行星运动螺旋式混合机毕业设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 摘 要 混合单元操作广泛应用于化工、医药、食品、粉末冶金、涂料、电子、军工、材料等领域及新材料技术领域 , 为保证固体粉末特别是对于有一定潮湿度和团聚粘结倾向的半干粉料之间的均匀混合，混合机械设备的选择至关重要。 国产优质混合机基本上以采用上世纪 80年代由合肥轻机（合肥中辰前身）引进的日本三菱技术为主。但这一技术在大量产和自动化控制上已经显出不足。随着饮料工业的持续、健康发展，国内企业对高端设备的需求也在不断增加，且一直依赖进口。为了改变这一局面，我国凭借多年的研究、制作混合机的经验，组织技术力量在广 泛学习国外最新技术的基础上。从 1990年至今，混合机从无到有，并逐渐形成规模生产，已广泛应用于生产实践中并且已有少量出口。在设计过程中，努力实现混合机的混合速度快、混合效果好。 本次设计的行星运动螺旋式混合机主要用于粉体混合。它的执行机构有两部分；一是通过三对锥齿轮传动的自转部分，二是由一对直齿轮和一对蜗轮蜗杆传动的公转部分。该机的机构设计，其主要设计内容是传动装置的设计，电动机的选择，减速器的设计，搅拌器的设计以及箱体的简单设计。最后进行总体的装配，达到设计的要求，本设计说明书对其进行了详细的阐述 。 关键词： 混合机；行星运动；自转；公转；减速器；螺旋 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 in of In to of of it is to to 0 s of in a of of on to of in in a of on of 990 to in a of to In of is in in is by of is by a of of of of of In of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 目 录 第 1章 绪论 3 3 3 4 第 2章 机械传动装置的总体设计 6 体方案 6 动机的选择 7 配各级传动比 7 转部分 7 算自转部分 传动装置 的运动和动力参数 8 转部分 9 算公转部分 传动装置 的运动和动力参数 9 章小结 10 第 3章 机械传动件的设计 11 轮的设计和校核 11 轮的设计和强度校核 13 转部分高速级齿轮传动的设计计算 13 轮的 校核 16 转部分低速级齿轮传动的设计计算 17 轮的校核 21 转部分直齿轮设计与计算 21 轮的校核 24 转部分蜗杆传动设计与计算 25 杆的校核 26 的设计和校核 27 的结构设计 27 的最小直径估算 27 轴段直径和长度的确定 29 承的选择 31 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 的选择 31 的受力分析和刚度校核 31 轴承寿命核算 33 键校核 34 34 章小结 35 第 4章 尺寸公差与配合的选用 36 合制的选择 36 差等级的选择 36 合的选择 36 章小结 37 第 5章 箱体的设计 38 件的位置尺寸 38 承端盖 38 铁减速箱的结构尺寸 39 40 第 6 章 设计结果 41 零件参数表 41 章小结 43 结 论 44 参考文献 45 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 1章 绪 论 题背景及意义 混合单元操作广泛应用于化工、医药、食品、粉末冶金、涂料、电子、军工、材料等领域及新材料技术领域，为保证固体粉末特别是对于有一定潮湿度和团聚粘结倾向的半干粉料之间的均匀混合，混合机械设备的选择至关重要。随着纳米技术的发展 ,粉体混合更显示出它的重要性。 本次设计的行星运动螺旋式混合机 ，它的容器呈圆锥形，有利于粉料下滑。容 器内螺旋搅拌器轴平行于容器壁母线，上端通过转臂与螺旋驱动轴连接。当驱动轴转动时，搅拌除自转外，还被转臂带着公转 ，这样就使被混合物料既能产生垂直方向的流动，又能产生水平方向的位移，而且搅拌器还能消除靠近容器内壁附近的滞留层。因此这种混合机的混合速度快、混合效果好。很有研究的意义 。 内外研究状况 国产优质混合机基本上以采用上世纪 80 年代由合肥轻机（合肥中辰前身）引进的日本三菱技术为主 ， 但这一技术在大产量和自动化控制上已经显出不足 1。随着饮料工业的持续、健康发展，国内企业对高端设备的需求也在不断增加 ，且一直依赖进口。 为了改变这一局面，我国凭借多年研究、制作混合机的经验，组织技术力量在广泛学习国外最新技术的基础上，从 1990 年至今，混合机从无到有 ,并逐渐形成规模生产，已广泛应用于生产实践中并且已有少量出口 2。螺旋锥形混合机是我国设计制造的固体粉粒混合的新机种，经过数十年发展，已形成系列产品 3。随着应用范围的扩大，1995 年兰化公司化工机械厂借兰化合成橡胶厂 置改扩建之际，自行开发、研制出具有目前先进技术水平的 螺旋锥形混合机。 1997 年初，该机正式投入使用。截止目前， 该混合机运转正常、性能稳定，整机各项指标均达到设计要求。我国混合机正向着更好更接近世界在发展 3。 间歇、连续进料混合机械以及单螺杆和双螺杆挤出器是十九世纪末发展起来的混合器，主要用于食品工业和润滑油的抽提，随着橡胶工业和汽车轮胎工业的发展，二十世纪初逐渐发展起密封系统的挤出机，错流双螺杆混合器也随之产生，直到 1980年对于间歇和连续混合器的机理研究才逐渐发展起来。工程师们面对许多问题，如具有分离功能回旋轴混合器、含有绞合回旋杆分离器等的设计。众多的连续式混合器的设计越来越复杂，这些系统可以实现单螺旋挤出 、错流双螺旋杆挤出的效能，并且可买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 以混合非常多的物种，这些混合器各有特点和优缺点，适用于不同的场合 4。 德国 司推出的 组件混合机可进行低压排空且混合均匀，可将准确测量的混合物从一混合喷嘴喷射到模腔里，还可以直接将混合物注射到模腔内，该机与其他混合机相比其优点是，混合固体和液体物质以及排空工序均在单一组件内进行。 合机生产的混合物、填充剂和粘合剂的表面湿润度极佳特别是对粉状颗粒不但能提高成品的拉伸力而且能提高抗腐蚀性 4。 在美国静止型混合机 已经成为现在的主流。该机结果简单、无死角很适合食品加工，它再现性良好、可准确的实现均匀混合，而且省维修费用、省能源、省空间机体具有丰富的多样性 4。 混合机的专业厂家关东混合机工业公司，开始出售一种升降型立式混合机，该机大大改善了作业条件，符合卫生、安全标准。 于上升位置时的全高是 2,1 行时 1. 500为 长 拌用电机容量是 降用 用 4 级调速，各种转速均在 30300设定，机体为不锈钢，易于冲洗，为防灰尘， 制成密封型，改善了安全、卫生、作业环境。当然，成本有所提高，该公司正在努力降低成本，抑制价格上升 5。 另外，该公司还开始经营使用冷却介质、在搅拌物料过程进行冷却的世界第一台“强制冷却螺旋混合机 ”。至今冷却是通过喷射冷风式 行的，该机通过冷却介质的流动，达到所希望的溢度，它还带有表示物料温度的温度显示装置。包括全部规格的混合机、与搅拌容器、升降装置等结合可实现自动化 3。 粉研公司正在经营一种连续式喷射混合机。该机与供料器结合，在数秒内可进行粉状物料的连续加沮、混炼、溶解、乳化，称 其为连续喷射混合装置。该连续喷射混合装置，采用了独特的专利结构，使气液粉三相物料通过喷射混合，比率、混合精度高，品质均匀一致，依靠物料的通过使其自洁，因在密闭环境中作业，无粉尘，无噪音。与卜机连动容易实现无人化，可大幅度地提高品质，降低成本 5。 连续式喷射混合装置，采用独特的连续加沮方式，实现了超过手排面的味道，在食品制造过程中，加湿、混炼、溶解是必要的过程，面团等的制作左右着产品的质量、成本。面团制作的秘诀，首要的是优质的水，在不需施加力的数秒内，使一粒粒均匀湿润，使其释放出天然的芳香，这样即可作出超 过手辫面的面。正确计量，均匀混是对所有坯料的要求，该机最先实现了这一理想 4。 究方法 本次设计主要工作内容如下： 1、 进行设计计划 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 在设计前进行相关知识的系统学习 。 2、 准备设计 由于缺乏经验和水平欠缺所以在设计以前找出要学习的相关知识从方法到具体技术参考资料依次为设计手册、规范、专题借鉴及以前的工程。 3、 设计计算 （ 1）拟订总体设计方案。 （ 2）关于设计参数的选择 设计参数的选择原则以安全为目的 。 参考其它工程在其条件下选择的原则 。 （ 3）关于计算公式的选择 计算公式必须 符合规范的要求 。 在多种公式中选择更安全、更合理的公式 。 （ 4）公式计算 计算的步骤可以参照以往的计算书或者其它资料 。 计算的每一步结果都要确保正确计算，减少返工时间 。 （ 5）自校 自校的原则是等同于重新再做一遍 。 4、 制图 按照机械制图标准准确绘图 。 5、 编写设计说明书。 最后 基本 达到设计要求 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 第 2 章 机械传动装置的总体设计 体方案 传动方案要满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率、使用维护便利、工艺和经济性好等要求。 经过分析与比较 ,决定采用如 图 运动方式： （ a） （ b） 1 2、 3 4 5 6 78、 9、 11、 12、 13、 14 10 15图 星运动螺旋式混合机 电动机通过 V 带带动轮将动力输入水平传递轴，使轴转动，再由此分成两路传动，一路经 1 对圆柱齿轮 2、 3，一对蜗轮蜗杆 4、 5 减速，带动与蜗轮连成一体的转臂 6旋转，装在转臂上的螺旋搅拌器 15 随着沿容器内壁公转。另一路是经过三对圆锥齿轮8、 9、 11、 12、 13、 14 变换两次方向及减速，使螺旋搅拌器绕本身的轴自转。这样就实现了螺旋搅拌的行星运动。整个机构的运动路线如下： 齿轮 2/齿轮 3 蜗杆 4/蜗轮 5 转臂 6 螺旋搅拌器公转 轴 1 圆锥齿轮 8/圆锥齿轮 9 圆锥齿轮 11/圆锥齿轮 12 圆锥齿轮 13/圆锥 齿轮 14 螺旋搅拌器自转 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 (动机的选择 电动机的容量（功率）选得是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常工作，或电动机因长期过载而过早损坏；容量过大则电动机的价格高 ，能量不能充分利用，且因经常不在满载下运动，其效率和功率因数都较低，造成浪费。 取 工作机的有效功率为 电动机到工作机之间的总效率 总 = 431 2 6 =为 V 带的效率；2为轴承的效率；6为齿轮的效率 0p=6.8 此选择 2 型 Y 系列鼠笼三相异步电动机。 .5 主要技术数据、外形和安装尺寸见表 动机主要技术数据、外形和安装尺寸表 型号 额定功率 / 载转速 r/大转矩（额定转矩） 930 形尺寸 / mmmm(+心高 / 安装尺寸 /B 轴伸尺寸 / mmmmE 475350315 132 216140 3880 配各级传动比 转部分 电动机选定后，根据电动机的满载转速 n n i=n m /n w =2930/70 =体分配传动比时，应注意以下几点 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 ( 1） 各级传动的传动比最好在推荐范围内选取，对减速传动尽可能不超过允许的最大值。 （ 2） 应注意使传动级数少传动机构数少传动系统简单，以提高和减少精度的降低。 （ 3） 应使各级传动的结构尺寸协调匀称利于安装，绝不能造成互相干涉。 （ 4） 应使传动装置的外轮廓尺寸尽可能紧凑。 为了使主轴箱结构紧凑，齿轮传动的外轮廓尺寸不宜过大，因而取传动比 i 带 =3则 i 减 = i/= =展开式布置，取 =计算得 1i 齿=i 齿= 计算自转部分 传动装置 的运动和动力参数 I 轴 1n = 2930 9 7 6 . 7 带/1 = 带 = 7.2 1 = 117 . 29 5 5 0 9 5 5 0 7 0 . 49 7 6 . 7 Nm 由公式 （ 119 7 6 2 1 4 2齿/公式（ 1P轴承 齿轮 = 公式（ 226 . 8 49 5 5 0 9 5 5 0 2 9 5 . 8221 Nm 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 轴 n3=21r/公式（ 轴承 齿轮 =.5 公式（ 36 . 59 5 5 0 9 5 5 0 221=m 轴 由公式（ 2221 7 0 1 6齿/公式（ 轴承 轴承 齿轮 = 6.2 公式（ 446 . 29 5 5 0 9 5 5 0 8 4 2 . 970 Nm 转部分 根据 I 轴转速 n 1及公转轴的转速 n 6即可确定传动装置的总传动比 i=n 1 /n 6 = =ii i 直蜗=级圆柱齿轮传动比 8 取 i=级蜗杆传动比 0以 ii i 直蜗=算得 5.3 计算公转部分 传动装置 的运动和动力参数 I 轴 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 1 =7.2 1 = m 蜗杆轴 由公式（ n 蜗 = 1 9 7 6 . 7 1 9 5 . 3 3直/公式（ P 蜗 =1P轴承 齿轮 = w 由公式（ P 6 . 8 49 5 5 0 9 5 5 0 3 3 4 . 51 9 5 . 3n 蜗蜗Nm 公转轴 由公式（ n蜗=r/公式（ 轴承 蜗杆 =公式（ 4 . 8 39 5 5 0 9 5 5 03公公=m 章小结 分析并拟定了混合机传动装置的运动过程，根据设计要求计算并选择了电动机的类型与型号，合理的分配了各级传动比，通过计算得出了公转部分和自转部分各传动轴的传递扭矩、功率和转速。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 ( 3 章 机械传动件的设计 轮的设计和校核 1、 选择 V 带的型号 取工作系数 参考文献 6得按 n=2920r/ B 型 V 带 2、 确定带轮的直径 选取小带轮的直径132算带速 V= = 1 3 2 2 9 2 0 3 60000=s 1 1V 在 5 25m/s 内，合适。 i(1- )3( 为带的滑动率，通常取（ 1% 75、 确定中心距 a 和带长 选中心距 0.7(2(700 D 带轮的计算长度 a+121 2 03 . 1 4 ( )2 ( ) 2 4d a 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 ( 240、 计算中心距 a a= 00 2= 2 2 1 7 . 5 2 2 4 07002=689 5、 确定中心距的调整范围 a+689+755mm 667 6、 验算小带轮的包角 1 1=180- (a = 120 符合要求 7、 确定 V 带的根数 Z 32带速 V=s 传动比 i=3 查表得 率增量 p =合 取 Z=5 8、 计算 V 带的初拉力 Q= /m = o p p K K 20 5 0 0 1 m ） 5 2 1 . 2 95 0 0 ( 1 ) 0 . 1 7 2 0 . 2 50 . 9 5 5 2 0 . 2 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 (25=、 带轮采用孔板式结构 轮的设计和强度校核 转部 分高速级齿轮传动的设计计算 1、 选择齿轮的材料、热处理、精度 (1) 齿轮材料及热处理 大小齿轮材料均为 20面渗碳淬火，齿面硬度为 5862效硬化深度 参考文献 9查得 l i m 1 l i m 2 1500 =9002) 齿轮精度 按 10095择 8 级精度，齿跟喷丸强化。 2、 初步设计齿轮传动的主要尺寸 因为硬齿面齿轮传动，具有较强的齿面抗点蚀能力， 故先按齿跟弯曲疲劳强度设计，再校核齿面接触疲劳强度。 (1) 计算小齿轮传递的扭矩 T = 1T =10 N 2) 确定齿数 因为是硬齿面，故取1Z=20，2Z=1i 1Z=20 8 传动比误差 i=21 . 4 1 4 . 4 0 . 0 0 34 . 4i = 5% 允许。 (3) 初选齿宽系数R02 s i n 2qF z F 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 (=b/R 设计时通常取R=13又取12bbb 为锥齿轮工作宽度 R 为锥距 (4) 确定分锥角12小齿轮分锥角 1=12Z（ ） = 大齿轮分锥角 2=90 13 = (5) 载荷系数(6) 齿形系数应力修正系数量齿数 111 =22 =335 查参考文献 9得 1127) 许用弯曲应力 安全系数般作寿命为 1 班制，三年，每年工作 300 天。 则小齿轮应力循环次数 1N=606 0 1 9 7 6 . 7 ( 3 0 0 1 3 8 ) =10 则大齿轮应力循环次数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 (2 NN u = =10 查参考文献 9得 寿命系数 1 2 许用弯曲应力 li N l i m 1 l i m 2 900以 1 li m 1 1F F N = 9 0 0 0 1 = 2 l i m 2 2F F N = 9 0 0 0 1 =8) 计算模数 132214 ()( 1 0 . 5 ) 1 式中： 载荷系数 K= 齿数比 u= 扭矩1T=10 N 齿形系数宽系数R=1/3 应力修正系数查参考文献 9得 ， 圆整标准模数取 m= (9) 初算主要尺寸 初算中心距 a=12( ) 2 Z= 4 2 0 + 8 8 ) 2 =205度圆直径 11nd m Z=20=902nd m Z=88=391宽 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 (3b (取整 ) 2212 2nR m Z Z=203 1265=10) 验算载荷系数 K 圆周速度 116 0 1 0 0 0 =s 查参考文献 9得 动载系数= 1b65参考文献 9得 又 b/h=2.2 nb m=参考文献 9得 齿向载荷分布系数 使用系数，原动机均匀平稳，所以查参考文献 9得 齿间载荷分布系数荷系数 1 . 7 8A V F K K K 则 引用公式（ m 13 221 4 ()( 1 0 . 5 ) 1 =4.0 轮的校 核 设计的齿轮传动在具体工作情况下，必须有足够的工作能力，以保证在整个寿命期间不致失效，所以要对齿轮进行校核。校核大齿轮 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 ( =314 2（ 由参考文献 9确定 式中 各系数 ： 节点区域系数 弹性系数 载荷系数 K= 转矩 T =10 N 宽系数R= 分度圆直径1d=391 齿数比 u = 计算得H= H = =1500 100，单键槽增大 3，双键槽增大 7； d 100，单键槽增大 5 7，双键槽增大10 15。最后对 d 进行圆整。 （ 1） 高速轴 材料选用 45 钢，经调质处理硬度为 217扭矩强度计算，初步计算直径查表 A=110。 于轴开键槽会削弱轴的强度，故需增大轴径 5%所以最小轴径2d 1D=35 （ 2） 轴 材料选用 45 钢，经调质处理硬度为 217扭矩强度计算，初步计算直径查表 A=110。 于轴开键槽会削弱轴的强度， 故需增大轴径 5%所以最小轴径2d 1D=55 （ 3） 轴 材料选用 45 钢，经调质处理硬度为 217扭矩强度计算，初步计算直径查表 A=110。 于轴开键槽会削弱轴的强度，故需增大轴径 5%所以最小轴径0d 1D=52 （ 4） 轴 材料选用 45 钢，经调质处理硬度为 217扭矩强度计算，初步计算直径查表 A=110。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 32 68于轴开键槽会削弱轴的强度，故需增大轴径 5%所以最小轴径4d 5 轴段直径和长度的确定 1、 各轴段的直径 阶梯轴各轴段直径的变化应遵循下列原则： （ 1）配合性质不同的表面（包括配合表面与非配合表面），直径应有所不同 。 （ 2）加工精度、粗糙度不同的表面，一般直径亦应有所不同 。 （ 3）应便于轴上零件的装拆。 通常从初步估算的轴段最小直径 始，考虑轴上配合零部件的标准尺寸、结构特点和定位、固定、装拆、受力情况等对轴结构的要求，一次 确定轴段的直径。具体操作时还应注意以下几个方面问题： （ 1）与轴承配合的轴颈，其直径必须符合滚动轴承内径的标准系列。 （ 2） 轴上螺纹部分必须符合螺纹标准。 （ 3） 轴肩定位是轴上零件最方便可靠的定位方法。轴肩分定位轴肩和非定位轴肩，定位轴肩通常用于轴向力较大的场合。 （ 4）定位轴肩是为加工和装配方便而设置的，其高度没有严格的规定。与轴上传动零件配合的轴头直径，应尽可能圆整成标准直径尺寸系列。 （ 5）非配合的轴身直径，可不取标准值，但一般应取成整数。 2、 各轴段的长度 各轴段的长度决定于轴上零件的宽度和零件固 定的可靠性，设计时应注意以下几点： （ 1） 轴颈的长度通常于轴承的宽度相同。 （ 2） 轴头的长度取决于与其相配合的传动轮毂的宽度。 （ 3） 轴身长度的确定应考虑轴上各零件之间的相互位置关系和拆装工艺要求，各零件间的间距查参考文献 10。 轴 轴 轴 轴 及蜗杆轴的布置方案与具体尺寸分别如图所示 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 33 图 轴 图 轴 图 轴 图 轴 ?买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 34 ( 杆轴 承的选择 选择滚动轴承的类型，一般从载荷的大小、方向和性 质入手。在外廓尺寸相同的条件下，滚子轴承比球轴承承载能力大，时用于载荷较大或有冲击的场合。当承受纯径向载荷时，通常选用径向接触轴承或深沟球轴承；当承受纯轴向载荷时，通常选用推力轴承；当承受较大径向载荷和一定轴向载荷时，可选用角接触球轴承。 根据轴的应用场合可知，轴主要既受到的径向力又受到轴向力。查询常用滚动轴承的性能和特点，选择角接触球轴承。角接触球轴承的性能特点：当量摩擦系数较小，高转速时可用来承受较大的轴向负荷。 轴选择 7010 轴选择 7011 轴选择 7012 轴选择 7015 蜗杆轴选择 7010 的选择 轴选择 A 型键，公称尺寸为分别为 1012 轴选择 键的 公称尺寸为分别为 轴选择 键的 公称尺寸为分别为 16 轴选择 A 型键，公称尺寸为 22 蜗杆轴选择 A 型键，公称尺寸为 16 的受力分析和刚度校核 对 轴来说 所受转矩最大所以对它进行校合。 4 8 4 2 34442 2 8 4 2 . 9 1 0 1 6 5 3 0 d 44 t a n c o s 1 6 5 3 0 t a n 2 0 c o s 1 4 6 2 0 0 Nr t 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 35 m a x 131642 3 8 . 9 M P a 4 5 M P 1 7 5 W (1R 1F 62 1 21R 2 M 3 2 N