料端，一部分落在高葉片上或攪拌桶下部。高葉片，由低葉片帶起落到高葉片上的拌和料，被高葉片拋向出料葉片背面，最終也流向拌桶下部，拌桶下部高于低葉片的拌和料被高葉片推向出料葉片的背面。 葉片的安放角和形狀直接影響到拌和料的攪拌效果，目前根據(jù)理論研究和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，一般可取低葉片28°~32°，高葉片45°。進(jìn)料錐角47°~50°，出料錐角30°~33°。雙錐反轉(zhuǎn)出料混凝土攪拌機(jī)在工作時(shí)，攪拌機(jī)功率主要用于克服混凝土物料在攪合時(shí)所產(chǎn)生的偏心距和托輪滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力矩。攪拌時(shí)，物料會(huì)向攪拌筒一側(cè)傾斜，但有少量的物料由于攪拌筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性作用而處于自由落體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，現(xiàn)在假設(shè)物料全部?jī)A斜于一側(cè)[3]。 試求當(dāng)前情況下的攪拌功率。先求出攪拌筒的幾何尺寸，攪拌筒外形簡(jiǎn)圖如上圖3-1。 由《混凝土機(jī)械》查攪拌筒幾何容積，與出料容積 V0/V1=2～4 出料容積V2和進(jìn)料容積V1有＆為出料系數(shù)，對(duì)混凝土一般取0.6-0.7 ＆=V1/V2 （3-1） V2=（0.6～0.7）V1 設(shè)出料V2=350L 所以V1=350/(0.6～0.7)=583～500L 暫時(shí)選V1=560L V0/V1=2～4 V0=1166～2000 暫時(shí)選1500L 由《混凝土機(jī)械》查的進(jìn)料錐角為47°～50°出料錐角為30°～33°所以選擇出料角33°，進(jìn)料角49°。 從省料的角度出發(fā)，當(dāng)攪拌桶容積一定時(shí)，其表面積S最小。 （3-2） 分別帶入40°和45°并計(jì)算 當(dāng)L=-4.0/λ，R=1.61/λ，此時(shí)，W/L=3.53R/L=0.70，L/D=L/2R=1.24 當(dāng)L=-4.0/λ，R=1.62/λ，此時(shí)，W/L=3.41R/L=0.72，L/D=L/2R=1.23 所以，寬長(zhǎng)之比為0.7左右時(shí)所需制造材料最省。由于長(zhǎng)寬之比的值主要由攪拌機(jī)性能決定，因此該值只能作為選擇長(zhǎng)寬比的參考。由以上原則，本設(shè)計(jì)取攪拌機(jī)總長(zhǎng)為1480mm,寬為1050mm。 4傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇 4.1電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)是現(xiàn)代機(jī)械常用的原動(dòng)機(jī)，并且是系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。機(jī)械設(shè)計(jì)中需要根據(jù)工作機(jī)的工作情況和運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力參數(shù)，合理選擇電動(dòng)機(jī)類型，結(jié)構(gòu)形式，傳遞的功率和轉(zhuǎn)速，確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。 電動(dòng)機(jī)有交流、直流電動(dòng)機(jī)之分，工業(yè)上一般采用交流電動(dòng)機(jī)，交流電動(dòng)機(jī)分為異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類，異步電動(dòng)機(jī)又分為籠型和繞線型兩種，而普通籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣泛。如無(wú)特殊需要，一般憂先選用Y型籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，因?yàn)槠溆懈咝А⒐?jié)能、噪音小、振動(dòng)小、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，而且安裝尺寸和功率等級(jí)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，適用于無(wú)特殊要求的多種機(jī)械設(shè)備。 電動(dòng)機(jī)功率的選擇是否合適將直間影響到電動(dòng)機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能。如果選用額定功率小于工作機(jī)所需要的功率，就不能保證工作機(jī)正常工作，甚至使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載造成過(guò)早損害，如果選用額定功率大于工作機(jī)所需要的功率，則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，功率未得到充分的利用。從而增加電能的消耗，造成浪費(fèi)。所以要選擇合適的電動(dòng)機(jī)做為機(jī)器的動(dòng)力源輸出[10]。 攪拌機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率按所需的(單位：kW)計(jì)算公式為： Pd=Pw/? 式中pw—工作機(jī)機(jī)所需工作效率 ? —由電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率 工作效率，應(yīng)由工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算求得： Pw=Mn/9550 （4-1） 式中M為攪拌筒攪拌時(shí)所需的外力據(jù)（N·m） n—攪拌筒轉(zhuǎn)速（r/min） 其中雙錐反轉(zhuǎn)出料棍凝土攪拌機(jī)在工作時(shí)，其攪拌功率主要用于克服混凝土物料在攪拌時(shí)產(chǎn)生的偏心阻力及托輪滾動(dòng)磨擦阻力矩。為討論方便，現(xiàn)假定最惡劣的工作狀況，即全部物料傾向拌筒的一側(cè)，呈斜而，求此種情況下的攪拌功率。 外力矩M的計(jì)算：M=M摩擦+M物料 式中M摩擦—攪拌時(shí)拌合料所產(chǎn)生的偏心阻力矩； M物料—攪拌時(shí)托輪所產(chǎn)生的滾動(dòng)摩擦阻力矩； M物料=G物料Hsina=9.8VρHsinφ 式中G物料為攪合物料質(zhì)量 G物料=Vρ V—攪拌筒容積 p—拌合料容重 ρ=(1.5～1.7)×1000kg/m3 （4-2） H—拌合料重心至拌筒中心的距離，mm； H=b3/12S=2（R1+ tanφ）2/3S-2h/3 （4-3） 因?yàn)榛旌狭显诎柰矁?nèi)為一水面，且以攪拌時(shí)進(jìn)、出料口均不得有溢出為原則，所以討論時(shí)進(jìn)料口、出料口相等，均為h。 進(jìn)料錐內(nèi)拌合物所產(chǎn)生的偏心阻力矩給x以微小增量△x則在X=X+△x平面之間的有效容積微元體△V弓對(duì)X軸的微元阻力矩 △M進(jìn)=9.8△V進(jìn)ρHsinφ （4-4） 積分可得進(jìn)料錐內(nèi)混合料所產(chǎn)生的偏心阻力矩出料錐內(nèi)拌合物所產(chǎn)生的偏心阻力矩由進(jìn)料錐公式可直接得出柱體內(nèi)地混合料所產(chǎn)生的偏心阻力矩為： M柱=9.8△V柱ρHsinφ = （R2-h2）3/2l2ρsinφ 綜上，攪拌時(shí)混合料所產(chǎn)生的總偏心力矩： M物料=M柱+M進(jìn)+M出 （4-5） 所以： M進(jìn)=9.8× [(R1+ tanφ)2-h2]3/2.ρsinφ△ =430.1N·m M出=9.8× [(R2+ tan φ)2-h2]3/2.ρsinφ△ =393.2N·m M柱=（R2-h2）3/2l2ρsinφ=1095N·m Pw=Mn/9550=3.84kW Pd=PW/η=4.61kW 式中f一混凝土與鋼葉片的磨擦系數(shù)f=0.62 ηw—傳動(dòng)效率 ηw=η12η23η34=0.8335 （4-6） η1—聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率，取η1=0.99 η2—齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率，η2=0.97 η3—軸承的傳動(dòng)效率，η3=0.98 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 經(jīng)查表[2] ：一級(jí)開(kāi)式齒輪的傳動(dòng)比ia=3～7，二級(jí)圓拄齒輪減速器的傳動(dòng)比 i=8—40，總的傳動(dòng)比合理范圍為ia=24～280，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的可選范圍為： n=（24～280）×17.5=420～4900r/min 根據(jù)工況和計(jì)算所選電動(dòng)機(jī)為： 表 4-1 電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù) 型號(hào) 額定功率kW 轉(zhuǎn)速r/min 軸徑mm Y100L2-4-JB9619 5.5 1440 28 4.2減速器的選擇 減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)，蝸輪傳動(dòng)或齒輪一蝸輪傳動(dòng)所組合的獨(dú)立部件，常在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之問(wèn)為減速的傳動(dòng)裝置；在少數(shù)情況也用作增速的傳動(dòng)裝置，減速器因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)緊湊，效率較高，傳遞運(yùn)動(dòng)正確可靠，使用維修簡(jiǎn)單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣減速器類型很多，有圓柱齒輪減速器，圓錐齒輪減速器，蝸桿減速器等[8]。 由于考慮到所傳遞的功率和傳動(dòng)比.在本攪拌機(jī)設(shè)計(jì)課題中采用的是二級(jí)圓柱齒輪減速器。 減速器的機(jī)體是用于支持和固定軸系的零件，是保證傳動(dòng)零件的嚙合精度，良好的潤(rùn)滑和密封的重要零件，其重量約占減速器總重量的5倍。因此，機(jī)體結(jié)構(gòu)對(duì)減速器的工作性能，加工工藝，材料消耗，重量及成本等有很大的影響。機(jī)體材料采用灰鐵（HT150或HT200)制造。 支撐零件和聯(lián)接零件都是要根據(jù)零件的要求來(lái)設(shè)計(jì)，因此一般應(yīng)先設(shè)計(jì)算傳動(dòng)零件，確定其尺寸，參數(shù)，材料和結(jié)構(gòu)。 4.2.1一級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) （1）材料的選擇 應(yīng)傳動(dòng)尺寸和批量較小，小齒輪設(shè)計(jì)成齒輪軸，選擇40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241HB-286HB，大齒為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240HB，暫取傳動(dòng)比i=3.8。 （2）確定齒輪主要尺寸 由于采用正常標(biāo)準(zhǔn)齒輪，所以齒頂高系數(shù)ha*取為1，頂隙系數(shù)c*取為0.25，分度圓壓力角度數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值a=20°小齒輪的參數(shù)如下： 分度圓直徑： d1=Z1m=2.5×20=50mm （4-7） d2= Z2m=2.5×76=190mm 中心距： a=m（z1+z2）=240mm （4-8） 齒頂高： hn=1×2.5=2.5mm （4-9） 齒根高： hf=3.125mm （4-10） 齒全高： h=5.625mm 齒頂圓直徑： da1=（20+2）×2.5=55mm （4-11） da2=（76+2）×2.5=195mm 齒根圓直徑： df1=（20-2-0.5）×2.5=43.75mm （4-12） df2=（76-2-0.5）×2.5=183.75mm 齒寬： b1=50mm （4-13） b2=60mm 齒距： P=πm=3.14×2.5=7.85mm （4-14） 齒厚： s=P/2=3.925mm （4-15） 齒槽寬： e=P/2=3.925mm （4-16） 基圓齒距： Pb=Pcos20°=7.375mm （4-17） 法向齒距： Pn=Pb=7.375mm （4-18） 彎曲疲勞極限δFlim： δFlim1=600MPa （4-19） δFlim2=450MPa （4-20） 彎曲系數(shù)壽命YN： YN1=0.95 （4-21） YN2=0.97 尺寸系數(shù)： Yx=1.0 許用彎曲應(yīng)力： [δF1]=456MPa （4-22） [δF2]=349MPa 驗(yàn)算： δF1=107.4MPa< [δF1] δF2=106.88MPa<[δF2] 根據(jù)以上分析，傳動(dòng)在允許的時(shí)間之內(nèi)有效，沒(méi)發(fā)生過(guò)載，故所選齒輪滿足要求。 4.2.2第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) （1）材料的選擇 應(yīng)傳動(dòng)尺寸和批量較小，小齒輪設(shè)計(jì)成齒輪軸，選擇40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為280HB，大齒為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240HB，暫取傳動(dòng)比i=3.09。 （2）確定齒輪主要尺寸 由于采用正常標(biāo)準(zhǔn)齒輪，所以齒頂高系數(shù)ha*取為1，頂隙系數(shù)c*取為0.25，分度圓壓力角度數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值a=20°小齒輪的參數(shù)如下： 分度圓直徑： d1=Z1m=2.5×30=75mm d2=Z2m=2.5×93=232.5mm 中心距： a=m（z1+z2）=153.75mm 齒頂高： hn=1×2.5=2.5mm 齒根高： hf=3.125mm 齒全高： h=5.625mm 齒頂圓直徑： da1=（30+2）×2.5=55mm da2=（93+2）×2.5=195mm 齒根圓直徑： df1=（30-2-0.5）×2.5=68.75mm df2=（93-2-0.5）×2.5=226.25mm 基圓直徑： db1=d1cosα=70.485mm db2=d2cosα=218.5mm 齒寬： b1=85mm，b2=75mm 齒距： P=πm=3.14×2.5=7.85mm 齒厚： s=P/2=3.925mm 齒槽寬： e= P/2=3.925mm 基圓齒距： Pb=Pcos20°=7.375mm 法向齒距： Pn=Pb=7.375mm （3）齒根接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算： 載荷系數(shù)K： K= KAKvKFαKFβ=2.74 齒形系數(shù)YFa： YFa1=2.6 YFa2=2.3 應(yīng)力修正系數(shù)YSa： YSa1=1.6，YSa2=1.8 彎曲疲勞極限： δFlim1=600Mpa δFlim2=450Mpa 彎曲最小安全系數(shù)SFlim： SFlim=1.25 彎曲系數(shù)壽命YN： YN1=0.95，YN2=0.97 尺寸系數(shù)： Yx=1.0 許用彎曲應(yīng)力： [δF1]=456Mpa [δF2]=349Mpa 驗(yàn)算： δF1=107.4Mpa< [δF1] δF2=106.88Mpa<[δF2] 根據(jù)以上分析，傳動(dòng)在允許的時(shí)間之內(nèi)有效，沒(méi)發(fā)生過(guò)載，故所選齒輪滿足要求。 4.3軸的校核 軸的最小直徑按公式mm。 可確定各軸的基本尺寸，可確定低速級(jí)和中間軸為齒輪軸最小軸徑分別為d1≥25.19mm，d2≥26.29mm，高速軸最小軸徑d2≥38mm。 在此對(duì)中間齒輪軸進(jìn)行校核 齒輪軸材料選擇，在二級(jí)齒輪減速器傳動(dòng)中，減速器的軸采用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由《機(jī)械手冊(cè)》查表得： δB=650MPa，δS=360MPa，δ-1=300MPa，[δB]=650MPa 己知中間軸的輸出功率為5.072kW，轉(zhuǎn)速為378.9r/min，齒輪軸受力計(jì)算分析 作用力的計(jì)算T: T=9.55×106×5.09/378.9=130458N·mm （4-23） 齒輪Z2的圓周力： Ft2=2T/d2=130458/190=1373.2N （4-24） 齒輪Z2的徑向力： Fr3= Ft2tan20°=3071.62N （4-25） 齒輪Z3的圓周力： Ft3=2T/d3=130458/85=1534.8N （4-26） 齒輪Z3的徑向力： Fr3= Ft2tan20°/cos9.36=3078.07N （4-27） 水平面支承反力及彎矩： Rcy=444.2N Rdy=3847.4N （4-28） 彎矩： MAY=777.7×35=27219.5 N·mm MBY=3072.1×52.5=161285.25N·mm MCY=6867×67.5=463522.5 N·mm MDY=2929×67.5=197707.5N·mm （4-29） 乖直面支承反力及彎矩,支承反力： RCH=1274N·mm RDH=347.5 N·mm （4-30） 彎矩計(jì)算： MAF=535×347.5=185912.5N·mm MBF=42×1274=53508 N·mm （4-31） 合成彎矩： MA=213139.4N·mm MB= 212665.5N·mm MC= 460090N·mm MD= 152829.4N·mm （4-32） 應(yīng)力校核系數(shù)α： α=δ-1/[δB]=300/650=0.46 （4-33） 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩： T=0.46×130458=60010.68N·mm 當(dāng)量彎矩在大齒輪軸勁中間截面處： M1=220969 N·mm 在右軸勁中間截面處： M2=164188.8N·mm 校核軸頂： d1=32.1mm d2=29.3mm 經(jīng)校核較合適無(wú)需調(diào)整。其他軸按同樣方法校核。 4.4聯(lián)軸器 聯(lián)軸器是聯(lián)接兩軸使之一同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩的一種。 聯(lián)軸器可分為剛性和撓性，剛性聯(lián)軸器適用于兩軸能嚴(yán)格對(duì)中并在作中不發(fā)生相對(duì)位移的地方，撓性聯(lián)軸器適用于兩軸有偏移的地方。剛性聯(lián)軸器中又可分為凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器和夾殼聯(lián)軸器，其中凸緣聯(lián)軸器是應(yīng)用最廣的一種，這種聯(lián)軸器主要由兩個(gè)分裝在軸端的半聯(lián)軸器和聯(lián)接它們的螺栓組成。 凸緣聯(lián)軸器對(duì)中精度可靠，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，但要求兩軸通軸度較好，主要用于載荷平穩(wěn)的聯(lián)接中。故在此我選用此種聯(lián)軸器。 在高速級(jí)，因電動(dòng)機(jī)Y100L2-4-JB9619的軸徑為mm，故選用標(biāo)準(zhǔn)凸緣聯(lián)軸器GB/6069-2002,軸孔32mm,軸孔長(zhǎng)82mm。在低速級(jí)，可選用標(biāo)準(zhǔn)凸緣聯(lián)軸器YL10，軸孔45mm，軸孔長(zhǎng)112mm。聯(lián)軸器可以在機(jī)器停車后用拆卸的方法才能把兩軸分離。 4.5軸承的選擇 常用的滾動(dòng)軸承有深溝球軸承、圓錐滾子軸承、角接觸球軸承。其類型和特性如下： 圓錐滾子軸承：極限轉(zhuǎn)速中，允許角偏差2°；主要特性應(yīng)用：能承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷，應(yīng)為線接觸，承載能力大于角接觸軸承，內(nèi)外圈可分離，裝載方便，通常成對(duì)使用。 深溝球軸承：極限轉(zhuǎn)速高，允許角偏差8~16°；主要特征：主要承受徑向載荷，同時(shí)也能承受一定量的軸向載荷。當(dāng)轉(zhuǎn)速很高而軸向載荷不大的時(shí)候，可代替推力球軸承，承受純軸向載荷，當(dāng)承受純軸向載荷時(shí)，a=0。 角接觸球軸承：極限轉(zhuǎn)速高，允許角偏差2~10°，主要特性運(yùn)用：能同時(shí)承受徑向軸向聯(lián)合載荷，公稱接觸角越大，軸向承受能力越大。通常成對(duì)使用，可以分裝與兩個(gè)支點(diǎn)或同裝于一個(gè)支點(diǎn)上。根據(jù)上面比較及減速器的計(jì)算要求，選用6208深溝球軸承。 5其他系統(tǒng)的選擇 5.1供水系統(tǒng) 供水系統(tǒng)由電機(jī)、水泵、調(diào)節(jié)閥和管路組成，如下圖5-1所示。 電機(jī)通電后水泵即可將水直接注入拌筒，并通過(guò)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)水的流量，（出廠時(shí)流量已調(diào)整合適）。攪拌所需的水量，是通過(guò)電氣箱內(nèi)的時(shí)間繼電器直接控制水泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的。用戶也可按給定時(shí)間流量關(guān)系圖（圖5-2）選擇要求水量所需時(shí)間。供水時(shí)，按下按鈕，水泵啟動(dòng)，達(dá)到規(guī)定時(shí)間后，供水電路自動(dòng)切斷。按下旋轉(zhuǎn)按鈕，再按水泵啟動(dòng)按鈕，可以連續(xù)供水，推進(jìn)沖洗管，接上水管，可以沖洗攪拌機(jī)。 1.電動(dòng)機(jī) 2.調(diào)節(jié)閥 3.水泵 圖5-1 供水系統(tǒng) 圖5-2 時(shí)間--流量曲線 5.2液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)由齒輪泵、油箱、液壓缸、換向閥、單向閥等組成。將油箱內(nèi)的液壓油送入提升油缸的上腔，使料斗上升。結(jié)構(gòu)如下圖5-3所示： 圖5-3 液壓原理圖 5.3料斗的設(shè)計(jì) 由上面可知 出料容量V1=350L 則進(jìn)料容量V2=560L 取料斗的長(zhǎng)，寬，高分別為900mm，600mm，350mm 則料斗的容量V0=720L≥560L 即所取尺寸符合要求，簡(jiǎn)圖如下： 圖5-4 料斗 5.4底架的設(shè)計(jì) 自落式攪拌機(jī)的傳動(dòng)裝置通過(guò)底架裝在整個(gè)機(jī)器上，底架內(nèi)應(yīng)留有足夠位置容納聯(lián)軸器、減速器等部件，并保證安裝操作所需要的空間。本設(shè)計(jì)中采用冷彎等邊槽鋼骨焊接而成的骨架機(jī)構(gòu)，槽鋼主要用于建筑機(jī)構(gòu)、車輛制造和其他工業(yè)結(jié)構(gòu)，槽鋼還常常和工字鋼配合使用。槽鋼按形狀又可分為四種：冷彎等邊槽鋼、冷彎不等邊槽鋼、冷彎內(nèi)卷邊槽鋼、冷彎外卷邊槽鋼。 查閱資料后得：槽鋼的型號(hào)為22#B 其總長(zhǎng)為1210mm,寬為1000mm,高為530mm。 5.5摩擦傳動(dòng) 摩擦傳動(dòng)是依靠橡膠拖輪與攪拌筒滾道間的摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)攪拌筒旋轉(zhuǎn)，攪拌筒通過(guò)滾道支承在四個(gè)橡膠摩擦輪上其中一對(duì)為主動(dòng)輪，另一對(duì)為從動(dòng)輪。當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速箱使一對(duì)主動(dòng)輪回轉(zhuǎn)時(shí)，攪拌筒機(jī)與混合料的相互作用，主動(dòng)橡膠摩擦輪靠摩擦力驅(qū)動(dòng)攪拌筒回轉(zhuǎn)。為防止攪拌筒軸向竄動(dòng)，在滾道的兩側(cè)固定導(dǎo)向圈。摩擦傳動(dòng)的特點(diǎn)是噪聲小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但遇水容易打滑降低生產(chǎn)率，所以在滾道的材料用人字剛來(lái)增大摩擦。 總 結(jié) 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)總算如期完成，在此設(shè)計(jì)過(guò)程中，有許多困難與盲點(diǎn)，總結(jié)有以下幾點(diǎn)： 1.在初定方案過(guò)程中，使方案進(jìn)行了多次修改，耽誤了大量時(shí)間。在計(jì)算過(guò)程中，對(duì)于傳動(dòng)齒輪、軸的基本尺寸，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)加工有偏差，也相應(yīng)作了修改。 2.在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，由于沒(méi)有相應(yīng)的參考，計(jì)算量過(guò)大，許多計(jì)算出現(xiàn)錯(cuò)誤，而且尺寸的確定也比較麻煩，在畫(huà)圖過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)圖上尺寸與理論的差距存在嚴(yán)重，不得不重新進(jìn)行尺寸的修改。 我認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生專業(yè)知識(shí)深化和系統(tǒng)提高的重要過(guò)程，通過(guò)本次對(duì)混凝土攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和應(yīng)用，這個(gè)設(shè)計(jì)涉及的領(lǐng)域很多包括：機(jī)械制圖，機(jī)械原理，液壓，機(jī)械設(shè)計(jì)等等。通過(guò)這次設(shè)計(jì)我能熟練運(yùn)用有關(guān)參考資料、手冊(cè)、規(guī)范，并熟悉了部分國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械方面的知識(shí)得到了系統(tǒng)的鞏固和提升。 我深刻的認(rèn)識(shí)到，要想成為一名合格的工程設(shè)計(jì)人員只是掌握本專業(yè)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，應(yīng)該具有更加淵博的知識(shí)，如應(yīng)該對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用，農(nóng)產(chǎn)品的特性，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀等各個(gè)方面能力進(jìn)行加強(qiáng)。 致 謝 對(duì)于這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，首先感謝母校塔里木大學(xué)的培養(yǎng)和教育，感謝學(xué)校給我提供了如此難得的學(xué)習(xí)環(huán)境和機(jī)會(huì)，知道了學(xué)習(xí)的可貴與獲取知識(shí)的辛勤。承蒙李傳峰老師的耐心指導(dǎo)，使我順利地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此，深深地感謝指導(dǎo)老師，給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助，體現(xiàn)出了他對(duì)工作高度負(fù)責(zé)的精神，有時(shí)候盡管老師很忙，但老師總能給我們答復(fù)，對(duì)我們的問(wèn)題耐心的指導(dǎo)，同時(shí)也感謝在這幾年中給予我知識(shí)的各位老師。 其次，對(duì)于這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于時(shí)間倉(cāng)促和自己所學(xué)軟件掌握熟練程度等因素，設(shè)計(jì)的總體來(lái)說(shuō)不盡人意，不過(guò)，至少啟發(fā)了我的思維，提高了我的動(dòng)手能力和知識(shí)的綜合運(yùn)用，分析能力以及查閱知識(shí)的能力同時(shí)，使我將以前所學(xué)的書(shū)本知識(shí)又重新復(fù)習(xí)了一遍，在這過(guò)程中收獲了很多東西，這些東西于我而言都是非常珍貴的，并且這為我在今后的工作崗位上發(fā)揮自己的才能奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也提供了經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也懂得了遇到事考慮要全面，細(xì)致。 最后，衷心的感謝學(xué)校能夠給予我這次機(jī)會(huì)，使我將所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，以及在這次設(shè)計(jì)中給予我指導(dǎo)的所有老師，給我?guī)椭耐瑢W(xué)們。你們傳授的知識(shí)使我受用一生，你們的恩情我會(huì)銘記一生，你們的幫助我也會(huì)深深地記在心里。  參考文獻(xiàn) [1] 馮辛安. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999. 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