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1、湖南科技大学 机械原理课程设计 题目题号： 搅拌机 学 院： 机电工程学院 专业班级： 机三 学生姓名： 刘丁丁 2013-6-7一 设计题目：设计一用单相电动机作动力源的搅拌机给定数据要求 （1）机构 运动简图设计数据设计内容连杆机构的运动分析符号n2LABLBCLCDLDEDOAO单位/minmmmmmmmmmmmm数据812385954101350520410 （2）机构动态静力分析设计数据连杆机构的动态静力分析符号S3S4Js3Js4G3G4单位位于BE中点位于CD中点NN数据190.51100420二 应完成的工作1 速度、加速度和机构受力分析图2 设计说明书1份。 目 录摘要.5第
2、一章 搅拌机多用途和设计要求.7 2.1机械简介.7 2.2机构用途.7 2.3技术方法.7第二章 机构简介与设计.8 3.1 机构简介.8 3.2 机构简图.8 3.3设计数据.9 3.4速度、加速度析.10第三章 静力分析.12结论.17心得体会.18致谢.19参考文献.20 摘要老式搅拌机体积庞大，结构复杂，成本高，效率低。先进的搅拌技术设备，是降低生产成本，提高成品质量做了很大的改进。该机采用单相电动机做动力源，可在光大的农村使用，不用担心需要较高的的动力电压的问题。文中较详细的介绍了搅拌机的传动系统和执行机构，并对曲柄摇杆进行了详细的速度和加速度分析。本机在满足生产需要的同时，改变了
3、以往的复杂设计模式，大大缩短了生产周期，降低了成本价格，提高了效率。 第一章 搅拌机的用途和设计要求2.1 机构设计目的 1）改进现有的搅拌机模式，使搅拌机更加容易生产使用；2）使机构的结构更加简单，更容易拆卸安装；3）使用简单，使用者更容易掌握操作流程；4）更好的使同学把所学的东西应用到实际的生活中去。2.2 机构用途 搅拌机是一种对物料进行混合均匀的机器，该机可代替人工在不方便或完成不了时使用，具有生产效率高，结构简单，稳定可靠，容易操作等特点。搅拌机是用于对物料进行混合所用。它能使物料在进行加热或在其他行业中能足够的进行混合，达到两种或两种以上的物料在搅拌下混合的非常均匀。达到人们满意的
4、程度。该机构也可用在进行农药的混合。2.3 课题研究的内容及拟采取的技术、方法本课题是对搅拌机的成型机的设计。设计主要针对执行机构的运动展开。该机构应用了机械原理中的曲柄摇杆机构，我们所要研究的画出该机构的运动简图并且对连杆机构进行运动分析和动态静力分析。绘出机构上拌勺的运动轨迹，和各个点上的速度与加速度。 第二章 机构简介与设计3.1 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图所示，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）带动曲柄顺时针旋转，驱使曲柄摇杆机构运动，同时通过蜗轮蜗杆带动容器绕垂直轴缓慢旋转。当连杆运动时，固联在其上的拌勺即沿图中虚线所示轨迹
5、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，如图所示。3.2 搅拌机机构简图3.3 设计数据设计内容连杆机构的运动分析符号n 2LABLBCLCD单位r/minmmmmmm数据81238595410连杆机构的动态静力分析符号Js3Js4G3G4单位NN数据110.511004203.4 做构件处于位置3的速度多边形和加速度多边形1 速度分析2=2n/60=281/60=8.41rad/sVB=2LAB=8.410.240=2.08m/sVC = VB + VCB大小： ？ 2LAB ? 方向：CD AB BC选取速度比例尺v=0.05m/s/
6、mm做速度多边形求出2和3，再用速度影像求出E3点的速度。c=VC/LCD=v pc/LCD=0.0528.3/0.410=3.45rad/s3 =VCB/LBC=v bc/LBC =0.0510.8/0.5=1.08rad/s VEf=v pe =0.0524.5 =1.23m/s2 加速度分析aC = aCt + aCn = aB + aCBt + aCBn大小： ？ c LCD 2 LAB ？ 3 LBC方向：CD CD BA CB CBaCBn= 3 LBC = 0.94890.5 = 0.45m/s aB =2 LAB = 8.41 0.240 = 16.97 m/s aCn=c L
7、CD = 3.387 0.460 = 5.28 m/s 选比例尺a=0.25 m/s mm作图，并用加速度影像求Ef点的加速度 aEf= ape=0.2571.42=17.86 m/s 第三章 静力分析 4.1曲柄摇杆机构的动态静力分析已知： 各构件的重量G及对重心轴的转动惯量JS (构件2的重量和转动惯量滤去不计)，阻力线图（拌勺E所受阻力的方向与E点的速度方向相反）运动分析中所得结果。要求： 确定机构两个位置（同运动分析）的各运动副反力及加于曲柄上的平衡力矩。以上内容作在运动分析的同一张在纸上。4.2 画阻力线图1.选取阻力比例尺，画阻力线图Q=25N/mm 见1号图纸。2.确定惯性力PI
8、和惯性力矩MI根据各构件重心的加速度及角速度，确定各构件的惯性力PI和惯性偶矩MI其合成一力，求出该力至重心的距离hI1 Ef点：作用在连杆3上的惯性力及惯性力偶矩由加速度多边形得：MI3=JS3a3=JS3acb/LCB=JS3nbc/LCB =170.2539.34/0.5=334.39NMPI3=m3aS3=G3/gaps3 =(1100/9.81)0.2541.352=1159.21Nh3=MI3/PI3=334.39/1159.21 =0.288m杆2作用在连架杆4上的惯性力偶矩由加速度多边形得：PI4=m4aS4=G4/gaps4 =410/9.810.2520.220=203.3
9、17MI4=JS4a4=JS4acb/LCD=JS4ancc/LCD =0.535.5150.25/0.5=8.88NM H4=MI4/PI4=13.53/203.317=0.067m4.3 机构的动态静力分析选比例尺1=0.005/mm作图，见1号图纸3-4组示力体。先将各构件产生的惯性力视为外力加于相应构件上，并按静力分析见1号图纸。先将机构3,4上作用的外G3、G4，总惯性力Pi3、Pi4，然后将运动副B、D中带求的反力分解为沿CD和CB方向的法向分力及垂直CD及CB的切向分力，再分别就构件3、4对C点取矩，则根据力矩平衡条件得Ef点：3杆：R23TLBC-G3h1-PI3h3+QLf=0于是R23T=314.41N4杆：R23tLCD-G4h1-PI$h4=0于是R14T=172.32N再根据整个构件组3、4的力平衡条件得：Q+R14n+R14T+G4+PI$+R23+G3+PI3=
