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:20110401823

设计者:柯曾杰(组长)

同组员:许鹏、黄晨晖、李南

指导教师:吴长德

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与8时进行速度与加速度分析 (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与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

三、设计内容

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 4 1360 位于

BE

中点

位于

CD

中点

70

Ⅱ53 10 1380 65

Ⅲ535 42 390 60

Ⅳ545 425 245 6

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、速度多边形与加速度多边形,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’与

11’。附图1-2 曲柄位置

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。再根据其她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’与E11’,其所对应的两个曲柄

位置8’与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与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与8的曲柄AB,然后分别以B为圆心,BC长为半径与以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与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与8时的速度多边形与加速度多边形 a 、对3位置C 、E 点进行速度分析与加速度分析 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

τ

CB

a =a μ×40mm=4、0m/s 2

α3=τCB a /l BC =6、78rad/s 2 附图1-6 3位置加速度分析

对于E 点 E a =B a + n EB a + τEB a

方向: ？ B →A E →B EB ⊥ 大小: ？ √ √ √