【正文】 ............................................................................ 38 、計算軸上轉(zhuǎn)矩和齒輪作用力 ................................................................. 38 、選擇軸的材料和熱處理方式 ................................................................. 39 、初算軸的最小軸徑 ............................................................................... 39 、選擇聯(lián)軸器 .......................................................................................... 39 、初選軸 承 ............................................................................................. 40 、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ...................................................................................... 40 目錄 IV 作軸的受力簡圖 ................................................................................... 42 、按安全系數(shù)校核 ................................................................................... 45 .............................................................................. 46 ......................................................................... 48 ......................................................................................... 48 .......................................................................................................... 49 結(jié)論 ............................................................................................................................ 51 致謝 ............................................................................................................................ 52 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................... 53 論文原創(chuàng)性聲明 緒論 1 緒論 混凝土攪拌機(jī)是施工機(jī)械裝備中的重要設(shè)備 ,其產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率直接影響著建筑施工質(zhì)量和建筑施工進(jìn)度。 總述 2 1 總述 JS1000 混凝土攪拌機(jī)適用于各類預(yù)制構(gòu)件廠及水利、道路、橋梁等工業(yè)及民用建筑工程施工部門攪拌干硬性混凝土、流動性混凝土、輕骨料混凝土及各種砂漿。該系列攪拌站全部采用雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)?；旌系目炻鶆虺潭群蛡鳠崆闆r好壞，都會影響反應(yīng)結(jié)果。攪拌機(jī)容積一般是指出料容積。當(dāng)攪拌筒繞水平軸旋轉(zhuǎn)時，葉片不斷將物料提升到一定高度，然后自由落下，互相摻合。從物理學(xué)上講攪拌過程即物體的位能向動能的轉(zhuǎn)化過程。國外有大型攪拌站或樓，其主機(jī)容量很大，但它就配置單臥軸。 合時間短，生產(chǎn)率高，適宜于拌制干硬性混凝土。圖 給出了 JS1000 型混凝土攪拌機(jī)的傳動系統(tǒng)示意圖，其驅(qū)動電動機(jī)直接裝在三級減速器的端面上，減速器的輸出軸帶動鏈輪和一對開式齒輪，使攪拌軸 同速反向旋轉(zhuǎn)。 （ 3）攪拌機(jī)功率的計算 總述 13 強(qiáng)制式混泥土攪拌機(jī)的功率計算目前還沒有 一個嚴(yán)格的計算公式，這里推薦一種簡化的計算方法。 總述 14 圖 強(qiáng)制式攪拌機(jī)的運動分析圖 表 k的取值 （ 1） 強(qiáng)制式攪拌機(jī)的生產(chǎn)率計算 根據(jù)攪拌機(jī)的出料容量，可按下式計算生產(chǎn)率 Q : Q＝ （ m3/h） 式中 ： t t t3—— 分別為裝料、攪拌 卸料時 間（ S）； V—— 攪拌機(jī)出料容量； K—— 每循環(huán)工作時間的利用系數(shù)。因而強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)的的設(shè)計重點在于攪拌結(jié)構(gòu)上。 總體設(shè)計方案確定及動力元件選擇 17 總體設(shè)計方案 【配置清單】 JS 系列強(qiáng)制式攪拌機(jī)系雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)， 雙臥軸混凝土攪拌機(jī)的組成 ，攪拌傳動系統(tǒng)、攪拌筒、供水系統(tǒng)、卸料機(jī)構(gòu)、供油裝置、電氣控制系統(tǒng)。 攪拌質(zhì)量：攪拌機(jī)在骨材全部投料完成后攪拌 20 秒鐘，混凝土攪拌可達(dá)到合易性峰值，因攪拌時間短，每小時能完成最大次數(shù)的攪拌循環(huán)。 根據(jù)混凝土攪拌機(jī)的靜負(fù)荷功率或其它給定條件計算負(fù)載功率 Pl。三級齒輪減速機(jī)綜合效率大于 94%， 減速機(jī)輸入軸加粗，軸承型號選大，因此延長了輸入軸與軸承壽命，提高了可靠性，減少維修費用；選用空心輸出軸的軸裝式結(jié)構(gòu)，減少驅(qū)動裝置所占空間使結(jié)構(gòu)更為緊湊。 總體設(shè)計方案確定及動力元件選擇 23 n1w—— 實際輸入轉(zhuǎn)速（ r/min）。 由 《機(jī)械設(shè)計手冊》 （圖 193 額定利用功率 系數(shù) K1 ）知 ： 功率利用率 P1w/P1=380/1480=≈ 26%, 則額定利用功率系數(shù) K1=， 總體設(shè)計方案確定及動力元件選擇 24 由 《機(jī)械設(shè)計手冊》 （圖 194負(fù)荷率載荷系數(shù) K2）知 K2=； 由 《機(jī)械設(shè)計手冊》 （圖 195知環(huán)境溫度系數(shù) K3）知 K3=； 由 《機(jī)械設(shè)計手冊》 (表 1915 ZSY 型三級展開式硬齒面齒輪減速器熱功率Pg1 ）知 Pg1=600kW； 由 《機(jī)械設(shè)計手冊》 （ 193）知，計算熱功率為： Pt = P1w K1K2K3≤ Pg = 380 kW = kW Pg1 則熱平衡校核通過。工作時 , 物料在葉片推動下沿螺旋面移動 , 單軸運動方式和螺旋輸送機(jī)相同。 但這是葉片的總體形式 , 而對于葉片在攪拌軸上的具體排列 , 則還需要進(jìn)一步分析。 臥軸攪拌機(jī)雙根軸攪拌葉片的對應(yīng)排列 , 臥軸攪拌機(jī)雙根軸攪拌葉片的對應(yīng)排列有交錯布置和平行布置兩種形式 , 分析雙根軸上攪拌葉片的排列。這是因為物料以連續(xù)遞推的方式前進(jìn) , 工作時兩根攪拌軸中會有一根軸上相鄰葉片 。本文針對這種新型攪拌裝置，對雙排葉片的結(jié)構(gòu)特點和攪拌機(jī)理進(jìn)行有益的探討，并分析和給出了這種攪拌裝置的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和其合理取值。 （ 2）因為強(qiáng)制式攪拌機(jī)工作時，攪拌臂上每一點的線速度 v=wR，（ w 為攪拌軸轉(zhuǎn)速， R 為攪拌臂上某點至攪拌軸心的距離），因此在拌筒內(nèi)沿著攪拌臂方向，速度呈三角形分布，形成了的速度梯度。無論是雙螺旋攪拌裝置還是多葉片攪拌裝置，其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)都包括主攪拌臂排列方式和主副葉片的各種參數(shù)。對于副葉片安裝角，也與主葉片安裝角一樣，決定著物料單元所受周向力和軸向力的大小，其取值可參照由主葉片前密實核心和物料單元受力分析計算出的 31176。試驗結(jié)果如圖 6 所示。 攪拌軸尺寸的確定 兩根攪拌軸為優(yōu)質(zhì)合金鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理和滾壓加工提高其靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度；主軸承能自動補(bǔ)償和外殼孔中心線的相對偏斜從而保證軸承正常工作，其額定動負(fù)荷 外載荷 20倍多，所以具高可靠性和高壽命，該軸系壽命 9 104 小時（ 16 年） 混凝土攪拌機(jī)是使混凝土配合料均勻拌和而制備混凝土的專用機(jī)械，是現(xiàn)代化建設(shè)施工中不可缺少的機(jī)械設(shè)備。 攪拌筒內(nèi)壁直徑 :543mm*2 攪拌筒長度 L。 在設(shè)計過程中為便于方案論證和與領(lǐng)導(dǎo)、制造工程師及其他相關(guān)人 員進(jìn)行交流，我們使用了 Animaior 插件實現(xiàn)了攪拌機(jī)所有零部件的動態(tài)組裝模擬，并制作了裝配動畫，提高了設(shè)計的可視化。 虛擬裝配 SolidWorks 軟件提供了自上而下和自下而上兩種設(shè)計方式，因我們已完成了雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)主要零部件設(shè)計，所以采用自下而上方式 .按照同袖、共面等幾何約束關(guān)系先將側(cè)襯板、側(cè)攪拌葉片、攪拌葉片、攪拌裝置軸裝配體等小部件裝配起來 .然后將子裝配體裝配成筒體攪拌裝置等較大的部件，最后將較大的子裝配體組裝成雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)的整機(jī)裝配圖。它能以立體的、有光的、有色的生動畫面表達(dá)大腦內(nèi)產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)果，較之于傳統(tǒng)的二維設(shè)計圖更符合人的思維習(xí)慣與視覺習(xí)慣，有利于發(fā)揮人的創(chuàng)造性思維，有利丁新產(chǎn)品、新方案的設(shè)計，幫助機(jī)械設(shè)計設(shè)計人員更快、更準(zhǔn)確、更有效率地將創(chuàng)新思想轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌霎a(chǎn)品。 葉片的設(shè)計與計算 32 表 參數(shù) 型號 JS1000 進(jìn)料容量（ L） 1600 出料容量（ L） 1000 生產(chǎn)率（ m3/h) 50 骨料量大粒徑（ mm） 80 主軸轉(zhuǎn)速（ r/min) 26 總功率（ kw） 50 整機(jī)質(zhì)量（ kg） 6800 為了防止在離心力的作用下混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象，攪拌葉片的速度有一個極限值，稱之為臨界速度，其值為： u（臨） = √ g R =26r/min 式中 ： g—— 重力加速度； R—— 回轉(zhuǎn)半徑； 設(shè)計時，一般取攪拌葉片的速度為臨界速度的 2/3。由于在雙排 葉片攪拌過程中，主葉片起主要攪拌作用，副葉片起輔助攪拌作用，并且考慮到兩攪拌軸間主、副葉片的干涉問題，所以一般副葉片的設(shè)計尺寸要小于主葉片。其中，由于副葉片與主葉片成對安裝，因此副攪拌臂的排列方式將取決于主攪拌臂。實際的攪拌過程就是這些不同運動形式的綜合，此時在拌筒內(nèi)的物料不但能夠形成常規(guī)雙臥軸攪拌機(jī)具有的圍流循環(huán)運動和軸間逆流運動，而且還形成沿攪拌臂方向的徑向逆流運動，從而使低效區(qū)內(nèi)的混合料得到了充分拌和，提高了混凝土的攪拌質(zhì)量和效率。 （ 1）因為攪拌機(jī)容量不斷增大，而拌筒半徑尺寸又要比攪拌葉片的高度大很多，這樣當(dāng)攪拌軸轉(zhuǎn)動時，常規(guī)的單排攪拌葉片就只能攪動靠近拌筒內(nèi)壁的一層物料，而處于攪拌葉片和攪拌軸之間的很大一段距離的物料無法得到充分的攪拌。近年來，包括雙螺旋攪拌裝置（圖 ）和多葉片攪拌裝置（圖 ）等在內(nèi)的新型雙臥軸攪拌機(jī)不斷涌現(xiàn)，在提高攪拌質(zhì)量和效率方面有了新的突破。并且隨 著攪拌葉片數(shù)量的增多 ,這種優(yōu)勢會更加明顯。 對于單根軸上相鄰的兩個攪拌葉片 , 正排列要比反排列推攪得快。并且兩軸上攪拌葉片推動物料軸向流動分量和徑向流動分量的方向相反。聯(lián)軸器分類 見 《機(jī)械設(shè)計手冊》 （表 262聯(lián)軸器分類 ） (1)聯(lián)軸器的選用計算 聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩 Tn 聯(lián)軸器的主要參數(shù)是公稱轉(zhuǎn)矩 Tn，選用時各轉(zhuǎn)矩間應(yīng)符合以下關(guān)系： 聯(lián)軸器的理論轉(zhuǎn)矩計算： T＜ Tc≤ Tn≤ [T]＜ [Tmax] ＜ Tmax 式中： T —— 理論轉(zhuǎn)矩（ ） ； Tc—— 計算轉(zhuǎn)矩（ ） ； Tn—— 公稱轉(zhuǎn)矩（ ） ； [T]—— 許用轉(zhuǎn)矩（ ） ； [T max]—— 最大許用轉(zhuǎn)矩（ N. m） ； T max —— 最大轉(zhuǎn)矩（ N. m） ； (2)聯(lián)軸器的理論轉(zhuǎn)矩 計算是由功率和工作轉(zhuǎn)速計算而得，即： T=9550 Pw/n =9550 103 37/1480 N. m 總體設(shè)計方案確定及動力元件選擇 25 = 式中 ： Pw —— 驅(qū)動功率（ kW）； N —— 工作轉(zhuǎn)速（ r/min ）； (3) 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩計算 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩是由理論轉(zhuǎn)矩（ T）、和動力機(jī)系數(shù)（ Kw=1）、工況系數(shù)（ K=）、啟動系數(shù)（ Kz=）、溫度系數(shù)（ Kt=）計算而得，即： Tc