【正文】 ()FN 1 ? 2 ? 1 ? 2 76NVF ? 彎矩 ()M N mm? 2973HM ? ? 機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化本一班 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 共 37 頁(yè) 井岡山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 專 用紙 扭矩 ()TNm? 總彎矩 8154 按彎矩扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 ： 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。39。 （ 2） 做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 軸上的分布載荷簡(jiǎn)化為集中力，其作用點(diǎn)取為載荷 分布的中點(diǎn)。 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》書表 15 2? ，取軸端倒角 2 45o? 。又因?yàn)榈?4 段軸上要安裝第二個(gè)軸承，所以第 4 段軸的直徑應(yīng)和第 2 段軸的直徑相同， 4 70d mm? 。 （ 2） 軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 確定各軸段直徑和長(zhǎng)度 圖 3 軸的結(jié)構(gòu)件圖 從左至右分析：第 1 段軸的直徑取 1 60d mm? ， 根據(jù)攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)不需要軸的長(zhǎng)度太長(zhǎng)取為 1 70L mm? 。 （ 6） 計(jì)算壓軸力pF 有效圓周力為： 1 0 0 0 3 . 3 61 0 0 0 7 7 8 10 . 4 3 1 8e PFNv ?? ? ? 鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù) ? , 則壓軸力為 ： 1. 15 77 81 89 49P F P eF K F N? ? ? ? 主軸設(shè)計(jì)與計(jì)算 軸的計(jì)算過(guò)程 （ 1） 初步估算軸的直徑 初步 選取 45 號(hào)鋼作為攪拌機(jī)主軸的材料，調(diào) 制處理，查表得 ? =640N/ 2mm ， 由表查 得材料的許用應(yīng)力： 2[ ] 60 /N mm? ? ，由公式 3 Pd A mmn? 。 機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化本一班 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 共 37 頁(yè) 井岡山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 專 用紙 （ 4） 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初選中心距 0 ( 3 0 ~ 5 0 ) ( 3 0 ~ 5 0 ) 2 5 .4 7 6 2 ~ 1 2 7 0a p m m m m? ? ? ?。本次設(shè)計(jì)采用滾子鏈傳動(dòng)。 滾子鏈 主要 由內(nèi)鏈板、外鏈板、銷軸、套筒和滾子組成。 鏈條按用途不同 還 可 以 分為 起重鏈 、輸送鏈和 傳動(dòng)鏈 。 與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造和安裝精度要求較低，成本也低。查《機(jī)械設(shè)計(jì) 實(shí)用 手冊(cè)》 此攪拌機(jī)選擇的 減速器為 蝸桿 減速器 WHX16，該 減速器傳動(dòng)比 ? ， V帶 大帶輪 的 轉(zhuǎn)速 為2n =720r/min 主軸轉(zhuǎn)速 為 3n =30r/min。因?yàn)?2 180 ?? 減， 故 采用腹板式。 槽寬： 02 ta n( / 2)dab b h ?? ? ? 11 2 3 ta n 19 o? ? ? ? ? 頂圓直徑： 1 2a d ad d h?? 180 2 3? ? ? 186mm? 這個(gè)帶輪與減速器主動(dòng)軸相連，由 40d mm?減 ， 82l mm?減 計(jì)算 得 ： 1 (1. 8 ~ 2) 81 ~ 90d d m m??， 取 1 85d mm? 。 從動(dòng)帶輪計(jì)算： 2 180dd mm? ，從動(dòng)輪的設(shè)計(jì)方法與主動(dòng)輪基本相同，只是輪轂與軸配合處的直徑由軸的直徑確定。 根據(jù)電動(dòng)機(jī)軸徑： 38d mm? ，軸伸長(zhǎng)度： 80E mm? 。 取 3ah mm? ， 9fh mm? ， 6mm?? 輪緣寬度： ( 1) 2B z e f? ? ? (4 1) 15 2 10? ? ? ? ?65mm? [ ( 1) ] / 2f B z e? ? ? [6 5 (4 1) 1 5 ] / 2? ? ? ?=10 mm 。 V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使 V 帶工作面的夾角發(fā)生變化，為了使 V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密結(jié)合，將 V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于40o 。根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)的不同， V帶輪可以分為實(shí)心式、腹板式、孔板式、橢圓輪輻式。 （ 8） 計(jì)算壓軸力 pF ， 壓軸力的最小值為 1m in 0 m in( ) 2 ( ) sin 2pF Z F ?? 1692 3 si n 13 52 o? ? ? ?? 。 00 2ddLLaa ??? 1 4 0 0 1 4 2 7 .9 55 0 0 2??? 486 mm? 中 心 距 的 變 化 范 圍 : minmax dda a La a L???? 計(jì)算得 : 4 6 5 5 2 8 mm a mm?? 。 則 ： 2d = 1did??2 90 =180mm mm? 。 一、 V帶 設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1） 確定計(jì)算功率 cap 查 《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 表 87? 查得工況系數(shù) AK =， 故： ca Ap K p??4= （ 2）選擇 V帶型號(hào) 根據(jù) cap 、 1n 由 《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 圖 810? 可以選擇 V 帶型號(hào)為 A 型。 因此 本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 所 選用的是 V帶傳動(dòng)。 帶傳動(dòng)通常由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和張緊在兩輪上的環(huán)形帶組成。又由于該 混凝土攪拌機(jī) 實(shí)際 所需的 輸出 功率為 ，綜合考慮 各方條件，暫選 電 動(dòng)機(jī)型號(hào)為 112 4YM? ，其額定功率為 4kw ，轉(zhuǎn)速 n 為 1440 /minr ，額定轉(zhuǎn)矩 ，最大轉(zhuǎn)矩 。 1 0 9 6 .5 3 0 3 .3 59550 9550wMnp Kw?? ? ? 在攪拌機(jī)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)與減速器之間通過(guò) V帶傳動(dòng)連接，減速器與攪拌軸之間通過(guò)鏈傳動(dòng)連接，軸上 安裝 有一對(duì)軸承，查《機(jī)械設(shè)計(jì) 實(shí)用 手冊(cè)》得： 表 4 各傳動(dòng)部件的傳動(dòng)效率 類別 傳動(dòng)形式 效率（ %） 帶傳動(dòng) V帶傳動(dòng) 軸承 滾動(dòng)軸承 鏈傳動(dòng) 雙排鏈 減速器 蝸桿減速器 從而可計(jì)算出從電動(dòng)機(jī)至攪拌機(jī)主軸傳遞的總效率為 ?= V? ? ? ?帶 軸 承 鏈 傳 動(dòng) 減 速 器=0 .9 6 0 .9 8 0 .9 9 0 .9 5???= 3 .3 5 3 .5 30 .8 8 5wdpp K w?? ? ? dp — 電動(dòng)機(jī)實(shí)際所需的輸出功率。為討論方便，現(xiàn)假定最惡劣的工作狀況，即全部物料傾向拌筒的外側(cè)，求這種情 況下的攪拌功率。 攪拌機(jī)所需工作效率，應(yīng)由工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算求得： 9550w Mnp ? M— 攪拌葉片攪拌時(shí)所需的外力矩（ ）。攪拌筒的筒體高 為 H=310mm， 直 徑 為 D=800mm， 筒壁 的 厚 度為 3mm。機(jī)架是 混凝土 攪拌機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)以及穩(wěn)定 工作 的基礎(chǔ)。 葉片安裝 角理論 分析：當(dāng)安裝角過(guò)小時(shí) ，攪拌 葉片主要帶動(dòng)混合 物 料圍繞 著攪拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)，卻 缺乏必要的軸向運(yùn)動(dòng)，攪拌葉片 與 攪拌 軸 平行 變成 一塊平板起 不 到 攪拌作用；當(dāng)安裝角過(guò)大時(shí) ， 攪拌 葉片推動(dòng)混合 物 料橫向運(yùn)動(dòng) 的 力 不足 ， 攪拌 葉片就與攪拌軸 形成一塊 垂直的平板 ，同樣 也 沒(méi)有攪拌的 能 力 。 一般 的立軸 式 強(qiáng)制攪拌機(jī)的鏟片 式 攪拌 葉片 表面形狀 通常 為平面 , 在 工作時(shí) , 混合拌料 對(duì) 平面 式 攪 拌 葉 片的阻礙作用 過(guò) 大 ，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn) 消耗 的功率 大 ，不利于節(jié)能，而且攪拌質(zhì)量差 。 主要技術(shù)參數(shù) 攪拌機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 2。 綜上所述 ，立軸 式 攪拌機(jī) 不僅 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、制作成本低 、拌合質(zhì)量好 ， 而 且 易于操作和 控制 。 這種攪拌機(jī) 比自落式攪拌機(jī)攪拌的質(zhì)機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化本一班 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 37 頁(yè) 井岡山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 專 用紙 量好，效率高 ， 因此 主要適 用 于攪拌干硬性混凝土 和普通塑性混凝土 [12]。 這種攪拌機(jī)分為 行星式 和 渦槳式 兩大類 。 工作時(shí)，將物料投入攪拌筒內(nèi)，筒體繞其自身軸旋轉(zhuǎn)， 靠攪拌筒的旋轉(zhuǎn)，由筒內(nèi)的 攪拌葉片將物料推到一定的高度后，物料靠自重墜落下來(lái)，反復(fù)對(duì)物料進(jìn)行攪拌而加工成勻質(zhì)混凝土。這種攪拌機(jī)的攪拌時(shí)間短，生產(chǎn) 效率高、并得到迅速 發(fā)展。機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化本一班 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 共 37 頁(yè) 井岡山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 專 用紙 第三章 攪拌機(jī)主參數(shù)及各部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 總體設(shè)計(jì)方案 混凝土攪拌機(jī) 各個(gè)品種功能的 比較 混凝土攪拌機(jī)主要由 動(dòng)力裝置 、加料和卸料 裝置 、供水系統(tǒng)、 攪 拌筒 、 攪拌機(jī)構(gòu)、傳動(dòng) 裝置 、機(jī)架 、 支承 機(jī)構(gòu) 等組成。 攪拌機(jī)的 關(guān)鍵技術(shù) (1) 傳動(dòng) 機(jī)構(gòu) 原 材料 的 篩選 、 加工 與生產(chǎn) ：傳動(dòng)部件 所 選用的 原 材料 它具有的 強(qiáng)度和硬度要 適中，沒(méi) 必 要過(guò) 大， 但也不能太小，避 免造成 過(guò)多 的浪費(fèi)，而其結(jié)構(gòu) 的 形式要簡(jiǎn)單， 盡量減少機(jī)構(gòu) 零件 批量生產(chǎn)的 加工難度，盡 可能多的 選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)零件， 方 便 后期的維修和更換 。 攪拌機(jī) 主要技術(shù) 數(shù)據(jù) 和 參數(shù) 表 1 技術(shù) 數(shù)據(jù)機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化本一班 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 37 頁(yè) 井岡山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 專 用紙 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) .進(jìn)料容量 80L 最大出料容量 50L .攪拌筒內(nèi)徑 800mm 攪拌葉片轉(zhuǎn)速 30r/min 葉片距筒底的間隙 35mm 拌料粒徑 5~30mm 電動(dòng)機(jī)功率 4kw 混凝土攪拌機(jī) 總體布局及結(jié)構(gòu)概述 攪拌機(jī) 主要 由機(jī)架、攪拌 機(jī)構(gòu) 、傳動(dòng)系統(tǒng) 等 組 成。電動(dòng)機(jī)輸出 的 轉(zhuǎn)速通過(guò) V帶傳動(dòng)傳遞到減速器，減速器又通過(guò)鏈傳動(dòng)將轉(zhuǎn)速傳遞給 混凝土 攪拌機(jī)的主軸，主軸帶動(dòng)軸套轉(zhuǎn)動(dòng)， 軸套轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng) 攪拌葉片 運(yùn)動(dòng) ， 從而 完成攪拌的工作。 機(jī)架是整個(gè) 攪拌機(jī) 的 支承 部 件 ， 是 由鋼管 和 槽鋼 通過(guò) 焊接 制作 而成。攪拌機(jī)構(gòu)是由 攪拌葉片、兩根向相反方向運(yùn)動(dòng)的攪拌軸和水平放置的圓筒槽組成的 。 與此同時(shí)， 我國(guó)于 20 世紀(jì) 80 年代 末期也 成功研制了雙臥軸式攪拌機(jī) ， 而且 快速 發(fā)展 并得到廣泛 的 應(yīng)用 ，在 數(shù)量 和 規(guī)格 上，都 大大 超過(guò)了其它 型號(hào)的攪拌機(jī) [15]。 立軸式攪拌機(jī)又 被 稱 為 渦漿式強(qiáng)制 式 攪拌機(jī)，這種攪拌機(jī)是 被 固定放置 在 圓盤 的 正中央， 并且 裝有一個(gè)由減速 器 驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)子臂架，在臂架上裝有 內(nèi)外壁鏟刮葉片 和 攪拌葉片 ，依靠各組攪拌葉片不同的安裝 角度 和安裝 位置，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng) 對(duì)在 轉(zhuǎn)子 和 圓盤之間的 混凝土 原材料 進(jìn)行 強(qiáng) 烈 的 混合 攪拌 [14]。 但是 隨著 建筑行業(yè) 對(duì)混凝土 攪拌質(zhì)量的 不斷 提高 ， 逐步發(fā)展 了 新型 強(qiáng)制式攪拌機(jī)。 (3) 攪拌葉片 長(zhǎng)時(shí)間工作 磨損 的 狀況 及耐磨性 。節(jié)約空間 。強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī) 作業(yè)時(shí)一般攪拌 筒身固定，攪拌機(jī) 葉 片 隨著主軸連續(xù) 轉(zhuǎn) 動(dòng) ，對(duì) 混合 物料 進(jìn)行強(qiáng)制 擠壓 、 翻 轉(zhuǎn) 和拋擲 使混凝土各組分 原材料 拌 和 均勻 的目的 。當(dāng)水泥漿 脫水 凝固后， 將砂 子 和 碎 石 頭 牢固地 凝結(jié)在一起形 成一個(gè)完整的組合 體， 從而 使混凝土具 備了足夠 的強(qiáng)度 以及 其 它 一些 非常 重要 的 力學(xué) 性能 [3]。它是在 一個(gè)相對(duì) 封閉的 工作 環(huán)境中，對(duì) 各個(gè)原材料 進(jìn)行 充分的 攪拌和輸送， 達(dá)到對(duì)混凝土 充分?jǐn)嚢杌旌系男Ч?， 并且 較少了 環(huán)境 的 污染， 還 能夠改善 建設(shè) 施工 條件 的局限性 ，維護(hù) 建設(shè) 工作 人員 的 身 體 健康，降低 一線工作 人 員 的 勞動(dòng) 強(qiáng)度， 提高建筑施工的 效率，機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化本一班 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 37 頁(yè) 井岡山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 專 用紙 減少 建設(shè)過(guò)程 中對(duì)環(huán)境 造成 的破壞 與影響，達(dá)到保護(hù)環(huán)境和節(jié)約原材料的目的 。因此，現(xiàn)代混凝土 攪拌設(shè) 備 已經(jīng)在向 高效能 、 高技術(shù) 、自動(dòng)化的方向發(fā)展，以 此達(dá)到 改善工作條件 ，節(jié)約原材料 及提高生產(chǎn) 效 率 的目的 。 混凝土的機(jī)械化生產(chǎn)直接改變了人工和散分?jǐn)嚢璧膫鹘y(tǒng)生產(chǎn)方式 ， 也是 實(shí)現(xiàn)建筑 行業(yè)現(xiàn)代化的重要變革 。因此， 加強(qiáng) 混凝土的機(jī)械化生產(chǎn) ，是 提高 生產(chǎn)效率 ， 改善施工 環(huán)境 、 提高 建筑 工程 的 質(zhì)量和 企業(yè) 效益的 重要 保障 [1]。 不僅混凝土 用量大， 而 且工 作環(huán)境 比較 惡劣 ，如果使用人工攪拌，不僅混凝土攪拌質(zhì)量差、工人勞