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1、 机械原理课程设计 - 0 - 机械设计机械设计 课程设计说明书课程设计说明书 设计题目：搅拌机设计题目：搅拌机 学 院：机械与运载学院学 院：机械与运载学院 专 业：机械设计制造及其自动化 专 业：机械设计制造及其自动化 班级学号：20110401823班级学号：20110401823 设 计 者：柯曾杰（组长）设 计 者：柯曾杰（组长） 机械原理课程设计 - 1 - 同组员：许鹏、黄晨晖、李南同组员：许鹏、黄晨晖、李南 指导教师：吴长德 指导教师：吴长德 2010 年 1 月 14 日2010 年 1 月 14 日 目 录目 录 一、机构简介2 二、设计数据2 三、设计内容3 四、设计方案
2、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 机械原理课程设计 - 2 - 六、参考文献10 一、机构简介一、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。 机械原理课程设计 - 3 -
3、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、设计内容三、设计内容 连杆机构的运动分析 xylABlBClCDlBE n 2 mm S3S4r/min 525400240575405136070 530405240580410138065 535420245590420139060 5454252456004301400 位于 BE 中点 位于 CD 中点 60 机械原理课程设计 - 4 - 连杆机构的运
4、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1234567891011121314 1234567889101111 12位置 编号 67889101111 1212345 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,E2E12,绘出正点轨迹。按拌勺的运动
5、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 机械原理课程设计 - 5 - 四、设计方案及过程四、设计方案及过程 选择第三组数据（x =535mm，y=420mm，lAB=245mm，lBC=590mm， lCD=420mm，lBE=1390mm）进行设计。 1.做拌勺E的运动轨迹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
6、上拌勺E的各对应点E1,E2E12,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 机械原理课程设计 - 6 - 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。
7、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 机械原理课程设计 - 7 - 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 mm s m 025 . 0 机械原理课程设计 - 8 - 对于C点 VC = VB + VCB 方向： CDABBC 大小： ？ ？ 2=2rad/s VB=2 AB=1
8、.54m/s l VC= pc=0.02559m/s=1.47m/s v l VCB= bc=0.02519.5m/s=0.49m/s v l 3=VCB/ BC=0.83rad/s l 对于E点 VE = VB + VEB 附图1-5 3位置速度分析 方向： ？ ABBE 大小： ？ VEB=3 BE=1.15m/s VE= pe=1.625m/s l v l 2.加速度分析 如附图1-6所示 选取加速度比例尺为= a mm s m 2 1 . 0 对于C点 = + = + + C a n C a C a B a n CB a CB a 方向： CD BA CB CDBC 大小： ？ ? 4
9、=VC/ CD=3.51rad/s l =42 CD=5.18m/s2 n C al =22 AB=9.67m/s2 B al 机械原理课程设计 - 9 - =32 BC=0.41m/s2 n CB al =61mm=6.1m/s2 C a a =40mm=4.0m/s2 CB a a 3=/ BC=6.78rad/s2 附图 1-6 3 位置加速度分析 CB al 对于 E 点 =+ + E a B a n EB a EB a 方向： ？ BA EB EB 大小： ？ =22 AB=9.67 m/s2 B al =32EB=0.96 m/s2 n EB al =3 EB=9.42 m/s2
10、EB al =37mm=3.7m/s2 E a a b. 对8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1-7所示 选取速度比例尺= v mm s m 025 . 0 对于C点 VC = VB + VCB 方向： CDABBC 大小： ？ ？ 2=2rad/s VB=2 AB=1.54m/sl 机械原理课程设计 - 10 - VC= pc=0.02518m/s=0.45m/s v l VCB= bc=0.02566m/s=1.65m/s v l 3=VCB/ BC=2.80rad/s l 对于E点 VE = VB + VEB 方向： ？ ABBE 大小： ？ 附图1-7 8位
11、置速度分析 VEB=3 BE=3.89m/s l VE= pe=2.45m/s v l 2.加速度分析 如附图1-8所示 选取加速度比例尺为= a mm s m 2 1 . 0 对于C点 = + = + + C a n C a C a B a n CB a CB a 方向： CD BA CB CDBC 大小： ？ ? 4=VC/ CD=1.07rad/s l =42 CD=0.48 m/s2 n C al =22 AB=9.67 m/s2 B al =32 BC=4.63 m/s2 n CB al =50mm=5.0m/s2 附图 1-8 （a） 8 位置 C 点加速度分析 C a a =12
12、mm=1.2m/s2 CB a a 机械原理课程设计 - 11 - 3=/ BC=2.03rad/s2 CB al 对于 E 点 =+ + E a B a n EB a EB a 方向： ？ BA EB EB 大小： ？ =22 AB=9.67 m/s2 B al =32EB=10.89 m/s2 n EB al =3 EB=2.83 m/s2 EB al =11mm=1.1m/s2 E a a 附图 1-8 （b） 8 位置 E 点加速度分析 机械原理课程设计 - 12 - 五、心得体会五、心得体会 课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际 问题,锻炼实践能力的重要环节
13、,是对学生实际工作能力的具体训练和考察 过程，必须要自己思考，自己动手实践，才能提升自己观察、分析和解决 问题的实际工作能力。 课程设计也是一种学习同学优秀品质的过程,比如我组的贺辉同学,确 实他在学习上取得了很多傲人的成绩,但是我所赞赏的还是他追求的过程, 当遇到问题的时候,那种斟酌的态度就值得我们每一位学习,人家是在用心 造就自己的任务,而且孜孜不倦,追求卓越。 通过这次为期一周的课程设计，我拓宽了知识面，锻炼了能力，综合 素质得到较大提高。 对我们机械专业的本科生来说，实际能力的培养至关重要，而这种实 际能力的培养单靠课堂教学是远远不够的，必须从课堂走向实践。 通过课程设计，让我们找出自
14、身状况与实际需要的差距，并在以后的 学习期间及时补充相关知识，为求职与正式工作做好充分的知识、能力准 备，从而缩短从校园走向社会的心理转型期。在这一星期的课程设计之后， 我们普遍感到不仅实际动手能力有所提高，更重要的是通过对机械设计流 程的了解，进一步激发了我们对专业知识的兴趣，并能够结合实际存在的 问题在专业领域内进行更深入的学习。 由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，我相信，通过这次的 实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构 更紧凑，传动更稳定精确的机器。 机械原理课程设计 - 13 - 由于时间十分紧张制作中难免有粗糙的地方，敬请谅解并批评指正！ 六、参考文献六、参考文献 1张伟社.机械原理教程（第二版）.西北工业大学出版社，2006.8 2尹冠生.理论力学.西北工业大学出版社，2000.8 3大连理工大学工程画教研室.机械制图（第五版）.高等教育出版社，2003.8
