机械原理课程设计---自动喂料搅拌机装置设计

目录

一、题目及要求 (1)

二、功能分解 (2)

三、机构选用 (4)

四、机构运动循环图 (5)

五、根据电机参数拟定机械传动方案 (6)

六、机械传动的评价 (10)

七、最终选择方案及机构运动简图 (11)

八、心得体会…………………………………………………………

九、参考文献…………………………………………………………

一、题目及要求

1、设计题目：自动喂料搅拌机

设计用于化学工业和食品工业的自动喂料搅拌机。物料的搅拌动作为：电动机通过减速装置带动容器绕垂直轴缓慢整周转动；同时，固连在容器内拌勺点按一定轨迹运动，将容器中拌料均匀搅动。物料的喂料动作为：物料呈粉状或粒状定时从漏斗中漏出，输料持续一段时间后漏斗自动关闭。喂料机的开启、关闭动作与搅拌机同步。

表1 拌勺E的搅拌轨迹数据表

2、功能要求：

a、要求物料的搅拌动作为：电动机通过减速装置带动容器饶垂直轴缓慢整周转动；同时固连在容器内拌勺将容器中拌料均匀搅动。

b、要求喂料动作为：物料呈粉状或颗粒状定时从漏斗中漏出，输料持续一段时间后漏斗自动关闭。

c、喂料机的开启、关闭动作要和搅拌机同步。物料搅拌好后的输出不考虑。

3、设计说明书内容要求：

a、本设计应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种常用机构。

b、设计传动系统并确定其传动比分配,画出机器运动循环简图。

c、机构的造型及实现配合,选择和评价运动方案。

d、根据电机参数拟定机械传动方案,画出运动简图。

4、设计提示

a、此题包含较丰富的机构设计与分析内容，如平面连杆机构实现运动轨迹的设计、平面连杆机构的运动分析与动态静力分析、飞轮转动惯量确定，以及齿轮机构设计、凸轮机构设计等。由于题量较大，

教师可根据情况确定全部或部分完成该题的设计任务，也可以由一组学生完成全题。

b、可使固联在铰链四杆机构连杆上的某点作为拌勺的E点，实现预期的搅料轨迹。由于E点轨迹仅要求实现8点坐标，可以用多种方法设计该平面连杆机构。

二、功能分解：

1.容器带动里面的物料一起做匀速转动，是电动机带动减速装

置，减速装置在带动直轴容器缓慢进行整周转动实现的。

2.在电动机带动下拌勺沿搅拌数据表要求的轨迹搅拌，是由曲柄

四杆机构转动实现。

3.在电动机带动下实现填料机自动填料的功能，是利用凸轮机构

实现滑块左右移动，并保证在搅拌的同时，实现滑块开50s，

关40s，如此循环的进行。

三、机构运动循环图：

图（1）以设计要求的时间（s/t）为参考

图（2）拌勺的搅拌轨迹

四、机构选用

1.容器周转机构选用

1—电动机，2、4—传动轴，3—减速器，5,6—圆锥齿轮，7—容器该机构是容器的周转机构，容器的转动运用了锥齿轮。动力由电动机1输入，通过2传动轴的转动带动3减速器转动，减速器带动传动轴4传给圆锥齿轮5，锥齿轮5带动锥齿轮6的转动，从而使与锥齿轮6同心的容器7转动，从而带动容器7的转动。

2. 拌勺运动机构选用

1—拌勺，2、3、4—连杆，5—偏心轮

拌勺的运动选用了连杆机构。偏心轮5的运动带动连杆（4、3、2）的运动，同时带动了1拌勺的运动。

3.填料盒开关机构选用

1—齿轮，2、3—连杆，4—滑块，5物料盒

此机构为填料盒开关的选用机构。利用了齿轮、连杆、滑块机构

来达到控制开关的能力。齿轮1的匀速转动，带动连杆2上下运动，连杆2带动连杆3的运动，从而使滑块4左右滑动，起到控制填料盒5开关的功能。

4.电动机带动填料盒开关和拌勺运动机构选用

1—电动机，2、4—传动轴，3—减速器，5—蜗轮，6、8—齿轮，7—偏心轮

此机构为控制填料盒开关和拌勺机构的选用机构。运用了电动机、涡轮蜗杆、齿轮、偏心轮、减速器达到控制的目的。动力由电动机1转动，通过传动轴2转动传给减速器3带动传动轴4转动，同时带动与涡轮5带动齿轮6转动，6带动偏心轮7转动，从而带动固定在齿轮8上的连杆转动。

4.输出部分机构选用

1—电动机，2—减速器，3—蜗轮，4、6—圆锥齿轮，5—凸轮，7、8—齿轮，9—连杆，10—勺子

采用涡轮蜗杆、一对齿轮及圆锥齿轮来实现输出机构。发动机1带动减速器2转动，减速器2在带动蜗轮3转动，蜗轮3带动凸轮5及圆锥齿轮4转动，圆锥齿轮4带动齿轮8转动，齿轮8带动齿轮7转动，实现勺子的移动，然而凸轮5的转动实现连杆9用勺子10去把搅拌物料舀出，完成输出。

五、根据电机参数拟定机械传动方案

方案（一）

1—电动机， 2—减速器，3、 5—蜗轮，4、13、19—圆锥齿轮，6、8、17、18—齿轮，7—偏心轮， 21、12、16—连杆，9—滑块，10物料盒，14、15—拌勺，11—容器，20—凸轮

此方案的传动过程：

动力由电动机1输入，传给减速器2，再由减速器2带动蜗轮3，蜗轮3在带动圆锥齿轮4，圆锥齿轮4带动圆锥齿轮13转动，在带动容器11的均匀的转动。同时圆锥齿轮4带动蜗轮5的转动，带动固定齿轮6转动，带动固定偏心轮7的转动，同时带动四杆机构带动

搅拌勺的上下、左右的运动，从而实现搅拌的目的。同时固定偏心轮7也带动固定齿轮8的转动，也带动了固定在齿轮的连杆的运动带动滑块9左右的运动，从而实现控制物料盒10开关的目的。蜗杆3转动带动固定凸轮20的转动，从而使另一个锥齿轮及齿轮18转动，齿轮18转动同时带动齿轮17转动带动固定在涡轮上的凸轮转动，使连杆上下运动，当凸轮从最高点转到最低点时，取料勺进入容器装入物料；当凸轮转到最高点时，取料勺转出容器，同时控制取料勺的开与合，使物料从容器中输出。

六、机械传动的评价

方案一：

优点：①涡轮蜗杆传动结构紧凑，体积小、重量轻；工作平稳，冲击震动、噪音小。

②圆锥齿轮平稳，噪声小。

③齿轮传动能保证瞬时传动比恒定，平稳性较高,传递运动准确可靠；可实现较大的传动比;传动效率高,使用寿命长。

④凸轮机构可以使推杆得到各种预期的运动规律，且响应速度快，机构简单紧凑。

⑤连杆机构压力较小，承载能力较大，润滑好，摩擦小，加工制造容易，工作性可靠，在原动件运动规律不变的条件下，可改变各构件的相对长度来使从动件得到不同的运动规律；可方便地达到改变运动传递运动方向、扩大行程、实现增强和远距离传动的目的。