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1、学士学位毕业设计 小型菌料搅拌机的设计学 生 姓 名： 学 号：20074024215指 导 教 师： 副教授所 在 学 院：工程学院专 业：机械设计制造及其自动化中国大庆2011年 6 月毕业设计任务书一、毕业设计原始资料菌料搅拌机生产率1000-1500kg/h左右。二、毕业设计任务及要求1分析菌料的成分特点：对现在搅拌机、混合机的类型、结构、特点进行比较分析,拟定菌料搅拌机的结构方案。2研究搅拌机的工作原理及工作过程，确定机器总体参数及传动机构型式，菌料搅拌机总体设计。3对搅拌机关键部件设计、计算及校核。4要求的图纸量为折合零号图不少于2张，设计说明书不少于两万字，编写设计计算说明书。三
2、、毕业设计工作量1设计说明书毕业设计说明书应包括下列内容：封面、毕业设计任务书、中文摘要、英文摘要、目录、前言、正文、参考文献、致谢、附录、论文评定成绩，并按顺序排列。设计说明书的字数应在20000字以上，采用A4纸打印。2查阅参考文献查阅文献10篇以上，其中查阅与课题有关的外文文献2篇以上，并将其中的1篇文献的摘要的原文和译文（不少于3000汉字）附在附录中。3设计图纸毕业设计图纸应符合国家有关制图标准，正确体现设计意图，图面整洁，布置匀称，尺寸标注齐全，字体端正，线型规范。图纸全部由计算机绘制。序号图纸内容规格比例1菌料搅拌机总装图02菌料搅拌机部装图13零件图24四、毕业设计进度安排序号
3、起止日期设计内容13月 1日3月14日撰写开题报告，开题答辩2 3月15 日3月22日选择方案33月22日4月30日机械设计及绘图45月1日5月9日中期检查5 5月10日5月23日毕业设计说明书65月24日5月30日毕业设计答辩5月31日 6月6日毕业设计整改五、参考资料1机械设计手册2搅拌与混合设备设计选用手册3浅谈混合设备的特点4混合设备设计5机械设计6饲料机械学六、审批意见1教研室意见：教研室主任签名： 年 月 日2学院意见：教学院长签名：年 月 1.搅拌机箱体设计1.1.搅拌机的的结构及其设计步骤传动装置搅拌装置 搅拌轴 搅拌器搅拌设备 轴 封罐 体搅 拌 罐附 件图1-1搅拌机结构组
4、成示意图1.1.1.菌料3个参数的最优组合转速为43r/min， 混合时间3min，填料量150kg，混合均匀度可达96%以上。1.1.2.叶轮形式选取螺带-螺杆式表1-1螺旋带卧式搅拌设备作为菌料搅拌器桨型简图常用尺寸通常运转条件常用介指黏度范围流动状态螺带螺杆式d/D=0.90.98N=0.550r/minV2m/s小于mPa.s轴流型。一般是流体沿罐壁旋转上升再沿搅拌轴而下s/d=0.5 1 1.5b/D=0.1h/d=1.03.0螺带条数为121.1.3.混合室的设计与计算（1）混合室的体积V的计算该菌料搅拌机体为槽型，其截面为U型，用5mm钢板焊接而成；转子采用单螺旋叶带，分成左右两
5、段，其旋向相反，转子转动使料向中间推移。根据菌料加工的工艺要求，提出搅拌混合机每次的装料量q(t)80100kg,同时测定每种配方混合物的容重r除取决于配方外，还会因物料颗粒，水分等因素而有变化。一般根据经验取r=0.30.5t/m3左右。再根据混合机的性能实验确定保证混合质量最佳系数（0.60.8）即可求出V值。 （2.1）（2）混合室的各部分尺寸 混合室的各部分尺寸，包括混合室长度a（米），混合室宽度b(米)，转子中心离机壳顶部的距离h(米)，V值确定后，计算a,b,h各值，使之满足V值的要求。V=f(a,b,h)，而a,b,h均为未知数，故需在这三个数中首先选定一个为主参数，然后按照它们
6、之间的相互关系再来确定其余的两个。我们选定b值为主要参数，因b值直接关系到转子直径D及转子转速n，而这两个参数又涉及到混合机的工艺性能。图1-2混合室主要尺寸令p=a/b;u=h/b.混合室由上半部的立方体V1及下半部的半圆柱体V2组成，即V=V1+V2，设Z=V2/V1,则有V2/V1=/(8a)/(abh)=(b)/(8h)= /(8h)= (8u)=Z.由上式得Zu=/8,可见Zu之积为一个常数。由此得 （2.2）根据现有混合机的统计资料表明P=a/b值变化范围较大，一般取P=1.53.5.物料在混合室内与转子顶部平齐时，其充满系数=0.8，则转子上方的体积V空占混合室的比例应为1-=0
7、.2。/V,式中=abh1，h1为转子顶部上方的高度。因此h1=h-b/2。则得 （2.3）整理上式得u=0.72。则Z=/(8u)=0.45。此时的1.84倍 （2.4） 1.1.4.生产率和配套动力的计算 一般卧式混合机生产率Q可按下式计算式中：V混合定容积；充满系数；物料容重（kg/）;T混合一批料所需时间（min）（包括装料时间t1=2min,混合时间t2=3min,卸料时间t3=2min）;将V=0.4396=0.35t/,=0.857(t/h)。已知混合机的生产率后，可按下面经验公式得所需配套动力。N=KQ （2.5）式中K（经验系数1.21.5）；Q混合机生产率（t/h）;N=1
8、.51.5=2.25(KW)考虑到本机满负荷正常工作时;N配N,因此初步确定配套动力为3KW1.1.5.菌料搅拌机工作部件的设计与计算（1）转子的工作间隙 对混合机来说爪子与机壳的工作间隙有侧向间隙与底部间隙之分，目前国内外多数混合机的工作间隙一般为=510。一般来说工作间隙越小，物料残留量越小，混合效果越好；但是过小会增加转子与机体的磨损，阻力加大，功耗增加。考虑被加工物料对象的特点，本菌料搅拌机取=10（2）转子的外径与转速 转子外径D可由混合室宽度b及转子侧工作间隙求出：D=b-2,即D=555-210=535 为了得到满足的混合效果，降低动力消耗，混合机工作时，螺旋叶片作用在物料上产生
9、的离心力（）不应超过物料的重力（），即式中R螺旋环带外径；w螺旋叶片的角速度将代入上式得 (2.6)得混合机的最高临界转速为n临= (2.7)根据经验一般混合机转子转速n=2060，取n=2030。（3）转子轴的选用与计算由于搅拌混合机采用螺旋叶片推送物料，而物料对转子轴的作用力基本上是轴向力，其远远大于轴上所受的弯矩，故可忽略轴上所受的弯矩，仅仅按扭矩强度进行计算轴颈。 (2.8)式中d危险界面处的轴颈，P轴所传递的功率P=3000ww轴的角速度 A材料系数，钢A=4.8钢A=6.5对钢49.7取50 对于空心轴,应将实际传递的功率P除以空心轴计算系数b后再按上式计算（b值查表为0.59）.
10、故对空心轴： (2.9)本菌料搅拌机选用的转子实心轴头的最小轴颈d=50，中间管轴（钢管）外径d=76，两者均大于等于计算值，故符合设计要求。（4）螺距s的设计与计算 为了保证混合机的对流作用，转子上各点的轴向速度V轴，应大于或等于圆周速度V圆。所以螺距应满足下列条件: (2.10)式中混合物料与钢铁表面的摩擦系数P混合物料与钢铁表面的摩擦角（2428）度S螺距R、D转子的半径和直径n转子转速；故螺距取螺距S=5401.1.6.螺旋升角计算根据公式 （2.11）P螺距; d螺带直径 （2.12）取整为17度和20度大螺旋带升角小螺旋带升角大螺带螺距小螺带螺距内外螺旋线长为 （2.13）1.2.
11、搅拌器的设计1.2.1.搅拌器的强度计算叶片根部受力分析图1-3受力分析图叶轮对物料做功，当搅拌轴垂直安装时，叶轮受有与搅拌轴平行的垂直力P和垂直于搅拌轴线的水平力T.P力作用于处，而T力作用于处，k1和k2是因s/d而异的系数。考虑到近似计算可以在所有情况下均取k1=0.70,k2=0.65.P力和T力的计算公式如下： = =3277154N （2.14） = =3188435N （2.15）式中计算功率，KWs螺距，小螺带直径，;n转速，z叶片数量P力和T力对桨叶的根部产生的弯距，其值为： = =169101146 （2.16） = =144117262 （2.17）式中为轮毂直径两式中直径单位均以mm计算上式中的M作用于平行搅拌轴线的平行面内，M”作用于垂直搅拌轴线的平面内。将M,M两个弯距值转换到作用叶片断面两个主惯性轴n-n和j-j上，则得： =204131106 （2.18） = =187391904 （2.19）对n轴的弯矩对j轴的弯矩当叶片根部为矩形断面时，则断面对n轴，j轴的抗弯断面模量分别为： （2.20）将上面的计算结果代入下式的得叶片根部的最大弯曲应力： （2.21）应力符合要求。1.2.2.搅拌功率的计算搅拌功率准数Np是搅拌设备最基本的特性参数之一。搅拌功率按下式计算： （2.22
