JS350混凝土搅拌机设计(机械CAD图纸).doc

精选资料摘 要本次设计的JS350混凝土搅拌机是建筑工程中经常使用到的一种机型。它是强制式卧轴混凝土搅拌机中的一种，强制式混凝土搅拌机不仅能搅拌干性混凝土，而且还能搅拌轻骨料混凝土，能使混凝土达到强烈的搅拌作用，搅拌非常均匀，生产率高，质量好，成本低。它是目前国内较为先进的搅拌机，整机结构紧凑，外形美观。其主要组成包括：搅拌系统，搅拌传动系统，上料、卸料系统，供水系统，机架及行走系统，电气系统，润滑系统等。主要设计计算内容是JS350混凝土搅拌机机架的设计，主要包括：整体结构方案的确定、电动机的选择和主要参数的计算、联轴器的选型、减速机的总体设计、搅拌机轴的选择、轴承的润滑密封、润滑系统的设计、JS350混凝土搅拌机的装配图以及零部件图的绘制。关键词：混凝土搅拌机，机架，槽钢Abstract This design JS350 concrete mixer is normally used in construction works.It is forced one of concrete mixer can not only the mixing of dry ,rigid concrete,and can stir light weight aggregate concrete ,can make concrete achieve strong mixing effect ,stirring vert evenly ,productivity is high,quality is good,the cost is low.It is the present domestic relatively new mixer,the machine has compact structure ,good appearance.Its main composition structure including:agitator,stirring transmission system,loading,unloading system,water supply system,rack and mobile system ,electric control system,lubrication system ,etc.Main design calculation content is JS350 concrete mixer frame design,mainly including:overall structure scheme determination,the choice and the main parameters of electric motor calculation ,stirring shaft couping selection,the design and check,the lubrication seal,lubrication system design,the JS350 concrete mixer parts and assembly drawing.Keyword : concrete mixer ,rack, the channel. 第一章 JS350总体概述 1.1 毕业设计课题 JS350混凝土搅拌机设计1.2设计的总体要求 满足使用要求 满足经济性要求 力求整机的布局紧凑合理 工业性要求简单而实用 满足有关的技术标准1.3设计大纲 1.3.1设计原则 搅拌机的技术条件应满足GB9142-2000混凝土搅拌机技术条件规范； 所用图纸的负面应符合GB4457-2000中华人民共和国标准机械制图中的相关规定。 1.3.2原始数据 额定出料容积 350 L 额定进料容积 560 L 搅拌机的额定功率 15 KW 生产率： 14-20 立方米小时 骨料最大粒径（卵石/碎石）： 80/60 mm 搅拌轴转速： 36r/min 上料斗提升速度： 19m/min 每小时工作循环次数： 不少于30次1.4 搅拌机概述 混凝土是建筑材料中的一种主要的材料，它是以水泥作为粘结剂把骨料粘在一起的，属于一种非均质材料，其用途广，用量大。混凝土搅拌机就是用来大量生产混凝土的机械。混凝土搅拌机有自落式和强制式。混凝土从塑性混凝土发展到干性，硬性混凝土，强制式混凝土搅拌机得到了很大的发展。强制式混凝土搅拌机不仅能搅拌干硬性混凝土，而且能搅拌轻骨料混凝土，能使混凝土达到强烈的搅拌作用，搅拌非常均匀，生产率高，质量好，成本低。因此，强制式搅拌机的得到了很大的发展，但这种搅拌机的功率损耗比较大。本次设计主要对JS350混凝土搅拌的总体进行设计。为了适应不同混凝土搅拌机的交办要求，搅拌机发展了许多机型，他们在结构和性能上各有特点，但按工作原理可分为自落式和强制式。JS混凝土搅拌机属于强制式搅拌机的一种，J搅拌机，S双卧轴，350出料容量350L。它主要由搅拌系统，搅拌传动系统，上料、卸料系统，供水系统，机架及行走系统，电气控制系统等组成。它是目前国内较为新型的搅拌机，这几结构紧凑、外形美观。JS350双卧轴混凝土搅拌机具有操作简便的特点，既能搅拌干性混凝土有能搅拌塑性混凝土，还能砂浆和轻骨料。它具有单机独立作业和与PLD系列配料机组成简易式混凝土搅拌站的双重优越性，还可为搅拌站提供配套主机，适用于各类大、中、小与之构件厂及公路、桥梁、水里、码头等工业及民用建筑工程，是一种高效率机型，应用非常广泛。该机采用底开门卸料，所以搅拌桶不要倾翻，因而节省了动力，简化了结构，布置也比较笨紧凑合理。1.5 毕业设计的意义 通过本次毕业设计，我们对JS350混凝土搅拌机有了完整的了解和深刻认识。而且学会把所学知识有效的运用到解决实际问题中的能力，不仅对课本所学的知识有了更层次的掌握，痛死提高了自己解决实际问题的能力。学会了更好的查阅相关资料，为以后打下良好基础。本次毕业设计使我受益匪浅，通过研究解决一些工程技术问题，使各方面的能力均有提升。 第二章 混凝土搅拌机简介 本设计说明书详细叙述了有关强制式混凝土搅拌机的工作原理和结构以及相关设计内容，我的设计思路是根据拟定的传动路线，从点击的选择、电机带轮和减速器带轮的设计、联轴节和减速器以及联轴器的选择、搅拌轴的设计与计算并伴有轴承的选择与校核计算、卸料门的设计以及润滑系统的设计，最后还有主机的装配工艺等内容。本次设计我在王老师指导下和详细查阅有关机械方面的书籍来完成毕业设计的。以下从工作原理逐步展开： 工作原理：主要由水平安置的两个相连水平安智的圆槽形半桶，两根按相反方向转动的搅拌轴和转动机构组成，在两根轴上安装了几组搅拌叶片，其前后上下都错开一定空间，从而使混合料在两个搅拌桶内轮番地得到搅拌，一方面将搅拌桶底部和中间的混合料向上翻转，另一方面又将混合料沿轴线分别向前后推压从而使混合料得带快速而均匀的搅拌，因此，改改类搅拌机具有自落式和强制式两种搅拌功能，搅拌效果好，耐磨性好，能耗低，易制成大容量搅拌机。 2.1分类混凝土搅拌机是制备混凝土的专用机械，其种类很多。按混凝土搅拌机的工作性质分忧：周期性搅拌机和连续作用搅拌机两大类：按混凝土的搅拌原理分有：自落式搅拌机和强制式搅拌机两大类；按搅拌原理分有：自落式搅拌机和强制式搅拌机两大类；按搅拌桶形状分有：鼓筒式，锥式（含锥式及梨形）和圆周盘式等搅拌机，常用的是周期性搅拌机，其具体分类如下： 鼓筒式锥形反转出料式自落式锥形倾覆出料式周期性混凝土搅拌机 涡浆式定盘行星行星式强制式转盘行星式 2.2型号混凝土搅拌机的型号由搅拌机型号和主要参数组合而成，其意义如下：机型代号搅拌机搅拌机动力代号，内燃机驱动代号R，电动机驱动代号可省略主要参数（搅拌出料容积）变形，改进设计序号2.3 搅拌机结构详细说明 混凝土搅拌机由搅拌机盖、搅拌筒体、搅拌装置、轴端密封、传动装置、衬板、卸料门润滑系统。2.3.1 搅拌机盖 搅拌机盖是搅拌机主机工作时防尘和进料连接而设计的，盖与桶体间采用螺栓连接，中间有密封胶条，各进料口形状和位置可接不同机型或用户要求制作，检视门有安全开关。搅拌机盖设计的喷雾系统有效的压住投料时扬起的灰尘并与吸尘装置连接在一起，确保环保要求。2.3.2 搅拌筒体搅拌筒体由优质钢板整体弯成“奥米加”形状，而且由特别管状框架承托，有足够的刚度和强度，保证主机的正常运作。2.3.3 搅拌装置 两根搅拌轴上的多组搅拌臂和叶片组成搅拌装置，保证桶体内混合料能在最短时间内作充分的纵向和横向掺合，达到充分拌和的目的。搅拌臂分为进给臂、搅拌臂、返回臂，同时为了便于磨损后的调整和更换，魅族搅拌叶片均能方便地在受力磨损的方向调整，直至搅拌机叶片正常磨损后的更换。为适应不同工况和骨料粒径的要求，搅拌臂可在轴上做60、120和180的排列，以达到搅拌最大骨料粒径。叶片为高强度抗冲击耐磨铸铁，正常生产时能达到3700罐/次，其性能指标符合 JG/T505.193 规定（HRC58，冲击值5.000000N/M/，抗弯强度600000000/）。2.3.4 轴端密封 对卧轴式混凝土搅拌机，因工作时主轴浸没在摩擦力很强的砂石水泥材料中，如果没有行之有效的轴端密封措施，主轴颈会很快被磨损，毁坏，产生严重的漏浆，影响级配。采用三道密封及骨料架油封和液压系统供油旁泵，其工作原理用压盖 1.耐磨橡胶圈2.和 转毂6和O型密封圈组成即浮动环密封，浮动环组借助O型圈的弹性保持一定的压紧力和磨损后的间隙补助由注油孔注入润滑油脂，转毂为粉末冶金专用件，密封面经研磨加工最后由安装的J型骨架密封组成第三道。 搅拌轴的支撑由独立的轴承座和带锥套调心滚子轴承共同承担，同时通过两个骨架油封的作用能有效的保证轴承的良好工作环境，以保证搅拌机的正常运作。2.3.5 传动装置JS型搅拌主机采用进口和国产两种螺旋锥齿行星减速机传动，减速机与搅拌主轴间采用鼓型齿联轴器连接，搅拌主轴采用高速端十字万向联轴器同步，使两轴作反向运转，达到强制搅拌效果，与传统的链轮传动，大齿轮同步的结构相比，具有结构紧凑，传动平稳，遇非正常过载时能通过皮带轮打滑保护等特点。 为保证减速机的正常工作，传动装置中可以选配冷却装置散热器的功率为0.055，由本机所附加的自动感温器控制，在减速机油达到度时自动启动，油泵的动力由主电机通过皮带传动提供。2.3.6 衬板 弧衬板为高硌耐磨合金铸铁，其性能指标符合JG/T5045.293规定（HRC54，冲击值7.0N.M/mm，抗弯强度600N/mm）特殊设计的菱形结构能提高衬板的使用寿命，端衬板为优质高Mn耐磨钢板制成。2.3.7 卸料门 卸料门的结构形式独特可靠，整体弧面与桶内衬板面持平，能有效的极少强烈冲击，磨损真正做到优质耐久，另外，卸料门两端的支撑轴承座可上下调节，接触面磨损后可以调节间隙，确保卸料门的密封。卸料门采用进口液压系统驱动，与传动的气动形式相比具有结构紧凑，动作平稳，开门定位准确，能手动开门等特点，油泵系统产生的高压油通过控制系统，经高压油管作用到油缸，驱动卸料门的开关，通过调节卸料门轴端接近开关的位置和电控系统共同使用，可以实现卸料门的开门到位的任意调节，以实现不同的卸料速度。2.4 搅拌主机的类型选择 由于强制式混凝土搅拌机有立轴式和卧轴式两大类。立轴式分为蜗桨式和行星式。混凝土搅拌机是将石子（粗骨料）、沙子（细骨料）、水泥、水、和某种添加剂搅拌成均质混合料的机械。广泛应用于工业和民用建筑、道路、桥梁、港口和机场、矿山等建筑行业中。为适应搅拌不同性质的混凝土的要求，已发展了很多机型，各种机型和性能各有其特点。从不同的角度进行划分：按工作性质分为周期式和连续式；按搅拌方式分为自落式和强制式；按装置方式分为固定式和移动式；按出料方式分为倾翻式和非倾翻式；按搅拌桶外形分为犁式、锥式、鼓式、槽式、盘式。下面分自落式和强制式两类来介绍选择。2.4.1 自落式混凝土搅拌机 它靠旋转着的鼓筒中的叶片将物料提高到一定的高度后落下进行搅拌。最常用的有JG型鼓筒式、JZ式双锥反出料式和JF型双锥倾翻式混凝土搅拌机。2.4.2 强制式混凝土搅拌机 它靠旋转的叶片对混合料产生剪切、挤压、翻转、抛出等多种作用的组合进行搅拌的，搅拌作用强烈，搅拌时间段，适用于搅拌干硬性混凝土和轻骨料混凝土，由于叶片容易受磨损或被骨料卡主，故一般不易搅拌骨料颗粒较大的混凝土。 第三章 设计的主要内容 3.1 总体设计3.1.1 搅拌装置 搅拌筒 、搅拌叶片、搅拌轴以及支承结构的确定。3.1.2 传动系统 传动系统的方案确定； 传动系统的结构形式的确定； 传动系统结构型式和基本组成； 动力设备型式和配置； 画出结构方案草图。3.1.3 上料系统 上料系统机构形式的选择； 上料架的结构及基本组成； 画出结构草图。3.1.4 供水系统 供水方式的选择； 供水系统的组成和设备配置； 画出结构草图。 3.1.5 机架与支腿 机架的基本组成； 机架的结构形式。 3.1.6 电气控制系统 整机电气控制系统方案确定； 电气系统原理图的确定； 画出电气原理图。3.2.主要机构具体结构设计及参数设计3.2.1 搅拌装置 搅拌装置包括：搅拌筒、搅拌轴、搅拌臂、搅拌叶片和侧叶片，具体结构如下 图3.1所示：插图如图3.1所示，叶片与衬板间隙5mm。(1) 搅拌筒结构及卸料方式的确定： 搅拌筒的结构尺寸如下： 容积利用系数j=0.41 筒体长 L= 1028mm 筒径D=880mm 筒体总长度 外径D=925mm 搅拌筒的几何容积 V=560L 卸料方式的确定：目前卧轴式搅拌机主要采用倾翻式和底开式两种卸料方式，由于JS350的出料容量为350L,虽然不是很大，但考虑到搅拌筒的尺寸结构，采用倾翻式不太可能，它的筒体近似于长方体，故采用底开门式，即可使混凝土顺利的在搅拌过程中卸出，也可以避免使筒体倾翻，这样既安全，又节省劳动力，表现出很多自由的特点，操作也方便，故而采用底开门式卸料。（2）搅拌叶片、搅拌轴及支承结构 搅拌叶片： 根据目前国内外卧轴式搅拌机叶片结构形式看，广泛采用铲片式，就单个叶片来说，它是一个平板，它通过搅拌臂与轴行成一个整体，使全部叶片呈螺旋线分布，叶片间没有直接联系，因而这种化整为零的结构方式具有很突出的优点。它使得叶片的加工安装非常方便，从而代替了加工要求高的螺旋叶片。从磨损角度看，铲片式易受到局部磨损，这是因为物料与叶片之间的滑动逐步不均匀，而且波动，易形成卡料，使磨损加剧，搅拌效果有所下降，故从磨损和搅拌效果来看，铲片式比螺旋带式差。搅拌装置由两根水平轴和安装在轴上的两段相距180的反方向螺旋带组成，两根轴上的螺旋方向也不一样，这样可以保证混合料在桶内循环运动。从理论上讲，当一端的螺旋带叶片开始从上向罐内的混凝土拌合料切入时，另一端螺旋带叶片从混凝土拌合料中抄起，在两组叶片相互交替工作过程中，排出叶片把拌合料从一端向另一端进行轴向和周向的复合位移，而另一根轴上的叶片则把混凝土拌合料向相反方向移动，使得筒内的混凝土循环移动。另外被挑起的混凝土拌合料在螺旋带片候补的空档处落下，使拌合料之间产生连续的摩擦，先落下的拌合料不断受到后落下的拌合料的冲击，使水泥活性不断提高。在叶片切入端由于各点线速度不同，拌合料在受挤压的同时，相互间有较大的相对位移，所以较大的水泥团粒将被分散细化。由于这种机型的结构紧凑，容积利用系数较大，砼拌和料的位移行程达最小值。而各颗粒之间相互作用的时间达到最大值，这是双轴强制搅拌机综合性能较好的关键所在。插图由以上分析可以看出，铲片式不如螺旋带式好，但考虑加工安装要求及目前厂家现有的生产技术条件，我们决定采用铲片式，以达到经济、简便，生产效率高的效果。本次设计采用两组铲片，第一根轴上采用右旋铲片，第二根轴上采用左旋铲片。每根轴上的叶片数目定为6（包括两片侧叶片及四片搅拌轴叶片）。 搅拌轴搅拌轴的主要尺寸经过初步验算，考虑安全裕量，并参考样机，直径定为D=174mm轴的结构型式，就目前厂家生产状况来看，一般采用实心轴，空心轴一般都具有省材，重量轻，受力效果好等优点，但加工困难，装置要求高造成生产率低，一般不被采用。但实心轴加工方便，而且也可靠实用，铲片式搅拌系统存在搅拌臂与搅拌轴的链接方式问题，现有的插孔焊接式、抱轴式、卡轴式、考虑插孔焊接式有简单优势，又对轴的强度无削弱，因而采用焊接式。 考虑到本次设计采用底开门的卸料方式，所以此支撑与传统支撑不一样，先把筒体固定在底座上，而把两根轴通过轴承支撑在筒体上。 由于搅拌筒内装流塑态的混凝土拌合料，因此搅拌轴必须采用轴段密封，以防止砂浆污损轴承。浮动密封是经过实践证明了的被公认较理想的密封，本机采用这种密封方式。3.2.2 传动系统 传动按传动方式分为两种：机械传动和液压传动。液压传动具有重量轻，体积小，结构紧凑，驱动力大等特点，但考虑到目前国内状况，液压马达虽然比以前在质量上提高了，但价格昂贵，用于一般的搅拌机上，成本太高，不经济，故而我们选用传统的机械传动。传动系统由电动机、皮带轮、减速箱、开始齿轮等组成，如图3.3所示。电动机8通过皮带轮7、5带动二级齿轮减速箱，减速箱两轴通过由两个开式小齿轮10和两个开式大齿轮9组成的两对开式齿轮副分别带动两根水平布置的搅拌轴方向等速回转。 图3.3 1.箱体 2.第二级大齿轮 3.第一级大齿轮 4.第二级小齿轮 5.大皮带轮 6.第一级小齿轮 7.小皮带轮 8.电动机 9.开始大齿轮 10.开式小齿轮3.2.3 上料系统 上料系统由卷扬机构、上料架、料斗、进料料斗、滑轮等组成，如图3.4所示。 （1）上料架：斜置角度为60，它是综合考虑了上料架的位置及搅拌筒衔接，而且考虑底架的宽度不能超过规定的长度及上料架的宽度，行程等综合因素后得出的。上料架的上料轨道（下料轨道）为槽钢，滚轮的上滚轮置于槽钢内侧，这样可保证料斗上下安全平稳。（2） 卷扬机构（3） 上料动力及卸料 制动式电机通过减速箱带动卷筒转动，钢丝绳通过滑轮牵引料斗沿上料架轨道向上爬升，当爬升到一定高度时，料斗底部都门上的一对滚轮进入上料架水平通道，斗门自动打开，物料经进料漏斗投入桶内。为保证料斗准确就位，上料架上装有限位开关，上行程有两个限位开关，下行程有一个，当料斗下降至地坑底部时，钢丝绳稍松，弹簧钢杆机构使下限位开关动作，卷扬机构自动停车。制动式电机可保证料斗在满足负荷运行时，可靠地停在任意位置，制动力矩的大小由电机后座的大螺母调整。卸料系统由卸料门、操作柄等组成，卸料门安装在搅拌罐底部，通过操作柄可以使其绕水平轴迥转以达到启闭目的，通过调整出料。两侧的密封条的位置来保证卸料门的密封。3.2.4 供水系统（1） 供水系统的组成及结构 供水系统是电动机、水泵、节流阀及管路等组成，见图3.6。启动水泵，即可将注入搅拌筒，水的流量通过闸阀调节，供水总量由时间继电器控制。当按钮转到“时控”位置时，水泵会按设定的时间运转和自动停止，当按钮转到“手动”位置时，可连续供水。（2） 供水方式的选择 在混凝土搅拌机生产混凝土时，对混凝土质量影响较大的除了搅拌机自身的工作性能以外，就是供水精度。由于供水精度要求控制在2%的范围内，故如何更好的满足精度问题是供水方式的选择，应加以认真考虑。目前，国内主要是时间继电器或虹吸式水箱控制供水精度。但由于虹吸式水箱在不配备站的情况下有诸多不便，故而选用混凝土搅拌专用水泵以时间继电器控制，在误差允许的范围内让供水时间略大一些，如果砂石过湿供水时间相对短一些。 （3）供水系统的设备配置 时间继电器，供水开关控制，带防尘罩的电机。 （4）供水系统的结构示意图 如图3.6所示 图3.6 1.喷水管 2.进水管 3.水源 4.吸水管 5.水泵3.2.5 电气控制系统插图电气控制系统需要控制JS750混凝土搅拌机的主传动电机，供水系统电机，上料，卸料等电机。所有电气控制元件都设在配电箱中。电器元件控制满足的使用要求：主电机可以点动以满足安装修理过程的要求。电气空气线路设有空气开关，熔断器，热继电器具有短路保护，过载保护，断相保护功能，所有控制按钮及空气开关手柄和指示灯均布置在配电箱门上，并设有门锁。配电箱内的电气元件安装在一块铁板上，安全可靠，操作维修方便。其原理图如上图3.7所示。 3.2.6 机架与支腿（1） 机架：根据整体的布置情况和尺寸要求，按整体具体要求用槽钢，角钢焊接成的，并按强度组装焊铆在一起，支承主机，并且使各部件空间位置固定形成一个整体。（2） 支腿：由于本机容量大，按国家城建法规要求卸料高度大于1.5m，采用长短腿配合使用。搅拌时长腿支承达到使用要求。运输时可将支腿卸掉。短支腿则用于运输状态卸去长支腿防止机架上各部件与车辆接触而受损。 第四章 电动机的选型和主要参数计算4.1 电机选型4.1.1 选择电动机类型和结构形式 选我国推广采用的Y系列的交流三相鼠笼式异步电动机，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体的场合，具有较好的启闭性能。结构采用防护。4.1.2 选择电动机的容量 标准电动机的容量由额定功率表示。所选电动机的额定功率应等于或稍大于要求的功率，电动机的容量主要由运行时的发热条件限定，在不变或变化很小的载荷下长期联系运行的机械，只要其电动机的负载不超过额定值，电动机便不会过热，通常不必校核发热和启动力矩所需电动机功率为15Kw的电机。4.1.3 确定电动机的转速对Y系列电动机，通常多选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机，现依据选定的类型结构容量和转速从1中表1211211查出电动机型号如下：Y160L4，其额定功率为15kw,额定频率：50HZ，满载转速为1460r/min,额定电压380V。主要安装尺寸：电机轴径为48mm，轴伸出长度110mm。4.2 重要参数的计算 搅拌机是搅拌设备的核心组成部分，其结构的好坏，直接影响到混凝土搅拌的均匀性能和整套设备的生产率。其性能参数和结构参数的设计计算和部分结构的确定方法在本章节中会介绍。4.2.1 搅拌时间的确定 根据每小时循环次数n、搅拌时间及小时换到秒关系： S=(1/n)*3600 (41) n每小时循环次数。 搅拌时间s=(1/50)*3600=72s 86s，符合设计要求。4.2.2 周期性混凝土搅拌机的生产率Q计算生产率是搅拌设备的主要参数，也是确定其他技术参数的主要依据。生产率的确定一般应根据产品系列和配套设备需要合理的抉择。为了满足路面施工的配套要求，所设计的搅拌的搅拌设备的最低生产率约为：1421m/h。经验公式如下（42） 式中：V搅拌筒的公称容量，取350L; t1 为上料时间取 ； t2 为搅拌时间取 t3 为卸料时间取代入式中并单位换算得： 4.2.3 搅拌机的容量 搅拌机的容量是指周期式搅拌机设备每转一次能生产新鲜混凝土的实方数公称容量。设计参数中给定 350L. 4.2.4 强制式混凝土搅拌机转速的确定 合理确定强制式搅拌机的转速，关系到搅拌混凝土的质量和生产率，若转速偏低，搅拌时间增加，会降低生产率；若转速偏高，又会形成较大的离心力，促使混凝土产生离析现象，破坏均匀性，导致质量降低。一般在设计中，除了要考虑物料在拌 和中产生离心力外，还宜考虑被搅拌物与搅拌叶片之间的摩擦系数，参考样机以及经验数据，选择搅拌机的转速为： n=36r/min;4.2.5 搅拌筒的容积利用系数的确定 容积利用系数是指出料容积和筒体几何容积之比，它的确定主要以搅拌质量的优劣为依据。在确保搅拌质量的前提下，容积利用系数越大越好。但是，容积利用系数的大小还受到其它条件的制约，其一，搅拌机的设计需要考虑应具备10%的超载能力；其二，按设计标准规定，出料体积与进料体积之比为0.625，而几何容积应大于进料体积，这样容积利用系数不得超过0.58.一般双卧轴搅拌机的容积利用系数取0.320.35。4.2.6 搅拌筒长度L与直径D之比L/D的确定 在出料容积一定时，应考虑以最小的结构尺寸获得最大空间容积。以利用收到节省制造材料、外形美观和搅拌质量好的综合效益。因此长径比L/D一般不易过大，因物料的轴向运动综合效益。因此长径比不宜过大，因物料的轴向运动主要靠叶片的螺旋角产生有限的轴向推力，如果物料的轴向流动距离过长，很难快速达到均质效果。通常长径比控制在3以内，一般情况取L/D=1.051.15。参考样机取搅拌筒的长: L=1028mm4.3 计算总传动比和各级的传动比 4.3.1 传动装置的总传动比 I总=nm/nv=1460/36=40.56 （43）式中nm电动机满载转速r/min; nv搅拌轴的转速r/min多级传动中，总传动比应为I总=I1 I2 I3.In ,其中n为各级传动机构的传动比。4.3.2 分配各级传动比（1）参考样机并考虑当选择V带传动时，在满足24范围内，初选I1=2.2，故减速器的减速比为 I=40.56/2.2=18.44 （44）满足840范围内二级圆柱齿轮减速器。（2） 减速器传动比的分配 选减速器外齿轮与搅拌轴齿轮传动比为I4=1.5 由于所选减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器，所以传动比分配按照： I2=（1.41.5）I3 （45） I2I3=18.44/1.5=12.3 （46） 则取 :I2=4.2 I3=2.9 4.4. 计算传动装置的转速和动力参数设计计算传动件时，需要知道各轴的转速、转矩或功率，因此应将工作机的转速转矩或功率折算到各轴上，设从电机到工作的各轴一次记为I电，减 ，主轴，则：4.4.1 各轴转速 n电=1460r/min n减1=nm/I1=1460/2.2=663.64r/min (4-7) n减2=n减1/I2=663.64/4.2=158r/min n减3=n减2/I3=158/2.9=54.5r/min n主轴=n减3/I4=36r/min 4.4.2 各轴功率 Pd=15kw p减1=pd 电减 (4-8) =150.96=14.4kw p减2=pd减电减 =14.40.96=13.82kw p减3= p减2电减 =13.820.96=13.26kw P主=pd减主减 =13.260.99 =13.13kw 式中 : Pd电动机输出功率，kw; p减减速机输出功率，kw; P主搅拌轴输出功率，kw; 电减电机与皮带之间的传动功率； 主减减速箱与主轴之间的传动效率。4.4.3 各轴转矩 Td=9550pd/nm=955015/1460=98.12 Nm (4-9) T减1=TdI1电减=98.122.20.96=207.23 Nm T减2=T减1I2电减=207.234.20.96=835.56 Nm T减3=T减2I2电减=835.562.90.96=2326.2 Nm T主=T减I2主减=TdI1I2主减电减联轴器轴承 =3467.2Nm式中 ： Td 电动机轴的输出转矩； T减减速箱输入转矩； T主搅拌轴输入转矩；为简明起见，现列表如下： 转速 （r/min） 功率 （kw） 转矩 （Nm） 电机轴14601598.12减速箱轴1663.6414.4207.23减速箱轴215813.82835.56减速箱轴354.513.262326.2 搅拌轴3613.133467.24.5 .各级齿轮参数的确定 4.5.1第一级减速 1）选定齿轮类型、精度等级、材料以及齿数 （1）按传动图选用直齿圆柱齿轮传动 （2）搅拌机为一般工作机器，故选用7级精度（GB1009588） （3）材料选择 由机械设计表101选择小齿轮材料为40Gr,硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调制），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。注：金属制的软齿面齿轮，配对两齿面的硬度差应保持为3040HBS，或者更多，当速度又较高时，较硬的小齿轮对较软的大齿轮面会起到较为显著的冷作硬化效果，从而提高了大齿轮的疲劳极限。2)齿轮计算（1）初选小齿轮的齿数为Z1=20，大齿轮齿数Z2=204.2=84（2）按齿面接触强度设计 由设计计算公式（109a）进行计算，即：(4-10) 确定公式内的各计算值： 1）试选载荷系数Kt=1.3 2) 计算小齿轮传递的转矩（4-11） 3）由表107选取齿宽系数d=1 4）由表106 查取材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa1/2 5) 由图 1021d，按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为 HLim1=600Mpa ；大齿轮的接触疲劳强度极限为HLim2=550Mpa 6) 由厂家提供的数据得工作寿命为10年，2班制，每年工作300天，每天工作8小时，计算应力循环次数。 N1=60njLh=60663.61(1030028)=1.91109 （4-12） N2=N1/4.2=1.91109/4.2=0.45109 （4-13） 7) 由图1019取接触疲劳寿命系数KHN1=0.89KKHN2=0.92 8）计算接触疲劳许用应力 取失效率为1%，安全系数 S=1，由式1012得：（4-14） （4-15） 9） 试计算小齿轮分度圆直径d1t,，代入H中较小的值： （4-16） = =65.2mm 10) 计算圆周速度（4-17） 11） 计算齿宽 （4-18） b= 12) 计算齿宽与齿高之比b/n 模数 （4-19） 齿高 h=2.25mt=(2ha*+c*)m=(21+0.25)3.26=7.34mm （4-20） 13) 计算载荷系数 根据V=2.26m/s，7级精度，由图108，查的动载系数Kv=1.06 直齿轮 KH=KF=1 由表102查得使用系数KA=1.00 由表104使用差值法查得7级精度，小齿轮