1、编号：xxxxxxxxxxxx本 科 毕 业 论 文题 目： 混凝土搅拌机的设计 学 院： 机械工程学院 专 业： 机械制造及其自动化 年 级： 09 级 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2013 年 4 月 内蒙古民族大学本科生毕业论文0摘要 随着我国经济建设和科学技术的迅速发展，基础性建设规模的不断扩大和生产自动化更多的运用于生产，建筑机械在经济建设中起着越来越重要的作用。混凝土搅拌设备是建筑机械中的一个重要代表，它是混凝土生产的一个关键设备。由于混凝土搅拌设备的工作对象是砂石和水泥等混合物，并且用量大，工作环境恶劣。因此混凝土搅拌设备在向高科技、高效能、自动化、智能化的方向发展有很大的
2、必要性。混凝搅拌机就是把具有一定配合比的砂、石、水泥和谁等物料搅拌成均匀的符合要求质量要求的混凝土机械。本文主要体现的是小型水泥搅拌机的传动机构的分析设计。关键词： 机构分析； 传动设计； 混凝土搅拌机内蒙古民族大学本科生毕业论文1AbstractAlong with our country economic development , the science and the technology develop rapid ,the foundational construction scale uncealing expansion and the production automatio
3、n more useful in the production,constructs the machinery to play the more and more vital role in the economic development. The concrete agitation equipment is an importment representative who constructs in the machinery, it is a concrect production essential equipment. Because the concrete agitation
4、 equipment work object is blends and so on sand and stone and cement, and the amount used is big, the working conditions are bad. Therefore the concrete agitation equipment in to high-teach, the high efficiency, automated,the intellectualized direction develops has the very big necessity. Despite th
5、e continuous development of material handing technology, but as the cart is still indispensable transporttation tool still in use.Conceret mixer is a machine to mix some of the sand, stone, cement and water into a uniform materials to meet the quality requirements of concrete. The design process of
6、the transmission mechanism and strength check of the small cement mixer is expounded in this paper.Key words: Institutional analysis; Transmission design; concrete mixer内蒙古民族大学本科生毕业论文2目录中文摘要英文摘要.引言.1、搅拌器设计的概况.（1） 论文选题的意义（2） 国内外的研究现状1、产品性能提高较大2、技术创新能力差3、与国外差距明显4、混凝土机械发展趋势.2、水泥搅拌机的工作原理及其类型.（一）水泥搅拌机的工作
7、原理.（二）水泥搅拌机的类型.1、间歇式搅拌机3、总体设计及其动力元件的选择.（1）搅拌机的类型选择1、直立式小搅拌机.2、锥型反转出料移动式搅拌机.（二）传动部分的分析（三）执行部分的分析 （四）最终方案的确定4、电动机及减速器的选型（1）电动机的选型条件.（2）电动机的选择.（3）传动比的分配.（4）传动装配的运动和动力参数内蒙古民族大学本科生毕业论文3（5）减速器的选择.1、减速器的分析2、选择减速器应注意的问题.5、链接部分以及其他零件设计.（一）主要部分连接固定设计.（二）卸料装置（三）搅拌轴的设计及其结果验证1、搅拌轴外形结构装配方案设计.2、搅拌轴的材料选择和结构设计3、输出轴的
8、强度校核结束语.参考文献致谢.内蒙古民族大学本科生毕业论文4引言近年来随着我国城市基础建设、发地产开发的迅猛发展，推动了混凝土生产产量的迅速提高。混凝土生产是改变传统的现场分散搅拌混凝土的生产方式，实现建筑工业化的一项重要改革。混凝土的商品化生产因其生产的高度专业化和集中化等特点大大提高了混凝土工程质量，节约原材料，加快，提高劳动生产率，减轻劳动强度，同时也因其节省施工用地，改善劳动条件，减小环境污染而使人类受益。目前，在国内外的煤炭、建材、化工等行业广泛的使用着各种各样的用来搅拌煤、混凝土及其他原料的搅拌机。从其运动方式及其主要结构上看，它们可以分为两大类型：一种形式为单运动的轴式传动轴上（
9、有单轴和双轴）安装各式各样的搅拌叶片（有长锥形、螺旋形等） ，并利用叶片来搅拌物料；而另一类则是通过钢齿轮传动带动某一形状的筒体（有圆锥体、圆柱体等）的自身旋转而使物料得到产生搅拌效果。这次的论文设计主要考虑的是水泥搅拌机构传动部分的设计和电动机功率的选择、传动比分配还有主轴、齿轮尺寸的选择及强度的检测，还有各零件的衔接、匹配、如何上料卸料等。毕业论文设计是综合性的，需要结合大学 4 年所学课程的相关知识。在设计上不仅要灵活运用所学知识还要结合生活实际来考虑设计中所面临的各种问题。第一步，就是要分析最后能否实现传动及其最后的搅拌动作。第二步，利用所学的 CAD 知识，正确绘制出混凝土搅拌器的装
10、配示意图。由于专业知识的缺乏，能力有限，要想设计一个复杂的混凝土类的水泥搅拌难以实现，所以我设计的搅拌机属于日常比较简单的直立式小型水泥搅拌机。如果在绘图和尺寸计算上有问题，希望老师给予指出和指导。1、搅拌器设计的概况（1）论文选题的意义任何事物都不是凭空出现的，对于在机械行业中的混凝土搅拌机也是一样的，他的出现顺应时代的发展潮流斌不是无缘无故的就出现在了机械行业中，那他的出现对于机械行业存在着怎样的意义呢？混凝土搅拌机的原理以及它存在的意义，是各组成成分宏观与微观上的均匀，破坏水泥颗粒团聚现象；促进弥散现象的发展，破坏水泥颗粒表面的初始水化物薄膜包裹层；促使物料颗粒内蒙古民族大学本科生毕业论
11、文5间碰撞摩擦，减少灰尘薄膜的影响；提高拌合料个单元体参与运动的次数和运动轨迹的交叉频率，加速匀质化。这些就是水泥搅拌机在机械行业存在的意义所在。（2）国内外的研究现状混凝土机械是基本建设的“常规武器” ，需求量大，广泛运用于工业、民用建筑、以及国防施工等工程建设。在工业发达国家，混凝土生产的现进程度，标志着一个国家的制造业水平。经过几十年的发展，我国混凝土机械已经成为建设机械的重要组成部分，在整个建设机械行业中占有相当的比重，已经形成较大规模的生产能力，产品性能有了较大的提高，市场竞争也越来越激烈。目前，我国混泥土现状生产厂家多产品数量大。我国混泥土机械行业现有生产企业 200 多家，已形成
12、多系列，多品种规格的局面。无论是搅拌机、搅拌站、搅拌输送车还是混凝土泵等产品，除大型的和高科技术含量的型号外，常规产品已经能基本满足施工需要。各生产厂家的生产条件普遍得到改善，生产能力进一步得到加强。1.产品性能提高较大机、电、液技术在混搅拌站、混凝土输送棒泵、混凝土搅拌输送车等产品到了广泛运用。在控制系统中大多采用了微机自控方式，技术水平有了较大提高，制造质量也得到很大的改善，产品无论是可靠性、实用性、还是经济型都有显著提高，部分产品以达到或接近国际先进水平。如国产混凝搅拌楼最大已达到 240M3/h，采用微机控制，对配料能过自动补偿，对数据库能够自行管理并可随时打印出所需数据，能够对砂石含
13、水率进行自动补偿等。产品类同规格不齐：同其它机械行业一样，混凝土机械同样存在着重复生产的状况，导致生产过剩，销售不畅，以降价作为促销手段，从而导致微利甚至无利可图。与此同时，国产车、泵、站等大型设备均存在品种单一，规格不全的情况。2.技术创新能力差除了少部分企业外，混凝土机械相当一部分厂家由于自身技术水平限制，不重视产品的更新和产品的开发，产品多年一贯制，品种规格较少，技术含量较低，仿制产品多，品牌产品少，有专利和特色的产品以及能够出口创汇的产品就更少。内蒙古民族大学本科生毕业论文63.与国外差距明显国外混凝土搅拌站体现了机电一体技术，其微控技术成熟可靠，物料的配比、容量变更控制十分准确：有些
14、搅拌站还增加了搅拌机动态负荷临测、水泥物料稠度控制、除尘、消声、废水处理等装置；混凝土泵送技术日臻成熟，最大水平泵送距离达 4000 米，送泵量达 180M3/h；产品多功能性增强。我国的水泥搅拌及输送机械尽管性能有了很大的提高，但在可靠这方面和国外还有很大差距，主要体现在配件电器、液压、气动元件等方面问题较多。近年来，许多厂家均选用进口优质元器件，对提高我国混凝土机械水平起到了非常重要的作用，但在多功能方面还无法和外国相比。4.混凝土机械发展趋势机械工业产品的发展趋势是高附加价值比、自能化和系统化。水泥搅拌器发展的主导产品是商品混凝土的成套设备，作为“十一五”规划中的重点项目，商品混凝土的成
15、套设备尤其是大型站、车、泵无论从数量上还是质量上都将有一个大的的提高。这些产品将比以往更加注重降低耗能，更加注重安全性、舒适性、维护和使用的经济性。商品混凝土近年来在我国大中城市有了较大的发展，约占现浇混凝土 1520左右，与发达国家的 7090相比还有很大的差距，因此给国内机械制造厂家提供了一个很大的发展机遇。商品混凝土成套设备的配套产品以及能够满足用户特殊要求的产品将会在“十一五”期间得到较大发展。如砂石预处理设备、残余混凝土回收装置、高性能水泥搅拌设备、冷搅拌和热搅拌的混凝土搅拌站、长臂架泵车等。国家实施西部大开发战略，投资规模将超过以往任何大型工程。由于西部开发时间跨度长、东西部经济差
16、距大，不可能集中购买高、精、尖的大型设备，因此适合西部自然环境、经济适用的产品将会有一定的市场，如开发经济实用性移动式搅拌站以适应公路、铁路等工程的建设。同时，通过技术创新，开发多用途、多功能产品以适应市场要求的变化。“十一五”期间，人们对生活质量要求越来越高，环境保护意思越来越强，那些高效、节能、低噪音、低污染、智能化的环保型水泥搅拌设备也将受到人们的青睐。2、水泥搅拌机的工作原理及其类型内蒙古民族大学本科生毕业论文7（一）水泥搅拌机的工作原理水泥搅拌机按工作原理分，有自落式和强制式 。自落式搅拌机工作机构为简体沿筒内壁圆周安装若干搅拌叶片。工作时，简体绕其自身轴旋转利用叶片对筒内对筒内物料
17、进行分割提升洒落和冲击作用，使配合料的相互位置不断进行重新分布而得以拌和，其特点是搅拌强度不大效率低只适于搅拌一般骨科的塑性混凝土。强制式搅拌机搅拌机构是水平式垂直设置在筒内的搅拌轴，轴上安挂搅拌叶片-工作时，转轴带动叶片对筒内物抖进行剪切挤压和翻转推栘的强制搅拌作用。使配合料在剧烈的相对运动中得到均匀拌和其搅拌质量好效率高，特别适合干搅拌干硬性混凝土和轻质骨料混凝土。（2）水泥搅拌机的类型我国现在使用最为广泛的是锥形反转出料搅拌机以及各类搅拌车，目前，在我国主要运用与及我们在建筑工地最想看见的是反转出料型。它的结构是这样的：其筒体两端都是敞开的，其中一端为进料正转，当搅拌是也是正传，另一端为
18、反转，反转是为了出料。人们根据搅拌机的旋转轴的定位方式不同，将间歇式搅拌机分为垂直式、倾斜式、水平式。因为连续式搅拌机造价高，普遍运用于公路、铁路的铺设。所以本文主要描述间歇式搅拌器的设计。1、间歇式搅拌机间歇式搅拌机可以分为两种一种是鼓筒式，一种是盘式（1）鼓筒式搅拌机鼓筒内壁是可以旋转的，它的内壁固定着搅拌叶片。物料是通过鼓筒的旋转达到提升的目地，每次拌筒转完一次，被提升到一定高度的物料会自动回落到拌筒的底部，如此往复循环。鼓筒式搅拌机主要有三类：第一种，非倾翻式鼓筒。非倾翻式鼓筒是固定的，它的工作原理是，原料从投料口投入进去，当搅拌好后，成料从卸料口卸出。第二种是反转式鼓筒，它与非倾翻式
19、鼓筒工作原理基本相似。不同之处在于：反转式搅拌机一般运用于搅拌较小的混凝土其大小一般小于 1M3。第三种是倾翻式鼓筒搅拌机，它的工作特点是其倾角可以调节，在搅拌过程中鼓筒的轴线和水平线一般会达成 15倾斜角，而在当倾翻式内蒙古民族大学本科生毕业论文8卸料的时候其鼓筒轴线是向水平线的负方向倾斜的。在实验室或者在施工现场中的拌量较小的混凝土时这是最常用的机型。图 1（2）盘式搅拌机盘式搅拌机和鼓筒式搅拌机的工作原理基本上相同。当物料进入搅拌器内受到旋转叶片的作用进行搅拌，拌筒内壁的粘料会被刮料叶片刮去。在图 2 中显示了不同形状的叶片和拌筒的组合形式，第一种是拌筒轴线和叶片旋转的轴线是重合的，我们
20、也称之为单浆搅拌机。第二种是叶片旋转的轴线和拌筒的轴线存在着一定偏差，这时候的叶片不仅围绕着自身的轴线旋转而且还围绕着拌筒的中心线旋转。第三种情况是两根轴同时向反方向旋转，我们又俗称之为双轴搅拌机。双轴搅拌机靠近拌筒内壁附近的叶片与其轴线是成一定角度的，它的作用就是将半桶内壁上的粘附的物料除去，并将物料推向拌筒的中心，以方便对搅拌的叶片产生冲击。图 23、总体设计及其动力元件的选择内蒙古民族大学本科生毕业论文9（1）搅拌机的类型选择我们生活中常见的水泥搅拌机主要有两种形式：1、直立式小搅拌机（如图 3）这种搅拌机的体型大都比较小，且机械的造价相对便宜。因为搅拌量比较小，生产效率不高，上料不方便
21、等因素导致一般的大型建筑工地不会使用该搅拌器。但是对小型建筑工程比较适用。图 3 直立式小型搅拌机2、锥型反转出料移动式搅拌机（如图 4）这种搅拌器的优点是上料方便，搅拌量较大，而且方便运输，适合用于大型的建筑工程，但同时也存在着供水控制不方便、传动结构复杂、造价高等缺点。综合上述搅拌器类型和自身的专业知识考虑后选择了第一种直立式小型搅拌机。内蒙古民族大学本科生毕业论文10图 4 锥型反转出料移动式搅拌(2) 传动部分的分析直立式水泥搅拌机的组成是相对简单的，它的主要构成部件有：电动机、减速器、皮带轮、皮带、搅拌锅、脚架、联轴器及其搅拌叶片。由上可知它传动形式主要是电动机带动皮带轮，在牵动皮带
22、再到皮带轮到减速器、主轴最后搅拌叶片。通过上诉形式实现搅拌动作。考虑到电动机的转速较高且功率大，所以要在传动过程中增加减速器，因为电动机的转速一般在 1400 转每分钟且主轴要达到 30 转左右，所以我选择二级减速器。二级减速器的种类很多，但考虑到水泥搅拌器的技术要求不是很高，所以选择了直齿圆柱齿轮二级减速器，减速器与主轴之间我采用了常见的联轴器连接。（如图 5 为水泥搅拌机的机构传动示意图。）内蒙古民族大学本科生毕业论文11图 5（三）执行部分的分析 （如图 6）水泥搅拌机的执行部分主要是钢管和搅拌叶片，它们在电动机的带动下达到搅拌叶片的转动从而实现对混泥土的搅拌。我对搅拌叶片要求是空间分布
23、大和叶片的强度高。为了达到搅拌机工作时的平稳，及其链接安装方便实用，我选择的是 120夹角的空间位置关系，利用每个搅拌轴圆心的半径不同，从而达到充分搅拌的目的。图 6为了满足有足够的刚度和强度我采用的是圆钢，搅拌叶片和圆钢之间采用的螺钉连接，然后把三个圆钢固定于圆盘上面，同样也采用螺钉连接。（如图7）内蒙古民族大学本科生毕业论文12图 7除了空间分布、刚度以及连接的固定是我重点考虑的之外，执行件转速也是很重要的，因为只需要电动机、减速器以及皮带三方面来调节。（4）最终方案的确定根据对水泥搅拌机的类型、传动机构和执行机构的研究分析，我确定使用这套方案：电动机皮带轮二级圆柱齿轮搅拌轴，电动机首先通
24、过皮带轮的一级减速器，然后再经过二级减速器将动力和转矩传到搅拌轴上。在该方案中使用皮带轮进行着一级减速，二级圆柱齿轮减速器作为二级减速，虽然电动机的轴和搅拌轴在同一方向上，但是电动机不是直接连接着减速器，这样也避免了安装分布范围过大带来的不便。又因为它的传动比最大为455=100，大于本次设计所需的最大的传动比。所设计出的搅拌机整体的大致图型（如图 8）内蒙古民族大学本科生毕业论文13图 8 搅拌机整体结构 4、电动机及减速器的选型（1）电动机的选型条件1、机械效率，传动化，功率，进出轴的许用扭距和相对位置。2、出轴旋转方向是单项或双向。3、搅拌轴轴向力的大小和方向。4、工作平稳性，如震动和荷
25、载变化情况。5、外形尺寸应满足安装及检修要求。6、使用单位的维修能力。7、经济性。（2）电动机的选择搅拌设备的电动机通常选用普通三相异步电动机。搅拌设备的减速器应优先选用标准减速器及专业生产厂产品“标准减速器及产品”选用，电动机的选用，见表 1表 1 电动机选型黑名称 符号 结果 备注搅拌器的输出功率选用的电动机为P=5KWP=p=51223=50.960.9920.96KWP=4.52kw备注 1：带传动效率：0.96每对轴承传动2效率：0.99圆柱齿轮的传3动效率：0.96联轴器的传动4效率：0.993叶片传动效5率：0.96内蒙古民族大学本科生毕业论文14根据电动机的功率和转速要求，经查
26、机械设计课程设计第 272 页表 2 得到有 4 种符合要求的电动机型号如下表：表 3-1 5.5KW 搅拌机的不同型号方案 电动机型号 电动机额定功率同步转速r/min额定转速r/min重量 总传动比1 Y160M2-8 5.5KW 750 720 120kg 252 Y132S1-2 5.5KW 3000 2890 65kg 973 Y132S-4 5.5KW 1500 1440 70kg 48电动机的输出功率Pd/wdpP传动装置的总效率 542341=0.81则 Pd = Pw / =4.52 / 0.81KWPd =5.5KW电机转速的确定30in总主 轴电 动 机（24）（ 840
27、）=4807800r/min符合这一范围的转速：750、1000、1500、3000由机械设计课程设计p272 表 22-1 选取额定功率PW =5.5KW取传送带比i=24,二级齿轮减速器传动比i=840内蒙古民族大学本科生毕业论文154 Y132M2-6 5.5kw 1000 950 85kg 32通过根据电动机和传动装置的尺寸、重量、带传到、减速器的传动比等综合考虑，认为第 3 种电动机比较适合，因此选用该型号电动机。（3）传动比的分配根据选择的电动机它的转速时 1440r/min，它的最终轴转速为 30r/min，所得到的传动比为 r/min4830/1/轴ni由于 v 传动比取 i=
28、2-4，取其 带vi所以减速器的总出动的比为：i 1=i/iv 带 =48/3=16通过计算得一级变速的传动比 7.4.12ii二级变速的传动比 .3/6/3（4）传动装配的运动和动力参数计算过程如下表：名称 符号 备注内蒙古民族大学本科生毕业论文16各轴转速no =1440r/minn1= no /i1 =1440/3=480r/minn2=n1/i2=480/4.7=102.1/minn3=n2/i3=102.1/3.4=30.02r/minn4 = n3=30.02r/min假设电动机轴为0 轴，减速器高速 1 轴，中间轴为 2 轴，低速轴为 3 轴，搅拌轴4 轴。各轴输入转矩P =P
29、=5.5KW0dP1=P01=5.50.99=5.45kwp2=5.450.97=5.28kwP3=5.280.98=5.17kwP4=p3按电动机额定功率计算各轴输入功率各轴转矩mddnT950NM5.36/00pdNM18951TNM.49/22nNM6033pT4 = T3 =1664.6NM由上述已算出的数据得到各轴转矩算出运动和动力参数结果内蒙古民族大学本科生毕业论文17表 2 得到的运动和动力参数表传动比 3 4.7 3.41 1效率 0.99 0.97 0.99 0.99（5）减速器的选择1、减速器的分析减速器是专用的是一种动力传达机构 12，它利用齿轮的速度转换器，将马达的回转
30、数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。而之前分析过了本次用于水泥搅拌机的是二级圆柱齿轮减速器，其主要的组成有减速器箱体、高速轴、中间轴、低速轴、 、高速轴大齿轮、高速轴小齿轮、低速轴大齿轮、低速轴小齿轮。那么到底二级圆柱齿轮减速器是什么样子的呢?（如图 9 所示。 ）项目 转速 r/min 功率 kw 转矩 NM电动机轴1440 5.5 37减速器输入轴 480 5.45 109中间轴102 5.30 494输出轴30 5.18 1645搅拌轴30 5.18 1645内蒙古民族大学本科生毕业论文18图 9 二级圆柱齿轮减速器图 10 二级圆柱齿轮减速器这种是最常见的二级圆柱齿轮减速器，是
31、卧式的二级圆柱齿轮减速器，一般用于水平轴的传动，但本次的水泥搅拌机设计是竖直方向传动，考虑到这样的减速器设计会在生产过程中容易出现漏油等情况，所以我改变了减速器的箱体结构以及各轴和齿轮的安装方式，如图 11。内蒙古民族大学本科生毕业论文19图 11 二级圆柱齿轮减速器2、选择减速器应注意的问题（1）尽量选用接近理想减速比： 减速比=输入转速/输出转速；（2）扭矩计算：对减速机的寿命而言，扭矩计算非常重要，并且要注意加速度 的最大。转矩值(TP)，是否超过减速机之最大负载扭力；（3）减速机的适用性很高，工作系数都能维持在 1.2 以上，但在选用上也可以 根据自己的需要来决定；（4）输入轴径不能大
32、于提供的最大使用轴径；（5）根据选择的机型号、负载转距、传动比、输出转速确定所需的电机规格；规格选择要满足强度、热平衡、轴伸部位承受径向载荷等条件。具体选择时 从 以下几点考虑：按机械功率或转矩选择规格（强度校核）通用减速器和专用减速器设计选型方法的最大不同在于，前者适用于各个行 业，但减速只能按一种特定的工况条件设计，故选用时用户需根据各自的要求 考虑不同的修正系数，工厂应该按实际选用的电动机功率（不是减速器的额定 功率）打铭牌；后者按用户的专用条件设计，该考虑的系数，设计时一般已作 考虑，选用时只要满足使用功率小于等于减速器的额定功率即可，方法相对简 单。内蒙古民族大学本科生毕业论文20通
33、用减速器的额定功率一般是按使用（工况）系数 KA=1（电动机或汽轮机为 原 动机，工作机载荷平稳，每天工作 310h，每小时启动次数5 次，允许启动转 矩为工作转矩的 2 倍） ，接触强度安全系数 SH1、单对齿轮的失效概率1, 等条件计算确定的。所选减速器的额定功率应满足P =P K K K PNC2ASR式中 PC计算功率（ KW） ；PN减速器的额定功率（ KW） ；P2工作机功率（ KW） ；KA使用系数，考虑使用工况的影响；KS启动系数，考虑启动次数的影响；KR可靠度系数，考虑不同可靠度要求。目前世界各国所用的使用系数基本相同。虽然许多样本上没有反映出 KS KR 两个系数，但由于知
34、己（对自身的工况要求清楚） 、知彼（对减速器的性能特点清楚） ，国 外 选型时一般均留有较大的富裕量，相当于已考虑了 KR KS 的影响。由于使用场合不同、重要程度不同、损坏后对人身安全及生产造成的损失 大小不同、维修难易不同，因而对减速器的可靠度的要求也不相同。系数 KR 就 是实际需要的可靠度对原设计的可靠度进行修正。它符合ISO6336、GB3480 和 AGMA2001B88（美国齿轮制造者协会标准）对齿轮强度计算方法的规定。 目 前，国内一些用户对减速器的可靠度尚提不出具体量的要求，可按一般专用减 速器的设计规定（SH1.25，失效概率1/1000） ，较重要场合取 KR=1.25=
35、1.56 左右。因此本次设计中 PC= P2 KA KS KR=1.1 2 0.8 1.25=2.2 KWP N故选取额定功率为 2.2 KW 的减速器。.热平衡校核通用减速器的许用热功率值是在特定工况条件下（一般环境温度 20，每小内蒙古民族大学本科生毕业论文21时 100,连续运转、功率利用率 100） ，按润滑油允许的最高平衡温度（一般为 85 ）确定的。条件不同时按相应系数（有时综合成一个系数）进行修正。所选减速器应满足Pct=P2 KT KW KPP t式中 Pct计算热功率（ KW） ；KT环境温度系数；Kw运转周期系数；Kp功率利用率系数；Pt减速器许用热功率（KW） 。因此本次
36、设计中 PCt=P2 KT KW KP=1.1 0.9 1 1.5=1.485 KW.校核轴伸部位承受的径向载荷通用减速器常常须对输入轴、输出轴轴伸中间部位允许承受的最大径向载 荷给予限制，应予校核，超过时应向制造厂提出加粗轴径和加大轴承等要求。五、链接部分以及其他零件设计（1）主要部分连接固定设计水泥搅拌机是一个装配体，其主要由搅拌机机架、搅拌叶片、主轴、减速器、电动机、皮带轮。每个部分多是按照一定的要求连接固定的，最终达到整个搅拌机实现搅拌动作。所以只有合理的设计各部分的连接和固定才能实现搅拌动作。机械链接有两大类：一类是机器工作时，被连接的零件可以有相对运动的链接，称为机械链接，如机械原
37、理课程中讨论的各种运动副；另一类则是在机器工作时，被连接的零件间不允许产生相对运动的链接，称为机械静链接。那么个部分怎么连接的呢，下面来依次分析，首先搅拌叶片与主轴之间采用的是螺纹连接（如图 12），这样既可以方便安装拆卸，也有很强的预紧防松作用。内蒙古民族大学本科生毕业论文22图 12 主轴与叶片的链接主轴与减速器的链接方式，由于是两个竖直轴之间的链接，所以我们采用联轴器链接，但由于机器的工况各异，因而对联轴器提出了各种不同的要求，如传递转矩的大小、转速高低、扭转刚度变化的情况、体积大小、缓冲吸震能力等，为了适应不同的要求，联轴器有很多类型，那到底选择哪个呢，综合考虑我选用的是凸缘联轴器。
38、（如图 13）上下联轴器之间采用的双头螺柱链接，轴与联轴器之间采用键链接。考虑到机架是不需要拆卸的，而且还需要很强的强度和刚度所以机架采用的是焊接，其他部分采用螺纹链接。图 13 联轴器简图（2）卸料装置搅拌机的卸料装置主要采用的是手摇方式，通过手柄摇动使阀门打开如下图状态，然后使电动机反转把混泥土转出搅拌锅，从而实现卸料的过程，手柄与阀门间采用螺母链接内蒙古民族大学本科生毕业论文23固定。图 14 卸料手图 15 卸料孔（3）搅拌轴的设计及其结果验证1、搅拌轴外形结构装配方案设计轴的结构主要取决于以下因素：轴在机器中的安装位置和形式；轴上安装的零件的类型、尺寸、数量以及和轴链接的方法；载荷的
39、性质、大小、方向、分布情况、轴的加工工艺等；由于影响轴的结构因素较多，且其结构形式又要随其具体情况的不同而异，所以轴没有标准的结构形式。设计时，必须针对不同的情况进行具体的分析。但不论何种具体条件，轴的结构多应该满足：轴地和装在轴的零件要有准确的位置：轴上的零件应便于装拆和调整；轴应具有良内蒙古民族大学本科生毕业论文24好的工艺图 16 搅拌轴根据传动简图，搅拌轴上装有联轴器，轴承端盖，轴承透盖，联轴器依次从轴的右端向左端安装，挡油环左轴承从左向右装入。轴与联轴器之间采用键链接，所以在轴上挖键槽，同样轴上端也挖有键槽便于与搅拌钢管之间的固定，同时为了防止钢管上下跳动，轴上还有螺纹预紧。2、搅拌
40、轴的材料选择 和结构设计由机械设计表 10-1 选择 45 号钢，调质处理，硬度 217-255HBS,由机械设计表 15-3 查得 45 号钢取 Ao=112,由 P = P=5.17kw,n = n=30.02r/min式中：p-轴所传递的功率，KWN-轴的转速，r/minA-由轴的许用切应力所确定的系数得 d34.6mm 轴最小端安装联轴器，考虑补偿轴的可能位移，选用弹性柱销联轴器，查 GB5014-85 选用 HL3 弹性柱销联轴器，标准孔径 d=35mm，即轴伸端直径 d1=40mm。如图 4-6，从左到右长度分别为 L1 到 L7,直径分别为 D1 到 D7。联轴器的计算转矩 。T
41、kacnP950由机械设计表 14-1 查得 K =1.7a得 T=2795968N.mm按照计算的转矩 T 应小于联轴器公称转矩的条件，查标准 GB/T5014-2003 或ca手册，选用联轴器转矩 2800000N.mm 联轴器的孔径 d=35mm，故取 D1=35mm，半联轴器的长度 L=45mm内蒙古民族大学本科生毕业论文251）为了满足联轴器的轴向定位要求，第 1 轴端需制出轴肩，故取第 2 端的直径 D2=40mm；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径 D=45mm，半联轴器与轴配合的縠孔长度 L=45mm，为了保证轴挡位圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故第一段的长度 L
42、1 应比 L 稍短，取 L1=42mm。2）初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据 D3=45mm，由轴承产品目录中的初步选择取 0 基本游隙组、标准精度的单列圆锥滚子轴承 30209，其尺寸为 d*D*T=4585 20.75,所以 D3=45mm，L3=20.75mm。3）右端滚动轴承采用轴肩进行定向定位。由手册上查的 30209 型的定位轴肩高度 h=2.5mm，因此取 D4=50mm，考虑的搅拌机搅拌锅的高度以及上面盖板的厚度等，取 L4=270mm。4）因为轴套的高度为 15mm，直径为 45mm，所以 D5=45mm，L5=
43、15mm。5）因为上轴承盖的高度为 25mm，滚子轴承的高度为 20mm，上盖板与轴承盖的距离为 30mm，所以 L6=75mm，直径等于轴承直径，所以 D6=40mm。6）最后一段存在轴肩定向定位，由于轴肩定向高度 2.5mm，所以取D7=35mm，考虑到上盖板高度，螺母的高度等取 L7=62mm3、输出轴的强度校核名称 计算过程 备注搅架的受力转矩 T4=9550* P / n =388.8 NM搅拌架切向力 Ft1=2T1/d1=2 388.8/60 10-3N=1296N搅拌架径向力 Fr1=Ft1 tan =1296 tan20N=71.3N搅拌架轴向力 Fx= Ft1tan =0轴
44、的受力轴的受力简图如图17（a）内蒙古民族大学本科生毕业论文26支撑反力水平平面：F h1=( F d/2+65Fr)/125=37.1NFh2 = Fr - Fh1 =71.3-37.1=34.2N垂直平面：F v = Fv = Ft1 /2=1296/2=648N支撑反力的示意图如图 17（b）及（d）水平平面的弯矩b 截面 Mhb1=65 Fh1=2411.5NmmMhb2=Mbh1-F d/2= 2411.5 Nmm水平平面的弯矩示意图如图 17（c）垂直平面弯矩Mvb=65Fv =65 648=42120 Nmm 垂直平面弯矩示意图如图 17（e）合成弯矩Mb1=42188.9Nmm
45、Mb2= Mb1=42188.9Nmm合成弯矩示意图如图17（f）转矩 T4 = T3 =388800Nmm转矩示意图如图17（g）当量弯矩单向运转，转矩为脉动循环，=0.6T=0.6 388800=233280Nmmb 截面 Mb1=237064 NmmMb2=237064 Nmma 截面和 I 截面Mea=Met=T=0.6 388800=233280Nmm当量弯矩示意图如图17（h）对 a，b截面的校核da=34.87mm db=35.06mm考虑键槽，da=105% 34.87=36.6mm，db=105% 35.06=36.8mm。实际直径为 38mm 和 38mm，强度足够，设计合
46、理。内蒙古民族大学本科生毕业论文27图 17 轴的强度校核内蒙古民族大学本科生毕业论文28结束语经过两个多月的努力，混凝土毕业设计论文终于完成了，在整个设计过程中，出现过很多的难题，但都在老师和同学的帮助下顺利解决了，在不断的学习过程中我体会到：写论文是一个不断学习的过程，从最初刚写论文时对机械设计计算面临的问题的模糊认识到最后能够对该问题有深刻的认识，我体会到实践对于学习的重要性，以前只是停留在书本上的理论知识，没有经过实践考察及其机械一些数据的计算，对知识的理解不够明确，通过这次的做，真正做到理论与实践相结合。总之，通过毕业设计,我深刻体会到要做好一个完整的事情，需要有系统的思维方式和方法，对待要解决的问题，要耐心、要善于运用已有的资源来充实自己。同时我也深刻的认识到，在对待一个新事物时，一定要从整体考虑，完成一步之后再作下一步，这样才能更加有效。
