I 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 摘 要 攪拌機(jī)在現(xiàn)代建筑工程中有著廣泛應(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)量問(wèn)題，對(duì)我國(guó)的現(xiàn)在的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)。 攪拌可以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。混凝土攪拌機(jī)在攪拌過(guò)程中，通過(guò)攪拌筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)攪拌 葉片對(duì)筒內(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。 本次設(shè)計(jì)的主要機(jī)型是自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)計(jì)。它是小型工程建筑 凝土攪拌機(jī)中的一種，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)率高，質(zhì)量好，成本低。它 是目前國(guó)內(nèi)較為新型的攪拌機(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：攪拌裝置，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、攪拌筒外形尺寸的確定、電機(jī)的選擇、上料機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì)、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。 本次設(shè)計(jì)主要通過(guò)對(duì)攪拌筒的設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)的選擇，減速器的設(shè)計(jì)，聯(lián)軸 器的選擇，來(lái)實(shí)現(xiàn)攪拌機(jī)更高的機(jī)械效率及更好的工作穩(wěn)定性。 關(guān)鍵詞：混凝土攪拌機(jī)，外殼設(shè)計(jì)，減速器 II 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 Abstract The mixer is widely used in the modern construction, it not only reduces the workers labor, but also guarantee the quality of concrete project, made a huge contribution to our countrys current infrastructure construction. Mixing can make two or more than two kinds of different substances in each other mutual diffusion, so as to achieve the purpose of mixing. The concrete mixer in the mixing process, through the rotation of the mixing drum, drives the stirring bladeson the sand, cement and other materials are turning cylinder, extrusion mixing operation, to mix the materials fully in the relative strenuous exercise. The main models of this design is a self falling type cone type reverse feeding mixer. It is a small building concrete mixer, self falling type cone type reverse feeding mixer mixing of lightweight aggregate concrete, can make the concrete to achieve strong stirring, mixing uniformity, high productivity, good quality, low cost.It is a relatively new type of mixer, compact structure, beautiful appearance,convenient transportation. The main structure comprises: mixing device, mixing transmission system, feeding mechanism, water supply system, electric control system etc. The main design content is a self falling type cone type reverse feeding mixer design, overall structure include: the overall structure scheme, the mixing drum shape size determination, motor selection, feeding mechanism design, design of the reducer, coupling and finish the frame assembly diagram and parts diagram. This design mainly through the design of the mixing tube, the choice of motor, the design of the speed reducer, the choice of coupling, to achieve the work stability of mechanical efficiency and better the higher the mixer. Keywords: concrete mixer,housing design, speed reducer. 1 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 目 錄 摘 要 .I ABSTRACT.II 1 緒 論 .2 1.1 課題的研究目標(biāo)、內(nèi)容 .3 1.1.1 研究目標(biāo) .3 1.1.2 研究?jī)?nèi)容 .3 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r .3 2 混凝土的設(shè)計(jì)要求 .6 2.1 攪拌機(jī)的選型 .6 2.2 我國(guó)混凝土攪拌機(jī)其代號(hào)與主要參數(shù)的意義 .8 2.3 原始數(shù)據(jù) .9 2.4 設(shè)計(jì)的總體要求 .9 3 總體設(shè)計(jì)方案確定及動(dòng)力元件選擇 .10 3.1 總體設(shè)計(jì)方案 .10 3.2 攪拌筒設(shè)計(jì) .11 3.3 電動(dòng)機(jī)的選擇 .13 3.4 減速器的設(shè)計(jì) .17 3.4.1 第一級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) .17 3.4.2 第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) .21 3.4.3 軸的校核 .26 3.5 聯(lián)軸器 .27 3.6 料斗的設(shè)計(jì) .28 4 混凝土攪拌機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng) .29 5 結(jié)論 .31 參考文獻(xiàn) .32 2 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 1 緒 論 混凝土機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r是影響建筑工程機(jī)械化程度的重要因素之一?；炷?土攪拌設(shè)備是建筑機(jī)械中的一個(gè)重要代表，它是混凝土的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，由于 混凝土攪拌設(shè)備的工作對(duì)象是砂、石、水泥等混合料，并且用量大，工作環(huán)境 大多比較惡劣，因此混凝土攪拌設(shè)備在向高效能、高技術(shù)、自動(dòng)化、智能化的 方向發(fā)展有很大必要性 1。 混凝土攪拌機(jī)是一種帶葉片的軸在圓筒或槽中旋轉(zhuǎn)用以把水泥、砂石骨料 和水混合并拌制成混凝土混合料的機(jī)械。主要由拌筒、加料和卸料機(jī)構(gòu)、供水 系統(tǒng)、原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)架和支承裝置等組成?；炷翑嚢铏C(jī)廣泛應(yīng)用于 公路、鐵路、建筑、橋梁、港口、機(jī)場(chǎng)等工程中。它在建筑中占有重要的地位。 在我國(guó)的發(fā)展階段，我國(guó)建設(shè)一大批大型煤礦、油田、電站、機(jī)場(chǎng)、港口、 高速鐵路、高等級(jí)公路等重點(diǎn)工程，同時(shí)也要進(jìn)行大量的城市道路、城鎮(zhèn)住宅 的建設(shè)，這都需要用到大量的混凝土攪拌機(jī)。混凝土攪拌機(jī)械是基本建設(shè)的 “常規(guī)武器” 。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，以及城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)的城市基礎(chǔ) 建設(shè)、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，推動(dòng)了混凝土產(chǎn)量的迅速提高。商品 混凝土生產(chǎn)是改變傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)分散攪拌混凝土的生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化的 一項(xiàng)重要改革?；炷恋纳唐坊a(chǎn)因其高度的專(zhuān)業(yè)化和集中化，大大提高了 混凝土的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低了環(huán)境污染，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。 隨著攪拌機(jī)需求量的增大，攪拌機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。在競(jìng)爭(zhēng)加劇的 環(huán)境下，攪拌機(jī)正朝著技術(shù)創(chuàng)新和提高攪拌機(jī)自制能力的方向發(fā)展。在建設(shè)節(jié) 約型社會(huì)的前提下，相信混凝土機(jī)械在以后的發(fā)展過(guò)程中一定會(huì)朝著節(jié)能、高 效、操作更加智能化的方向發(fā)展。 “十二五”規(guī)劃明確了國(guó)家加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的目標(biāo)，而大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè) 施建設(shè)對(duì)于商品混凝土行業(yè)發(fā)展是非常有利的。因此，處理好混凝土商品化過(guò) 程中的各種問(wèn)題，肯定會(huì)很大程度上促進(jìn)混凝土行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，這對(duì)建筑業(yè) 和傳統(tǒng)制造業(yè)都是非常重要的。相信通過(guò)各行業(yè)的協(xié)調(diào)合作，肯定能處理好混 3 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 凝土商品化過(guò)程中的各個(gè)問(wèn)題，一定能給商品混凝土一個(gè)更加美好的明天。 1.1 課題的研究目標(biāo)、內(nèi)容 1.1.1 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。 1.1.2 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)行減速器主要零部件的設(shè)計(jì)； （5）繪制相應(yīng)的零件圖和裝配。 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 19 世紀(jì) 40 年代，在美、德、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)，其攪拌筒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(zhuān)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?1913 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。工作時(shí)，隨著拌筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，物料被攪拌筒內(nèi)壁固定 的葉片提升到一定高度后，依靠自重下落。由于各物料顆粒下落的高度、時(shí)問(wèn)、 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) 4 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 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)水平方面的提高與發(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)工藝等方面進(jìn)行改進(jìn)和探索。 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 拌機(jī)的工作原理不同，強(qiáng)制式攪拌機(jī)利用旋轉(zhuǎn)的葉片強(qiáng)迫物料按預(yù)定軌跡產(chǎn)生 剪切、擠壓、翻滾和拋出等強(qiáng)制攪拌作用，使物料在劇烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中得到勻 質(zhì)攪拌。 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(zhuān)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。根據(jù)構(gòu)造特征不同，主要有立軸渦漿式攪拌機(jī)、 立軸行星式攪拌機(jī)、立軸對(duì)流式攪拌機(jī)、單臥軸攪拌機(jī)和雙臥軸攪拌機(jī)等。隨 著技術(shù)的發(fā)展，強(qiáng)制式攪拌機(jī)在德國(guó)的 BHS 公司和 ELBA 公司、美國(guó)的 JOHNSON 公司和 REX WORKS 公司、意大利的 SICOMA 公司和 SIMEN 公司、 日本的日工株式會(huì)社和光洋株式會(huì)社等企業(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 5 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 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 56m 3 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)。 6 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 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(lèi)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)出料移動(dòng)式水泥攪拌機(jī) 9。如圖 2-2 7 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 圖 2-2 錐型反轉(zhuǎn)出料移動(dòng)式混凝土攪拌機(jī) 本機(jī)的主要特點(diǎn)有上、下料方便，攪拌量較大，便于運(yùn)輸，適用于大型建 筑工程，但其供水控制不方便，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。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，在攪拌罐的外周壁設(shè)有與傳動(dòng)齒輪嚙合的齒閣，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。 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)。 小規(guī)模錐型反轉(zhuǎn)出料移動(dòng)式混凝土攪拌機(jī)機(jī)構(gòu)圖 如下圖 2-3。 圖 2-3 攪拌機(jī)機(jī)構(gòu)圖 8 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 （1）一種立式混凝土攪拌機(jī)，包括有1供水系統(tǒng)2傳動(dòng)裝置3攪拌與 出料裝置4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，在攪拌罐的外周壁設(shè)有與傳動(dòng)齒輪嚙合的齒輪，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）本實(shí)用性與背景技術(shù)比較，由于攪拌罐是立式可翻轉(zhuǎn)的，因此, 其不 但簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，而且具有操作方便靈活、不受場(chǎng)地限制、排料徹底、便于清洗 攪拌罐和直接投料等優(yōu)點(diǎn)。 （3）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) 齒輪和齒圈使攪拌罐旋轉(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 我國(guó)混凝土攪拌機(jī)其代號(hào)與主要參數(shù)的意義 我國(guó)混凝土攪拌機(jī)的生產(chǎn)業(yè)已定型，并自成系列，其代號(hào)與主要參數(shù)的意 義： J-攪拌機(jī) G-鼓型自治式混凝土攪拌機(jī) Z-錐型反轉(zhuǎn)出料混凝土攪拌機(jī) F-錐形頓翻出料式混凝土攪拌機(jī) D-單臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī) 9 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 2.3 原始數(shù)據(jù) （1）出料容積 500L （2）進(jìn)料容積 800L （3）攪拌桶轉(zhuǎn)速 15 r/min （4）骨料最大粒徑 60mm （5）生產(chǎn)率 25-30 hm/3 2.4 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 10 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 3 總體設(shè)計(jì)方案確定及動(dòng)力元件選擇 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，在攪拌罐 的外周壁設(shè)有與傳動(dòng)齒輪嚙合的齒閣，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(lèi)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) 11 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 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 攪拌筒設(shè)計(jì) 1 攪拌筒 2 聯(lián)軸器 3 減速器 4 電動(dòng)機(jī) 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)。由于高低葉片與攪拌筒軸線按一定的 角度交叉布置，所以當(dāng)骨料由進(jìn)料錐端進(jìn)入，攪拌筒正轉(zhuǎn)攪拌時(shí)，葉片不僅使 骨料做提升、下落運(yùn)動(dòng)，還能強(qiáng)迫物料做軸向運(yùn)動(dòng)，能達(dá)到強(qiáng)化攪拌的作用。 當(dāng)攪拌筒反轉(zhuǎn)市，葉片將骨料推向出料端，由兩條交叉成 180 度的螺旋狀出料 葉片將攪勻的骨料推出筒外 5。 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 如下圖 3-1。 12 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 圖 3-1 攪拌筒幾何外形簡(jiǎn)圖 由混凝土機(jī)械查攪拌筒幾何容積，與出料容積 V0/V1=24 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 =V 1/V2 V2=（0.60.7）V 1 出料 V2=0.35L 所以 V1=350/(0.60.7)=583500L 暫時(shí)選 V2=560L V0/V1=24 V0=10402080 暫時(shí)選 1500L V0=V1+V2+V 出 V1= d2cota- R12R1cota34 V2= d2cot- R12R1cot 34 由混凝土機(jī)械查的進(jìn)料錐角為 47050 0， 出料錐角為 30033 0所以選 擇 a=330，=50 0 V1= V 進(jìn) + V 出 +V 柱 V 進(jìn) =S X=(R2+tana)2-h23/2x V 柱 = （R 2-h2） 3/2Lsin36.9 13 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 另參考設(shè) l1=0.55m，l 2=0.85m，l 3=0.5m 其中 為攪合料容重 =(1.51.7)1000kg/m 3 為攪拌時(shí)攪合料的自然坡度，=40 050 0 綜上可得：R 1=0.393m ，R 2=0.322m 可整合為：R 1=0.35m ， R 2=0.4m 3.3 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(lèi)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(lèi)，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?、?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 I 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 p w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 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） 14 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 其中雙錐反轉(zhuǎn)出料棍凝土攪拌機(jī)在 i_作時(shí)，其攪拌功率主要用幾克服混 凝土物料在攪拌時(shí)產(chǎn)生的偏心阻力知及托輪滾動(dòng)磨擦阻力矩。為討論方便，現(xiàn) 假定最?lèi)毫拥墓ぷ鳡顩r，即全部物料傾向拌筒的一側(cè)，呈斜而，球此種情況卜 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=9.8VHsin 式中 G 物料 為攪合物料質(zhì)量 G 物料 =V V攪拌筒容積 p拌合料容重 =(1.51.7)1000kg/m 3 H拌合料重心至拌筒中心的距離，mm； H=b3/12S 弓 =2（R !+ tan ） 2/3S 弓 -2h/3S 弓 因?yàn)榛旌狭显诎柰矁?nèi)為一水而，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) Hsin 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 Hsin = （R 2-h2） 3/2l2sin36.19 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 所以： M 進(jìn) =9.8 (R1+ tan )2-h23/2.sin =430.1N.m32 15 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 M 出 =9.8 (R2+ tan )2-h23/2.sin =393.2N.m3 M 柱 = （R 2-h2） 3/2l2sin=1095N.m6.19 攪拌時(shí)托輪所產(chǎn)生的慣性摩擦阻力矩為： M 摩擦 = NiK1(1+ )+ NjK2(1+ )=181.5N.m nirmi1Rr 式中 Ni1 個(gè)托輪所受到滾功正壓力： K滾功摩擦力臂； R滾筒半徑，m； r托輪半徑，m； Pw=Mn/9550=3.84Kw Pd=PW/=4.61Kw 式中 f 一混凝土與鋼葉片的磨擦系數(shù) f=0.62 w傳動(dòng)效率 w= 12 23 34=0.8335 1聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率，取 1=0.99 2齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率， 2=0.97 3軸承的傳動(dòng)效率， 3=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=37，二級(jí)圓拄齒輪減速器的傳動(dòng)比 i=840，總的傳動(dòng)比合理范圍為 ia=24280，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的可選范圍為: nd=ia。 n=（24280）17.5=4204900r/min 根據(jù)工況和計(jì)算所選電動(dòng)機(jī)為: 表 3-1 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 Y132S-4 5.5 1440 38 16 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 表 3-2 電動(dòng)機(jī)的土要外形參數(shù) 電動(dòng)機(jī)尺寸如表: 中心高 H 外形尺寸 L 安裝腳 B 軸伸尺寸 132 515 178 3880 3.3 減速器的選型 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(lèi)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 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（CH150 或 HT200)制造。 傳動(dòng)裝置包括各種類(lèi)型的零件，其中決定其工作性能，緯構(gòu)簡(jiǎn)單和尺寸大 17 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 小的主要是傳動(dòng)零件。 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)。為了使設(shè)計(jì)減速器時(shí)的原始條件 比較準(zhǔn)確，應(yīng)該先設(shè)計(jì)減速器外的傳動(dòng)零件，如聯(lián)軸器等 15。 3.4 減速器的設(shè)計(jì) 3.4.1 第一級(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、初步計(jì)算小齒輪的分度圓直徑 T1=9.55106Pd/nm=36475N.mm 齒寬系數(shù) d由機(jī)械手冊(cè)查表得： d=0.61.2,取 d=1 接觸疲勞極限 Hlim由機(jī)械手冊(cè)查表得 Hlim1=750Mpa Hlim2=600Mpa 初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力 H=0.9 Hlim1=675Mpa H=0.9 Hlim2=540Mpa Ad的值由機(jī)械手冊(cè)查表得 Ad=85 初步計(jì)算小齒輪分度圓直徑為 d147.6mm 取 d1=50mm 初步取齒寬 b b= dd1=150=50mm 校核計(jì)算圓周度： V=d 1.n1/601000=3.768m/s 精度等級(jí) 選 8 級(jí) 18 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 計(jì)算齒數(shù) z1、z 2和模數(shù) m1 初選 z1=20，則： z2= z1i=203.8=76 模數(shù) m m=d1/z1=50/20=2.5mm 由機(jī)械手冊(cè)查表得標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2.5 使用系數(shù) KA:查機(jī)械手冊(cè)查表得 KA=1.5 動(dòng)載系數(shù) Kv:查機(jī)械手冊(cè)查表得 Kv=1.2 齒間載荷分配系數(shù) KH =1.29 齒向載荷分配系數(shù) KH =1.45 載荷系數(shù) K： K=KAKvKH KH =3.36 彈性系數(shù) ZE： ZE=189.8Mpa 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH： ZH=2.5 接觸最小安全系數(shù) SHmin: SHmin=1.05 總工作時(shí)間 th: th=1083000.4=9600h 應(yīng)力循環(huán)系數(shù) NL1=6013.69600=1.9107 NL2= NL1/i=5105 19 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 接觸壽命系數(shù) ZN,查表得： ZN1=1.21， Z N2=1.28 許用接觸應(yīng)力 H H1= Hlim1 ZN1/SHmin=864.2Mpa H2= Hlim2 ZN2/SHmin=731.4 Mpa 驗(yàn)算 H=660.5Mpa 計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸無(wú)需調(diào)整。否則，尺寸 調(diào)整后還需再進(jìn)行驗(yàn)算。 3、確定齒輪主要尺寸 14 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=200,小齒輪的參數(shù)如下： 分度圓直徑 d1=Z1m=2.520=50mm d2= Z2m=2.576=190mm 中心距： a=m（z 1+z2）=120mm 齒頂高： hn=12.5=2.5mm 齒根高： hf=3.125mm 齒全高： h=5.625mm 齒頂圓直徑： da1=（20+2）2.5=55mm da2=（76+2）2.5=195mm 齒根圓直徑： df1=（20-2-0.5）2.5=43.75mm df2=（76-2-0.5）2.5=183.75mm 20 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 基圓直徑： db1=d1cos =46.99mm db2=d2cos =178.56mm 齒寬： b1=50mm b2=60mm 齒距： P=m=3.142.5=7.85mm 齒厚： s=P/2=3.925mm 齒槽寬： e=P/2=3.925mm 基圓齒距： Pb=Pcos200=7.375mm 法向齒距： Pn=Pb=7.375mm 頂隙： c=c*m=0.625mm 4、齒根接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算： 重合度系數(shù) Y ： Y =0.25+0.75/ a=0.79 齒間載荷分布系數(shù) KF ： KF =1.27 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 4圖查得齒向載荷分布系數(shù) KF =1.2 載荷系數(shù) K： K= KAKv KF KF =2.74 齒形系數(shù) YFa： 21 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 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 Flim： Flim1=600Mpa Flim2=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 F1=456Mpa F2=349Mpa 驗(yàn)算： F1=107.4Mpa< F1 F2=106.88Mpa< F2 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。 3.4.2 第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 1、材料的選擇 13 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、齒輪傳動(dòng)的計(jì)算 12 轉(zhuǎn)矩 T1=9.55106P2/n2=123577N.mm 齒寬系數(shù) d由機(jī)械手冊(cè)查表得： 22 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 d=0.61.2,取 d=1 接觸疲勞極限 Hlim由機(jī)械手冊(cè)查表得： Hlim1=750Mpa Hlim2=600Mpa 初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力： H=0.9 Hlim1=675Mpa H=0.9 Hlim2=540Mpa Ad的值由機(jī)械手冊(cè) 7查表得： Ad=85 初步計(jì)算小齒輪分度圓直徑為： d171.3mm 取 d1=75mm 初步取齒寬 b： b= dd1=175=75mm 校核計(jì)算圓周度： V=d 1n1/601000=1.75m/s 精度等級(jí) 選 8 級(jí) 計(jì)算齒數(shù) z1、z 2和模數(shù) m1 初選 z1=30，則： z2= z1i=303.09=92.793 模數(shù) m m=d1/ z1=75/30=2.5mm 由機(jī)械手冊(cè)查表得標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2.5 使用系數(shù) KA:查機(jī)械手冊(cè)查表得 KA=1.5 動(dòng)載系數(shù) Kv:查機(jī)械手冊(cè)查表得 Kv=1.2 齒間載荷分配系數(shù) KH =1.33 23 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 齒向載荷分配系數(shù) KH =1.47 載荷系數(shù) K： K=KAKv KH KH =1.51.21.331.47=3.52 彈性系數(shù) ZE： ZE=189.8Mpa 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH： ZH=2.5 接觸最小安全系數(shù) SHmin： SHmin=1.05 總工作時(shí)間 th: th=1083000.4=9600h 應(yīng)力循環(huán)系數(shù): NL1=6013.69600=1.9107 NL2= NL1/i=6105 接觸壽命系數(shù) ZN,查表得： ZN1=1.18 ZN2=1.25 許用接觸應(yīng)力 H H1= Hlim1 ZN1/SHmin=842Mpa H2= Hlim2 ZN2/SHmin=714Mpa 驗(yàn)算: H=676.8Mpa 計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸無(wú)需調(diào)整。否則，尺寸調(diào) 整后還需再進(jìn)行驗(yàn)算。 3、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=200,小齒輪的參數(shù)如下： 分度圓直徑： 24 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 d1=Z1m=2.530=75mm d2=Z2m=2.593=232.5mm 中心距：a=m（z 1+z2）=153.75mm 齒頂高： hn=12.5=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 d f2=（93-2-0.5）2.5=226.25mm 基圓直徑： db1=d1cos =70.485mm db2=d2cos =218.5mm 齒寬： b1=85mm，b 2=75mm 齒距： P=m=3.142.5=7.85mm 齒厚： s=P/2=3.925mm 齒槽寬： e= P/2=3.925mm 基圓齒距： Pb=Pcos200=7.375mm 法向齒距： 25 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 Pn=Pb=7.375mm 頂隙： c=c*m=0.625mm 4、齒根接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算： 重合度系數(shù) Y : Y =0.25+0.75/ a=0.79 齒間載荷分布系數(shù) KF ： KF =1.27 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖查得齒向載荷分布系數(shù) KF =1.2 載荷系數(shù) K： K= KAKvKF KF =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，Y Sa2=1.8 彎曲疲勞極限： Flim1=600Mpa Flim2=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，Y N2=0.97 尺寸系數(shù) Yx=1.0 許用彎曲應(yīng)力 F1=456Mpa F2=349Mpa 驗(yàn)算： F1=107.4Mpa< F1 26 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 F2=106.88Mpa< F2 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。 3.4.3 軸的校核 軸的最小直徑按公式 d1A 3 mm。hP 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 d125.19mm，d 226.29mm，高速軸最小軸徑 d238mm。 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: B=650Mpa， S=360Mpa，-1=300Mpa， B=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=9.551065.09/378.9=130458N.mm 齒輪 Z2的圓周力： Ft2=2T/d2=130458/190=1373.2N 齒輪 Z2的徑向力： Fr3= Ft2tan200=3072.15N 齒輪 Z3的圓周力： Ft3=2T/d3=130458/85=3069.6N 齒輪 Z3的徑向力： Fr3= Ft2tan200/cos9.360=3072.15N 水平面支承反力及彎矩: Rcy=444.2N Rdy=3847.4N 彎矩: MAY=777.735=27219.5 N.mm 27 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 MBY=3072.152.5=205824.5 N.mm MCY=686767.5=460089.5 N.mm MDY=292967.5=1528.5N.mm 乖直面支承反力及彎矩,支承反力: RCH=1274 N.mm RDH=347.5 N.mm 彎矩計(jì)算: MAF=535347.5=1216.5 N.mm MBF=421274=53508 N.mm 合成彎矩: MA=213139.4 N.mm MB= 212665.5N.mm MC= 460090N.mm MD= 152829.4N.mm 應(yīng)力校核系數(shù) : =-1/ B=300/650=0.46 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 T=0.46130458=60010 N.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=164188.8 N.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。 3.5 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?chē)?yán)格對(duì)中并在作中不 28 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 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) Y132S1-2 的軸徑為 38mm，故選用標(biāo)準(zhǔn)凸緣聯(lián)軸器 YL9,軸 孔 38mm,軸孔長(zhǎng) 82mm。在低速級(jí)，可選用標(biāo)準(zhǔn)凸緣聯(lián)軸器 YL10,車(chē)由孔 45mm,軸 孔長(zhǎng) 112mm。聯(lián)軸器可以在機(jī)器停車(chē)后用拆卸的方法才能把兩軸分離。 3.6 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 1m，0.8m，0.9m 則料斗的容量 V0=720L560L 即所取尺寸符合要求. 29 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 4 混凝土攪拌機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng) 混凝土攪拌機(jī)應(yīng)按照規(guī)定進(jìn)行定期維護(hù)和保養(yǎng)，這樣可以使機(jī)械經(jīng)常處于 良好的工作狀態(tài)，保證機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)并延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命，預(yù)防故障的發(fā) 生。攪拌機(jī)的日常保養(yǎng)分為工作前、中、后三個(gè)部分 4。 1、工作前保養(yǎng) （1）首先須保持?jǐn)嚢铏C(jī)機(jī)體的清潔，應(yīng)及時(shí)清除機(jī)體上的污垢。 （2）定時(shí)檢查各潤(rùn)滑處的潤(rùn)滑情況及電路和控制設(shè)備，按潤(rùn)滑圖表的規(guī)定 加注潤(rùn)滑油，若潤(rùn)滑油不足，應(yīng)立即加添。 （3）不工作時(shí)將進(jìn)料斗放在地面上，料斗上升手柄置于脫開(kāi)位置。 （4）時(shí)常緊固各部螺栓，如有松動(dòng)，應(yīng)予擰緊。緊固螺栓時(shí)要均勻和適當(dāng) 的用力，避免發(fā)生部件損壞。 （5）時(shí)常檢視鋼絲繩的狀況，鋼絲繩不能變形，卷繞不能紊亂。如果繩絲 折斷過(guò)多，應(yīng)立即換用新鋼絲繩。 （6）在機(jī)器工作前，在筒內(nèi)加水空轉(zhuǎn)運(yùn)行若干分鐘，以便濕潤(rùn)內(nèi)筒壁，避 免物料沾粘。 2、工作中的保養(yǎng) （1）混凝土攪拌機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，要隨時(shí)檢聽(tīng)減速器、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)齒 輪的聲音是否有異常。 （2）要觸摸以及測(cè)試軸承和電動(dòng)機(jī)的溫升是否過(guò)高。 （3）要注意攪拌裝置運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，攪拌筒外部傳動(dòng)齒是否與機(jī)架傳動(dòng)齒嚙 合。 （4）混凝土攪拌機(jī)的供水系統(tǒng)應(yīng)正常有效地工作，不能發(fā)生滲漏現(xiàn)象，滲漏 可能導(dǎo)致不能控制加水量。 3、工作后的保養(yǎng) （1）混凝土攪拌機(jī)在工作結(jié)束后須進(jìn)行認(rèn)真的清洗工作攪拌筒內(nèi)壁，以及上 料斗。 （2）在清洗攪拌筒內(nèi)壁時(shí)，可在攪拌筒內(nèi)放入清水和石子，運(yùn)轉(zhuǎn)若干分鐘， 然后放出并掃凈。 30 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 （3）最后沖洗噴進(jìn)料斗、機(jī)體外殼等處。沖洗時(shí)應(yīng)注意勿使電動(dòng)機(jī)著水，以 免影響電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。 （4）清洗完以后應(yīng)注意攪拌機(jī)的存放，延長(zhǎng)攪拌機(jī)的使用壽命。 31 臨 沂 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 5 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)深化和系統(tǒng)提高的重要過(guò)程，是對(duì)學(xué)生實(shí)踐能 力，理論聯(lián)系實(shí)際能力和創(chuàng)新精神的綜合訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生探求真理的科學(xué)精 神，科學(xué)研究方法和優(yōu)良的思想品質(zhì)等綜合素質(zhì)的重要途徑。通過(guò)本次混凝土 攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解和應(yīng)用，同時(shí)也彌補(bǔ)了以前的知識(shí) 漏洞，鞏固了知識(shí)的積累。更好的利用所學(xué)知