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：20110401823设计者：柯曾杰（组长）同组员：许鹏、黄晨晖、李南指导教师：吴长德2010年1月14日目录一、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)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 BES3 S4n 2mm r/min Ⅰ525 400 240 575 405 1360 位于BE中点位于CD中点70Ⅱ530 405 240 580 410 1380 65Ⅲ535 420 245 590 420 1390 60三、设计内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 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。

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Ⅳ545 425 245 600 430 1400 60四、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 m025.0 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/s2.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 m21.0对于C 点 C a = n C a + τC a = B a + n CB a + τCB a方向： C →D CD ⊥ B →A C →B BC ⊥ 大小： √ ？ √ √ ?ω4=V C /l CD =3.51rad/sn C a =ω42l CD =5.18m/s2B a =ω22l AB =9.67m/s2n CB a =ω32l BC =0.41m/s2C a =a μ×61mm=6.1m/s2τCB a =a μ×40mm=4.0m/s2α3=τCB a /l BC =6.78rad/s 2 附图1-6 3位置加速度分析 对于E 点 E a =B a + n EB a + τEB a方向： ？ B →A E →B EB ⊥ 大小： ？ √ √ √B a =ω22l AB =9.67 m/s 2n EB a =ω32l EB =0.96 m/s 2τEB a =α3l EB =9.42 m/s 2E a =a μ×37mm=3.7m/s 2b. 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 μ=mm s m025.0 对于C 点 V C = V B + V CB方向：CD ⊥ AB ⊥ BC ⊥ 大小： ？ √ ？ω2=2πrad/s V B =ω2l AB =1.54m/s V C =v μl pc =0.025×18m/s=0.45m/s V CB =v μl bc =0.025×66m/s=1.65m/s ω3=V CB /l BC =2.80rad/s对于E 点 V E = V B + V EB方向： ？ AB ⊥ BE ⊥大小： ？ √ √ 附图1-7 8位置速度分析V EB =ω3l BE =3.89m/s V E =v μl pe =2.45m/s2.加速度分析如附图1-8所示 选取加速度比例尺为a μ=mm s m21.0对于C 点 C a = n C a + τC a = B a + n CB a + τCB a方向： C →D CD ⊥ B →A C →B BC ⊥大小：√？√√ ?ω4=V C/l CD=1.07rad/sna=ω42l CD=0.48 m/s2Ca=ω22l AB=9.67 m/s2Bna=ω32l BC=4.63 m/s2CBa=aμ×50mm=5.0m/s2附图1-8 （a） 8位置C点加速度分析Cτa=aμ×12mm=1.2m/s2CBα3=τa/l BC=2.03rad/s2CB对于E点a =B a+ n EB a + τEB aE方向：？B→A E→B EB⊥大小：？√√√a=ω22l AB=9.67 m/s2Bna=ω32l EB=10.89 m/s2EBτa=α3l EB=2.83 m/s2EBa=aμ×11mm=1.1m/s2E附图1-8 （b） 8位置E点加速度分析五、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,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。

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！机械原理课程设计六、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-- 10 -。