机械原理课程设计题目：自动喂料搅拌机装置设计

目 录一、题目及要求 1二、功能分解 2三、机构选用. 4四、机构运动循环图 5五、根据电机参数拟定机械传动方案. 6六、机械传动的评价. 10七、最终选择方案及机构运动简图 11八、心得体会九、参考文献 一、 题目及要求1、 设计题目：自动喂料搅拌机设计用于化学工业和食品工业的自动喂料搅拌机。物料的搅拌动作为：电动机通过减速装置带动容器绕垂直轴缓慢整周转动；同时，固连在容器内拌勺点按一定轨迹运动，将容器中拌料均匀搅动。物料的喂料动作为：物料呈粉状或粒状定时从漏斗中漏出，输料持续一段时间后漏斗自动关闭。喂料机的开启、关闭动作与搅拌机同步。位置号i12345678方案DX5054934753731967513185Y185332524763660480225103表1 拌勺E的搅拌轨迹数据表方案号固定铰链A、D位置电动机转速r/min容器转速r/min每次搅拌时间s物料装入容器时间sXmmYmmXmmYmmD1735420120007206010060表2 自动喂料搅拌机运动分析数据表2、功能要求：a、要求物料的搅拌动作为：电动机通过减速装置带动容器饶垂直轴缓慢整周转动；同时固连在容器内拌勺将容器中拌料均匀搅动。b、要求喂料动作为：物料呈粉状或颗粒状定时从漏斗中漏出，输料持续一段时间后漏斗自动关闭。c、喂料机的开启、关闭动作要和搅拌机同步。物料搅拌好后的输出不考虑。3、设计说明书内容要求：a、本设计应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种常用机构。b、设计传动系统并确定其传动比分配,画出机器运动循环简图。c、机构的造型及实现配合,选择和评价运动方案。d、根据电机参数拟定机械传动方案,画出运动简图。4、设计提示a、此题包含较丰富的机构设计与分析内容，如平面连杆机构实现运动轨迹的设计、平面连杆机构的运动分析与动态静力分析、飞轮转动惯量确定，以及齿轮机构设计、凸轮机构设计等。由于题量较大，教师可根据情况确定全部或部分完成该题的设计任务，也可以由一组学生完成全题。b、可使固联在铰链四杆机构连杆上的某点作为拌勺的E点，实现预期的搅料轨迹。由于E点轨迹仅要求实现8点坐标，可以用多种方法设计该平面连杆机构。二、 功能分解：1. 容器带动里面的物料一起做匀速转动，是电动机带动减速装置，减速装置在带动直轴容器缓慢进行整周转动实现的。2. 在电动机带动下拌勺沿搅拌数据表要求的轨迹搅拌，是由曲柄四杆机构转动实现。3. 在电动机带动下实现填料机自动填料的功能，是利用凸轮机构实现滑块左右移动，并保证在搅拌的同时，实现滑块开50s，关40s，如此循环的进行。三、 机构运动循环图：图（1）以设计要求的时间（s/t）为参考图（2）拌勺的搅拌轨迹四、机构选用1. 容器周转机构选用1电动机，2、4传动轴，3减速器，5,6圆锥齿轮，7容器该机构是容器的周转机构，容器的转动运用了锥齿轮。动力由电动机1输入，通过2传动轴的转动带动3减速器转动，减速器带动传动轴4传给圆锥齿轮5，锥齿轮5带动锥齿轮6的转动，从而使与锥齿轮6同心的容器7转动，从而带动容器7的转动。2. 拌勺运动机构选用1 拌勺，2、3、4连杆，5偏心轮拌勺的运动选用了连杆机构。偏心轮5的运动带动连杆（4、3、2）的运动，同时带动了1拌勺的运动。3.填料盒开关机构选用1齿轮，2、3连杆，4滑块，5物料盒此机构为填料盒开关的选用机构。利用了齿轮、连杆、滑块机构来达到控制开关的能力。齿轮1的匀速转动，带动连杆2上下运动，连杆2带动连杆3的运动，从而使滑块4左右滑动，起到控制填料盒5开关的功能。4.电动机带动填料盒开关和拌勺运动机构选用1电动机，2、4传动轴，3减速器，5蜗轮，6、8齿轮，7偏心轮此机构为控制填料盒开关和拌勺机构的选用机构。运用了电动机、涡轮蜗杆、齿轮、偏心轮、减速器达到控制的目的。动力由电动机1转动，通过传动轴2转动传给减速器3带动传动轴4转动，同时带动与涡轮5带动齿轮6转动，6带动偏心轮7转动，从而带动固定在齿轮8上的连杆转动。4.输出部分机构选用1电动机，2减速器，3蜗轮，4、6圆锥齿轮，5凸轮，7、8齿轮，9连杆，10勺子 采用涡轮蜗杆、一对齿轮及圆锥齿轮来实现输出机构。发动机1带动减速器2转动，减速器2在带动蜗轮3转动，蜗轮3带动凸轮5及圆锥齿轮4转动，圆锥齿轮4带动齿轮8转动，齿轮8带动齿轮7转动，实现勺子的移动，然而凸轮5的转动实现连杆9用勺子10去把搅拌物料舀出，完成输出。五、 根据电机参数拟定机械传动方案方案（一）1电动机， 2减速器，3、 5蜗轮，4、13、19圆锥齿轮，6、8、17、18齿轮，7偏心轮， 21、12、16连杆，9滑块，10物料盒，14、15拌勺，11容器，20凸轮此方案的传动过程：动力由电动机1输入，传给减速器2，再由减速器2带动蜗轮3，蜗轮3在带动圆锥齿轮4，圆锥齿轮4带动圆锥齿轮13转动，在带动容器11的均匀的转动。同时圆锥齿轮4带动蜗轮5的转动，带动固定齿轮6转动，带动固定偏心轮7的转动，同时带动四杆机构带动搅拌勺的上下、左右的运动，从而实现搅拌的目的。同时固定偏心轮7也带动固定齿轮8的转动，也带动了固定在齿轮的连杆的运动带动滑块9左右的运动，从而实现控制物料盒10开关的目的。蜗杆3转动带动固定凸轮20的转动，从而使另一个锥齿轮及齿轮18转动，齿轮18转动同时带动齿轮17转动带动固定在涡轮上的凸轮转动，使连杆上下运动，当凸轮从最高点转到最低点时，取料勺进入容器装入物料；当凸轮转到最高点时，取料勺转出容器，同时控制取料勺的开与合，使物料从容器中输出。 六、机械传动的评价方案一：优点：涡轮蜗杆传动结构紧凑，体积小、重量轻；工作平稳，冲击震动、噪音小。圆锥齿轮平稳，噪声小。齿轮传动能保证瞬时传动比恒定，平稳性较高,传递运动准确可靠 ；可实现较大的传动比;传动效率高,使用寿命长。凸轮机构可以使推杆得到各种预期的运动规律，且响应速度快，机构简单紧凑。连杆机构压力较小，承载能力较大，润滑好，摩擦小，加工制造容易，工作性可靠，在原动件运动规律不变的条件下，可改变各构件的相对长度来使从动件得到不同的运动规律；可方便地达到改变运动传递运动方向、扩大行程、实现增强和远距离传动的目的。滑块的加工比较容易控制在装配与拆卸时滑块也是相对比较方便的。缺点：涡轮蜗杆蜗杆传动效率低，一般认为蜗杆传动效率比齿轮传动低，发热量大，齿面容易磨损，成本高。圆锥齿轮传递效率低，制造复杂，成本高。齿轮制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。凸轮轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，制造也困难，而且从经济角度来说也很不划算，造价高昂。连杆机构易产生较大的误差积累，机械效率降低；不宜用于高速运动。滑块面与面的接触，易磨损，易产生热量大。方案二、 0、电动机 1、飞轮 2、减速器 3 、减速器 4、容器 5、拌勺E点运动轨迹 6、铰链四杆机构 7、漏斗 8、齿轮 9、齿轮 10、蜗轮蜗杆 11、蜗轮蜗杆 12、锥齿轮 13、锥齿轮 14、蜗轮 15、蜗杆 优点： 1、蜗轮蜗杆传动结构紧凑，体积小、重量轻；工作平稳，冲击震动、噪音小，有较大的传动比，使得6齿轮的齿数合理，不至于过大。 2、齿轮传动能保证瞬时传动比恒定，平稳性较高,传递运动准确可靠 ；传递的功率和速度范围大; 结构紧凑、工作可靠,可实现较大的传动比;传动效率高,使用寿命长。 3、圆锥齿轮平稳，噪声小，且可以改变传递方向。 4、凸轮机构可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且响应速度快，机构简单紧凑。 5、连杆机构压力较小，承载能力较大，润滑好，摩擦小，加工制造容易，工作性可靠。 6、可以保证相对精确的传动比。 缺点：1、圆锥齿轮传递效率低，制造复杂，成本高。 2、蜗轮蜗杆蜗杆传动效率低，蜗杆传动效率比齿轮传动低，发热量大，齿面容易磨损，成本高。 4、凸轮轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，制造也困难。 5、连杆机构易产生较大的误差，机械效率降低。 6、必须保证铰链四杆机构和凸轮运动时的位置和角度关系，所以导致制造困难。 7、物料的输出装置与搅拌装置无法准确协调。方案三、七、最终选择方案及机构运动简图0、电动机 1、飞轮 2、减速器 3 、减速器 4、容器 5、拌勺E点运动轨迹 6、铰链四杆机构 7、漏斗 8、齿轮 9、齿轮 10、蜗轮蜗杆 11、蜗轮蜗杆 12、锥齿轮 13、锥齿轮 14、蜗轮 15、蜗杆 八、心得体会做了很久的机械原理课程设计作业今晚终于完成了，心里有些小开心，开始做时，发现到处都是难题，这也不懂那也不懂，心有些辛酸和无奈，学习了一个学期的机械原理后，自己却似乎什么都不会，觉得有些惭愧，老师在课堂上很专心、耐心的给我们讲，可我还是很不会，是自己在课后花在学习上的时间太少了。当我真的开始做时，我查了很多资料，很茫然的开始做。在做的过程中，培养了我自己自学的能力，独立思考问题，解决问题的能力。很多时候，不是我们完全不会，而是我们没有用心，态度不端正所造成的。就拿我来说，我本该早做好了的，可每天都在打着做课程设计的幌子，去完毕的东西，时间渐渐地过去，非得老师说截止时间是多少，才会开始去做，而且效率很高。这也就会产生为了应付老师而随便做做的，老师说不行再拿回来仔细做，也就这样渐渐地把这个设计弄得很熟悉，也就知道了这个机构是怎样运行的。人很多时候会产生很强的惰性，使得自己不会认真的去做某件事，这就影响了人生的道路。所以不管做什么事，