机械原理课程设计搅拌机的设计20页docWord下载.docx
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该机采用单相电动机做动力源，可在广大的农村使用，不用担心需要较高的动力电压的问题。
文中教详细的设计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分析和加速度分析。
本机在满足生产需要的同时，改变了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。
关键词：
搅拌机曲柄摇杆机构
第2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，是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）更好的使同学们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，稳固可靠，容易操作等特点。
搅拌机是用于对物料进行混合所用。
能使物料在进行加热或在其他行业中能足够的进行混合，达到两种或是两种以上的物质在其搅拌下混合的非常均匀。
达到人们满意的程度。
该机构也可用在进行农药的混合。
2.3研究的内容及拟采取的技术、方法课题
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曲柄摇杆机构，我们所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。
绘出机构上搅拌的运动轨迹，和各个点上的速度与加速度。
第3章机构简介与设计数据
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，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。
2、设计数据
（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
n2
LAB
LBC
LCD
LBE
LDO
LAO
单位
/min
mm
数据
70
240
575
405
1360
525
400
（2）机构动态静力分析设计数据
连杆机构的动态静力分析
S3
S4
JS3
JS4
G3
G4
位于
BE的
中点
CD的
kg·
m2
N
18.5
0.6
1200
第4章运动设计与动力计算
4.曲柄摇杆机构的运动分析
4.1.1做机构运动简图
选取长度比例尺U=0.005m/mm，按两个曲柄位置作出机构运动简图。
曲柄位置图的做法：
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’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
做构件6位置的运动简图：
根据设计要求，选择7位置作构件的运动简图。
先对应附图1-2分别做出在位置7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1360mm,即作出了构件在位置7的运动简图。
如附图1-4所示。
附图1-4（a）构件在7位置的运动简图
4.1.2速度分析
选取速度比例尺
=
，用相对运动图解法求曲柄在与水平重合时即7点时E点的速度。
对于C点VC=VB+VCB
方向：
大小：
？
√？
ω2=2πn/60=7.33rad/sVB=ω2
AB=1.76m/s
VC=
pc=0.05×
40.168m/s=2.01m/s
ω4=VC/
CD=2.01/0.405=4.959rad/s
VCB=
bc=0.05×
45.504m/s=2.275m/s
ω3=VCB/
BC=2.275/0.575=3.957rad/s
对于E点VE=VB+VEB
√√
VEB=ω3
BE=5.38m/sVE=
pe=0.05×
93.784=4.689m/s
4.1.3加速度分析
选取加速度比例尺为
对于C点
=
+
=
C→D
B→AC→B
√√?
=ω42
CD=4.9592×
0.405=9.959m/s2
=ω22
AB=7.332×
0.240=12.895m/s2
=ω32
BC=3.9572×
0.575=9.003m/s2
×
39.1mm=9.775m/s2
α3=
/
BC=9.775/0.575=17rad/s2
对于E点
=
+
B→AE→B
√√√
AB=12.895m/s2
EB=3.9572×
1.36=21.295m/s2
=α3
EB=17×
1.36=23.12m/s2
p’e’=0.25×
122.4789=30.619m/s2
4.2曲柄摇杆机构的动态静力分析
已知：
各构件的质量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纸上.
4.2.1画阻力线图
选取阻力比例尺，画阻力线图UQ=25N/mm见1号图纸.
4.2.2确定惯性力PI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和惯性力矩MI，其合成为一力，求出该力至重心的距离hi.
1,作用在连杆3上的惯性力和惯性力偶矩由加速度多边形得：
MI3=JS3·
α3=JS3·
BC=18.5×
17=314.5N·
m
PI3=m3·
as3=G3/g·
·
p’s3’=1200/9.8×
0.25×
68.476=2096.204N
h3=MI3/PI3=314.5/2096.204=0.15m
2,作用在连架杆4上的惯性力偶距由加速度多边形得：
PI4=m4·
as4=G4/g·
p’s4’=400/9.8×
30.8129=314.417N
MI4=JS4·
α4=0.6×
46.9711/0.405=17.396N·
h4=MI4/PI4=17.396/314.417=0.055m
4.2.3机构的动态静力分析
选比例尺
=25N/m作图，见1号图纸组示力体。
先将各构件产生的惯性力视为外力加于相应当构件上，并按静力分析如下图。
先将构件3，4上作用的外力G3,G4，总惯性力PI3PI4然后将运动副BD中待求得反力R14,R13分解为沿CD及CB方向的法向分力R14n及R23n垂直CD及CB的切向分力R14t,R23t,再分别就构件3,4对C点取距。
则根据力矩平衡条件得：
4杆：
Rt4·
LCD+G4·
h5+p14·
h4=0
Rt4=-（400×
19.6039+314.417×
30.8989）/81
=-216.749N
3杆：
-RT23·
LBC+G3·
h2+Q·
h1-P13·
h3=0
RT23=（1200×
22.4138+1800×
146.2431-2096.204×
1.9）/115
=2488.237N
在根据整个构件组3,4的力平衡条件得:
Rn14+Rt14+Rt23+Rn23+G4+P14+P13+Q+G3=0
如图可知：
R14=
pn=25×
140.667=3516.675N
R23=
en=25×
108.5264=2713.16N
根据构件4的平衡条件
P14+G4+R34+R14=0’
画力的多边形求R34如下图：
得：
R34=
163.0290=4075.725N
4.2.4曲柄平衡力矩
最后取构件2为分离体，对A点列力矩平衡方程：
MA=R32·
L
=2713.16×
8.599×
0.005
=116.65N·
因此应在曲柄上要加的平衡力矩是MA=116.65N·
m。
如下图
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,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。
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
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