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真空攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)
1 引言
1.1選題的目的和意義
隨著社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)于一些產(chǎn)品的精度要求越來越高，在化工材料，食品以及人工大理石等石材產(chǎn)品的加工工藝中，對(duì)于材料的攪拌不再僅僅是滿足均勻就可以，還需要一些特定的加工環(huán)境，比如真空攪拌。真空攪拌不僅能夠保證材料的均勻，還可以在攪拌中抽出多余的、有害的氣體，使得產(chǎn)品更加的完善，精確，同時(shí)在攪拌的過程中由于氣體的不存在，還可以減少輔料的用量等。
目前，我國的真空攪拌機(jī)已經(jīng)應(yīng)用在各種各樣的原材料加工中，但是由于加工的條件差異，對(duì)真空攪拌機(jī)的要求不盡相同，所以，通過這次設(shè)計(jì)，使得真空攪拌機(jī)可以滿足一些特定的加工環(huán)境。
1.2國內(nèi)外發(fā)展概況及趨勢(shì)
攪拌機(jī)，是一種帶葉片的軸在圓筒或槽中旋轉(zhuǎn)，用以混合或揉和物質(zhì)使成所需稠度的機(jī)器。隨著我國攪拌機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展，攪拌機(jī)的技術(shù)的研發(fā)和市場(chǎng)狀況成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。了解國內(nèi)外攪拌機(jī)技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)狀況對(duì)于企業(yè)提高市場(chǎng)競爭力十分關(guān)鍵。由于攪拌技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)在它已經(jīng)成為跨學(xué)科的、有眾多應(yīng)用領(lǐng)域的傳統(tǒng)學(xué)科。據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（ECE）和國際攪拌技術(shù)聯(lián)合會(huì)（IFR）的統(tǒng)計(jì)，攪拌機(jī)在世界工業(yè)中占據(jù)很重要的地位，它以強(qiáng)勁的增長速度加快世界工業(yè)的自動(dòng)化進(jìn)程。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，攪拌機(jī)將在更多的領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。
2 設(shè)計(jì)任務(wù)書
2.1設(shè)計(jì)依據(jù)：
目前在我國已有真空攪拌機(jī)，但是根據(jù)各個(gè)原料的加工條件，以及加工量的不同，對(duì)真空攪拌機(jī)的要求也不盡相同，因此決定設(shè)計(jì)一個(gè)10升的真空攪拌機(jī)。
2.2產(chǎn)品的用途及使用范圍
隨著社會(huì)的發(fā)展，一些產(chǎn)品的加工不再局限于從前的加工條件，而是需要更加精細(xì)的加工條件。在一些食品，化工材料以及人工石材的加工攪拌中，不再僅僅局限于以前的均勻就可以，還需要在攪拌的過程中清除有害的氣體，雜質(zhì)。這就需要一臺(tái)可以勝任這樣工作的機(jī)器。
通過對(duì)市場(chǎng)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在大多企業(yè)在加工這些特定的材料時(shí)用的是真空攪拌機(jī)，通過氣缸將攪拌過程中產(chǎn)生的氣體，有效的排除。使得在攪拌的過程中原材料不受其他氣體的影響，減少變質(zhì)的可能，以及由于多余氣體的排除，更加的減少了輔料的使用量，減少成本。
主要技術(shù)參數(shù)：
長為680mm,寬為450mm，高為755mm..
功率：1kW
攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速：60r/min
變速要求：單級(jí)
傳動(dòng)：一級(jí)齒輪傳動(dòng)
2.3主要工作原理：
真空攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速在60r/min,功率≤1kW,因此用異步電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過減速器來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。由于采用攪拌桶轉(zhuǎn)，而攪拌軸固定的形式，所以減速器置于機(jī)器的下方，通過圓柱蝸桿減速器來帶動(dòng)攪拌桶轉(zhuǎn)動(dòng)，為了便于攪拌桶裝料、卸料，攪拌桶要隨時(shí)可以拿下來，在攪拌桶與減速器之間加一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤，旋轉(zhuǎn)盤與減速器通過鍵連接，與攪拌桶卡在一起，便于裝卸，由于要抽真空，因此攪拌桶必須密封，由捅蓋加密封圈實(shí)現(xiàn)密封，并且固定在攪拌軸，攪拌軸中空，外接真空泵，實(shí)現(xiàn)抽真空。
2.4關(guān)鍵問題及解決辦法：
2.4.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇：使用齒輪傳動(dòng)
本攪拌器體積比較小，結(jié)構(gòu)比較簡單，要求結(jié)構(gòu)要緊湊，如果選用帶傳動(dòng)則機(jī)座體積過于龐大，而上面攪拌桶等體積小，不美觀而且浪費(fèi)材料，真空攪拌機(jī)不需要像鏈傳動(dòng)那樣保持精確的傳動(dòng)比，而且鏈傳動(dòng)工作時(shí)有噪音，因此使用齒輪傳動(dòng)。采用一級(jí)齒輪傳動(dòng)就可以滿足，由于需要改變傳動(dòng)方向，所以采用圓柱蝸桿減速器。
2.4.2 機(jī)構(gòu)的功能特點(diǎn)：
1該攪拌機(jī)體積比較小，結(jié)構(gòu)比較簡單，要求結(jié)構(gòu)要緊湊，無污染，使用方便。
2 蝸桿減速器的特點(diǎn)是在外廓尺寸不大的情況下，可以獲得大的傳動(dòng)比，工作平穩(wěn)，噪聲較小
3攪拌桶用用不銹鋼的材料中的1Gr20Ni14Si2，此材料有良好的抗氧化性，塑性和焊接性。
4 為了方便裝料，和卸料 真空攪拌機(jī)的攪拌桶可以拆下來 ，在攪拌桶的下面有一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤
5為了方便攪拌及攪拌均勻，攪拌機(jī)的攪拌葉片設(shè)計(jì)成空間葉片形式的
3 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書
3.1總體方案設(shè)計(jì)
由設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求可知，要設(shè)計(jì)的真空攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速在60r/min,功率≤1kW,因此用異步電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過減速器來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。由于采用攪拌桶轉(zhuǎn)，而攪拌軸固定的形式，所以減速器置于機(jī)器的下方，通過圓柱蝸桿減速器來帶動(dòng)攪拌桶轉(zhuǎn)動(dòng)，為了便于攪拌桶裝料、卸料，攪拌桶要隨時(shí)可以拿下來，在攪拌桶與減速器之間加一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤，旋轉(zhuǎn)盤與減速器通過鍵連接，與攪拌桶卡在一起，便于裝卸，由于要抽真空，因此攪拌桶必須密封，由捅蓋加密封圈實(shí)現(xiàn)密封，并且固定在攪拌軸，攪拌軸中空，外接真空泵，實(shí)現(xiàn)抽真空?？傮w設(shè)計(jì)方案簡圖如下
圖3-1 方案簡圖
3.2傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
3.2.1傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇
比較各種傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：
表3-1 傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
齒輪傳動(dòng)
承載能力和速度范圍大，傳動(dòng)比較平穩(wěn)，效率高，外廓尺寸小，工作平穩(wěn)，壽命長。
制造及安裝精度要求高，價(jià)格教貴，不適用于傳動(dòng)距離較遠(yuǎn)的場(chǎng)合，傳動(dòng)過程中有瞬時(shí)沖動(dòng)的現(xiàn)象。
鏈傳動(dòng)
能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率高，作用與軸上的徑向壓力小，結(jié)構(gòu)較為緊籌。
只能用于通向的傳動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)不能保持瞬時(shí)傳動(dòng)比，工作有噪音。
帶傳動(dòng)
結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音較小，價(jià)格便宜。
傳動(dòng)比不恒定，壽命短
本攪拌器體積比較小，結(jié)構(gòu)比較簡單，要求結(jié)構(gòu)要緊湊，如果選用帶傳動(dòng)則機(jī)座體積過于龐大，而上面攪拌桶等體積小，不美觀而且浪費(fèi)材料，真空攪拌機(jī)不需要像鏈傳動(dòng)那樣保持精確的傳動(dòng)比，而且鏈傳動(dòng)工作時(shí)有噪音，因此使用齒輪傳動(dòng)。
由于總的傳動(dòng)比要求不高，電機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r/min,攪拌桶所需要的最終轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)r/min.減速比1390÷60=23.17。
采用一級(jí)齒輪傳動(dòng)就可以滿足，由于需要改變傳動(dòng)方向，所以采用圓柱蝸桿減速器。
3.2.2電動(dòng)機(jī)的選擇：
選擇電動(dòng)機(jī)的內(nèi)容包括：電動(dòng)機(jī)類型、結(jié)構(gòu)型式、容量和轉(zhuǎn)速，要確定電動(dòng)機(jī)具體型號(hào)。
選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式
電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式要根據(jù)電源（交流或直流）、工作條件（溫度、環(huán)境空間尺寸等）和載荷特點(diǎn)（性質(zhì)、大小、啟動(dòng)性能和過載情況）來選擇。沒有特殊要求時(shí)均選用交流電動(dòng)機(jī)，其中以三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)用得最多。
2、選擇電動(dòng)機(jī)的容量
標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的容量由額定功率表示。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)等于火燒大于工作要求的功率。容量小于工作要求，則不能保證工作機(jī)正常工作，或是電動(dòng)機(jī)長期過載、發(fā)熱而過早損壞；容量過大，則增加成本，并且由于效率和功率因數(shù)過低造成浪費(fèi)。
電動(dòng)機(jī)的容量主要由運(yùn)行時(shí)發(fā)熱條件限定，在不便或變化很小的載荷下長期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械，只要電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不超過額定值，電動(dòng)機(jī)便不會(huì)過熱，通常不必校驗(yàn)發(fā)熱和起動(dòng)力矩。所需電動(dòng)機(jī)功率為
P=KW （3-1）
式中： P_工作機(jī)實(shí)際所需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率，KW；
P--工作機(jī)所需輸入功率，KW;
--電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率。
工作機(jī)所需功率批P應(yīng)由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算求得，例如
P=KW
或P=KW
式中： F—工作機(jī)的阻力，N;
v—工作機(jī)的線速度，m/s;
T—工作機(jī)的阻力矩，Nm;
n—工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min;
—工作機(jī)的效率。
總效率按下式計(jì)算：…
其中…分別為傳動(dòng)裝置中每一傳動(dòng)副（齒輪、蝸桿、帶或鏈）、每對(duì)軸承、每個(gè)聯(lián)軸器的效率，選用此值時(shí)一般選用中間值。
本攪拌機(jī)負(fù)載不高和生產(chǎn)工藝對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等沒有要求，因此可以選用普通三相異步電動(dòng)機(jī)。
電動(dòng)機(jī)工作環(huán)境良好，不用考慮由于溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯以及腐蝕和易爆炸氣體等原因，所采取的必要的保護(hù)方式
本攪拌機(jī)體積小，要求功率低，低于1千瓦，要求轉(zhuǎn)速也不高。
綜合以上幾點(diǎn)，選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)（JB3074-82）
Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)是按照國際電工委員會(huì)（IEC）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，具有國際互換性的特點(diǎn)，其中Y系列（IP44）電動(dòng)機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，具有防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電機(jī)內(nèi)部之特點(diǎn)，B級(jí)絕緣，工作環(huán)境溫度不超過+40℃相對(duì)濕度不超過95%，海拔高度不超過1000米，額定電壓380伏，頻率50Hz。適用于無特殊需要的機(jī)械上。機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械上等。
Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)完全符合所設(shè)計(jì)攪拌機(jī)的要求，且造價(jià)低，結(jié)構(gòu)簡單，便于日常維護(hù)。
圖3-2 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)簡圖
根據(jù)轉(zhuǎn)速，功率的選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)。
選擇Y801-4，具體工作參數(shù)如下：額定功率4千瓦，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min.質(zhì)量17千克.
3.2.3聯(lián)軸器的選擇
1 選擇聯(lián)軸器的類型的原則
根據(jù)傳遞載荷的大小，軸轉(zhuǎn)速的高低，被連接力量部件的安裝，參考各聯(lián)軸器特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。具體選擇時(shí)可考慮以下幾點(diǎn)：
所需傳遞的扭矩的大小和性質(zhì)以及對(duì)緩沖減震功能的要求。例如，對(duì)大功率的重載傳動(dòng)，可選用齒式聯(lián)軸器；對(duì)嚴(yán)重沖擊載荷或要求消除軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的傳動(dòng)，可選用輪胎式聯(lián)軸器等具有高彈性的聯(lián)軸器。
聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力的大小。對(duì)于高速傳動(dòng)軸，應(yīng)選用平衡精度高的聯(lián)軸器，例如默片聯(lián)軸器等，而不宜選用存在偏心的滑塊聯(lián)軸器等。
兩軸相對(duì)位移的大小和方向。當(dāng)安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴(yán)格精確對(duì)中，或工作過程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對(duì)位移時(shí)，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。例如當(dāng)徑向位移較大時(shí)，可選用滑塊聯(lián)軸器，角位移較大或相交兩周的聯(lián)接可選用萬向聯(lián)軸器等。
聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。通常由金屬元件制成的不需潤滑的聯(lián)軸器比較可靠；需要潤滑的聯(lián)軸器，其性能易受潤滑完善程度的影響，且可能污染環(huán)境。含有橡膠等非金屬元件的聯(lián)軸器對(duì)溫度、腐蝕性介質(zhì)及強(qiáng)光燈比較敏感，而且容易老化。
聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本。在滿足使用性能的前提下，應(yīng)選裝拆方便、維護(hù)簡單成本低的聯(lián)軸器。例如港性聯(lián)軸器不但結(jié)構(gòu)簡單，而且裝拆方便，可用于低速、剛性大的傳動(dòng)軸。一般的非金屬彈性元件聯(lián)軸器，由于具有良好的綜合性能，廣泛適用于一般的中小功率傳動(dòng)。
常用的聯(lián)軸器多已標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化了。選用時(shí)，首先按工作條件選擇合適的類型，再按轉(zhuǎn)矩，軸徑和轉(zhuǎn)速選擇聯(lián)軸器的具體尺寸，必要時(shí)校核聯(lián)軸器內(nèi)薄弱件的承載能力。若無具體規(guī)范時(shí)，亦可參照推薦的主要尺寸定出全部的結(jié)構(gòu)尺寸，然后進(jìn)行必要的校核計(jì)算。
根據(jù)傳遞載荷的大小，軸轉(zhuǎn)速的高低，被連接兩部件的安裝精度等，各類聯(lián)軸器的特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。具體選擇時(shí)需考慮以下幾點(diǎn)：
所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對(duì)緩沖減振功能的要求。例如，對(duì)大功率的 重載傳動(dòng)，可選用齒式聯(lián)軸器。
聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。對(duì)于高速傳動(dòng)軸，應(yīng)選用平衡精度高的聯(lián)軸器。
兩軸相對(duì)位移的大小和方向。當(dāng)安裝和調(diào)整后，難以保持兩軸嚴(yán)格精度對(duì)中，或工作過程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對(duì)位移時(shí)，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。
聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。通常由金屬元件制成的不需潤滑的聯(lián)軸器比較可靠；需要潤滑的聯(lián)軸器，其性能易受潤滑完善程度的影響，且可能污染環(huán)境。
聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本。在滿足使用性能的前提下，應(yīng)選用裝拆方便、維護(hù)簡單、成本低的聯(lián)軸器。例如，剛性聯(lián)軸器不但結(jié)構(gòu)簡單，而且裝拆方便，可用于低速、剛性大的傳動(dòng)軸。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。
這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，裝拆更換彈性元件方便，有微量補(bǔ)償兩軸線偏移和緩沖吸振能力，主要用于載荷較平穩(wěn)。啟動(dòng)頻繁，對(duì)緩沖要求不高的中，低速軸系運(yùn)動(dòng)，工作溫度為-20--+70。
2載荷計(jì)算
公稱轉(zhuǎn)矩 T=9550×P/n
電機(jī)額定功率為0.55KW 滿載轉(zhuǎn)速為1390 r
P=0.55kw n=1390r/min
T=9550×0.55/1390N·m=3.778N·m
由表14-1查得K=1.7，故由公式計(jì)算轉(zhuǎn)矩為
Tca=kt=1.7×3.778N·m=6.42 N·m
根據(jù)電動(dòng)機(jī)的軸徑d=19mm，選擇HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器。
所選聯(lián)軸器如下圖所示:
圖3-3 聯(lián)軸器
3.2.4 減速器的選擇
本攪拌器體積比較小，結(jié)構(gòu)比較簡單，要求結(jié)構(gòu)要緊湊，如果選用帶傳動(dòng)則機(jī)座體積過于龐大，而上面攪拌桶等體積小，不美觀而且浪費(fèi)材料，真空攪拌機(jī)不需要像鏈傳動(dòng)那樣保持精確的傳動(dòng)比，而且鏈傳動(dòng)工作時(shí)有噪音，因此使用齒輪傳動(dòng)。
由于總的傳動(dòng)比要求不高，電機(jī)轉(zhuǎn)速為1390r/min,攪拌桶所需要的最終轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)r/min.減速比1390÷60=23.17。
采用一級(jí)齒輪傳動(dòng)就可以滿足，由于需要改變傳動(dòng)方向，所以采用圓柱蝸桿減速器。
蝸桿減速器的特點(diǎn)是在外廓尺寸不大的情況下，可以獲得大的傳動(dòng)比，工作平穩(wěn)，噪聲較小，但效率較低。其中應(yīng)用較廣的是單級(jí)蝸桿減速器，
蝸桿配置方案的選取，亦視傳動(dòng)裝置組合的方便與否而定。選擇時(shí)，應(yīng)盡可能的選用下蝸桿的結(jié)構(gòu)。以為此時(shí)的潤滑和冷卻問題都較易解決，同時(shí)蝸桿軸承的潤滑也很方便。當(dāng)蝸桿的圓周速度大于4-5m/s時(shí)，為了減少攪油和飛濺時(shí)損耗的功率，可采用上蝸桿結(jié)構(gòu)。
根據(jù)機(jī)器要求直接選用標(biāo)準(zhǔn)的蝸桿，直接購買，不再另外設(shè)計(jì)。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)Q/ZB125-73介紹
此為一級(jí)傳動(dòng)的WD(蝸桿下置)WS(蝸桿上置)型阿基米德圓柱蝸桿減速器,其適范圍:
蝸桿嚙合處滑動(dòng)速度不大于7.5m/s:
蝸桿轉(zhuǎn)速不超過157rad/s(1500rpm);
工作的環(huán)境溫度為-40--+40℃;
可用于正反兩向運(yùn)動(dòng).
電機(jī)轉(zhuǎn)速為1390r/min,所需要的轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)r/min.傳動(dòng)比為23.17，查QQ/ZB125-73選用傳動(dòng)比23.5,查到中心距80mm.
1. 已知：中心距a=80 mm，模數(shù)m=4，速比23.5,由機(jī)械手冊(cè)查表q=10,m=4, 中心距80 mm.
中心距：a=0.5m(q+Z2+2x2)=0.5×4(q+Z2)=80(mm)
°
變位系數(shù)(X)： X=a/m-（d1+ d2）/2m= 0.5
蝸輪齒數(shù)發(fā)生變化： X=（Z2- Z2′）/2
Z2′=32
導(dǎo)程： πm Z1=25.12(mm)
蝸桿分度圓直徑： d1= qm=40(mm)
蝸桿齒頂圓直徑：軸向和法向壓力角（齒型角）取標(biāo)準(zhǔn) α=20°
蝸桿軸向齒矩： πm=12.56(mm)
蝸桿齒頂圓直徑： = d1+2﹡m=48(mm)
蝸桿齒根圓直徑： = d1-2=-2（﹡m＋c）=30(mm)
蝸桿頂隙： c= c﹡m=1
漸開線蝸桿基圓直徑： = d1 tanγ/ tanγb=19.05(mm)
蝸桿齒頂圓高： 1=﹡m=4
蝸桿齒根圓高： =（﹡＋c﹡）=5(mm)
蝸桿齒高： =1＋=9(mm)
d1′= d1＋2x2 m=36(mm)
= d1′+2﹡m=44(mm)
= d1′-2=-2（﹡m＋c）=26(mm)
蝸桿齒寬： （8＋0.06 Z2）m=39.44(mm)
取齒寬40(mm)
2由GB1356-88規(guī)定： =2，=3
蝸輪分度圓： d2=mZ2=4×31=124(mm)
蝸輪喉圓直徑： = d2＋=128(mm)
蝸輪齒根圓直徑： = d2-=110(mm)
蝸輪齒頂高： =0.5（- d2）=2(mm)
蝸輪齒根高： =0.5（d2-）=7(mm)
蝸輪齒高： =＋=9(mm)
蝸輪咽喉母圓直徑： ==16(mm)
蝸輪寬度： B=<0.75=36(mm)
B取36(mm)
蝸輪齒寬角： θ=2=128°
蝸桿軸向齒厚： πm=6.28(mm)
蝸桿法向齒厚： γ=6.16(mm)
蝸桿節(jié)圓直徑： d1′= d1＋2x2 m=36(mm)
蝸輪節(jié)圓直徑： ′==124(mm)
＋1.5 m=134(mm)
取134(mm)
圖3-4 蝸輪蝸桿簡圖
2. 蝸輪蝸桿的校核
1 選擇蝸桿傳動(dòng)
根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）。
2 選擇材料
考慮蝸桿傳動(dòng)功率不大，故蝸桿用45鋼淬火；因速度V=π=0.35m/s<2m/s.所以蝸輪用鑄鋁鐵青銅金屬模鑄造。
3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)
由H=ZEZP[]
(1)確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2
Z1=2,取效率=0.8則
T2=9550000=68574.3N.mm
(2)確定載荷系數(shù)K
因工作載荷穩(wěn)定故取KB=1，由機(jī)械設(shè)計(jì)P250表11—5取KA=1.15;由于沖擊不大，取動(dòng)載荷系數(shù)KV=1.05則
K=KA*KB*KV=1.15*1.05*1=1.21
(3)確定彈性系數(shù)ZE
由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)可得ZE=105MPa
(4)確定接觸系數(shù)ZP有d1/a=36/80=0.45可查的ZP=2.7
(5)確定許用接觸[H]
由VS=π=0.58m/S，蝸桿為45鋼，蝸輪為鑄鋁鐵青銅查表可知
[H]=240MPa.
H=1052.7=113.4MPa<[H]
4校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
=YFa2Y[]
當(dāng)量齒數(shù)Zv2===34.04
根據(jù)x2=-0.5,Zv2=34.04,從圖11-9種可得YFa2=3.1
螺旋角系數(shù)Y=1-=0.9192
查表11-8可得許用彎曲應(yīng)力[]=90MPa.
=3.10.9192MPa=20.25MPa[]
所以彎曲強(qiáng)度滿足
5 精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定從略
7熱平衡核酸（從略）.
3.2.5 旋轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì)
為了保證動(dòng)力的傳遞,在減速器和攪拌桶之間要設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)構(gòu)來傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)距，因此設(shè)計(jì)一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤來帶動(dòng)攪拌桶旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)盤就相當(dāng)于一個(gè)傳動(dòng)軸。
1.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸合理外形和全部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
2.軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的按照位置及形勢(shì)；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)的因素較多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標(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)都應(yīng)滿足：軸和安裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝坼和調(diào)整；周應(yīng)具有良好的制造工藝性等。
3. 擬訂軸上零件的裝配方案是進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提，它取決著軸的基本形式。所謂裝配方案，就是預(yù)定出軸上主要零件的裝配方向，順序和相互關(guān)系。軸上零件的定位。
4.為了防止軸上零件受力十發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進(jìn)行軸向定位和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。
具體結(jié)構(gòu)如下圖所示
. 圖 3-5 旋轉(zhuǎn)盤簡圖
旋轉(zhuǎn)盤采用的是鑄件的下端是一個(gè)軸套，通過鍵套在減速器的低速端，在旋轉(zhuǎn)盤的上端有4個(gè)孔，可以和攪拌桶下端的4個(gè)突起配合，傳遞動(dòng)力。
1．首先確定軸的傳遞功率，轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速
P=0.550.80.8=0.352kw
n=1390r/min23.5=59r/min
T=9550=
2.軸校核
按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算
轉(zhuǎn)矩T=56.98Nm
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力=N
d≥=126=30.44mm
所以符合要求
3.2.6 軸上鍵槽及鍵選擇
鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個(gè)方面。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來選擇；鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來決定。
根據(jù)設(shè)計(jì)的要求在本次設(shè)計(jì)中，均采用平鍵聯(lián)接。鍵的兩側(cè)面是工作表面，工作時(shí)，靠鍵同鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩。鍵的表面和軸套的鍵槽底面間留有間隙。平鍵聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡單、裝卸方便、對(duì)中性好等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。這種鍵不能承受軸向力，因而對(duì)軸上的零件不能起到軸向固定的作用。
旋轉(zhuǎn)盤與轉(zhuǎn)子和軸的周向定位均采用半圓平鍵聯(lián)結(jié)。
根據(jù)軸1的直徑，查手冊(cè)得半圓平鍵的截面尺寸為：
p= =31.22 MPa<70 MPa
鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為36mm，同時(shí)為了保證帶輪與軸的配合具有良好的對(duì)中性，故選擇旋轉(zhuǎn)盤與軸的配合為H8/k7。
3.3箱體的設(shè)計(jì)
箱體主要作用是承受機(jī)器的重量，并且在箱體里布置傳動(dòng)裝置，其中的零件主要包括電動(dòng)機(jī),聯(lián)軸器和減速器.在箱體的上蓋的上開有孔,減速器的低速軸從這里伸出連接旋轉(zhuǎn)盤和攪拌桶,由于攪拌桶是圓柱體,為了美觀和承載均勻,因此,此孔必須位于箱體上板的軸線上.由于蝸桿的偏心性,為了保證攪拌桶在中央,因此箱體內(nèi)的機(jī)構(gòu)的中心線就不可能在箱體的中心線上,具有一定的偏心.
根據(jù)以上的要求,以及箱體內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸,就可以確定箱體的總體尺寸,可以大體取它的尺寸長為680mm,寬為255mm，高為252mm..
箱體的上板在左側(cè)開有空,伸出軸,在右側(cè)固定支撐軸,上面對(duì)稱布置4個(gè)螺孔,由于減速器和電動(dòng)機(jī)的尺寸不同,他們的軸不在同一高度,因此下板設(shè)計(jì)成臺(tái)階的形式,使減速器和電動(dòng)機(jī)的軸在同一直線上,方便聯(lián)軸器連接.在下板開4個(gè)螺孔,固定電動(dòng)機(jī),減速器直接焊接在箱體底板上,
由于攪拌機(jī)比較小，要求不高，因此不需要使用鑄件，箱體就可以采用鋼板焊接而成，這些鋼板，可以直接在市場(chǎng)上買到，不需要像鑄件那樣需要專門定做，因此節(jié)約大量的時(shí)間和降低了成本。為了能承受通過支撐軸傳下來的壓力，不至于使桶體變形，上板和支撐上板的兩側(cè)的兩塊板，取厚度為15mm,另外兩塊取3mm即可,
Q235A屬于低碳鋼，是應(yīng)用最廣的焊接結(jié)構(gòu)材料，由于其wc低于0.25%，塑性較好，淬硬傾向小，不易產(chǎn)生裂紋，所以焊接性好。焊接時(shí)，可以得到優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。
由于鋼板厚度不同，焊接結(jié)構(gòu)不同，焊接時(shí)應(yīng)注意以下問題。
1. 焊接厚度大、剛性大的件時(shí)（如80mm的鋼板），應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，否則容易產(chǎn)生裂紋。
2. 重要結(jié)構(gòu)件要進(jìn)行應(yīng)力退火以消除焊接應(yīng)力。
焊接時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面
1.節(jié)省金屬材料，結(jié)構(gòu)重量輕。
2.能以小拼大，化大為小，制造重型，復(fù)雜的機(jī)器零部件，簡化鑄造，鍛造及切削加工工藝，獲得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
3.焊接接頭不僅具有良好的力學(xué)性能，還具有良好的密封性。
4.能夠制造雙金屬結(jié)構(gòu)，使材料的性能得到充分利用。
焊接方法沒有限制，可根據(jù)實(shí)際情況選用手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊等。采用電弧焊時(shí)，焊接材料可參見下表：
表3-2 焊接材料用表
焊接方法
焊接材料
應(yīng)用情況
手工電弧焊
J421、J422、J423等
焊接一般結(jié)構(gòu)
手工電弧焊
J426、J427、J506、J507等
焊接承受動(dòng)載荷、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和厚板重要結(jié)構(gòu)
埋弧焊
H08配HJ430、H08A配HJ431
焊接一般結(jié)構(gòu)
埋弧焊
H08MnA配HJ431
焊接一般結(jié)構(gòu)
CO2氣體保護(hù)焊
H08Mn2SiA
焊接一般結(jié)構(gòu)
所以箱體采用焊接件。鋼板材料選用Q235A，具體鋼板焊接鋼板布置箱體零件圖如下
圖3-6 箱體零件圖
3.4 攪拌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.4.1 攪拌桶的設(shè)計(jì)
真空攪拌機(jī)是用來攪拌高溫樹脂，用于制造人造石材。所以對(duì)攪拌桶的材料有很高的要求，必須耐高溫，耐腐蝕。由于攪拌桶采用焊接的形式，所以必須具有良好的焊接性，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選用不銹鋼的材料中的1Gr20Ni14Si2. 此材料有良好的抗氧化性，塑性和焊接性。因本次設(shè)計(jì)的攪拌桶不大，只有10L，因此裝料時(shí)可以手工取下，所以不應(yīng)太重；桶壁厚取3mm。
考慮桶的耐用性和強(qiáng)度，需要在桶上加上加強(qiáng)肋和加強(qiáng)環(huán)。在桶體上加兩道加強(qiáng)肋,在桶口加一道加強(qiáng)環(huán).都是焊接在攪拌桶壁上。桶的結(jié)構(gòu)簡圖如下:
圖3-7 桶的結(jié)構(gòu)簡圖
攪拌桶在每次攪拌前后都要取下,因此不能與攪拌軸通過鍵直接連接,因此設(shè)計(jì)一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤來放置,支撐攪拌桶,并且傳遞轉(zhuǎn)動(dòng),攪拌桶與旋轉(zhuǎn)盤采取活性連接,便于裝卸,具體連接方式是:在攪拌桶底部焊接4個(gè)圓環(huán),在旋轉(zhuǎn)盤對(duì)應(yīng)的位置有4個(gè)孔,采用過渡配合即可,可以設(shè)計(jì)蓋上桶蓋時(shí),為了實(shí)現(xiàn)良好的密封,橫梁可以向下施加一定的壓力,使攪拌桶和旋轉(zhuǎn)盤裝配良好,防止發(fā)生滑動(dòng)或攪拌桶眺出.保證機(jī)器的順利工作.
攪拌桶容積L=3.1410.4931L
由于鋼板厚度不同，焊接結(jié)構(gòu)不同，焊接時(shí)應(yīng)注意以下問題。
1. 焊接厚度大、剛性大的件時(shí)（如80mm的鋼板），應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，否則容易產(chǎn)生裂紋。
2. 重要結(jié)構(gòu)件要進(jìn)行應(yīng)力退火以消除焊接應(yīng)力。
焊接時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面
1.節(jié)省金屬材料，結(jié)構(gòu)重量輕。
2.能以小拼大，化大為小，制造重型，復(fù)雜的機(jī)器零部件，簡化鑄造，鍛造及切削加工工藝，獲得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
3.焊接接頭不僅具有良好的力學(xué)性能，還具有良好的密封性。
4.能夠制造雙金屬結(jié)構(gòu)，使材料的性能得到充分利用。
焊接方法沒有限制，可根據(jù)實(shí)際情況選用手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊等。采用電弧焊時(shí)，可參見表3-2
3.4.2 桶蓋的設(shè)計(jì)
本次設(shè)計(jì)的是真空攪拌機(jī),既在攪拌高分子材料的同時(shí),要防止空氣進(jìn)入攪拌材料內(nèi),形成氣泡,影響材料的質(zhì)量,因此,在外接真空泵的同時(shí),要對(duì)攪拌桶密封.密封通過加一個(gè)桶蓋來實(shí)現(xiàn).在桶蓋內(nèi)圈固定一個(gè)密封圈,在蓋好蓋子后,施加一個(gè)壓力在蓋子上,就能實(shí)現(xiàn)很好的密封.
因適用本機(jī)器時(shí)一般所放的攪拌料都在桶容積的三分之一左右；桶蓋的材料要求就沒有必要向桶的那樣高。桶蓋材料能耐壓力,和具有良好的焊接性能即可。因次,桶蓋材料選用焊接性較好的Q235A。
Q235A屬于低碳鋼，是應(yīng)用最廣的焊接結(jié)構(gòu)材料，由于其wc低于0.25%，塑性較好，淬硬傾向小，不易產(chǎn)生裂紋，所以焊接性好。焊接時(shí)，可以得到優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。
具體結(jié)構(gòu)如下圖所示
圖3-8 桶蓋結(jié)構(gòu)簡圖
由于攪拌機(jī)比較小，要求不高，因此不需要使用鑄件，桶蓋就是采用鋼板和鋼環(huán)焊接而成，這些鋼板和鋼環(huán)，可以直接在市場(chǎng)上買到，不需要像鑄件那樣需要專門定做，因此節(jié)約大量的時(shí)間和降低了成本。為了能承受通過橫梁傳下來的壓力，不至于使桶蓋變形，因此在桶蓋上加了4道肋板，用來加強(qiáng)桶蓋的鋼度
由于鋼板厚度不同，焊接結(jié)構(gòu)不同，焊接時(shí)應(yīng)注意以下問題。
1. 焊接厚度大、剛性大的件時(shí)（如80mm的鋼板），應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，否則容易產(chǎn)生裂紋。
2. 重要結(jié)構(gòu)件要進(jìn)行應(yīng)力退火以消除焊接應(yīng)力。
焊接時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面
1.節(jié)省金屬材料，結(jié)構(gòu)重量輕。
2.能以小拼大，化大為小，制造重型，復(fù)雜的機(jī)器零部件，簡化鑄造，鍛造及切削加工工藝，獲得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
3.焊接接頭不僅具有良好的力學(xué)性能，還具有良好的密封性。
4.能夠制造雙金屬結(jié)構(gòu)，使材料的性能得到充分利用。
焊接方法沒有限制，可根據(jù)實(shí)際情況選用手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊等。采用電弧焊時(shí)，焊接材料可參見表3-2
當(dāng)攪拌桶旋轉(zhuǎn)時(shí)，桶蓋隨其一起旋轉(zhuǎn)，為了裝卸方便，又在桶蓋上設(shè)計(jì)了一個(gè)機(jī)構(gòu)，可以使桶蓋和固定的攪拌軸連在一起，當(dāng)取出攪拌軸時(shí)，可以同時(shí)取走桶蓋，這樣大大節(jié)省了時(shí)間，提高了效率。
3.4.3 攪拌葉片的設(shè)計(jì)
真空攪拌機(jī)是用來攪拌高溫樹脂，用于制造人造石材。所以對(duì)攪拌器是在高溫樹脂等高分子的材料中工作的，這些材料具有很高的腐蝕性，同時(shí)有的具有很高的粘性性，使攪拌葉片在工作中易腐蝕，有時(shí)甚至被折斷。
因此這就對(duì)制作攪拌葉片的材料有很高的要求，必須耐高溫，耐腐蝕，還應(yīng)具有一定的剛度，同時(shí)，由于攪拌桶采用焊接的形式，所以還必須具有良好的焊接性，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選用不銹鋼的材料中的1Gr20Ni14Si2. 此材料有良好的抗氧化性，塑性和焊接性。
為了達(dá)到充分?jǐn)嚢璨牧系哪康?，攪拌器的葉片應(yīng)設(shè)計(jì)成空間角。其結(jié)構(gòu)簡圖如下
圖3-9 葉片結(jié)構(gòu)簡圖
建立如下圖所示的坐標(biāo)系
圖3-10 三位坐標(biāo)系
參照上面的坐標(biāo)系，上葉片和空心管焊接時(shí)與XOY面成60度；單板和上葉片焊接是垂直XOY面；中間葉片和單板焊接與XOY成-60度角；下葉片和單板焊接時(shí)與XOY面成60度角。
在攪拌葉片的上端是一個(gè)軸套，軸套上開有一個(gè)孔，通過螺釘固定在攪拌軸上，因?yàn)楸緳C(jī)采用桶旋轉(zhuǎn)而軸不轉(zhuǎn)的傳動(dòng)，因此，不需要承擔(dān)很大的力，并且鍵連接對(duì)尺寸等各方面都要求比較嚴(yán)格的，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了簡化結(jié)構(gòu)，節(jié)約成本，選擇螺栓連接，而不選擇鍵連接。
3.4.4 攪拌軸的設(shè)計(jì)
軸的一般設(shè)計(jì)原則：
1.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸合理外形和全部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
2.軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的按照位置及形勢(shì)；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)的因素較多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標(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)都應(yīng)滿足：軸和安裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝坼和調(diào)整；周應(yīng)具有良好的制造工藝性等。
擬訂軸上零件的裝配方案
3.擬訂軸上零件的裝配方案是進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提，它取決著軸的基本形式。所謂裝配方案，就是預(yù)定出軸上主要零件的裝配方向，順序和相互關(guān)系。軸上零件的定位。
4.為了防止軸上零件受力十發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進(jìn)行軸向定位和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。
零件的軸向定位
軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、軸端擋圈、軸承端蓋和圓螺母等來保證的。軸肩分為定位軸肩和非定位軸肩兩類。利用軸肩定位是最方便可靠的方法，但采用軸肩就必然會(huì)使軸的直徑加大，而且軸肩外將因截面突變而引起應(yīng)力集中。另外，軸肩定位多用于軸向力較大的場(chǎng)合。定位軸肩的高度h一般取h=（0.07-0.1）d，d為與零件相配處的軸向直徑，單位為mm。滾動(dòng)軸承的定位軸肩高度必須低于軸承內(nèi)圈端面的高度，以便坼卸軸承，軸肩的高度可查手冊(cè)中軸承的安裝尺寸。為了使零件能靠緊軸肩而得到準(zhǔn)確可靠的定位，軸肩外的過度圓角半徑r必須小于與之相配的零件鴻孔端部的圓角半徑R或倒角尺寸C。軸和零件上的倒角和圓角尺寸的常用范圍可以查表。非定位軸肩是為了加工和裝配方便而設(shè)置的，其高度沒有嚴(yán)格的規(guī)定，一般取為1-2mm。
套筒定位結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠，軸上零件不需要開槽，鉆孔和切制螺紋，因而不影
軸的疲勞強(qiáng)度，一般用于軸上兩個(gè)零件的定位。如兩個(gè)零件的間距較大時(shí)，不宜采用套筒定位，以免增大套筒的質(zhì)量及材料用量。因套筒與軸的配合較松，如軸的轉(zhuǎn)速很高時(shí)，也不宜用套筒定位。
軸端擋圈上適用于固定軸端零件，可以承受較大的軸向力。軸端擋圈可采用單螺釘固定，為了防止軸端擋圈轉(zhuǎn)動(dòng)造成螺釘松脫，可加圓柱銷鎖定軸端擋圈，也可采用雙螺釘加止動(dòng)墊片放松等固定方法。
圓螺母定位可承受大的軸向力，但軸上螺紋處有較大的應(yīng)力集中，會(huì)降低軸的疲勞強(qiáng)度，故一般用于固定軸端的零件，有雙圓螺母和圓螺母與止動(dòng)墊圈兩種形式。當(dāng)軸上兩零件間距較大不宜使用套筒定位時(shí)，也常用圓螺母定位。
軸承端蓋用螺釘與箱體連接而使?jié)L動(dòng)軸承的外圈得到軸向定位。在一般情況下，整個(gè)軸的軸向定位也常用軸承端蓋來實(shí)現(xiàn)。
利用彈性擋圈，緊定螺釘及鎖緊擋圈等進(jìn)行軸向定位，只適用于零件上的軸向力不大之外。緊定螺釘和鎖緊擋圈常用于光軸上的零件的定位。此外，對(duì)于承受沖擊載荷和同心度要求較高的軸端零件，也可采用圓錐面來定位。
零件的周向定位
周向定位的目的是限制零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。常用的周向定位零件有花鍵、鍵、銷、緊定螺釘以及過盈配合等，其中緊定螺釘只用在傳力不大之處。
3）.各軸段直徑和長度的確定
零件在軸上的定位和裝坼方案確定后，軸的形狀便大體確定。各軸段所需要的直徑與軸上的載荷大小有關(guān)。初步確定軸的直徑時(shí)，通常還不知道支反力的作用點(diǎn)，不能決定彎距的大小與分布情況，因而還不能按軸受的具體載荷及其引起的應(yīng)力來確定軸的直徑。但在進(jìn)行周的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，通常已能求得軸所受的扭距。因此，可按軸上眼受的扭距初步估算軸所需的直徑。將初步求出的直徑作為承受扭距的軸段的最小直徑d，然后再按軸 上零件的裝配方案和定位要求，從d處起琢一確定各軸段的直徑，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，軸的直徑也可憑設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)取定，或者參考同類機(jī)器用類比的方法確定。
有配合要求的軸段，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑。安裝標(biāo)準(zhǔn)件（如滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器、密封圈等）部位的軸徑，應(yīng)取為相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值及所選配合的公差。
為了使齒輪、軸承等有配合要求的零件裝卸方便，并減少配合表面的察傷，在配合軸段前應(yīng)采用較小的直徑。為了使與軸做過盈配合的零件易于裝配，相配軸段的壓入斷應(yīng)制出錐度；或在同一軸段的兩個(gè)部分上采用不同的尺寸公差。
確定各軸段長度是，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)還要保證零件所需的裝配或調(diào)整空間。軸的各段長度主要是根據(jù)各零件與軸配和部分的軸向尺寸和相鄰零件間必要的間隙來確定的。為了保證軸向定位可靠，與齒輪和聯(lián)軸器等零件相配合部分的軸段長度一般應(yīng)比輪廓長度短2-3mm。
4).提高軸的強(qiáng)度的常用措施
軸和軸上零件的結(jié)構(gòu)、工藝以及軸上零件的安裝布置等對(duì)軸的強(qiáng)度有很大的影響，
以應(yīng)在下列方面進(jìn)行充分考慮，以利于提高軸的承載能力，以減小軸的尺寸和機(jī)器的質(zhì)量，以降低制造成本。
(1).合理布置軸上零件以減小軸的載荷
(2).為了減小軸所承受的彎矩，傳動(dòng)件應(yīng)盡量靠近軸承，并盡可能不采用懸臂的支撐形式，力求縮短支撐跨矩及懸臂長度等。
(3).進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)以減小軸的載荷。
(4).進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)一減小應(yīng)力集中的影響。
軸通常是在變應(yīng)力條件下工作的，軸的截面尺寸發(fā)生突變處要產(chǎn)生應(yīng)力集中，軸的疲勞強(qiáng)度破壞往往在此處發(fā)生。為了提高軸的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中源和降低應(yīng)力集中的程度。為此，軸肩處應(yīng)采用較大的過度圓角半徑r來減低應(yīng)力集中。但對(duì)定位軸肩，還必須保證零件得到可靠的定位。當(dāng)靠軸肩定位的零件的圓角半徑很小時(shí)（如滾動(dòng)軸承內(nèi)圈的圓角），為了增大軸肩處的圓角半徑，可采用內(nèi)凹圓角或加裝隔離環(huán)。
當(dāng)軸與輪轂為過盈配合時(shí)，配合邊緣處會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。為了減小應(yīng)力集中，可在輪轂上或軸上開減載槽；或者加大配合部分的直徑。由于配合得過盈量愈大，引起的應(yīng)力集中也愈嚴(yán)重，因而在設(shè)計(jì)中應(yīng)合理選擇零件與軸的配合。
用盤銑刀加工的鍵槽比用鍵槽銑刀加工的鍵槽在過度處對(duì)軸的截面銷弱較為平緩，因此應(yīng)力集中較小；漸開線花鍵在齒根處的應(yīng)力集中小，在作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)妥加考慮。此外，由于切制螺紋處的應(yīng)力集中較大，故應(yīng)盡可能避免在軸上受載荷較大的區(qū)段切制螺紋。
(5).改進(jìn)軸的表面質(zhì)量以提高軸的疲勞強(qiáng)度
軸的表面粗糙度和表面強(qiáng)化處理方法也會(huì)對(duì)軸的疲勞遷都產(chǎn)生影響。軸的表面愈粗糙，疲勞強(qiáng)度也愈低。因此，應(yīng)合理減小軸的表面及圓角處的加工粗糙度值。當(dāng)采用對(duì)應(yīng)力集中甚為敏感的高強(qiáng)度材料制作時(shí)，表面質(zhì)量尤以注意。
表面強(qiáng)化處理的方法有：表面高頻淬火等熱處理；表面滲碳、氮化、氰化等化學(xué)熱處理；碾壓、噴丸等強(qiáng)化處理。通過碾壓、噴丸進(jìn)行強(qiáng)化處理時(shí)，可使軸的表層產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，從而提高軸的抗疲勞能力。
5).軸的結(jié)構(gòu)工藝性
軸的結(jié)構(gòu)工藝性是指軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于加工和裝配軸上的零件，并且生產(chǎn)率高，成本低。一般地說，軸的結(jié)構(gòu)越簡單，工藝性越好。因此，在滿足使用條件的前提下，周的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量簡化。
為了便于裝配令兼并去掉毛刺，軸端應(yīng)制出450的倒角；需要磨削加工的軸段，應(yīng)留有砂輪越程槽；需要切制螺紋的軸段，應(yīng)留有退刀槽，尺寸查標(biāo)準(zhǔn)或手冊(cè)。
為了減少加工刀具種類和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，同一軸上不同軸段的鍵槽應(yīng)布置（或投影）在軸的統(tǒng)一母線上。為了減少加工刀具種類和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，軸上直徑相近的圓角、倒角、鍵槽寬度、砂輪越程槽寬度和退刀槽寬度等應(yīng)盡可能采用相同的尺寸。
攪拌軸是連接攪拌器的裝置；因?yàn)楸緳C(jī)采用桶旋轉(zhuǎn)而軸不轉(zhuǎn)的傳動(dòng)，所以抽真空的裝置設(shè)在攪拌軸上，軸內(nèi)開直徑為8的孔，孔的下口開在與桶蓋下端相連的軸的下面，蓋好桶蓋時(shí)，孔正好處于攪拌桶的上端，順利的實(shí)現(xiàn)抽真空的操作，軸的上端于公稱直徑為15的外螺紋管接頭連結(jié) ，管接頭接真空管。攪拌軸的結(jié)構(gòu)簡圖如下
圖3-11 攪拌軸的結(jié)構(gòu)簡圖
3.5 橫梁組件的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)橫梁的作用主要是固定攪拌軸，因?yàn)楸緳C(jī)采用桶轉(zhuǎn)而軸不轉(zhuǎn)的傳動(dòng)，因此攪拌軸必須固定，因此設(shè)計(jì)橫梁來固定攪拌軸。 同時(shí)與攪拌軸相連的真空管，以及上面的真空表，都固定在橫量組件上。
為了方便取下攪拌桶，同時(shí)從攪拌桶中取出攪拌葉片，橫梁設(shè)計(jì)成可以上下移動(dòng)的形式，即橫梁一端固定在支撐軸上，具有一個(gè)上下移動(dòng)的自由度，而固定攪拌軸的一端懸空，可以上下的移動(dòng)，這樣就可以在攪拌結(jié)束后，方便的取出攪拌葉片，進(jìn)行下一步工序。
為了限制橫梁上下移動(dòng)的幅度，在支撐軸和橫梁之間加裝一個(gè)小型氣泵，來限制橫梁的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在蓋上桶蓋時(shí)，可以施加一個(gè)壓力，來加強(qiáng)密封性能。提高攪拌質(zhì)量。
體現(xiàn)設(shè)計(jì)方法中的人性化設(shè)計(jì)，因此在橫梁可移動(dòng)的一端加裝一個(gè)把手。方便控制橫梁移動(dòng)。
具體結(jié)構(gòu)如下圖所示
圖3-12 衡量結(jié)構(gòu)簡圖
3.6 支撐軸的設(shè)計(jì)
支撐軸的作用主要是支撐橫梁以及其上安裝的組件，與橫梁連接時(shí)，保證衡量的懸空端可以上下的運(yùn)動(dòng)，因此在與橫梁連接的那一端焊接了兩個(gè)小鋼板，通過雙頭螺栓與橫梁連接，保證橫梁的運(yùn)動(dòng)。
在取下攪拌桶時(shí)發(fā)現(xiàn)，雖然攪拌葉片已經(jīng)取出，但是橫梁上下移動(dòng)的幅度有限，攪拌葉片在攪拌桶上方不遠(yuǎn)處，仍然不是很方便，因此，支撐軸設(shè)計(jì)成可旋轉(zhuǎn)的，并且要固定在箱體上。可以把支撐軸設(shè)計(jì)成兩段，下面一段固定在箱體上，上面一段與下面一段相連，并且可以轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣，攪拌完成后，把攪拌葉片等，從攪拌桶中取出，再轉(zhuǎn)到一邊，這樣就可以方便的取下攪拌桶。
具體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖3-13 支撐軸的結(jié)構(gòu)簡圖
3.7 其他
3.7.1 公差等級(jí)的選擇
選擇公差等級(jí)時(shí)，要正確處理使用要求、制造工藝合成本之間的關(guān)系。因此選擇公差等級(jí)。
IT5~IT10用于精度要求的重要和較重要配合。IT5的軸和IT6的孔用于高精度的重要配合在機(jī)械制造中應(yīng)用很廣，用于較高的重要配合。
IT7、IT8通常用于中等精度要求的配合，也用于重型機(jī)械和農(nóng)用機(jī)械中較重要的配合。
IT9、IT10用于一般精度要求的配合，例如鍵寬和鍵槽寬的配合。
用類比法選擇公差等級(jí)時(shí)，還應(yīng)考慮下面幾個(gè)問題。
1、同一配合中孔與軸的工藝等價(jià)性是指孔和軸的加工難易程度應(yīng)基本相同，同一配合中的孔和軸的公差等級(jí)應(yīng)以IT8為界。
公差等級(jí)為7級(jí)的孔應(yīng)與高一級(jí)的軸相配合，公差等級(jí)為8級(jí)孔可以和同一級(jí)的軸配合。公差等級(jí)為9級(jí)或低于9級(jí)的孔應(yīng)于同一級(jí)的軸相配合。
2、配件或相關(guān)件的結(jié)構(gòu)或精度
某些孔、軸的公差等級(jí)決定于相配件的結(jié)構(gòu)和精度。例如，與軸承相配合的軸頸和箱體
孔的公差登等級(jí)決定于相配件滾動(dòng)軸承的類型和公差等級(jí)以及配合尺寸的大小。
3、配合的性質(zhì)以及加工成本
過盈、過渡的平均間隙較小的間隙配合中孔的公差等級(jí)應(yīng)不低于8級(jí)。間隙較大的間隙配合中，由于某種原因，孔和軸必須選用較高的的公差等級(jí)可以低二、三級(jí)以便在滿足使用要求的前提下降低加工成本。
3.7.2 粗糙度選擇
表面粗糙度的選用實(shí)例
表3-3表面粗糙度
表面粗糙度參數(shù) Ra值（μm）
應(yīng)用實(shí)例
>10~20
粗加工表面比較精密的一級(jí),應(yīng)用比較廣泛,如軸端面、倒角、穿螺紋孔等。
>5~10
半精加工面，支架，箱體，離合器，凸輪側(cè)面等非接觸面的自由表面與螺紋頭接觸的表面，所有軸的退刀槽。
>2.5~5
半精加工面，箱體，支架，蓋面套筒等和其它零件的表面。
>1.25~2.5
基面及表面要求較高的表面，中型機(jī)床工作臺(tái)面，箱體的箱蓋和箱座的結(jié)合面，低速轉(zhuǎn)動(dòng)的軸頸。
4 使用說明書
4.1使用規(guī)程：
真空攪拌機(jī)的操作手應(yīng)熟悉本機(jī)械的構(gòu)造、性能、操作方法，并持有勞動(dòng)局頒發(fā)的特種作業(yè)人員的操作證。
使用真空攪拌機(jī)時(shí)，應(yīng)先檢查攪拌機(jī)是否平穩(wěn)，電源的連接是否有漏電現(xiàn)象，以及各部件的連接是否完好。將攪拌桶取下，將要攪拌的原材料放入其中，原材料的量最好是攪拌桶高度的三分之一，將攪拌桶裝好，接通電源，打開橫梁上的小型氣泵，使其壓緊攪拌桶蓋，方便真空。打開電源開關(guān)，打開真空泵，等3~5分鐘完成對(duì)攪拌桶的真空，再打開攪拌開關(guān)，完成對(duì)原材料的攪拌。攪拌完成后，先關(guān)掉電源，卸下攪拌桶，將攪拌后的材料封存保管，清洗攪拌桶。
主要參數(shù)：
長為680mm,寬為450mm，高為755mm..
功率：1kW
攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速：60r/min
變速要求：單級(jí)
傳動(dòng)：一級(jí)齒輪傳動(dòng)
4.2使用注意事項(xiàng)：
1、攪拌機(jī)應(yīng)設(shè)置在平坦堅(jiān)實(shí)位置，用方木墊起前后輪軸，使輪胎擱高架空，以免在開動(dòng)時(shí)發(fā)生走動(dòng)。攪拌機(jī)架高使用時(shí)必須設(shè)操作平臺(tái)，講設(shè)防護(hù)攔桿。
2、電源接通后，必須仔細(xì)檢查，經(jīng)空車試轉(zhuǎn)認(rèn)為合格。方可使用。試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)校驗(yàn)拌筒轉(zhuǎn)速是否合適，一般情況下，空車速度比重車(裝料后)稍快2~3轉(zhuǎn)，如相差較多，應(yīng)調(diào)整動(dòng)輪與傳動(dòng)輪的比例。
3、拌筒的旋轉(zhuǎn)方向符合箭頭指示方向，如不符時(shí)，應(yīng)更正電機(jī)接線。
4、開機(jī)后，經(jīng)常注意攪拌機(jī)各部件的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，停機(jī)時(shí)，經(jīng)常檢查攪拌機(jī)葉片是否打彎、螺絲有否打落或松動(dòng)。
5、攪拌機(jī)料斗提升后，斗下不能有人過往，以免因制動(dòng)器失靈發(fā)生意外。如確須在斗下檢修或清理，須停機(jī)并將料斗用保險(xiǎn)鏈條掛牢。
6、組裝平臺(tái)技術(shù)方案和安全技術(shù)交底制度。煙囪升模平臺(tái)組裝作業(yè)指導(dǎo)書(必須有詳細(xì)的承載力、結(jié)構(gòu)受力計(jì)算書)經(jīng)批準(zhǔn)后，向施工班組進(jìn)行詳細(xì)的安全技術(shù)交底并簽字形成文件記錄，指出平臺(tái)安裝順序及過程中的危險(xiǎn)點(diǎn)和相應(yīng)的防護(hù)技術(shù)措施；組裝時(shí)，設(shè)專人負(fù)責(zé)指揮，安全員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)。部分構(gòu)件在地面組裝完畢，采用吊車配合安裝。
7、材料堆放合理，做到“工完料盡場(chǎng)地清”。平臺(tái)上的工器具要合理布置、均勻擺放，放在筒壁外側(cè)的工器具要鋪好平臺(tái)，固定在外鋼圈或欄桿上以防傾倒傷人。工序一旦施工結(jié)束，應(yīng)及時(shí)清除多余材料，不得在平臺(tái)上積余施工用材料。
8、開機(jī)后，經(jīng)常注意攪拌機(jī)各部件的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。挺及時(shí)，經(jīng)常檢查攪拌機(jī)葉片是否打彎，螺絲是否打落松動(dòng)。
9、攪拌機(jī)要注意經(jīng)常檢查攪拌機(jī)的橫梁，真空泵，以及橫梁上的小氣缸，看是否能完成對(duì)攪拌桶的真空。
10、真空攪拌機(jī)在未使用的時(shí)候要注意，關(guān)掉電源。在每次使用后要注意清洗攪拌桶內(nèi)。使用前，可將攪拌桶拆下來進(jìn)行裝卸加工料。攪拌機(jī)在工作的時(shí)候切勿試圖將攪拌桶拿下來。
4.2真空攪拌機(jī)的維護(hù)
1、機(jī)器在使用的工程中，嚴(yán)禁敲、砸、磕、碰，尤其是在調(diào)整的過程中要輕拿輕放。
2、機(jī)器在長時(shí)間不用的時(shí)候，要進(jìn)行妥善保管。
3、真空攪拌機(jī)在使用一段時(shí)間后，注意在攪拌軸和減速器的連接處適量的加潤滑油，減輕對(duì)軸的損壞。
4、經(jīng)常檢查真空攪拌機(jī)的旋轉(zhuǎn)盤與箱體之間連接的建是否完好，避免在機(jī)器運(yùn)行時(shí)發(fā)生打滑或誤傷。
5、每次使用完攪拌機(jī)時(shí)，要檢查攪拌葉片的狀況，看其是否完好，并檢查攪拌軸的氣孔有沒有堵塞。
5標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告
5.1產(chǎn)品圖樣的審查
（1） 產(chǎn)品的圖樣完整、統(tǒng)一、表達(dá)準(zhǔn)確清楚、圖樣清楚。符合GB4440-84、GB-83《機(jī)械制圖》的規(guī)定。
（2） 產(chǎn)品圖樣公差與配合的選擇與標(biāo)準(zhǔn)符合GB/T1800、3-1998的規(guī)定。
（3） 產(chǎn)品圖樣的編號(hào)符合JB/T5054.5-2000《中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)的完整性。
（4） 產(chǎn)品圖樣焊縫的代號(hào)符合GB324-80《焊縫代號(hào)》的規(guī)定。
5.2 產(chǎn)品技術(shù)文件的審查
（1） 產(chǎn)品的技術(shù)文件名稱、術(shù)語符合ZB/TJ01和0351-90《產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件術(shù)語》及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
（2） 量和單位符合GB3100—GB3102-93的規(guī)定。
（3）技術(shù)文件所用的編碼符合JB/T8823-1998《機(jī)械工業(yè)企業(yè)計(jì)算機(jī)輔助管理信息分類編碼導(dǎo)則》的規(guī)定。
5.3 標(biāo)注件的使用情況
本設(shè)計(jì)所用的緊固件均采用標(biāo)準(zhǔn)的螺栓，材料及材料代號(hào)也符合國家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。
結(jié)論：
時(shí)光飛逝，轉(zhuǎn)眼之間四年的大學(xué)生涯就要結(jié)束了，回首四年的學(xué)習(xí)生活，我感到自己的收獲無比豐富。四年來，我不僅認(rèn)真學(xué)習(xí)了各門基礎(chǔ)課，而且更加系統(tǒng)地掌握了多門專業(yè)技術(shù)課，在每次的課程設(shè)計(jì)中，我都認(rèn)真對(duì)待，努力鉆研。這樣，通過四年的鍛煉不斷地提高了我的設(shè)計(jì)、繪圖、識(shí)圖能力。可以說，大學(xué)里的理論基礎(chǔ)，不但使我學(xué)會(huì)了分析問題、解決問題的能力，而且更強(qiáng)化了我的知識(shí)結(jié)構(gòu)。尤其幸運(yùn)的是，我不只一次地深入工廠實(shí)習(xí)，把學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)的具體工作中，提高了自己的動(dòng)手能力，為我今后步入工作崗位打下了更好的實(shí)踐基礎(chǔ)。
本次設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)自己初步掌握獨(dú)立從事專業(yè)技術(shù)工作的能力，提高自己從事工藝和工藝裝備設(shè)計(jì)的水平，使我初步掌握從事本專業(yè)科學(xué)研究工作的能力。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)不但培養(yǎng)了我運(yùn)用各種工具書的方法和技巧，同時(shí)也培養(yǎng)了我獨(dú)立思考問題、解決問題的能力。通過翻閱查找各種工具書，擴(kuò)大了視眼，豐富了自己的知識(shí)范圍。
本次設(shè)計(jì)我是有充分準(zhǔn)備的。我不僅準(zhǔn)備了四年的時(shí)間來掌握各門專業(yè)課學(xué)習(xí)，而且我多次深入工廠實(shí)習(xí)，更主要的是設(shè)計(jì)期間不斷地從網(wǎng)上、圖書館收集大量的資料，尋找各種解決問題的方法。所以說本設(shè)計(jì)我是有充分準(zhǔn)備的，它是與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。它也將成為我走上工作崗位的一次重要演習(xí)，為我今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參 考 文 獻(xiàn)
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