XX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）PAGEPAGE36前言攪拌操作在食品工業(yè)以及化學(xué)工業(yè)中占有十分重要的地位，大多數(shù)面糖類食品以及化學(xué)藥品都離不開攪拌，攪拌是借助于流動使兩種或多種物質(zhì)在彼此之中相互散布的一種操作。其作用可以實現(xiàn)物質(zhì)的均勻混和，也可以促進溶解，氣體吸收，強化熱交換等物理化學(xué)的變化，“通過機機械動作，使物質(zhì)按一定的規(guī)律流動的方法稱為機械攪拌，簡稱攪作，這種機械稱為攪拌機械”[1]傳統(tǒng)攪拌器一般都只作純旋轉(zhuǎn)流動，被攪拌的物品易粘在筒體上且混合不均勻，或者就只是攪拌桿在運動，攪拌效果并不理想效率較低，而且引進結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量較大。本攪拌器在傳統(tǒng)的設(shè)備上有較大的改進，是通過電動機帶動蝸輪減速器減速后用彈性聯(lián)軸器直接連接起來，功率損耗小，能夠?qū)崿F(xiàn)裝料筒體在轉(zhuǎn)動時，給其以振動力，不僅可使物品混合均勻，而且可避免粉狀物品粘在筒體壁上，可以根據(jù)實際需要方便操作控制振動力的大小有無，由于重量較輕，使用方便且不受環(huán)境的限制，所以適用范圍比較廣泛，適用于各種實驗室以及各種食品工業(yè)以及化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域。隨著人們對物質(zhì)文化的需要越來越高，這就對生產(chǎn)力的要求也就越來越高，生產(chǎn)工具的改進是提高生產(chǎn)力的主要途徑，只有生產(chǎn)工具不斷的改進，生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量不斷的提高，才會在競爭日益激烈的社會中才有立錐之地。本攪拌器作為一種改進創(chuàng)新的生產(chǎn)設(shè)備，對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的提高有著舉足輕重的作用。設(shè)計者：年月日第一章參數(shù)及設(shè)計內(nèi)容小型多用途振動攪拌器設(shè)計已知：（1）工作容積V=9升（2）轉(zhuǎn)速n=25r/min（3）振動頻率h≤100HZ（4）振幅A≯0.02mm（5）功率Ｐ＝120W設(shè)計內(nèi)容：總裝配圖設(shè)計減速系統(tǒng)設(shè)計涂料筒的設(shè)計大部分零件設(shè)計設(shè)計說明書一份第二章總體設(shè)計第2.1節(jié)設(shè)計依據(jù)本次設(shè)計為實驗用振動攪拌器的設(shè)計，已知條件為：（1）工作容積V=9升（2）轉(zhuǎn)速n=25r/min（3）振動頻率h≤100HZ（4）振幅A≯0.02mm（5）功率Ｐ＝120W第2.2節(jié)工作過程的擬定本振動攪拌器可通過電動機帶動,經(jīng)過一個減速器把速度降低再傳給主動軸,而主動軸上安裝一對橡膠輪,即主動軸轉(zhuǎn)動的同時橡膠輪也跟著轉(zhuǎn)動,為使筒體轉(zhuǎn)動穩(wěn)定,可靠,同時在支架上也安裝一個從動軸且從動軸上也安裝一對橡膠輪,這樣,筒體可直接放在主動軸和從動軸上,當(dāng)主動軸轉(zhuǎn)動時,筒體可平穩(wěn)轉(zhuǎn)動,但為使涂料攪拌均勻,不僅在筒體轉(zhuǎn)動的同時也給其以振動,因此,為防止主動軸與蝸輪軸在振動時不在同一條直線上,以致?lián)p壞機器的正常工作和對人的危險,在主動軸與蝸輪之間用一根軟軸連接。第2．3節(jié)傳動方案的選擇因此振動攪拌器為實驗室用品，其結(jié)構(gòu)簡單，尺寸比較緊湊，工作時應(yīng)得證其性能可靠，下面擬定幾種傳動方案經(jīng)比較再選擇。如圖2.1：對方案a為帶傳動齒輪減速器，其寬度較大不適應(yīng)繁重的工作要求和惡劣的工作環(huán)境，承載能力較小，傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其它傳動形式大，但其結(jié)構(gòu)傳動平穩(wěn)，能緩沖減振，宜布置在高速級傳動系統(tǒng)中。對方案b為蝸輪蝸桿減速器，其結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)能實現(xiàn)較大的傳動比，但其效率低，適用天中小功率間歇運轉(zhuǎn)的場合。方案c為圓錐齒輪減速器，其圓錐齒輪加工困難，特別是大直徑大模數(shù)的圓錐齒輪，一般只有在需改變軸的布置方向時采用。綜觀上述三種傳動方案的比較，在此選用方案b較為合適。另外由于蝸輪蝸桿在開式傳動的工作環(huán)境中潤滑條件較差，壽命較短而振動攪拌器采用蝸輪蝸桿傳動，傳動效率本身就低，為改善此條件，減少磨損，故采用閉式蝸輪減速器。第2.4節(jié)傳動比的分配因蝸輪桿傳動的傳動比比較大，其一級蝸輪減速器的傳動范圍可在10-60，最大可取120故如果傳動比太小交失去意義，在此結(jié)合筒體的轉(zhuǎn)動速度n=25r/min及橡膠輪轉(zhuǎn)動時帶動體轉(zhuǎn)動其兩面者之間存在一個傳動比，同時也考慮電動機功率大約在200瓦左右時，所選電動機的轉(zhuǎn)速初步確定總傳動比為112，其中蝸輪減速器的傳動比為30橡膠輪與筒體間的傳動比為3.7。第2．5節(jié)筒體結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計根據(jù)已知條件,筒體的體積 V=9升,為了工作的方便以及外觀的好看,初取筒體的直徑d=200mm長l=300mm,并且采用標準連續(xù)焊縫,兩端略帶15°的錐角，材料采用普鋼Q235，其厚度為2mm。第三章傳動裝置及電動機的選擇第3．1節(jié)選擇傳動方案根據(jù)總體設(shè)計中幾種傳動方案的選擇比較，因蝸輪蝸桿傳動可以實現(xiàn)較大的傳動比。尺寸緊湊，傳動平穩(wěn)，適于中小功率間歇運轉(zhuǎn)的場合，而此振動攪拌器基本與上述條件相吻合，故選擇電動機—蝸輪減速器的傳動裝置，且蝸桿采用下置式，一級蝸輪減速器，電動機與蝸桿用聯(lián)軸器連接。第3．2節(jié)電動機的選擇3.2.1、電動機類型和結(jié)構(gòu)式由于直流電動機需直流電源，價格較高，維護比較高不便，因此采用交流電動機且采用微型電動機BO系列相電阻起動異步電動機。3.2.2、電動機轉(zhuǎn)速的確定因BO系列電動機有兩種轉(zhuǎn)速2800r/min1400r/min,初步取其轉(zhuǎn)速為2800r/min（根據(jù)總體設(shè)計中的總傳動比與筒體轉(zhuǎn)速確定）而此時其總效率為0.70-0.75(蝸丁頭數(shù)為單頭時)0.75-0.82(蝸桿頭數(shù)為雙頭時)傳動比的一般范圍為10-40最大傳動比應(yīng)小于120在此初步確定蝸桿頭數(shù)為雙頭。3．2．3電動機容量的確定“因電動機所需功率為：P=kw（3.1）p—工作機所需工作功率，指工作機主動端運輸帶所需功率η—電動機至工作機主動端運輸帶的總效率”[1]因此：P=kw=120/=152.87w“故選擇電動機為BO其技術(shù)數(shù)椐如下：系列機座號功率(w)電流(A)電壓(U)轉(zhuǎn)速(r/min)BO>11801.952202800頻率(HZ)效率功率因數(shù)起動轉(zhuǎn)矩(N.min)起動電流(A)5053%COSΨ=0.721.3173.2.4、電動機的外形和安裝尺寸”.LACADDMNHCHD2501301001111595125165EFGEABCHK2342.51008040637.0表3.1第3.3節(jié)傳動比的分配由選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速和工作機筒體轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速n，以及總體設(shè)計中的總傳動比結(jié)合考慮，可得傳動裝置總傳動比為i=n/n=2800/25=112即總傳動比i與總體設(shè)計中的傳動比相吻合故總傳動比確定為i=112因傳動比為各級傳動比i、i、i…i的乘積即 i=ii…i 但傳動系統(tǒng)中只用蝸輪減速度器，橡膠輪與筒體間的減速則 i=i.ii—蝸輪減速器的傳動比i—橡膠輪與筒體間的傳動比”為使橡膠輪與筒體的外廓尺寸不致過大或過小，以及根據(jù)總體設(shè)計的值確定i=30、i=3.7即： i=i.i=30×3.7=111則n==25.2因一般允許工作機實際轉(zhuǎn)速與要求轉(zhuǎn)速的相對誤差為（3～5）%，故傳動比的確定及分配基本合理。第3．4節(jié)計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)為進行傳動件的設(shè)計計算，要推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩或功率，如將傳動裝運裝置各軸高速至低速依次定位為1軸、2軸…以及 “i，i…i—為相鄰兩軸間的傳動比，…—相鄰兩軸間傳效率 P，P…P— 各軸的輸入功率 T,T…T— 各軸的輸轉(zhuǎn)矩”[1]3.4.1、各軸的轉(zhuǎn)速因電動機輸出軸與蝸桿通過聯(lián)軸器連接，故蝸桿的轉(zhuǎn)速幾蝸桿= n蝸輪===而蝸輪軸與主動軸間采用一根軟軸連接。故： n主動軸=n蝸輪=3.4.2、各軸的輸入功率 因電動機輸入輸與蝸桿用聯(lián)軸器連接，其間的效率為0.97—0.98故：p蝸桿=180×（0.97＋0.99）/2=176.4w又因蝸輪減速器間的效率查有關(guān)資料為0.75—0.82取其為0.8故：p主動軸=p蝸輪軸=p蝸桿×0.8=141.12w所以主動軸與筒體間的效率為： η==85.03%3.4.3、各軸的輸入轉(zhuǎn)矩因電動機的輸轉(zhuǎn)矩為： T電出=9550=9550=0.65N.m所以蝸桿的輸出轉(zhuǎn)矩為：T蝸桿=0.65×1×=0.6N.m蝸輪軸的輸入轉(zhuǎn)矩為：T蝸輪軸=0.6×30×0.8=14.4N.m主動軸的輸入轉(zhuǎn)矩為：T主動軸=14.4×1×0.99=14.26N.m筒體的輸入轉(zhuǎn)矩為：T筒體=14.4×3.7×0.85=45.29N.m運動和動力參數(shù)理如下： 軸名功率W轉(zhuǎn)矩N.M轉(zhuǎn)速r/min傳動比i效率η輸入輸出輸入輸出電機軸1800.65280010.98蝸桿176.4141.120.614.42800300.8蝸輪軸141.1214014.414.2693.3310.99主動軸14012014.2693.33第四章聯(lián)軸器設(shè)計第4.1節(jié)選擇聯(lián)軸器的類型因聯(lián)軸器的制造安裝維護和成本在滿足使用性能的前提下，應(yīng)選用裝拆方便維護簡單成本低的聯(lián)軸器，因在本機中械中聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩不大，對緩沖性能的要求較高，另外還要考慮安裝調(diào)整后是否能使兩軸嚴格精確對中或工作過程中兩軸是否會產(chǎn)生較大的附加相對位以及聯(lián)軸器工作時轉(zhuǎn)速高低和離心力都必須予以確認，下面是幾種聯(lián)軸器的比較。4．1．1、剛性聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器：對所聯(lián)兩軸的相對位移缺乏補償能力，故對兩軸對中性要求很高，當(dāng)兩軸間有相對位移時，就會在機件內(nèi)引起附加載荷，使工作情況惡化，但它構(gòu)造簡單，成本低謙，可請大轉(zhuǎn)矩。4．1．2、撓性聯(lián)軸器(1)十字滑塊聯(lián)軸器：一般用于轉(zhuǎn)速n<250r/min.軸的剛度較大，且無劇烈沖擊處，效率η=1-（3～5）（4.1）這里?為摩擦系數(shù),一般取0.15～0.25.y為兩軸間的徑向位移量(mm)d為軸徑,因其半聯(lián)軸器與中間盤組成移動副,不能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動,故主動與從動軸的角速度應(yīng)相等.且兩軸間有相對位移時會產(chǎn)生很大的離心力,從而增大動載荷及磨損。（2）滑塊聯(lián)軸器：與十字滑塊聯(lián)軸器相似，但由于中間滑塊的質(zhì)量減小，又其有彈性，故允許較大的極限轉(zhuǎn)速，且中間滑塊也可用尼龍6制成，并在配制時加入少量的石墨或二硫化鉬，在使用時可自行潤滑其結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，適用于小功率，且高速無劇烈沖擊處。（3）彈性柱銷聯(lián)軸器：制造容易，裝方使，成本較低，但彈性套易磨損，壽命較短，適用于聯(lián)接載荷平穩(wěn)，需正反轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動頻率的傳遞中，小轉(zhuǎn)矩的軸。根據(jù)以上積壓聯(lián)軸器的特點和性能結(jié)結(jié)合設(shè)計的已知條件，初步確定聯(lián)軸器的類型為撓性滑塊聯(lián)軸器。第4．2節(jié)計算聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩由于機器起動時的動載荷和運轉(zhuǎn)中可能出現(xiàn)過載，所以按軸可能出現(xiàn)的最在轉(zhuǎn)矩作為計算轉(zhuǎn)矩T：T=K.T(4.2)K—工作情況系數(shù)T—公稱轉(zhuǎn)矩根據(jù)手冊得K=1.7已知T=0.65N.M,所以：T=1.7×0.65=1.105N.M第4.3節(jié)聯(lián)軸器的確定以及其基本尺寸根據(jù)的結(jié)論及其計算轉(zhuǎn)矩T=1.105N.M，從手冊中查得N21型滑塊聯(lián)軸器的允許最大轉(zhuǎn)矩為2.5N.MM，極限轉(zhuǎn)速n=1000r/min故所選聯(lián)軸器合用，其結(jié)尺寸如下：DDLLLd允許最大轉(zhuǎn)矩（N.M）C5032673914152.52質(zhì)量（kg）轉(zhuǎn)動慣量允許最大轉(zhuǎn)速r/minL0.70.000151000025表4.1第4.4節(jié)聯(lián)軸器的附加說明“為傳遞表中列出的扭矩,半聯(lián)軸器與軸頸的配合采用H/r6配合?；瑝K材料采用尼龍6,其中增加少量石墨或二硫化鉬。兩軸允許傾斜角≤40°裝配時允許徑向位移≤0.2mm。半聯(lián)軸器的材料為Q235?！盵3]第五章蝸桿的設(shè)計第5.1節(jié)選擇蝸桿傳動類型根據(jù)GB10085-88的推薦,采用漸開線蝸桿(ZI)第5.2節(jié)選擇材料根據(jù)庫存材料的情況,并考慮到蝸桿傳動的功率不在速度只是中等,幫蝸桿用45號鋼，因希望效率高耐磨性好些，幫蝸桿的螺旋面要求淬火，硬度為大于45HRC，蝸輪采用ZcuSn10P(鑄錫磷青銅)第5.3節(jié)按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計根據(jù)閉式蝸牛桿傳動的設(shè)計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，再校齒根彎曲疲勞強度，因傳動中心距為：a≥mm(5.1)5.3.1、確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T,按Z=2估取效率η=0.8則T=9.55×10=9.55×10=14.81N.M5.3.2、確定載荷系數(shù)因工作載荷穩(wěn)定,所以選取齒向載荷分布系數(shù)K=1,由手冊選取用系數(shù)K=1.15,由于轉(zhuǎn)速不高沖擊不大，可取動動載系數(shù)K=1.05則：K=K.K.K=1.15×1×1.05=1.21(5.2)5.3.3、確定彈性影響系數(shù)Z因選用的是鑄磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配故Z=160。5.3.4、確定接觸系數(shù)Z假設(shè)蝸桿的分度圓直徑d/a=0.35從而查手冊得Z=2.9。5.3.5、確定許用接角應(yīng)力根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅,金屬模鑄造蝸桿硬度大于45HRC,可從表中查得蝸輪的基本許用力[σ]′=268mPa所以應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：N=60jnL=60×1×2800Ln(5.3)L—壽命數(shù)此壽取2000小時即：N=60×9×93.33×2000=1.119×10(5.4)壽命系數(shù)：K==0.9945(5.5)則：[σ]=K[σ]′=0.9945×268=266.53Mpa(5.6)5.3.6、計算中心距a≥≈37.87mm(5.7)取中心距a=42,因I=30故從表中取模數(shù)并結(jié)全實際情況及生產(chǎn)的需要取模數(shù)m=1,蝸桿分度圓直徑d=22這時d/a=22/42=0.523從而可得′=2.65因為 ′〈，因此上取結(jié)果可以采用。蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸5．4．1、蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸如下表：名稱代號數(shù)值中心距a42蝸桿頭數(shù)Z2蝸輪數(shù)Z62齒形角a′20°模數(shù)m1傳動比i30蝸輪變位系數(shù)x0蝸桿直徑系數(shù)q22蝸桿軸向齒距p3.14蝸桿導(dǎo)程p2蝸桿分度圓直徑d22蝸桿齒頂圓直徑d24蝸桿齒根圓直徑d19.5頂隙c1漸開線蝸桿基圓直徑d5．31蝸桿導(dǎo)程角r5．19°漸開線蝸桿圓導(dǎo)程角r20．64°蝸桿齒寬b30蝸輪分度圓直徑d62蝸輪齒頂圓直徑d64蝸輪齒根直徑d59．5蝸輪齒頂高h1蝸輪齒根高h1．25蝸輪齒高h2．25蝸輪齒寬b20蝸輪齒寬角θ130．76蝸桿軸向齒厚S1．57蝸桿法向齒厚S1．56蝸桿節(jié)圓直徑d′22蝸輪節(jié)圓直徑d′62表5.1第5．5節(jié)驗算傳動比根據(jù)I=Z/Z=62/2=31,這時傳動比誤差為=-3.3%是允許的故蝸輪蝸桿的齒數(shù)符合要求。第5．6節(jié)校核齒根彎曲疲勞強度σ=1.53kTYY/ddmcosr≤[σ](5.8)當(dāng)量齒數(shù)Z=Z/cosr=62/cos5.16=62/0.988=62.76根據(jù)x=0Z=62.76從圖表中可查得齒形數(shù)Y=2.3,螺旋角系數(shù)Y=1-=0.957。因許用彎曲應(yīng)力[σ]=[σ]′k從表中查得ZcuSn10P制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力[σ]′=56Mpa所以壽系數(shù)：K==0.9144[σ]=56×0.9144=51.21Mpa[σ]==43.19故彎曲強度是滿足的第5.7節(jié)精度等級公差和表面粗糙度的確定考慮到所設(shè)計的蝸桿傳動是動力傳動,屬于通用機械減速器,從GB10089-88圓柱蝸桿,蝸輪精度中選擇7級精度,側(cè)隙種類為g標注為7Ggb10089-88,然后由有關(guān)手冊查得手冊要求的公差項目及表面粗度如下：蝸桿公差公差檢驗項目代號公差或極限偏差ⅠⅡf0.014Ⅱf0.032Ⅱf±0.011Ⅱf0.018Ⅱf0.015Ⅲf0.016表5.2蝸輪的公差組公差組檢驗項目代號公差或極限偏差Ⅰ齒距累積公差F0.045ⅠK個齒距累積公差F0.028Ⅰ齒圈徑向跳動公差F0.04Ⅱ齒距極限偏差f±0.014Ⅱ齒形公差f0.011表5.3初步確定蝸桿上的最小直徑：先按公式初步估算蝸桿上的歸小直徑，因蝸桿的材料為45號鋼淬火處理，根據(jù)公式取A=125于是得：d=A=125=5mm(5.9)蝸桿的最小直徑，顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑為了使所選的直徑與聯(lián)軸的孔徑相適應(yīng)，幫需同時選取聯(lián)軸器的型號，聯(lián)軸器根據(jù)前面設(shè)計半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔徑d=25mm,故取d=15mm。第5．9節(jié)蝸桿的結(jié)構(gòu)與各段直徑和長度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出軸肩定位，故取dⅡ-Ⅲ段的直徑dⅡ-Ⅲ=16mm左端用擋圈定位半聯(lián)軸器蝸桿配合的轂孔長度L=25，為保證擋圈只壓半聯(lián)軸器上而不壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的長度應(yīng)比L略短一些，現(xiàn)取LⅡ-Ⅲ=24。初步選取滾動軸承因軸承主要承受徑向載荷，同時也承受較小的軸向載荷，故選用深溝球軸承參照工作要求并根據(jù)dⅡ-Ⅲ=16mm由軸承產(chǎn)品中目錄中初步選取特輕系列103其基本尺寸為d×D×B=17×35×10故dⅡ-Ⅲ=17mm，為了加工的需要和方便Ⅳ-Ⅴ之間加工一段砂輪越尾槽，取其直徑為15mm其軸向長度2mm，軸承的左端用螺帽進行定位。根據(jù)對螺帽的設(shè)計（在此略），則知LⅡ-Ⅲ，右端采用軸肩進行定位，另外，根椐蝸輪的直徑d蝸輪=62mm，以及蝸桿的齒寬b≥(12+0.1Z)=18.2取其30mm和蝸輪輪體距箱體內(nèi)壁之間的距離取10mm故可以取LⅤ-Ⅵ=LⅦ-Ⅷ=10mm，右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位，故dⅨ-Ⅹ=17mm,LⅨ-Ⅹ=10mm，還有右端軸承采用軸肩定位由手冊上查得103型軸承的定位軸肩高度h=1mm由此得dⅤ-Ⅵ=dⅦ-Ⅷ=18mm,至此已基本上確定了各段直徑和長度。蝸桿上零件的周向定位半聯(lián)軸器與蝸桿的周向定位采用平鍵連接，按dⅠ-Ⅱ=15,由手冊查得平鍵截面b×h=5×5,鍵槽用銑刀加工，長為18mm，同時半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6，滾動軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。參考手冊，取軸端倒角為0.8×45°各處軸肩的圓角半徑為R0.8。繪制工作圖見零件圖紙。主動軸的設(shè)計因主動軸與蝸輪軸用一個軟軸連接，所以工作時的轉(zhuǎn)矩變化很小，又已知主動軸上的功率P主動軸=141.12W.轉(zhuǎn)速n主動軸=93.33r/min轉(zhuǎn)矩T=14.26N.M。初步確定軸的最小直徑先按公式初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)手冊，取A=112于是得：d=A=112×=12.855mm(6.1)因主動由的最小直徑與彈簧軟軸相連，所以此時可取dⅠ=12mm.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計6．2．1、初步擬定軸上零件的裝配方案6．2．2、根據(jù)軸向定位要求，確定軸的各段直徑和長度（1）初步選定滾動軸承因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸軸承，參觀照工作需要并根據(jù)dⅠ-Ⅱ=12mm由軸承產(chǎn)品目錄中初選取基本游隙組，標準精度的角接觸球軸承35201其尺寸d×D×B=12×32×10，右端軸承的定位采用軸肩進行定位，軸手冊上查得36201的定位，軸間高度h=1mm，因此dⅥ-Ⅶ=14mm,左端用左支架內(nèi)的孔凸臺進行定位，軸環(huán)寬度b≥1.4h,取b=8。（2）取安裝橡膠輪(的輪轂的)處的軸段dⅢ-Ⅳ=16mm,其左端與軸承之間采用圓螺母鎖緊定位，已知橡膠輪的輪轂的寬度為72mm,為了便于螺母端面可靠地壓緊橡膠輪，此時可取螺桿長度為26mm，橡膠輪的右端采用軸肩定位故取LⅢ-Ⅳ=84mm,故取軸肩高度h=2mm,則dⅣ-Ⅴ=20mm.(3根據(jù)總討設(shè)計筒體體積v=9升長為L=300mm直徑d=200mm所以LⅡ-Ⅷ=300+10+10+16=336為了使筒體不與兩支架距離太近，便于操作方便，并且使軸與蝸輪軸間連接方便，此時LⅠ-Ⅱ=30mm故可初選軸的總長為410mm.(4)確定軸上圓角倒角尺寸參考手冊取軸端倒角為0.8×45°各軸肩處的圓角半徑為R0.8求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算圖,在確定軸承的支點位位置時,應(yīng)從手冊中查取a值,對于36201型角接觸軸承,由手冊得a=7.6mm.因此,作為簡支粱的軸的支承跨距L=410-20-7.6×2=372.8mm.根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖,扭矩圖和計算彎矩圖.從軸的結(jié)構(gòu)圖和計算彎矩圖中可以看出截面c處的計算彎矩最大,是軸的危險截面,現(xiàn)將計算出的截面c處的MMM及M的值列于下表:載荷水平面垂直面支反力RR=712N.R=713NR==713NR=713N彎矩M=713×=132618N.mmM=713×186=132618N.mmM=-132618N.mm總彎矩M==187550.17N.mmM=187550.17N.mm扭矩TT=14260N.mm計算彎矩M==187745N.mmM=M=187550.17N.mm表6.1求作用在軸上的力F=2T/d==14260N(6.2)F=F=14260NF=Ftg0°(6.3)F為圓角力,F為徑向力,F為軸向力按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度進行校核軸上承受最大計算彎矩的截面的強度,則由公式及上表中的數(shù)值可得:σ===23.47MPa(6.4)前已選定軸的材料為45號鋼調(diào)質(zhì)處理,由表查得[σ]=60MPa因此σ<[σ]所以安全。

第七章從動軸的設(shè)計因從動由設(shè)計尺寸與主動軸的尺寸基本相同，只是從動軸的不需與任何其它軸聯(lián)接，而其兩端只裝配角接觸球軸，故從動由與主動軸相比少了與軟軸相連接的那段長度，其它都相，故從動軸的總長度L=410-20=390mm。從動軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計7．1．1、擬定軸上零件的裝配方案7．1．2、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑攻長度軸的知段直徑和長度見主動軸。7．1．3、確定軸上圓角和倒角尺寸參考手冊，取軸端倒角為0.8×45°各軸肩處的圓角半徑為R0.8。7．1．4、求軸上的載荷見主動軸。第7．2節(jié)從動軸的工作結(jié)構(gòu)圖見零件圖蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計蝸輪結(jié)構(gòu)根據(jù)蝸輪的齒頂圓直徑d=64mm可以做成整體式結(jié)構(gòu)，輪芯部分的結(jié)構(gòu)尺寸如下：d=12mm鍵槽尺寸為16×1.2×3于是，根據(jù)前面對蝸輪各尺寸的設(shè)計，蝸輪的結(jié)構(gòu)如下：求出蝸輪上的功率P轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T根據(jù)前面的設(shè)計得：P=141.12Wn=93.33r/minT=14.4N.m求作用在蝸輪上的力因已知蝸輪分度圓直徑為:d=mz=62mm(8.1)Ft=2T/d=14400/62=464.52N(8.2)Fr=Ft=464.52×=16.9N(8.3)Fa=Ft*tgβ=0N(8.4)Ft—圓周力Fr—徑向力Fa—軸向力第8.4節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計先按公式初小估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45號鋼,根據(jù)地手冊取A=112于是得:d=A=112=12.86mm(8.5)因蝸輪軸與主動之間用軟軸相連,故可取d=12mm8.4.1、擬定軸上零件的裝配方案第8.5節(jié)根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度8.5.1、因在此機械中軸的最小直徑處是通過一根軟軸與主動軸連接,即d=12mm同時取其長度為L=15mm。8．5．2、考慮到減速器加油潤滑，所以軸端需加密封裝置以防止油液泄露，故在此設(shè)計一凸臺，其半徑為d=15mm,長度L=13mm。8．5．3、初步選擇滾動軸承，因軸承主要承受徑向載荷，同時也承受了較小的軸向載荷故選用深溝球軸承，根據(jù)d=15mm，并參照工作需要，軸軸承產(chǎn)品目錄中初步選取特輕系列103，其尺寸為d×D×B=17×35×10故d=17mm,L=10mm,根據(jù)蝸輪輪芯部分尺寸d=12mm,所以在此右端軸承與左端軸承應(yīng)為同一類型不同型號的軸承，由軸承產(chǎn)品目錄中初選取特輕系列101，其主要結(jié)構(gòu)尺寸為d×D×B=12×28×8其右端用螺母定位為使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，蝸輪與軸承之間相互進行軸向定位故d=12mm，L=8+18=26mm。8．5．4、蝸輪的周向定位蝸輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接，按d=12mm由手冊查得平鍵尺寸為b×h=4×4(GB1095-79),鍵槽用銑刀加工長為12（標準鍵長見（GB1096-79）同時為了了保證蝸輪與軸配合良好的對中性，故選取蝸輪輪轂的配合為H7/n6。8．5．5、圓螺母的確定根據(jù)d=12mm,以及參照工作的需要，可由手冊查得圓螺母的型號及其結(jié)構(gòu)如圖8.3.尺寸為M10×1，d=20mm,m=6mm,C=0.5mm,C=0.5mm(GB810-88)。為使軸承能牢固地軸向定位,故采用兩個圓螺母,所以d=10mm,L=12mm。第8.6節(jié)確定軸上圓角和倒角尺寸參考手冊，取軸端倒角為0.8×45°。各軸肩處的圓角半徑為0.8mm。筒體的設(shè)計筒體結(jié)構(gòu)的確定因考慮到本產(chǎn)品屬實驗室用機械，不屬于大批大量生產(chǎn)，故筒體采用焊接結(jié)構(gòu)標準連續(xù)焊縫，并根據(jù)已知條件V=9升，由總體設(shè)計中初步確定的結(jié)構(gòu)尺寸即涂料筒體長度L=300mm，直徑d=200mm,可初步確定筒體的結(jié)構(gòu)如下：確定筒體的壁厚因筒體有別于壓力容積,不要承受很大壓力,故筒體的壁厚可以根據(jù)實際情況以及結(jié)合生產(chǎn)條件取值,在此取壁厚S=2mm。第9.3節(jié)送料孔和卸料孔的設(shè)計本機械屬實驗生產(chǎn)用機械，送料及卸料可不要求實現(xiàn)自動化，在此在筒體的右端開一個孔用一個接頭與其連接，以便在筒體轉(zhuǎn)動攪拌時沒有攪拌均勻的涂料就泄露，用一個螺帽與接頭連接，在螺帽與接頭加密封圈，另外，為了上料方便在筒體的端平面中心安裝一個提手。第9．4節(jié)筒體各部分尺寸的確定9.4.1、由于筒體的兩端與橡膠輪之間產(chǎn)生磨擦,并由橡膠輪帶動筒體轉(zhuǎn)動,為了提高生產(chǎn)率,使橡膠輪與筒體能更好接觸并結(jié)合實際工作的需要,在筒體的兩端作成一個錐臺,其錐角為R=15°,錐臺的長度為L=50mm。9．4．2、送料孔卸料孔尺寸的確定為了生產(chǎn)的方便，送料孔與卸料孔實際做成了一個孔，根據(jù)筒體兩端的直徑D=200-2×50*sin15°=174.1mm取送料孔與卸料孔的中心距筒體中心的距離取d=53mm,另外送料孔與卸料孔的半徑r=22mm。9．4．3、加強圈的設(shè)計筒體在橡膠輪的帶動下作傳動的同時，為使涂料混合均勻，在筒體的中間加一個振動力，使筒體既轉(zhuǎn)動又作徑向振動，為了使筒體在振動時能夠承受足夠的振動力，給筒體加一個加強圈，加強圈采用焊接結(jié)構(gòu)，采用標準連續(xù)焊縫，在此取加強圈的寬度為a=200mm。筒體的技術(shù)要求筒體采用焊接結(jié)構(gòu)，標準連續(xù)焊縫。兩錐圓修光整，無明顯凹凸不平。外表面吹砂。與接頭焊后鍍鋅。振動頻率的設(shè)計因筒體入于主動軸與從動軸上，由主動軸的橡膠輪帶動筒體轉(zhuǎn)動的同時又有振動力使筒體產(chǎn)生徑向振動，而筒體并不固定于某個部件上，故必須計算出筒體的固有振動頻率即基頻，以使實際振動頻率不等于固有振動頻率，以免筒體產(chǎn)生共振幅過大而產(chǎn)生危險。用瑞利法求筒體的固有頻率“離散系統(tǒng)主模態(tài)數(shù)與自由度數(shù)相同，為估算固有頻率，必須假定動力振型或模態(tài)向量，一般瑞利法用于求基頻，因為對于更高階頻率估算模態(tài)向量更困難，若所假定的振型是精確的動力振型，則計算出的頻率也是精確的，若所假定的振型不是精確的動力振型，它相當(dāng)于對振動系統(tǒng)附加一個約束，因此計算出來的頻率高于實際什，這樣，瑞利法相對估算法的頻率趨于給出的較高值，下面是幾種典型的用瑞利法求基頻。顯然，對于基頻的動撓度由線應(yīng)假設(shè)成上圖C的形式，在上圖a中軸的質(zhì)量忽略不計，系統(tǒng)的勢能是彎曲變形，使它等于靜載荷所做的功，最大勢能是：V=（my+my+my）g(10.1)mg、mg、mg－是由轉(zhuǎn)子形成的靜載荷y、y、y－轉(zhuǎn)子撓度對于簡諧振動，由于轉(zhuǎn)子的最大動能T是：T=（my+my+my）（10.2）W—振動頻率使V與T其等化簡后可得:W=g(my+my+my）/（my+my+my）(10.3)或W=(10.4)如圖10.2a所示為軸承支承具有兩圓盤的均質(zhì)軸,設(shè)軸的靜撓度,如圖10.2b所示則可算出系統(tǒng)的基頻。”[7]假定軸是個質(zhì)量集中的筒體支梁，忽略軸的質(zhì)量應(yīng)用上式得：W=g(my+my+my）/（my+my+my）==81750所以：W=285.92弧度/秒。T===0.0219f=1/T=45.5Hz即筒體的固有頻率f=45.5Hz，結(jié)合生產(chǎn)中用電的頻率為50Hz，即筒體的固有頻率小于工作時電磁鐵的振動頻率，即筒體在工作時不產(chǎn)生共振，故工作過程中筒體的振幅不會很大，是安全的。振幅的設(shè)計10.2.1、振動方程的確定根據(jù)已知條件得振幅A≯0.02mm寫出筒體振動的振動方程：X=Acos(wt+Ψ)(10.5)振幅w—角頻率Ψ—初相角因頻率w是由振動系統(tǒng)本身性質(zhì)所決定的，在角頻率已經(jīng)確定的條件下，振幅A和初相角Ψ由初始時刻，振動物體的運動狀態(tài)決定，設(shè)t=0時，x=x,v=v由式x=Acos(wt+Ψ)和v==-Awsin(wt+Ψ)（10.6）有:x=AcosΨv=-AwsinΨ于是:A=(10.7)而有信tgΨ=-v/wx(10.8)其中:A=0.02x=0Ψ=π/2所以振動方程x=0.02cos(285.92t+π/2)10．2．1、電磁鐵的確定“下面是幾種電磁鐵用途及工作條件的比較”[7]系列型號系列名稱用途工作條件不宜應(yīng)用的場合海拔環(huán)境溫度MZS1三相交流制動電磁鐵適用于長行閘瓦或帶式制動器100米-45°-35°C1、充滿水蒸汽境或不能防止雪及液體浸入的地方。2、有劇烈振動或強力顛簸的地方。3、含有能損壞金屬和絕緣腐蝕性氣體及蒸汽的環(huán)境。4、有爆炸危險的環(huán)境（MZS581除外）。5、MZZ2不宜用于充滿導(dǎo)電塵埃的環(huán)境。MZZ2直流制動電磁鐵適用于閘瓦制動器-30°-40°CMZS581工廠用隔爆型交流制動電磁鐵適用于閘瓦制動器MQ1牽引電磁鐵用于機床及制動化系統(tǒng)操作各種機構(gòu)MFJOMFJ1交流閥用電磁鐵與液壓閥或氣閥組成石磁閥用于液壓或氣壓傳動系統(tǒng)中MFZ1直流閥用磁鐵表10.1根據(jù)以上比較的結(jié)果，初步選定MQ1系列的牽引電磁鐵，另外，根據(jù)MQ1系列選用電磁鐵，型號為MQ1-1.5T推動式電磁鐵，其技術(shù)數(shù)據(jù)為：電磁鐵型號使用方法額定吸力（公斤）額定行程（mm）通電持續(xù)率（%）操作次數(shù)（次/時）鈄鐵重量（公斤）MQ1-1.5T推動式1.520606000．30表10.2電磁鐵的特性曲線小結(jié)通過本次設(shè)計，使我基本懂得了設(shè)計的一般過程以及設(shè)計的一般技巧，培養(yǎng)了自己查閱資料，撰寫論文的能力，同時，也懂得了設(shè)計過程的艱辛以及設(shè)計和發(fā)明一種新產(chǎn)品對社會的工業(yè)的推動是一種不估量的貢獻。另外，本次設(shè)計的振動攪拌器，其性能以及加工的精度要求較企業(yè)用來加工和生產(chǎn)別的物件的機床要低，有些零件的設(shè)計只是根據(jù)實際情況而設(shè)計而不按標準取值，如蝸輪減速器中蝸輪蝸桿中心距的設(shè)計以模數(shù)的取值，還有由于所參考的資料不同，有的零件所采用的標準為1988年新標準有的為1979年標準，所以有些零件的設(shè)計可能稍有不同，特別是對筒體的設(shè)計因其有別于壓力容積，故在設(shè)計過程中要求較低，采用焊接結(jié)構(gòu)表面無明凹凸不平，吹砂鍍鋅即可并其尺寸可根據(jù)需要而定而無標準定額。由于時間倉促，設(shè)計者的水平有限以及經(jīng)驗的不足，蔬忽和錯誤在所難免，敬請批評評指正。設(shè)計者：XX年月日參考文獻[1]龔淮義主編、《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》、2000、高等教育出版社[2]《機械設(shè)計師手冊》編寫組編、1975、《機械設(shè)計師手冊》、機械工業(yè)出版[3]《機械設(shè)計師手冊》編寫組編、《機械設(shè)計手冊》、1980、化學(xué)工業(yè)出版社[4]齊占慶主編、《機床電氣控制技術(shù)》、1994、機械工業(yè)出版社[5]無錫輕工業(yè)學(xué)院天津工業(yè)學(xué)院、編、《食品工廠機械與設(shè)備》、1988、中國食品工業(yè)出版社[6]濮良貴紀名剛主編、《機械設(shè)計》、1979、高等教育出版社[2]、[7]F.S.謝I．E．摩爾R．I．亨克樂著、《機械振動—理論及應(yīng)用》、1991、國防工業(yè)出版社[8]國家教委高等教育司北京市教育委員會編、《高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)手冊》、2003、高等教育出版社經(jīng)濟日報出版社致謝 經(jīng)過一個學(xué)期的努力，畢業(yè)設(shè)計到現(xiàn)在已基本完成了。在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，通過對自己所選課題的資料收集、總結(jié)和應(yīng)用，使我對所學(xué)的知識有了更深的了解。雖然設(shè)計中難免有許多不完善的地方，但是我認為通過畢業(yè)設(shè)計進一步提高了自己的自學(xué)能力，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下了基礎(chǔ)。 在此，首先感謝指導(dǎo)老師XX老師的悉心指導(dǎo)，在整個設(shè)計期間不厭其煩地為我們解決各種困難并指出設(shè)計中的錯誤，引導(dǎo)我們圓滿地完成畢業(yè)設(shè)計。同時也感謝其它老師平時對我的教導(dǎo)指點，在設(shè)計上給予寶貴的建議，使我對所學(xué)知識有了更深的理解。 在整個設(shè)計方面，要感謝我的同窗們，他們給了我極大的幫助，提出了許多寶貴的意見和建議。在此一并表示深深的謝意！年月本文附帶相關(guān)CAD圖紙，開題報告等，需要者請聯(lián)系我ＱＱ：８４４４２３３８１`基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機應(yīng)用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設(shè)計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設(shè)計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機的疊圖機研究與教學(xué)方法實踐基于單片機嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究HYPERLINK"