机械原理课程设计-搅拌机.docx

机械原理
课程设计说明书

设计题目：搅拌机
学 院：工程机械
专 业：机械设计制造及其自动化

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
lAB
lBC
lCD
lBE

S3

S4
n 2
mm
r/min
Ⅰ
525
400
240
575
405
1360
位于
BE
中点
位于
CD 中点
70
Ⅱ
530
405
240
580
410
1380
65
Ⅲ
535
420
245
590
420
1390
60
Ⅳ
545
425
245
600
430
1400
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

四、设计方案及过程
选择第三组数据（x =535mm，y=420mm，lAB=245mm，lBC=590mm，lCD=420mm，lBE=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=
对于C点 VC = VB + VCB
方向：
大小： ？ √ ？
ω2=2πrad/s VB=ω2 AB=1.54m/s
VC=pc=0.025×59m/s=1.47m/s
VCB=bc=0.025×19.5m/s=0.49m/s
ω3=VCB/BC=0.83rad/s
对于E点 VE = VB + VEB 附图1-5 3位置速度分析
方向： ？
大小： ？ √ √
VEB=ω3BE=1.15m/s VE=pe=1.625m/s
2.加速度分析
如附图1-6所示 选取加速度比例尺为=
对于C点 = + = + +
方向： C→D B→A C→B
大小： √ ？ √ √ ?
ω4=VC/CD=3.51rad/s
=ω42CD=5.18m/s2
=ω22AB=9.67m/s2
=ω32BC=0.41m/s2
=×61mm=6.1m/s2
=×40mm=4.0m/s2
α3=/BC=6.78rad/s2 附图1-6 3位置加速度分析
对于E点 =+ +
方向： ？ B→A E→B
大小： ？ √ √ √
=ω22AB=9.67 m/s2
=ω32EB=0.96 m/s2
=α3EB=9.42 m/s2
=×37mm=3.7m/s2
b. 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=
对于C点 VC = VB + VCB
方向：
大小： ？ √ ？
ω2=2πrad/s VB=ω2AB=1.54m/s
VC=pc=0.025×18m/s=0.45m/s
VCB=bc=0.025×66m/s=1.65m/s
ω3=VCB/BC=2.80rad/s
对于E点 VE = VB + VEB
方向： ？
大小： ？ √ √ 附图1-7 8位置速度分析
VEB=ω3BE=3.89m/s
VE=pe=2.45m/s
2.加速度分析
如附图1-8所示 选取加速度比例尺为=
对于C点 = + = + +
方向： C→D B→A C→B
大小： √ ？ √ √ ?
ω4=VC/CD=1.07rad/s
=ω42CD=0.48 m/s2
=ω22AB=9.67 m/s2
=ω32BC=4.63 m/s2
=×50mm=5.0m/s2 附图1-8 （a） 8位置C点加速度分析
=×12mm=1.2m/s2
α3=/BC=2.03rad/s2
对于E点 =+ +
方向： ？ B→A E→B
大小： ？ √ √ √
=ω22AB=9.67 m/s2
=ω32EB=10.89 m/s2
=α3EB=2.83 m/s2
=×11mm=1.1m/s2
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！

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