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无轴搅拌机传动系统的设计【7张图纸】【优秀】

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摘要

本次毕业设计的题目为无轴搅拌机传动部件的设计。首先对传统的几种常见的搅拌机构进行分析、总结其工作原理及其存在的常见问题。了解目前对其存在的问题的常用解决方案。熟悉“无轴”搅拌理念，掌握无轴搅拌机的工作原理，然后将其与传统的搅拌机进行比较，分析其主要优点及可能存在的问题以及解决方案。

　　　其次，这次设计的重点是对其传动部件的设计计算，我采用的是带轮加锥齿轮的减速机构，即利用了带轮的传动远距离传动、大传动比，又利用了锥齿轮传动可改变传动方向的优点。通过设计计算达到了即提高工作效率又能有效地节约能源的目的。

关键词：无轴搅拌机；传动部件；搅拌机构

摘要III

AbstractIV

目录V

1 绪论1

1.1 无轴式搅拌机研究发展现状1

1.2 搅拌机的各种类型及特点2

1.3 无轴式搅拌机特点3

1.4 搅拌机的分析及设计任务3

1.4.1 搅拌机常见问题的原因分析3

1.4.2 无轴搅拌的理念4

1.4.3 基本设计任务5

1.4.4 毕业设计的目的5

1.5 课题研究背景及意义5

1.5.1 课题研究背景5

1.5.2 课题研究意义5

2 传动方案及电动机的选择7

2.1 传动方案的选择7

2.2 电动机选择8

3 传动比的计算与分配9

3.1 计算总传动比9

3.2 传动比的分配9

4 传动运动参数的计算11

4.1 各级转速11

4.2 各级的输入功率11

4.3 各级转矩11

5 V带轮传动的设计计算13

5.1 设计准则13

5.2 原始数据及设计内容13

5.2.1 原始数据：13

5.2.2 设计内容：13

5.3 设计步骤和方法13

5.3.1 确定计算功率13

5.3.2 选择带型13

5.3.3 确定带轮的基准直径和13

5.3.4 确定中心距和带轮的基准长度14

5.3.5 验算主动轮上的包角14

5.3.6 单根V带传递的额定功率15

5.3.7 确定带的根数Z15

5.3.8 确定带的预紧力15

6 V带轮设计17

6.1 V带轮的设计内容17

6.2 设计要求17

6.3 带轮材料的选择及结构形式17

6.3.1 材料的选择17

6.3.2 结构形式17

6.4 V带轮的轮槽17

6.5 V带轮传动的张紧18

7 锥齿轮传动的设计计算19

7.1. 选定精度等级，材料及齿数19

7.1.1齿轮精度等级的选择19

7.1.2 材料选择19

7.1.3 齿数选择19

7.2 按齿面接触强度设计19

7.2.1 确定公式内的各计算数值20

7.2.2 计算20

7.3 按齿根弯曲强度设计21

7.3.1 确定公式内的各计算数值21

7.4 几何尺寸计算22

7.4.1 计算分度圆直径22

7.4.2 锥距22

7.4.3 计算齿轮宽度22

7.4.4 锥齿轮的结构设计22

8 轴的设计计算25

8.1 I轴的设计计算（锥齿轮轴）25

8.1.1 材料25

8.1.2 初定轴的最小直径25

8.1.3 根据轴定位的要求确定轴的各段直径和长度25

8.1.4 小锥齿轮的受力分析26

8.1.5 键的校核26

8.1.6 I轴轴承的校核26

8.1.7 轴上载荷的计算28

8.1.8 按弯扭合成应力校核轴的强度29

8.2 II轴的设计计算29

8.2.1 材料29

8.2.2 初定最小直径29

8.2.3 联轴器的选择29

8.2.4 根据轴的定位要求，确定各段直径和长度30

8.2.5 大锥齿轮轴的受力分析30

8.2.6 键的校核30

8.2.7 轴承的校核30

8.2.8 轴上载荷的计算32

8.2.9 按弯扭合成应力校核轴的强度33

9 结论与展望35

致谢37

参考文献39

1.2搅拌机的各种类型及特点

　　　目前使用的搅拌机就其原理而言，其基本上可分为自落式和强制式两大类。

　　　自落式搅拌机有较长的历史，早在20世纪初，混凝土搅拌设备开始不断出现。50年代后，人们研发出反转出料式和倾翻出料式的双锥形搅拌机，同时，其他一些搅拌机，如裂筒式搅拌机等相继问世。运作时，拌筒绕着水平轴线旋转，加入搅拌筒内的物料，叶片将物料提升至一定高度，然后借助自重下落，这样不断的循环运动，达到搅拌的理想效果。自落式混凝土搅拌机的结构简单，一般以搅拌塑性混凝土为主。但自落式搅拌机已不符合国家的有关标准，属于淘汰产品，所以本文不作研究。

　　　强制式搅拌机从20世纪50年代初兴起后，得到了迅速的发展和生产推广。最先出现的是圆盘立轴式强制混凝土搅拌机。这种搅拌机分为涡桨式和行星式两种。19世纪70年代后，随着轻骨料的出现，研制出了圆槽卧轴式强制搅拌机。

　　　实践证明，在上述混凝土搅拌设备的搅拌主机在工作中经常出现混凝土 “抱轴”现象。如果不及时停机清除，“抱轴”的混凝土会越来越多，将会引发搅拌机电机因过载而堵转，造成电机烧毁。

1.3无轴式搅拌机特点

　　　无轴式搅拌机与以上所述的各种卧轴式搅拌机相比有以下一些优点：

　　　（1）解决了搅拌机运作中普遍存在的抱轴现象；

　　　（2）减小了因搅拌臂的重量产生的大量弯矩；

　　　（3）解决了因搅拌臂的安装而产生的偏心力，缓解了对轴端的冲击；

　　　（4）搅拌机上安装搅的拌臂和连接套数量大，占用搅拌筒的空间大，减少了筒内的有效容积，无轴搅拌机搅拌装置结构简单，构思灵活，有效提高了搅拌筒的搅拌容积；

　　　（5）无轴式搅拌机不需搅拌臂的更换，维修也方便，大大降低了工人的工作量；

　　　（6）减少了由于抱轴引起的冲洗次数，节约用水量，同时也减少了对环境的污染，成本得到降低；

1.4 搅拌机的分析及设计任务

1.4.1 搅拌机常见问题的原因分析

实际工作中，搅拌机的搅拌主体在工作中经常出现混凝土“抱轴”现象。如果不及时停机清除，“抱轴”的混凝土会越来越多，将会引起电机过载而发生堵转，造成电机烧毁或产生破坏。

　　　经过调查和研究，普遍赞同搅拌机 “抱轴”产生的原因是可以避免的，原因可以分为两大类：设计不当和使用不规范。表现形式如下：

　　　(1) 投料设备设计的不合理。比如物料和进水口位置及方向设计不合理，导致轴上堆积大量物料，粘结在轴上的物料卡住转轴；

　　　(2)进水口方向和冲洗方向不得当，另外冲水压力过低也是原因之一。冲洗搅拌筒时，搅拌器上粘着的大量物料清理不掉；　　　“双螺旋轴搅拌机”是一种新型的“无轴”搅拌机，其叶片形状如图1.1所示。它具有双倍的径向物料流，双倍的轴向物料流，双倍的剪切力，使搅拌效率是普通搅拌机两倍多，能耗更小。“双螺旋轴搅拌机”无水平的主轴，不会产生混凝土骨料黏合中心轴上结块形成抱轴现象，利于加工粘性较强和添加有纤维的特种混凝土材料。无搅拌臂的阻碍，使其空间更大。

　　　但是仅对其搅拌部分进行的改进还是不能达到真正的提高效率、节约能源的效果，所以这次我们在对一些公司、工厂进行调研后，对其传动部件进行深入研究确定了最初方案，对机器进行改良，并达到理想效果。

1.4.3 基本设计任务

　　　毕业设计的主要任务主要有：

　　　1、拟定传动方案；

　　　2、对减速器进行设计计算；

　　　3、绘制搅拌机装配部件装配总图一份和组要零件图六份；

　　　4、按指定格式和要求撰写毕业设计计算说明书。

1.4.4 毕业设计的目的

　　　毕业设计是对学生进行工程师基本训练的重要环节，通过毕业设计能达到以下目的：

（1）巩固、熟悉并综合运用所学的知识；

　　　（2）培养理论联系实际的学风；

　　　（3）熟悉进行机械设计的一般步骤和常见问题，掌握机械设计的一般技巧；

　　　（4）学会查阅运用技术资料；初步掌握对专业范围内的生产技术问题进行研究的能力。

1.5 课题研究背景及意义

1.5.1 课题研究背景

　　　随着市场经济的不断发展，同时国家加快城市建设、场所设施建设、高铁事业等全面展开，并伴随着一大批国家建设项目的启动，国内对无轴搅拌机的需求量越来越多。这为无轴搅拌行业提高了发展的进程。商品混凝土的大力推广和工程建设施工的高效益化、高质量化、高效率化，从实际上推动了无轴搅质量，此外，搅拌设备的使用性能和研发方面得到迅速提高和发展。同时，从市场需求看，随着高速公路建设的普及和高速铁路建设的启动，施工质量被用户要求的越来越高，一些传统搅拌设备已无法满足越来越高的施工要求。

1.5.2 课题研究意义

　　　本课题通过理论分析，针对无轴搅拌机主要参数进行理论分析；确定搅拌机主要参数，完成课题研究内容，为无轴搅拌机的设计提供参考。重点需要解决的问题是搅拌机中螺旋叶片的设计。利用SOLIDWORK完成各部分设计，并在此基础上完成二维工程图的设计。要求图样绘制及标识符合国家标准。图面布局和比例合理、图线清晰、表达正确。

　　　通过这次毕业设计，希望对自己未来的事业和工作有所帮助，并提高自己各方面的能力，为以后的发展打下坚实的基础。由于本人水平有限，经验不足，设计过程当中存在许多不足之处，希望各位老师给予指教，一定虚心改正以期有更大的提高，在此致谢！

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内容简介：: 存档编码：无无锡锡太太湖湖学学院院 2013 届届毕毕业业作作业业周周次次进进度度计计划划、检检查查落落实实表表系别：信机系班级：机械97 学生姓名：龙跃课题（设计）名称：无轴搅拌机传动系统的设计开始日期：2012年11月12日周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注1-32012年11月12日-2012年12月2日下达毕业设计任务实习实训，参与工作存在问题：对于实际操作不是很了解改进方法：参与工作，逐渐了解，参与其中4-102012年12月3日-2013年1月20日填写毕业设计开题报告填写毕业设计开题报告存在问题：对课题难易程度理解不够，难点分析不足，分析能力欠缺，许多问题不是很明白改进方法：在指导老师的帮助下，进一步消化本课题。11-122013年1月21日-3月1日检查毕业设计准备情况修改完善毕业设计开题报告存在问题：对课题难点分析不足，分析能力欠缺，对课题理解不深，头脑里没设计的东西的概念改进方法：在指导老师的帮助下，整改开题报告132013年3月4日-3月8日查阅参考资料查阅与设计有关的参考资料不少于10本，其中外文不少于2本存在问题：由于工作原因，空闲时间很少，查阅资料太少。改进方法：利用一切时间，去图书馆和网上查找相关资料142013年3月11日-3月15日确定工作机构和传动系统的运动方案拟定工作机构和传动系统的运动方案，并进行多方案对比分析存在问题：缺乏实际操作经验，制定的工艺方案不合理改进方法：多去咨询师傅了解实际生产过程，重新确立合理的工艺方案152013年3月18日-3月22日对无轴搅拌机传动系统具有初步分析能力和改进设计的能力确定传动系统结构，计算所需各种尺寸存在问题：传动结构设计不合理，尺寸计算有误差公式运用错误。对传动设计数据不了解改进方法：查阅多种参考资料，改进传动结构，提高计算正确率162013年3月25日-3月29日理论联系实际的工作方法和独立工作能力深化和提高分析产品图、分析传动机构存在问题：缺乏生产经验，对传动机构不了解，对传动安排不合理改进方法：多了解实际生产过程，重新确立合理的方案172013年4月1日-4月5日装配图初步绘制传动系统装配图存在问题：对CAD运用不熟悉，画图速度较慢改进方法：重新确定合理的表达视图，多加运用绘图软件，提高画图速度周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注182013年4月8日-4月12日装配图修改传动装配图存在问题：2D装配图中部分标准件画法不正确，尺寸不精确。改进方法：按机械制图要求改正不正确的画法，修改尺寸192013年4月15日-4月19日完成零件图修改传动装配图和零件图存在问题：2D装配图中技术要求填写不合理，明细栏填写不正确。改进方法：按机械制图要求改正不当之处202013年4月22日-4月26日详细审阅设计计算、说明书及图纸并修改按学校毕业设计论文格式要求，再次检查论文及图纸并修改各个部分的格式要求，通过学校给的格式模板解决212013年4月29日-5月5日递交初稿按学校毕业设计论文装订要求，进行所有材料的整理资料顺序不对，需对照要求核查，进行装订222013年5月6日-5月10日修改毕业论文按指导老师的批注，修改毕业论文论文中有许多细节的地方没有注意到，经老师批注后给予改正232013年5月13日-5月25日递交毕业设计资料，准备答辩材料2425 说明： 1

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