机械原理课程设计 搅拌机

机械设计

课程设计说明书

设计题目：搅拌机

学院：机械与运载学院

专业：机械设计制造及其自动化

班级学号：***********

设计者：柯曾杰（组长）

同组员：许鹏、黄晨晖、李南

指导教师：***

2010年1月14日

目录

一、机构简介 (2)

二、设计数据 (2)

三、设计内容 (3)

四、设计方案及过程 (4)

1.做拌勺E的运动轨迹 (4)

2.做构件两个位置的运动简图 (4)

3.对构件处于位置3和8时进行速度和加速度分析 (6)

五、心得体会 (9)

六、参考文献 (10)

一、机构简介

搅拌机常应用于化学工业和食品工业中对拌料进行搅拌工作如附图1-1（a）所示，电动机经过齿轮减速，通过联轴节（电动机与联轴节图中未画）带动曲柄2顺时针旋转，驱使曲柄摇杆机构1-2-3-4运动，同时通过蜗轮蜗杆带动容器绕垂直轴缓慢旋转。当连杆3运动时，固联在其上的拌勺E即沿图中虚线所示轨迹运动而将容器中的拌料均匀拨动。

工作时，假定拌料对拌勺的压力与深度成正比，即产生的阻力按直线变化，如附图1-1（b）所示。

附图1-1 搅拌机构（a）阻力线图（b）机构简图

二、设计数据

设计数据如附表1-1所示。

附表1-1 设计数据

连杆机构的运动分析

x y l AB l BC l CD l BE

S3 S4 n 2

mm r/min

Ⅰ525 400 240 575 405 1360 位于

BE

中点

位于

CD

中点

70

Ⅱ530 405 240 580 410 1380 65 Ⅲ535 420 245 590 420 1390 60

三、设计内容

连杆机构的运动分析

已知：各构件尺寸及重心位置，中心距x,y,曲柄2每分钟转速n2。

要求：做构件两个位置（见附表1-2）的运动简图、速度多边形和加速度多边形，拌勺E的运动轨迹。以上内容画在2号图纸上。

附表1-2 机构位置分配图

学生编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

位置编号1 2 3 4 5 6 7 8 8’9 10 11 11’12 6 7 8 8’9 10 11 11’12 1 2 3 4 5

曲柄位置图的做法，如图1-2所示：取

摇杆在左极限位置时所对应的曲柄作为起始

位置1，按转向将曲柄圆周作十二等分，得12

个位置。并找出连杆上拌勺E的各对应点

E1,E2…E12,绘出正点轨迹。按拌勺的运动轨迹

的最低点向下量40mm定出容器地面位置，再

根据容器高度定出容积顶面位置。并求出拌勺

E离开及进入容积所对应两个曲柄位置8’和

11’。附图1-2 曲柄位置Ⅳ545 425 245 600 430 1400 60

四、设计方案及过程

选择第三组数据（x =535mm，y=420mm，l AB=245mm，l BC=590mm，l CD=420mm，l BE=1390mm）进行设计。

1.做拌勺E的运动轨迹

首先，做出摇杆在左极限位置（即AB与BC杆共线时）所对应的曲柄位置1，然后按转向将曲柄圆周作十二等分，得12个位置。再根据其他各杆的长度找出连杆上拌勺E的各对应点E1,E2…E12,绘出正点轨迹。按拌勺的运动轨迹的最低点向下量40mm定出容器地面位置，再根据容器高度定出容积顶面位置。容积顶面位置与拌勺E的轨迹的两个交点E8’和E11’，其所对应的两个曲柄位置8’和11’即为拌勺E离开及进入容积时所对应的曲柄位置。如附图1-3所示。

附图1-3 拌勺E运动轨迹

2.做构件两个位置的运动简图

根据设计要求，选择3和8位置作构件的运动简图。先对应附图1-2分别做出在位置3和8的曲柄AB，然后分别以B为圆心，BC长为半径和以D为圆心，DC长为半径画圆弧，两圆弧的交点即为C点位置。延长BC画虚线至E点

使BE长为1390mm,即作出了构件在位置3和8的运动简图。如附图1-4所示。

附图1-4 （a）构件在3位置的运动简图

附图1-4 （b）构件在8位置的运动简图

3.做构件处于位置3和8时的速度多边形和加速度多边形 a.对3位置C 、E 点进行速度分析和加速度分析 1.速度分析

如附图1-5所示 选取速度比例尺v μ=mm s m

025.0 对于C 点 V C = V B + V CB

方向：CD ⊥ AB ⊥ BC ⊥ 大小： ？ √ ？

ω2=2πrad/s V B =ω2 l AB =1.54m/s V C =v μl pc =0.025×59m/s=1.47m/s V CB =v μl bc =0.025×19.5m/s=0.49m/s ω3=V CB /l BC =0.83rad/s

对于E 点 V E = V B + V EB 附图1-5 3位置速度分析

方向： ？ AB ⊥ BE ⊥

大小： ？ √ √

V EB =ω3l BE =1.15m/s V E =v μl pe =1.625m/s

2.加速度分析

如附图1-6所示 选取加速度比例尺为a μ=mm s m

2

1.0

对于C 点 C a = n C a + τC a = B a + n CB a + τ

CB a

方向： C →D CD ⊥ B →A C →B BC ⊥ 大小： √ ？ √ √ ?

ω4=V C /l CD =3.51rad/s

n C a =ω42l CD =5.18m/s

2

B a =ω22l AB =9.67m/s

2

n CB a =ω32

l BC =0.41m/s

2

C a =a μ×61mm=6.1m/s

2

τCB a =a μ×40mm=4.0m/s

2