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、南

指导教师：***

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2010年1月14日

目录

一、机构简介 (2)

二、设计数据 (2)

三、设计容 (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)

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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 n 2

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三、设计容

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n 2。 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E 1,E 2…E 12,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

mm

S 3 S 4

r/min

Ⅰ 525 400 240 575 405 1360 位于 BE 中点

位于 CD

中点 70

Ⅱ 530 405 240 580 410 1380 65

Ⅲ 535 420 245 590 420 1390 60

Ⅳ

545

425

245

600

430

1400

60

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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E 1,E 2…E 12,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

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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： √ ？ √ √ ?