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南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文
1 前言
1.1混凝土攪拌混合機(jī)的概述
混凝土機(jī)械是基本建設(shè)的“常規(guī)武器”，需求量大，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用建筑以及國防施工等工程建設(shè)。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，混凝土生產(chǎn)的先進(jìn)程度，標(biāo)志著一個國家制造業(yè)水平。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國混凝土機(jī)械已經(jīng)成為建設(shè)機(jī)械的重要組成部分，在整個建設(shè)機(jī)械行業(yè)中占有相當(dāng)?shù)谋戎?，已形成較大規(guī)模的生產(chǎn)能力，產(chǎn)品性能有了較大提高，市場競爭也越來越激烈。
自落式攪拌機(jī)有較長的歷史，早在20世紀(jì)初，由蒸汽機(jī)驅(qū)動的鼓筒式混凝土攪拌機(jī)已開始出現(xiàn)。50年代后，反轉(zhuǎn)出料式和傾翻出料式的雙錐形攪拌機(jī)以及裂筒式攪拌機(jī)等相繼問世并獲得發(fā)展。自落式混凝土攪拌機(jī)的拌筒內(nèi)壁上有徑向布置的攪拌葉片。工作時，拌筒繞其水平軸線回轉(zhuǎn)，加入拌筒內(nèi)的物料，被葉片提升至一定高度后，借自重下落，這樣周而復(fù)始的運動，達(dá)到均勻攪拌的效果。自落式混凝土攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，一般以攪拌塑性混凝土為主。自落式混凝土攪拌機(jī)適用于建筑科研和生產(chǎn)部門混凝土試驗之用，也適用于小型工程維修隊在施工中攪拌小量混凝土或其他材料之用。
混凝土攪拌機(jī)是把水泥、砂石骨料和水混合并拌制成混凝土混合料的機(jī)械。主要由拌筒、加料和卸料機(jī)構(gòu)、供水系統(tǒng)、原動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、機(jī)架和支承裝置等組成。混凝土攪拌機(jī)包括通過軸與傳動機(jī)構(gòu)連接的動力機(jī)構(gòu)及由傳動機(jī)構(gòu)帶動的滾筒，在滾筒筒體上裝圍繞滾筒筒體設(shè)置的齒圈，傳動軸上設(shè)置與齒圈嚙合的齒輪?；炷翑嚢璧哪康氖鞘够炷林械母鹘M分混合成一種各物料顆粒相互分散、均勻分布的混合物。為了使混凝土中的各組分混合均勻，必須在攪拌過程中使每一組分的顆粒能分散到其他各種組分中去，因此，必須設(shè)法使各組分都產(chǎn)生運動，并使他們的運動軌跡相交，相交次數(shù)越多，混凝土越易混合均勻。
為了確保混凝土的攪拌質(zhì)量，要求混凝土混合料攪拌均勻,攪拌時間短，卸料快，殘留量少,耗能低和污染少。影響混凝土攪拌機(jī)攪拌質(zhì)量的主要因素是：攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，攪拌機(jī)的加料容量與拌筒幾何容積的比率，混合料的加料程序和加料位置，攪拌葉片的配置和排列的幾何角度，攪拌速度和葉片襯板的磨損狀況等。
1.1.1 混凝土攪拌混合機(jī)的分類
按工作性質(zhì)分間歇式(分批式)和連續(xù)式；按攪拌原理分自落式和強(qiáng)制式；按安裝方式分固定式和移動式；按出料方式分傾翻式和非傾翻式；按拌筒結(jié)構(gòu)形式分梨式、鼓筒式、雙錐、圓盤立軸式和圓槽臥軸式等。
自落式攪拌機(jī)：有較長的歷史，早在20世紀(jì)初，由蒸汽機(jī)驅(qū)動的鼓筒式混凝土攪拌機(jī)已開始出現(xiàn)。50年代后，反轉(zhuǎn)出料式和傾翻出料式的雙錐形攪拌機(jī)以及裂筒式攪拌機(jī)等相繼問世并獲得發(fā)展。自落式混凝土攪拌機(jī)的拌筒內(nèi)壁上有徑向布置的攪拌葉片。工作時，拌筒繞其水平軸線回轉(zhuǎn)，加入拌筒內(nèi)的物料，被葉片提升至一定高度后，借自重下落，這樣周而復(fù)始的運動，達(dá)到均勻攪拌的效果。自落式混凝土攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，一般以攪拌塑性混凝土為主。
強(qiáng)制式攪拌機(jī)：從20世紀(jì)50年代初興起后，得到了迅速的發(fā)展和推廣。最先出現(xiàn)的是圓盤立軸式強(qiáng)制混凝土攪拌機(jī)。這種攪拌機(jī)分為渦槳式和行星式兩種。
19世紀(jì)70年代后，隨著輕骨料的應(yīng)用，出現(xiàn)了圓槽臥軸式強(qiáng)制攪拌機(jī)，它又分單臥軸式和雙臥軸式兩種，兼有自落和強(qiáng)制兩種攪拌的特點。其攪拌葉片的線速度小，耐磨性好和耗能少，發(fā)展較快。強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)拌筒內(nèi)的轉(zhuǎn)軸臂架上裝有攪拌葉片，加入拌筒內(nèi)的物料，在攪拌葉片的強(qiáng)力攪動下，形成交叉的物流。這種攪拌方式遠(yuǎn)比自落攪拌方式作用強(qiáng)烈，主要適于攪拌干硬性混凝土。
連續(xù)式混凝土攪拌機(jī)：裝有螺旋狀攪拌葉片，各種材料分別按配合比經(jīng)連續(xù)稱量后送入攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌好的混凝土從卸料端連續(xù)向外卸出。這種攪拌機(jī)的攪拌時間短，生產(chǎn)率高、其發(fā)展引人注目。
隨著混凝土材料和施工工藝的發(fā)展、又相繼出現(xiàn)了許多新型結(jié)構(gòu)的混凝土攪拌機(jī),如蒸汽加熱式攪拌機(jī),超臨界轉(zhuǎn)速攪拌機(jī)，聲波攪拌機(jī)，無攪拌葉片的搖擺盤式攪拌機(jī)和二次攪拌的混凝土攪拌機(jī)等。
1.1.2混凝土攪拌混合機(jī)的發(fā)展以及前景
國外混凝土攪拌機(jī)械體現(xiàn)了機(jī)電一體休技術(shù)，其微控技術(shù)成熟可靠，物料的配比、容量變更控制十分準(zhǔn)確；有些攪拌站還增加了攪拌機(jī)動態(tài)負(fù)荷臨測、混凝土物料稠度控制、除塵、消聲、廢水處理等裝置；混凝土泵送技術(shù)日臻成熟，最大水平泵送距離達(dá)4000m，泵送量達(dá)180㎡/h；產(chǎn)品多功能性增強(qiáng)。我國的混凝土攪拌及輸送機(jī)械盡管性能有了較大提高，但在可靠等方面與國外相比還有不小差距，主要體現(xiàn)在配套電器、液壓、氣動元件等方面問題較多。近年來，許多廠家均選用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)元器件，對提高我國混機(jī)械水平起到了非常重要的作用，但在多功能方面還無法與國外相比。
我國混凝土機(jī)械行業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)200多家，已形成多系列、多品種規(guī)格的局面。無論是攪拌機(jī)、攪拌站（樓）、攪拌輸送車還是混凝土泵（泵車）等到產(chǎn)品，除大型的和高技術(shù)含量的型號外，常規(guī)產(chǎn)品已基本能滿足施工需要。各生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)條件普遍得到了改善，生產(chǎn)能力進(jìn)一步增強(qiáng)。國外混凝土機(jī)械進(jìn)口數(shù)量逐年下降，120m3/h以下的攪拌站、125m3/h以下的輸送泵以及攪拌機(jī)等國產(chǎn)設(shè)備已占主導(dǎo)地位。即生產(chǎn)廠家多，產(chǎn)品數(shù)量大；還存在產(chǎn)品性能提高較大；產(chǎn)品雷同規(guī)格不齊；技術(shù)創(chuàng)新能力較差這些特點。
目前，許多商品混凝土攪拌機(jī)械企業(yè)管理者的專業(yè)知識和質(zhì)量意識觀念淡薄，特別是在那些發(fā)展中的中小城市和地區(qū)。即使是較發(fā)達(dá)地區(qū)個別混凝土企業(yè)的管理者，對混凝土行業(yè)和混凝土產(chǎn)品沒有足夠的了解和認(rèn)識，設(shè)備選擇的專業(yè)配置不高，計量器具不準(zhǔn)確，甚至根本不進(jìn)行任何檢驗。對現(xiàn)代化計算機(jī)辦公手段不認(rèn)識，甚至根本不接受。單純的追求利益最大化，不認(rèn)真的執(zhí)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，弄虛作假，以次充好，最終導(dǎo)致各類的工程質(zhì)量事故的不斷發(fā)生。
混凝土是建筑機(jī)械中攪拌混凝土必備的機(jī)械，隨著我國房地產(chǎn)建筑行業(yè)，公路，大壩，水電站，建設(shè)的擴(kuò)大和商品混凝土的推廣，水泥制品的產(chǎn)量提高，混凝土攪拌機(jī)銷量一直在遞增，由此也出現(xiàn)了不同產(chǎn)量，大、中、小型的攪拌機(jī)，廣泛得到客戶認(rèn)可,隨著互聯(lián)的普及，有不少企業(yè)遠(yuǎn)銷印度，俄羅斯,歐洲，澳大利亞等西方國家。
隨著攪拌機(jī)廠家的增多，大部分企業(yè)以生產(chǎn)中、小型設(shè)備為主，攪拌機(jī)市場已經(jīng)進(jìn)入白熱化時期，還有專業(yè)生產(chǎn)商品混凝土攪拌站企業(yè)的雙重壓力下，攪拌機(jī)企業(yè)，要以個性服務(wù)，技術(shù)創(chuàng)新，提高攪拌機(jī)主機(jī)的自制能力，產(chǎn)品多元化，等相關(guān),為自己的企業(yè)樹立一個強(qiáng)有勁的品牌，才能做成行業(yè)的領(lǐng)航者。
1.2 自落式混凝土攪拌混合機(jī)的組成機(jī)構(gòu)及原理
自落式混凝土土攪拌混合機(jī)理基本特性是：使混凝土中的各組分混合成一種各物料顆粒相互分散、均勻分布的混合物。為了使混凝土中的各組分混合均勻，必須在攪拌過程中使每一組分的顆粒能分散到其他各種組分中去，因此，必須設(shè)法使各組分都產(chǎn)生運動，并使他們的運動軌跡相交，相交次數(shù)越多，混凝土越易混合均勻。
在利用攪合料重力勢力的同時應(yīng)盡可能使處在攪拌過程中的拌合料各組分的運動軌跡在相對集中區(qū)域相互交錯穿插，在整個拌合料體積中最大限度地產(chǎn)生互相摩擦，并盡可能提高各組分體積極參與運動的次數(shù)和運動軌跡的交叉頻率，為混凝土攪拌機(jī)實現(xiàn)宏觀和微觀均質(zhì)性創(chuàng)造最有利的條件。
自落式混凝土土攪拌混合機(jī)主要由進(jìn)料機(jī)構(gòu)、攪拌筒、傳動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和底盤等機(jī)構(gòu)組成如圖1-1。
1 攪拌筒
錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)的攪拌筒雙錐形。如圖（一）示。筒內(nèi)部焊件有分別與攪拌筒軸線成一定夾角交叉布置的高葉片和低一片各一對。由于高低葉片與拌筒軸線按一定的角度交叉布置，所以當(dāng)拌合料由進(jìn)料錐端進(jìn)入，拌筒正轉(zhuǎn)攪拌時，葉片不僅拌合料做提升、下落的運動，還能強(qiáng)迫物料做軸向竄動，固能做強(qiáng)化攪拌作用。當(dāng)攪拌筒反向旋轉(zhuǎn)時，葉片將拌合料推向料推向出料端一端由兩條空間交叉成180度的螺旋形出料葉片將拌合料卸除筒外。
2 傳動系統(tǒng)
目前，國內(nèi)生產(chǎn)的錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)（自落式混凝土攪拌機(jī)的一種），其傳動機(jī)構(gòu)有兩種形式。
圖1-1 錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)
（1）摩擦傳動
摩擦傳動是依靠橡膠拖輪與攪拌筒滾道間的摩擦力來驅(qū)動攪拌筒旋轉(zhuǎn)，攪拌筒通過滾道支承在四個橡膠摩擦輪上其中一對為主動輪，另一對為從動輪。當(dāng)電動機(jī)經(jīng)減速箱使一對主動輪回轉(zhuǎn)時，攪拌筒機(jī)與混合料的相互作用。主動橡膠摩擦輪靠摩擦力驅(qū)動攪拌筒回轉(zhuǎn)。為防止攪拌筒軸向竄動，在滾道的兩側(cè)固定導(dǎo)向圈。摩擦傳動的特點是噪聲小，結(jié)構(gòu)簡單，但遇、水容易打滑而降低生產(chǎn)率。
（2）齒輪傳動
攪拌筒由4個拖輪支撐，由于傳動系統(tǒng)的電機(jī)控制轉(zhuǎn)向，電機(jī)產(chǎn)生的運動和動力經(jīng)帶傳動輸入減速箱，再經(jīng)減速箱中的兩對齒輪傳給小齒輪通過小齒輪嚙合的固定在拌筒上的大齒圈帶動拌筒旋轉(zhuǎn)。齒輪傳動具有不打滑，傳動比準(zhǔn)確等特點。
3進(jìn)料機(jī)構(gòu)
錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)的進(jìn)料機(jī)構(gòu)攪拌出料容量大小有所不同。一般由上料架，進(jìn)料斗及提升裝置等組成。
把操縱桿扳到上升位置，減速箱輸出軸端的離合器上，鋼絲繩卷筒轉(zhuǎn)動，鋼絲繩經(jīng)滑輪拉動料斗由地面翻轉(zhuǎn)至上部位置，把拌合料裝入攪拌筒之后離合器自動脫開。吧操縱桿推到下降位置，料斗靠本身自重下落，料斗落地時將操縱桿到停止位置。
料斗的上下限位置，靠行程開關(guān)控制。上限位置開關(guān)安裝在上料架上，并裝有兩個，分別對料斗上升起限位和安全保護(hù)作用：下限位只有一個限位開關(guān)，安裝在導(dǎo)軌頂部，當(dāng)料斗下降至地坑底部時，鋼繩稍松彈簧杠桿機(jī)構(gòu)使下限位動作，卷揚機(jī)構(gòu)自動停車。
制動電機(jī)保護(hù)料斗載滿負(fù)荷運動時，可靠停在任意位置，制動力矩大小由電動機(jī)后面的大螺母調(diào)整。
4供水系統(tǒng)
錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)的供水系統(tǒng)大多采用時間繼電器控制離心水泵電機(jī)運轉(zhuǎn)時間的方式。他由電動機(jī)，水泵、節(jié)流閥及管路等組成。攪拌用水由電動機(jī)帶動水泵抽水，經(jīng)節(jié)流閥和管道注入拌筒，攪拌每罐混凝土所需的水量，由電控系統(tǒng)中的時間繼電器控制水泵運轉(zhuǎn)時間來把握。當(dāng)按鈕旋轉(zhuǎn)到時控位置時，水泵會按設(shè)定的時間運轉(zhuǎn)和自動停止：當(dāng)按鈕旋轉(zhuǎn)到手控位置時，可以連續(xù)供水，沖洗支管供筒外用水和清洗整機(jī)使用。
5 電氣系統(tǒng)
電氣系統(tǒng)的作用是控制攪拌筒的正反轉(zhuǎn)及停止：料斗提升、下降和水泵的轉(zhuǎn)動或停止：時間繼電器和安全裝置。
1.3 本設(shè)計的目的和研究內(nèi)容
畢業(yè)設(shè)計(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計技術(shù)要求：
1、生產(chǎn)率：8-10噸/時；
2、裝機(jī)容量：7.5千瓦；
3、分批混合：1000kg/批；
4、產(chǎn)品質(zhì)量：混合均勻度變異系數(shù)cv≤10%；
5、能耗：耗電≤5kWh/t；
6、用材：攪拌滾筒用不銹鋼材料，厚度為4mm。
通過本次設(shè)計，將大學(xué)四年來學(xué)到的專業(yè)知識比較系統(tǒng)地和實際生產(chǎn)和設(shè)計相結(jié)合，再次重溫了以前的專業(yè)知識，是書本上的理論知識在腦海中更加深刻。還擁有了如何在浩瀚的知識海洋和互聯(lián)網(wǎng)上查閱到自己想要的信息的能力和獨立的研究鉆研能力，也熟悉了論文設(shè)計的一般步驟，是自己的綜合素質(zhì)更上一個臺階。
主要特色：結(jié)合《畫法幾何》，利用Autocad完成了總裝配圖和零件圖的繪制。
2 自落式混凝土攪拌機(jī)的設(shè)計與計算
2.1自落式混凝土攪拌機(jī)的主要參數(shù)
通常自落式混凝土攪拌機(jī)的主要參數(shù)有額定容量、工作時間、生產(chǎn)率。
（一）額定容量
攪拌機(jī)的各種不同含義的容量之間有如下關(guān)系
1.進(jìn)料容量(又稱裝料容量)是指裝進(jìn)攪拌筒未經(jīng)攪拌的干料體積；
2.出料容量(又稱公稱容量)是指一罐次混凝土出料后搗實后的體積。
他是國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的主要標(biāo)準(zhǔn)容量L（1L=）為攪拌機(jī)的主要參數(shù)并以系列化。
其系列如下表2-2。
表2-2 混凝土攪拌機(jī)主參數(shù)（公稱容量）系列
公稱容量
50、100、150、200、250、350、500、700、1000、1250
1500、2000、2500、3000、4000、4500、6000
3.各容量的關(guān)系
（1）攪拌筒的幾何容積（指攪拌筒容納配合料的體積）和進(jìn)料容量的關(guān)系；
／=2～4 （2-1）
（2）攪拌好后卸出的體積和裝進(jìn)干料容量的關(guān)系
ψ=／=0.65～0.7即=（0.65～0.7） （2-2）
式中ψ——出料系數(shù)。
（二）工作時間
上料時間——料斗提升開始到料斗內(nèi)混合干料全部卸入攪拌筒的時間；
出料時間——從攪拌筒內(nèi)卸出的不少于公稱容量的90%的拌合物所用的時間；
工作周期——從上料開始至出料完畢一次作業(yè)用的時間。
攪拌時間——從混合干料中粗料全部投入攪拌筒開始，到攪拌機(jī)將混合料攪拌成均勻的拌合物所用的時間；
（三）生產(chǎn)率
攪拌機(jī)的生產(chǎn)率的計算公式為：
Q=3600ψ／（++） (2-3)
式中 Q——生產(chǎn)率，／h;
——進(jìn)料容量，；
——每次上料時間，s；使用上料斗進(jìn)料時，一般為8～15s；通過料斗或鏈斗提升裝料是可取15～26s;
——每次攪拌時間，s；隨混凝土塌落和攪拌容量的大小而不同，可參考攪拌機(jī)的有關(guān)參數(shù)；
——每次出料時間，s；出料時間一般為10～30s;
ψ——出料系數(shù)，對混凝土一般取0.65～0.7，
若攪拌機(jī)每小時的出料次數(shù)為Z，且為連續(xù)生產(chǎn)，則攪拌機(jī)的生產(chǎn)率也可按下式計算：
Q=Zψk／1000 (2-4)
式中 k——時間利用系數(shù)，根據(jù)施工組織而定，一般為0.9。
2．2混凝土攪拌機(jī)參數(shù)選取的準(zhǔn)則
目前國內(nèi)外廣泛使用的自落式和強(qiáng)制式攪拌機(jī)己沿用了50余年。但在攪拌機(jī)設(shè)計和使用中，仍采用類比法這樣的經(jīng)驗方法，缺乏合理性；由于對攪拌過程的機(jī)理研究不夠，對如何選擇這一參數(shù)，說法不一，缺乏科學(xué)性；在攪拌過程中，混合料的物理一化學(xué)性能都發(fā)生了變化，這一過程極其復(fù)雜而影響因素又較多，但由于對諸參數(shù)綜合優(yōu)化的試驗研究不深入，且設(shè)計和使用者在選擇轉(zhuǎn)速值時缺少依據(jù)。攪拌機(jī)是混凝土制備設(shè)備的心臟，它必須滿足攪拌質(zhì)量與攪拌效率等性能要求。攪拌質(zhì)量就是生產(chǎn)出符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的新拌混凝土；攪拌效率就是在滿足攪拌質(zhì)量的前提下，攪拌時間要盡量短，以提高設(shè)備的生產(chǎn)率和設(shè)備的利用率，降低生產(chǎn)成本。百年大計，質(zhì)量第一?；炷潦侵匾慕ㄖ牧?，新拌混凝土質(zhì)量是對攪拌機(jī)性能的最基本的要求，也是首要的性能要求?；炷临|(zhì)量用其宏觀及其微觀均勻度來評價，宏觀均勻性用拌和物中砂漿密度的相對誤差△M
6～10
>
10～18
>
18～30
>30～50
>
50～80
>
80～120
>
120 ～180
C或R
0.5
0.6
0.8
1.0
1.2
1.6
2.0
2.5
3.0
參考表4-2，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑如下：
Ⅱ處： ?、筇帲? Ⅵ處：
Ⅶ處： Ⅷ處： Ⅸ處：
5.求軸上的載荷
首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（圖4-2）作出軸的計算簡圖（4-1）。在確定軸承的支點位置時，應(yīng)該從手冊中查得值。對于30214型滾子軸承，查手冊得其，因此，作為簡支梁的軸的支承跨距
。
根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖（圖4-5）。如下：
圖4-5軸的載荷分析圖
從軸的結(jié)構(gòu)以及彎矩圖和扭距圖中可以看出截面C是軸的危險截面。現(xiàn)將計算出的截面C處的的值列于下表(表4-3所示)
表4-3
載荷
水平面H
垂直面V
支反力F
,
彎矩M
總彎矩
扭矩T
6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)式：
（4-1）
為折合系數(shù)，當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時，取；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時，??；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對稱循環(huán)變力時，取
及
表4-3中的數(shù)據(jù)，并取，軸的計算應(yīng)力為
前已選定軸的材料為鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表。因此，故安全。
7.繪制軸的工作圖，如圖4-6。
圖4-6拖滾軸（2）的工作圖
4.4 提高軸的強(qiáng)度的常用措施
軸和軸上零件的結(jié)構(gòu)，工藝以及軸上零件的安裝布置對軸的強(qiáng)度有很大的影響，所以應(yīng)自在這些方面進(jìn)行充分的考慮，以提高軸的承載能力，減小軸的尺寸和機(jī)器的質(zhì)量，降低制造成本。
(1) 合理布置軸上零件以減小軸的載荷
(2) 改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)以減小軸的載荷
(3) 改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)以減小應(yīng)力集中的影響
(4) 改進(jìn)軸的表面質(zhì)量以減提高軸的疲勞強(qiáng)度
5 傳動鏈的設(shè)計
5.1概述
5.1.1選擇鏈傳動的依據(jù)及鏈傳動類型選擇
1.鏈傳動是應(yīng)用較廣的一種機(jī)械傳動，它是由鏈條和主、從輪所組成，鏈輪上有特殊齒形的齒，依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。
鏈傳動具有以下特點：
(1) 能保持較準(zhǔn)確的傳動比，傳動率較高。
(2) 作用于軸上的徑向力較小。
(3) 結(jié)構(gòu)較為緊湊。
(4) 能在高溫及速度較低的情況下工作。
(5) 鏈傳動的制造于安裝精度要求較低。
(6) 遠(yuǎn)距離傳動時，其結(jié)構(gòu)比齒輪傳動輕便。
(7) 運轉(zhuǎn)時不能保持恒定的瞬間時傳動比。
(8) 磨損有易發(fā)生跳齒。
(9) 工作時有噪聲。
(10) 不宜在載荷變化較大和急速反轉(zhuǎn)的傳動中使用。
綜合考慮鏈傳動的以上優(yōu)缺點，鏈傳動能夠蠻子設(shè)計的要求。
2.傳動鏈有：短節(jié)距精密滾子鏈（簡稱滾子鏈）、齒形鏈等滾子鏈在工程總使用最廣；而齒形鏈傳動平穩(wěn)、無噪聲，承受工作性能好，傳動效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較高，且制造較難，多用于高速或運動精度要求較高的傳動裝置中。
攪拌系統(tǒng)對傳動部分的要求并不苛刻，并考慮經(jīng)濟(jì)性。采用鏈子傳動。
5.1.2鏈的傳動布置和張緊
(1)鏈傳動的布置
鏈傳動一般應(yīng)布置在鉛垂平面內(nèi)，盡可能避免布置在水平或斜平面內(nèi)，如缺有需要，則應(yīng)考慮加緊裝置，并且設(shè)計緊湊的中心距。
(2)鏈傳動的張緊
鏈傳動的目的，主要是為了避免在鏈條的松垂度過大時產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的振動現(xiàn)象；同時也為了增加鏈條于鏈輪的嚙合包角，當(dāng)兩齒輪軸心連線傾斜角大于60o是，通常設(shè)有張緊裝置。
張緊的方法有很多。當(dāng)鏈傳動的中心距可調(diào)整時，可通過調(diào)節(jié)中心距來控制張緊程度；當(dāng)中心距不能調(diào)整時，可設(shè)置張緊論，或在鏈條磨損變長后從中取掉一、二個鏈節(jié)，以恢復(fù)原來的長度。張緊輪的直徑于小鏈輪的直徑相近。張緊輪有自動張緊及定期調(diào)整兩種，前者多用于彈簧，吊重等自動張緊裝置，后者可用于螺旋，偏心等裝置，另外還可以用壓板和脫板張緊。
5.2鏈傳動參數(shù)設(shè)計
查詢電機(jī)直聯(lián)型單級擺針輪減速機(jī)技術(shù)參數(shù)：功率，轉(zhuǎn)速，減速比。
先確定鏈傳動的傳動比
減速電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速
滾輪轉(zhuǎn)速
鏈傳動比
5.2.1選擇鏈輪齒數(shù)、功率、鏈節(jié)數(shù)和節(jié)距
粗略估計鏈速并根據(jù)鏈速選擇齒數(shù)，鏈速v可能在左右，在0.6～3之間，查表5-1選取小鏈輪齒數(shù)；從動鏈輪齒數(shù)。
表5-1小鏈輪齒數(shù)的選擇
鏈速
>8
>25
齒數(shù)
15～17
19～21
23～25
32～35
計算功率：
查表得工作情況系數(shù),故
確定鏈條鏈節(jié)數(shù)：
初定中心距，則鏈條節(jié)數(shù)為：
確定鏈條的節(jié)距：
查閱相關(guān)圖表（參考資料），按小鏈輪專屬估計，鏈工作在功率曲線頂點左側(cè)時，可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞。
由表5-2得小鏈輪齒數(shù)系數(shù) ；
鏈長系數(shù)
選取三排鏈，由表5-3查得多排鏈系數(shù)
故得所需傳遞的功率為
根據(jù)小鏈論轉(zhuǎn)速及功率，選鏈號為16A三排鏈。同時也正實原估計鏈工作在額定功率曲線頂點左側(cè)是正確的。
再由表5-4查得鏈節(jié)距 。
表5-2小齒輪齒數(shù)系數(shù)和鏈長系數(shù)
位于功率曲線頂點左側(cè)時（鏈板疲勞）
位于功率曲線頂點左側(cè)時（滾子、套筒沖擊疲勞）
小齒輪齒數(shù)系數(shù)
鏈長系數(shù)
表5-3多排鏈系數(shù)
排數(shù)
1
2
3
4
5
6
1
1.7
2.5
3.3
4.0
4.6
表5-4滾子規(guī)格和主要參數(shù)（部分）
鏈
號
節(jié)距P
(mm)
排距
(mm)
滾子外經(jīng)
(mm)
每米質(zhì)量
（單排）q
16A
25.40
29.29
15.88
2.60
20A
31.75
35.76
19.05
3.80
24A
38.10
45.44
22.23
5.60
5.2.2確定鏈長、中心距、鏈速和小鏈輪轂孔
鏈長：
中心距減小量
實際中心距：
取
驗算鏈速：
與原假設(shè)相符
驗算小鏈輪轂孔：
查得小鏈輪轂孔許用最大直徑，?。?0mm。大于電動機(jī)軸徑,故適合。
5.2.3作用在軸上的壓軸力
（5-1）
有效圓周力
按水平布置取壓軸力系數(shù),故
5.2.4鏈的緊邊受到的拉力
鏈在工作過程中，緊邊和松邊的拉力是不等的。若不計傳動中的動載荷，則鏈的緊邊受到的拉力，即
（5-2）
其中為有效圓周力，為鏈的離心力所引起的拉力，為鏈條松邊垂度引起的懸垂拉力。三力計算分別如下：
（5-3）
式中： --- 傳遞的功率，單位為KW:
--- 鏈速，單位為。
故
式中： --- 單位長度鏈條的質(zhì)量，單位為 ；
--- 鏈速，單位為。
的取值查表五得，又因鏈為三排鏈，應(yīng)再乘以3，于是
懸垂拉力的大小與鏈條的松邊垂度及傳動的布置方式有關(guān)，在和
（單位均為N）中選用大者。
（5-4）
（5-5）
式中： --- 鏈傳動的中心距，單位為 ；
--- 單位長度鏈條的質(zhì)量，單位為 ；
--- 垂度系數(shù)，為兩輪中心線與水平面的傾斜角。
值查表五數(shù)據(jù)并乘以3（三排鏈）；值參考《機(jī)械設(shè)計》第九章圖9-11。
可?。?
故 ；
所以
5.3 傳動鏈的潤滑
鏈傳動的潤滑十分重要，對高速、重載的鏈傳動更為重要。良好的潤滑可緩和沖擊，減輕磨損，延長鏈條的使用壽命。推薦以下潤滑方式：
表5-5滾子連的潤滑方法和供油量
方式
潤滑方法
供油量
人工潤滑
用刷子或油壺定期在鏈條送邊內(nèi)、外鏈板間隙注油
每班注油一次
滴油潤滑
裝有簡單外殼，用油杯滴油
單排鏈，每分鐘供油5～20滴，速度高時取大值
油池供油
采用不漏油的外殼，使鏈條從有槽中通過
鏈條浸入油面過深，攪油損失大，油易發(fā)熱變質(zhì)。一般浸油深度為6～12mm
油盤飛濺潤滑
采用不漏油的外殼，在鏈輪側(cè)面安裝甩油盤，飛濺潤。甩油盤圓周速v≥3m/s。當(dāng)鏈條寬度大于125mm時，鏈輪兩側(cè)個安裝一個甩油盤
甩油盤浸油深度為12～35mm
壓力供油
采用不漏油的外殼，油泵強(qiáng)制供油，噴油管設(shè)在鏈條嚙入處，循環(huán)油客可起冷卻作用
每個噴油口供油兩可根據(jù)鏈節(jié)距及鏈度大小查閱相關(guān)手冊
潤滑油推薦采用牌號為L-AN32、L-AN46、L-AN68的全損耗系統(tǒng)用油。溫度低時取前者，對于開式及重載低速傳動。可在潤滑有中加入MoS,WS等添加劑。對用潤滑油不便的場合，允許涂抹潤滑脂，但應(yīng)定期清洗于涂抹。
鏈在混凝土攪拌機(jī)設(shè)備中把電機(jī)輸出的扭矩傳遞到滾輪（鐵芯橡膠輪）上，再由滾輪帶動攪拌筒運動，是傳動系統(tǒng)中重要的一部分，必須按要求對其參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，并進(jìn)行必要的校核和分析。
結(jié) 論
隨著最近幾年來我國房地產(chǎn)業(yè)和城市現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展，作為建筑施工的常用機(jī)械——混凝土機(jī)械正發(fā)揮著越來越大的作用。錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)（自落式混凝土攪拌機(jī)的一種），是在以往混凝土攪拌機(jī)械的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)的改裝和優(yōu)化。本文也是對錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)進(jìn)行一個初步的設(shè)計，從而從而解決了施工速度，混合單元結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)效益方面的一些問題，更適用于現(xiàn)在現(xiàn)代化建設(shè)高效，經(jīng)濟(jì)的要求。
首先，本文簡單介紹了下錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)（自落式混凝土攪拌機(jī)的一種）的主要組成機(jī)構(gòu)機(jī)工作原理，機(jī)有攪拌筒、傳動系統(tǒng)、進(jìn)料機(jī)構(gòu)和供水系統(tǒng)及電器系統(tǒng)組成。然后，再對傳動系統(tǒng)的主要參數(shù)及材料進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計。和以往一樣，對于一個機(jī)械系統(tǒng)，我首先進(jìn)行電機(jī)的選擇，而這又要涉及到傳動系統(tǒng)的主要零件——攪拌筒和混合料、摩擦托輪之間的力矩計算上。得出減速電機(jī)功率，轉(zhuǎn)速等參數(shù)及對應(yīng)的型號后，結(jié)合基本數(shù)據(jù)及混合單元的工作環(huán)境，條件，確定了傳動系統(tǒng)的傳動方式為鏈傳動，計算出傳動鏈的主要參數(shù)。同理，最后確定傳動系統(tǒng)很重要的一個零件——托滾軸的材料，結(jié)構(gòu)，尺寸等。這便大致的完成了基本工作。
作為大學(xué)生，本人的專業(yè)知識水平有限，所以在設(shè)計當(dāng)中難免存在欠妥的地方，希望大家指正批評。
畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次難得的理論和實踐結(jié)合的機(jī)會。這次畢業(yè)設(shè)計，對我大學(xué)四年以來的所學(xué)的知識進(jìn)行了一個檢查，尤其是《機(jī)械設(shè)計》、《機(jī)械原理》、《畫法幾何》和《計算機(jī)繪圖》等，又重新在我大腦里重溫了一遍，及時的發(fā)現(xiàn)自己存在的不足。還使我知道了課題設(shè)計的大概流程和基本方法。同時，也鍛煉了個人的耐力和意志力?？偟膩碚f，這次的畢業(yè)設(shè)計使我學(xué)到了許多，也提高了許多。
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