立式電機(jī)驅(qū)動精粗飼料混合攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)(含三維圖SW及CAD圖紙)
立式電機(jī)驅(qū)動精粗飼料混合攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)(含三維圖SW及CAD圖紙),立式,電機(jī),驅(qū)動,粗飼料,混合,攪拌機(jī),設(shè)計(jì),三維,SW,CAD,圖紙
塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))中期檢查記錄表
2016年4月18日
學(xué)生姓名
何亮清
班級
機(jī)械設(shè)計(jì)16-2
課題名稱
精粗飼料混合攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)
課題完成進(jìn)度(學(xué)生自述)
2周:已確定總體設(shè)計(jì)方案,整體結(jié)構(gòu)簡圖。
8周:確定各零部件的結(jié)構(gòu)和基本初定尺寸,畫裝配圖和零部件結(jié)構(gòu)圖。
10周:用SolidWorks繪制了三維圖,完成了裝配圖可行性分析。
13周:設(shè)計(jì)說明書的撰寫,繪制二維裝配圖零件圖。
15周:ppt的制作,圖紙的打印。
存在的問題及整改措施(學(xué)生自述)
1. 飼料混合攪拌機(jī)在工作的時(shí)候可能會有較大的震動,會導(dǎo)致機(jī)器運(yùn)行不穩(wěn)定,所以在安裝的時(shí)候,機(jī)架要用螺栓固定在地表面。
2.本課題所設(shè)計(jì)的飼料混合攪拌機(jī)是小型機(jī)器,所以所設(shè)計(jì)的出料口是簡單的出料口,出料時(shí)有可能會有不少殘余量,所以設(shè)計(jì)的出料口尺寸應(yīng)該大一些,方便處理殘余量。
指導(dǎo)教師意見(課題進(jìn)展情況、優(yōu)缺點(diǎn)、整改措施等)
指導(dǎo)教師簽名 王龍
2016年4月18日
學(xué)院意見
負(fù)責(zé)人簽名
2016年4月20日
XXX
(設(shè)計(jì))任務(wù)書
學(xué)院
班級
學(xué)生姓名
學(xué)號
課題名稱
精粗飼料混合攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)
起止時(shí)間
2015年10月15日—— 2016年6月2日
指導(dǎo)教師
王龍
職稱
講師
本課題的主要內(nèi)容為精粗飼料混合攪拌機(jī)的設(shè)計(jì),該設(shè)備主要由動力裝置、傳動裝置、執(zhí)行裝置以及輔助裝置等主要部件構(gòu)成;可實(shí)現(xiàn)飼料的混合攪拌的需求,并且工作起來效率高,功耗小,飼料混合攪拌效果好的特點(diǎn)。
擬定工作進(jìn)度(以周為單位)
第1~2周:根據(jù)課題要求,查閱相關(guān)資料, 確定研究對象,熟悉課題內(nèi)容。
第3~4周:撰寫開題報(bào)告,了解飼料混合攪拌的工作原理。
第5~6周:確定總體設(shè)計(jì)方案,初步確定在立式精粗飼料混合攪拌的方案。
第7~8周:進(jìn)行該精粗飼料混合攪拌機(jī)的研究工作,初步完成精粗飼料混合攪拌機(jī)的設(shè)計(jì),并繪制出各個(gè)零部件的二維三維圖。
第9~10周:對于所設(shè)計(jì)的零部件進(jìn)行校核和受力分析,修改設(shè)計(jì)圖。
第11~12周:整理設(shè)計(jì)過程,撰寫產(chǎn)品設(shè)計(jì)說明書。根據(jù)定型的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),繪制出總裝配圖及各零件圖紙。
第13~14周:修改完善論文,制作PPT,準(zhǔn)備答辯。
??6.主要參考文獻(xiàn)(不少于7篇)
[1]朱世浩.立式混合機(jī)[J].飼料工業(yè), 1985,(4):35-40.
[2]劉清萼.臥式混合機(jī)的設(shè)計(jì)[J].飼料工業(yè),1986,(3):26-29.
[3]姚維禎.垂直攪龍的臨界轉(zhuǎn)速和最佳參數(shù)[J].飼料工業(yè),1984,(4):4-10.
[4]王民,楊悅乾,李漫江.飼料混合機(jī)的原理及使用維護(hù)[J].農(nóng)機(jī)化研究,2000(2):136- 138.
[5]饒應(yīng)昌.混合機(jī)的混合原理和計(jì)算[J].飼料工業(yè),1983,(2):25-29.
[6]劉娟.淺析幾種飼料混合機(jī)的結(jié)構(gòu),性能與工作特點(diǎn)[J].糧食與飼料工業(yè),1998(11):17- 18.
[7]饒應(yīng)昌.飼料加工工藝與設(shè)備[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1996:96- 139.
[8]陳玉鳳.談飼料加工中保證飼料混合均勻度的幾點(diǎn)措施[J].飼料工業(yè),2002,23(2):8.
[9]濮良貴,陳國定,吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].9版.北京:高等教育出版社,2013:143-410.
[10]單輝祖.材料力學(xué)[M].3版.北京:高等教育出版社,2009:55-230.
[11]吳宗澤,羅圣國.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊[M].4版.北京:高等教育出版社,2012:48-163?.
[12]孫恒,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理[M].8版.北京:高等教育出版社,2013:113-403.
[13]龔桂義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].2版.北京:高等教育出版社,2012:48-105?.
[14大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機(jī)械制圖[M].6版.北京:高等教育出版社,2011:2-379.
[15]張?jiān)弃Q,王旭峰.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].2版.北京:中國林業(yè)出版社,2012:25-140?.
[16]江洪.Solidworks2011[M].4版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012:20-200?.
[17]曾令宜.AutoCAD2008[M].2版.北京:電子工業(yè)出版社,2008:46-211?.
[18]單輝祖.理論力學(xué)[M].3版.北京:高等教育出版社,2012:15-105.
[19]田河山,戎易.飼料的攪拌混合及檢驗(yàn)方法[J].中國飼料,1995,18:30-32.
[20]靳飛,朱銳.牽引型立式飼料混合攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)[J].新疆農(nóng)機(jī)化,2011,05:38-40.
任務(wù)下達(dá)人(簽字)
王龍
2015年10月11日
任務(wù)接受人意見
任務(wù)接受人簽名 何亮清
2015年10月14日
注:1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫,任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。
2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。
3、此任務(wù)書一式三份,一份留學(xué)院存檔,一份學(xué)生本人留存,一份指導(dǎo)教師留存。
XXXXXX
XXX(設(shè)計(jì))開題報(bào)告
課題名稱 精粗飼料混合攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué) 號
所屬學(xué)院
專 業(yè)
班 級
指導(dǎo)教師
起止時(shí)間
XXXXXX
開題報(bào)告正文
精粗飼料混合攪拌機(jī)開題報(bào)告
一、選題背景及研究目的和意義
隨著我國畜牧業(yè)的迅速發(fā)展,養(yǎng)殖業(yè)科技水平不斷提高,對飼料提出了更高的要求,原有的飼料廠的成料已無法同時(shí)滿足每家每戶的不同要求。飼料工業(yè)是現(xiàn)代畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),直接關(guān)系著農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾生活水平的提高,己成為中國國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。為了進(jìn)一步提高養(yǎng)殖質(zhì)量,養(yǎng)殖戶需要自行對飼料進(jìn)行調(diào)整,這樣能夠滿足養(yǎng)殖戶的要求的占地面積小、制造成本低的飼料混合攪拌機(jī)便迅速在市場中熱銷。
飼料混合攪拌機(jī)的發(fā)展至今已在飼料機(jī)械行業(yè)占有重要位置,對其所開展的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究也更加深入。對混合攪拌技術(shù)的研究主要圍繞著兩個(gè)方面展開:一方面是開發(fā)新型、高效的混合設(shè)備,另一方面是合理地選擇混合設(shè)備。為了提高飼料混合攪拌機(jī)的混合質(zhì)量,本課題對市場上現(xiàn)有的精粗飼料混合攪拌機(jī)的進(jìn)行改進(jìn)研究,并設(shè)計(jì)了新型立式精粗飼料混合攪拌機(jī)。
二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展?fàn)顩r
目前,國內(nèi)對飼料混合攪拌機(jī)械的研究處于剛剛起步的階段,其研制的飼料混合攪拌機(jī)仍屬于對現(xiàn)有機(jī)型的生產(chǎn)性制造,對于研究開發(fā)的飼料混合攪拌機(jī)尚未見詳細(xì)的研究報(bào)道。在該技術(shù)研究方面,華中農(nóng)學(xué)院的饒應(yīng)昌對混合攪拌機(jī)混合機(jī)理進(jìn)行了總結(jié)和分析,給出了攪龍式混合機(jī)的工藝算法;東北農(nóng)學(xué)院的姚維偵針對立式物料螺旋輸送,研究并分析了垂直攪龍的臨界轉(zhuǎn)速,通過試驗(yàn)得出了螺旋攪龍結(jié)構(gòu)參數(shù);東北農(nóng)學(xué)院的朱世浩針對立式混合機(jī),對其攪龍轉(zhuǎn)速、混合時(shí)間進(jìn)行了深入分析;東北農(nóng)業(yè)大學(xué)的王德福、夏吉慶教授近幾年對全混合日糧混合機(jī)進(jìn)行了較為深入的研究,并取得了相應(yīng)研究成果,然而在實(shí)際混合機(jī)應(yīng)用中仍存在著一定問題。
單臥軸式混合技術(shù):東北農(nóng)業(yè)大學(xué)王德福教授基于奶牛飼料喂養(yǎng) 對單臥軸式全混合日糧飼喂裝置進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究。通過單軸葉板上所安裝的剪切刀、揉搓刀對奶?;旌巷暳线M(jìn)行加工,以此滿足飼料剪切及揉搓作業(yè)要求;同時(shí)在軸的旋轉(zhuǎn)下,葉板對飼料進(jìn)行推送以達(dá)到混合的要求。
雙軸槳葉式混合技術(shù):兩根相向旋轉(zhuǎn)的攪龍軸和安裝在攪龍軸上方的槳葉,通過槳葉旋轉(zhuǎn)將槳葉一側(cè)物料提起至槳葉另一側(cè),另一側(cè)物料隨槳葉反向移動。以此物料便會落入對方區(qū)域內(nèi),從而使物料充分混合。
立式混合攪拌技術(shù):石河子大學(xué)馮靜安等人對立式攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)并對攪龍參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。通過立式攪龍軸上螺旋葉片提升物料,螺旋葉片上安裝的切刀對長草物料進(jìn)行切割。
美國等畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)國家對飼料混合機(jī)械已進(jìn)行了較為深入研究。六十年代末美國、英國、以色列等發(fā)達(dá)國家開始在生產(chǎn)中使用。目前,全混合日糧飼養(yǎng)技術(shù)在畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)國家已基本普及。在亞洲的日本和韓國,飼料混合攪拌設(shè)備的推廣和應(yīng)用也已經(jīng)達(dá)到50%。畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國家在其研究過程中,不但對混合機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行深入研究,而且更為注重物料混合方式的研究。主要涉及物料的填裝順序、物理特性(如容重、粒度、摩擦角等)以及混合時(shí)間等對混合均勻度的影響。國外也對全混合日糧的評價(jià)進(jìn)行了研究,如粒度測定及混合均勻度測定研究。
目前為止,國外就TMR飼料混合機(jī)生產(chǎn)廠家多達(dá) 20 多家。混合機(jī)按動力來源和行走方式不同可分為固定式、牽引式和自走式三種;按其結(jié)構(gòu)型式分,大約有8 種基本混合機(jī)型:即立螺旋式、單螺旋臥式、雙螺旋臥式、三螺旋臥式、四螺旋臥式、撥輪式、轉(zhuǎn)筒式和鏈漿式多種混合機(jī)。
立式螺旋混合機(jī)混合室由一個(gè)箱體型殼體和一個(gè)(或兩個(gè))垂直于料箱底面的中心錐形螺旋組成,中心錐形螺旋通過齒輪變速箱來進(jìn)行動力傳遞,螺旋葉片上裝有切刀,箱型殼體壁面提供剪切面,以完成長草物料的剪切。該種混合機(jī)可增加處理干草,甚至是大圓捆牧草,且不需要前處理干草。該種混合機(jī)型以擴(kuò)散形式為主,其結(jié)構(gòu)簡單,使用與維護(hù)保養(yǎng)方便。
臥式混合機(jī)是由水平布置單軸、雙軸、三軸或四軸和料箱箱體組成,對單、雙螺旋混合機(jī)物料在螺旋葉片作用下由混合機(jī)兩側(cè)中部運(yùn)動并逐漸堆積。對多螺旋混合機(jī),在混合過程中由一根或兩根反向螺旋反方向推送物料,以達(dá)到較高的混合均勻度。攪龍葉片上安裝有動刀,增強(qiáng)了對長草物料的切割能力,以達(dá)到高效、快速的混合目的。
撥輪式混合機(jī)由一組相反方向運(yùn)動的螺旋輸送器和一個(gè)撥輪組成。旋轉(zhuǎn)的撥輪通過螺旋輸送器所在面反方向旋轉(zhuǎn)提升箱體內(nèi)物料進(jìn)入一組旋向相反的螺旋輸送器工作區(qū)域,從而實(shí)現(xiàn)物料的對流混合。動刀部分的旋轉(zhuǎn)可對長莖桿飼料有效剪切和粉碎,可切至3-4 英寸,從而很好的將不同種飼料加以混合。這種飼料混合機(jī)目前應(yīng)用也較為廣泛。
三、本課題的提綱及重點(diǎn)內(nèi)容
1)本課題的提綱(1)粗精飼料混合攪拌機(jī)外形的設(shè)計(jì);(2)粗精飼料混合攪拌機(jī)工作裝置的總體設(shè)計(jì);(3)混合攪拌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
2)本課題的重點(diǎn)內(nèi)容?
(1)混合飼料各組成成份物料特性研究,從而為剪切、揉搓及混合室工作部件的幾何模型建立提供參數(shù)化依據(jù)。以飼料各組成份的含水率、摩擦角、休止角及容重等物料特性為影響因素,采用含水率測定儀等儀器按照 JB/T9014.5-1999 等的測定規(guī)程,用常規(guī)的檢測方法對飼料個(gè)組成進(jìn)行物料特性測定。
(2)物料運(yùn)動混合過程分析研究,利用 solidworks 軟件建立混料系統(tǒng)虛擬樣機(jī)模型。對物料在混合過程中動態(tài)進(jìn)行模擬并分析物料空間方向的速度情況,運(yùn)用 EDEM 軟件對混料系統(tǒng)進(jìn)行描述,分析混合過程中物料運(yùn)動軌跡,研究物料在攪龍螺旋不同轉(zhuǎn)速、螺距以及物料距離攪龍中軸線相對位置等前提條件下,物料的運(yùn)動軌跡和速度變化情況。采用數(shù)據(jù)分析模塊將模擬混合仿真數(shù)據(jù)導(dǎo)出并計(jì)算,從而獲取混和物料理論變異系數(shù),以此驗(yàn)證總體方案的可行性。
(3)試驗(yàn)研究分析
設(shè)計(jì)并試制混合攪拌機(jī)物理樣機(jī),以混合均勻度和飼料剪切率為指標(biāo)參數(shù)對混合攪拌機(jī)進(jìn)行整機(jī)性能檢測;通過飼喂試驗(yàn),以肉羊增重效果和采食量為影響因素對飼喂效果進(jìn)行研究,以此對飼料混合攪拌裝備進(jìn)行評定。
四、研究本課題的指導(dǎo)思想及預(yù)計(jì)可能遇到的困難
1)指導(dǎo)思想
通過國內(nèi)外資料的翻閱整理,掌握了現(xiàn)有飼料混合攪拌機(jī)工作裝置的特點(diǎn),并且調(diào)研了周邊地區(qū)飼料混合攪拌機(jī)的使用情況及結(jié)合周邊飼料品種,綜合國內(nèi)外相關(guān)方面的成果,整理并分析了資料,針對現(xiàn)有飼料混合攪拌機(jī)存在著操作復(fù)雜,噪聲大,效率低及混合攪拌效果不佳的特點(diǎn),本課題主要對其主要部件——主軸、攪拌葉片和混合攪拌系統(tǒng)以及零部件的耐磨性等進(jìn)行試驗(yàn)研究,以提高飼料混合攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)理論水平。
2) 遇到的問題
課題要求完成對精粗飼料混合攪拌機(jī)的設(shè)計(jì),現(xiàn)有飼料混合攪拌機(jī)存在著操作復(fù)雜,噪聲大,效率低,成本高及混合攪拌效果不佳的缺點(diǎn),本次設(shè)計(jì)就會針對提高飼料混合攪拌機(jī)的混合攪拌效率,降低成本,使混合攪拌后的飼料充分混合、營養(yǎng)均勻?yàn)槟康淖鞒鰞?yōu)化和設(shè)計(jì)。
五、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
完成本課題必須要了解精粗飼料混合攪拌機(jī)的工作原理及各個(gè)機(jī)構(gòu)的選擇原則,電動機(jī)的選擇,工作葉片、傳動機(jī)構(gòu)、送料口及傳輸帶的設(shè)計(jì)。且還需明白零件加工工藝的設(shè)計(jì),這些問題均可從工具書,資料中查找的到,也可以向?qū)熐蠼塘私?。對于課題設(shè)計(jì)圖紙的繪制需要用到計(jì)算機(jī),上邊要安裝CAD及SolidWorks等繪圖軟件,用來完成課程設(shè)計(jì)二維三維圖紙的繪制。????
第1~2周:根據(jù)課題要求,查閱相關(guān)資料, 確定研究對象,熟悉課題內(nèi)容。
第3~4周:撰寫開題報(bào)告,了解飼料混合攪拌的工作原理。
第5~6周:確定總體設(shè)計(jì)方案,初步確定在立式精粗飼料混合攪拌的方案。
第7~8周:進(jìn)行該精粗飼料混合攪拌機(jī)的研究工作,初步完成精粗飼料混合攪拌機(jī)的設(shè)計(jì),并繪制出各個(gè)零部件的二維三維圖。
第9~10周:對于所設(shè)計(jì)的零部件進(jìn)行校核和受力分析,修改設(shè)計(jì)圖。
第11~12周:整理設(shè)計(jì)過程,撰寫產(chǎn)品設(shè)計(jì)說明書。根據(jù)定型的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),繪制出總裝配圖及各零件圖紙。
第13~14周:修改完善論文,制作PPT,準(zhǔn)備答辯。
六、參考文獻(xiàn)
[1]饒應(yīng)昌.飼料加工工藝與設(shè)備[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1996:96- 139.
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[3]劉娟.淺析幾種飼料混合機(jī)的結(jié)構(gòu),性能與工作特點(diǎn)[J].糧食與飼料工業(yè),1998(11):17- 18.
[4]王民,楊悅乾,李漫江.飼料混合機(jī)的原理及使用維護(hù)[J].農(nóng)機(jī)化研究,2000(2):136- 138.
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[9]濮良貴,陳國定,吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].9版.北京:高等教育出版社,2013:143-410.
[10]單輝祖.材料力學(xué)[M].3版.北京:高等教育出版社,2009:55-230.
[11]吳宗澤,羅圣國.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊[M].4版.北京:高等教育出版社,2012:48-163?.
[12]孫恒,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理[M].8版.北京:高等教育出版社,2013:113-403.
[13]龔桂義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].2版.北京:高等教育出版社,2012:48-105?.
[14大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機(jī)械制圖[M].6版.北京:高等教育出版社,2011:2-379.
[15]張?jiān)弃Q,王旭峰.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].2版.北京:中國林業(yè)出版社,2012:25-140?.
[16]江洪.Solidworks2011[M].4版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012:20-200?.
[17`]曾令宜.AutoCAD2008[M].2版.北京:電子工業(yè)出版社,2008:46-211?.
[18]單輝祖.理論力學(xué)[M].3版.北京:高等教育出版社,2012:15-105.
[19]田河山,戎易.飼料的攪拌混合及檢驗(yàn)方法[J].中國飼料,1995,18:30-32.
[20]靳飛,朱銳.牽引型立式飼料混合攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)[J].新疆農(nóng)機(jī)化,2011,05:38-40.
學(xué)生簽名 何亮清
20115年11月11日
指導(dǎo)教師審閱意見
指導(dǎo)教師簽名 王龍
2015年11月16日
畢業(yè)答辨題 目:精粗飼料混合攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)答辯人:何亮清 專 業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)16-2指導(dǎo)老師:王龍老師01目錄CONTENT概述概述設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案020403工作原理工作原理總結(jié)總結(jié)Part 1概述1.選題背景2.研究意義 隨著我國畜牧業(yè)的迅速發(fā)展,養(yǎng)殖業(yè)科技水平不斷提高,對飼料提出了更高的要求,原有的飼料廠的飼料已無法同時(shí)滿足每家每戶的不同要求。飼料工業(yè)是現(xiàn)代畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),直接關(guān)系著農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾生活水平的提高,已成為中國國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。為了進(jìn)一步提高養(yǎng)殖質(zhì)量,養(yǎng)殖戶需要自行對飼料進(jìn)行調(diào)整,這樣能夠滿足養(yǎng)殖戶要求的占地面積小、制造成本低的飼料混合攪拌機(jī)便迅速在市場中熱銷。行業(yè)大背景行業(yè)大背景1.選題背景地區(qū)現(xiàn)狀1.選題背景全國現(xiàn)狀 畜牧業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分。隨著農(nóng)牧業(yè)改革的進(jìn)一步深入,特別是“十一五”以來,中央提出發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)牧業(yè)戰(zhàn)略后,畜牧業(yè)已成為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的突破口和農(nóng)牧民增收的重要途徑。新疆作為全國畜牧業(yè)生產(chǎn)基地和五大牧區(qū)之一,雖然擁有發(fā)展畜牧業(yè)得天獨(dú)厚的條件,但畜牧業(yè)發(fā)展較為緩慢,而飼料工業(yè)是現(xiàn)代畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),直接關(guān)系著農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾生活水平的提高。2.研究意義研究意義010203提高飼料混合質(zhì)量,使混合攪拌后的飼料充分混合、營養(yǎng)均勻;提高工作效率,減小噪音;減少功耗,降低成本。Part 2設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案1.設(shè)計(jì)要求及方案選擇2.傳動方案的設(shè)計(jì)3.整機(jī)結(jié)構(gòu)演示1.設(shè)計(jì)要求及方案選擇方案選擇設(shè)計(jì)要求 本課題設(shè)計(jì)要求飼料自動混合攪拌機(jī)的功能包括切割、混合攪拌各類飼料原料,該機(jī)擬采用電機(jī)帶動減速系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)械傳動。電機(jī)驅(qū)動立式飼料混合攪拌機(jī)2傳動方案的選擇1電機(jī)TITLETITLE2帶輪3減速器4齒輪5攪龍軸3.整機(jī)結(jié)構(gòu)演示刀片料筒傳動機(jī)構(gòu)箱體螺旋葉片螺旋套筒整機(jī)結(jié)構(gòu)3.整機(jī)結(jié)構(gòu)演示Part 3工作原理工作原理混合攪拌原理混合攪拌原理工作原理 本次設(shè)計(jì)的螺旋攪龍呈錐形,攪龍推動飼料轉(zhuǎn)動,將飼料從底部推至頂部,物料在上升過程中,部分物料被推至頂部下落到料箱底部,而另一部分在上升過程中就向周圍拋灑,落至料箱底部。隨著攪龍的旋轉(zhuǎn),物料不斷被翻運(yùn),形成強(qiáng)烈的對流混合;為了在混合時(shí)能夠處理長草,在螺旋攪龍上安裝有動刀片,飼料在攪龍、切刀的共同作用下不斷的被剪切、揉搓、攪拌作用下實(shí)現(xiàn)飼料快速混合均勻。Part 4總結(jié)總結(jié)核心設(shè)計(jì)感謝語核心設(shè)計(jì)主軸及攪龍葉片主軸及攪龍葉片 合理分配傳動比,保證該設(shè)備能正常并穩(wěn)定工作。傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng) 主軸及攪龍葉片要保證其強(qiáng)度,耐磨性,精度等要求。出料口出料口 出料簡單,殘留余料少。123感謝語THANKS!大學(xué)生活即將結(jié)束,在此,我要感謝所有教導(dǎo)我的老師和陪伴我一起成長的同學(xué),他們在我的大學(xué)生涯給予了很大的幫助。本設(shè)計(jì)能夠順利完成,要特別感謝我的指導(dǎo)老師王龍老師,從對該論文的選題,構(gòu)思到最后設(shè)計(jì)的修改都給予細(xì)心指引與教導(dǎo),使我得以最終完成畢業(yè)設(shè)計(jì)!最后,我要向百忙之中抽時(shí)間對本文進(jìn)行審閱,評議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝!懇請各位老師批評指正!謝謝老師題 目:精粗飼料混合攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)答辯人:何亮清 專 業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)16-2指導(dǎo)老師:王龍老師
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
精粗飼料混合攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)
前 言
隨著我國畜牧業(yè)的迅速發(fā)展,養(yǎng)殖業(yè)科技水平不斷提高,對飼料提出了更高的要求,原有的飼料廠的成料已無法同時(shí)滿足每家每戶的不同要求。飼料工業(yè)是現(xiàn)代畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),直接關(guān)系著農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾生活水平的提高,己成為中國國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。為了進(jìn)一步提高養(yǎng)殖質(zhì)量,養(yǎng)殖戶需要自行對飼料進(jìn)行調(diào)整,這樣能夠滿足養(yǎng)殖戶的要求的占地面積小、制造成本低的飼料混合攪拌機(jī)便迅速在市場中熱銷。
飼料混合攪拌機(jī)的發(fā)展至今已在飼料機(jī)械行業(yè)占有重要位置,對其所開展的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究也更加深入。對混合攪拌技術(shù)的研究主要圍繞著兩個(gè)方面展開:一方面是開發(fā)新型、高效的混合設(shè)備,另一方面是合理地選擇混合設(shè)備。為了提高飼料混合攪拌機(jī)的混合質(zhì)量,本課題對市場上現(xiàn)有的精粗飼料混合攪拌機(jī)的進(jìn)行改進(jìn)研究,并設(shè)計(jì)了立式電機(jī)驅(qū)動精粗飼料混合攪拌機(jī)。
關(guān)鍵詞:養(yǎng)殖業(yè);飼料;混合攪拌機(jī);立式
目 錄
1 概述 1
1.1課題綜述 1
1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)分析及方案選擇 3
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4
2.1 攪拌機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4
2.2 攪拌機(jī)主要結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì) 4
3 傳動系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 8
3.1 傳動方案的擬定 8
3.2 攪龍轉(zhuǎn)速的確定 8
3.3 電機(jī)的選擇 9
3.4傳動裝置總傳動比的計(jì)算和各級傳動比的分配 11
3.5傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)的計(jì)算 11
4 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 13
4.1 帶輪傳動設(shè)計(jì) 13
4.2 減速器傳動設(shè)計(jì) 14
4.3 齒輪傳動設(shè)計(jì) 15
4.4 主軸的設(shè)計(jì)與校核 20
4.5 軸承的選定及校核 25
5 其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、密封及潤滑 28
5.1 料倉門設(shè)計(jì) 28
5.2 刀片的選擇 28
5.3 潤滑和密封 29
總 結(jié) 30
致 謝 31
參考文獻(xiàn) 32
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
工程概況
本文首先分析了養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r及當(dāng)今飼料混合攪拌機(jī)的發(fā)展,根據(jù)設(shè)計(jì)要求,本課題設(shè)計(jì)的是電機(jī)驅(qū)動立式飼料混合攪拌機(jī),飼料自動混合攪拌機(jī)制備動物飼料的機(jī)器,它的功能包括切割、混合攪拌各類飼料原料,該機(jī)擬采用電機(jī)帶動減速系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)械傳動實(shí)現(xiàn)切割、混合各類飼料原料,通過機(jī)械傳動的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)各種飼料混料的出料。
本次設(shè)計(jì)的精粗飼料混合攪拌機(jī)與傳統(tǒng)混合攪拌機(jī)相比,其葉片是錐形螺旋葉片,在混合攪拌的過程可以實(shí)現(xiàn)徑向及周向雙向混合攪拌,以達(dá)到快速混合攪拌均勻的目的。
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
1概述
目前,隨著我國畜牧業(yè)的迅速發(fā)展,養(yǎng)殖業(yè)科技水平不斷提高,對飼料提出了更高的要求,原有的飼料廠的成料已無法同時(shí)滿足每家每戶的不同要求。飼料工業(yè)是現(xiàn)代畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),直接關(guān)系著農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾生活水平的提高,為了進(jìn)一步提高養(yǎng)殖質(zhì)量,養(yǎng)殖戶需要自行對飼料進(jìn)行調(diào)整,這樣能夠滿足養(yǎng)殖戶的要求的占地面積小、制造成本低的飼料混合攪拌機(jī)便迅速在市場中熱銷。然而,現(xiàn)階段在我國大部分地區(qū)中小企業(yè)仍然使用傳統(tǒng)的攪拌機(jī),這種攪拌機(jī)設(shè)備陳舊,工藝落后,生產(chǎn)水平很低,顯然是不能夠滿足現(xiàn)代社會市場的競爭要求。
1.1 課題綜述
1.1.1飼料混合攪拌機(jī)的類型及特點(diǎn)
飼料混合攪拌機(jī)根據(jù)攪龍的特點(diǎn)分為立式和臥式,根據(jù)動力源的不同又分牽引式,自走式和固定式。
(1)立式混合攪拌機(jī)[1]。立式混合攪拌機(jī)的加工部件由1~2根垂直布置的攪龍構(gòu)成,其優(yōu)點(diǎn)是可迅速打開并切碎大型圓、方形草捆,但混合時(shí)間較長(一般20/min批左右),適合含水率相對高,粘附性較好的物料混合。立式攪拌機(jī)一般使用壽命較長,圓錐型料箱無死角,卸料干凈,不留余料。
(2)自走式混合攪拌機(jī)。自走式混合攪拌機(jī)能完成除精料加工外的所有工作,即自動取料、自動稱質(zhì)計(jì)量、混合攪拌、運(yùn)輸和飼喂等,具有自動化程度高,效率高,視野開闊和駕駛舒適等優(yōu)點(diǎn),是混合攪拌機(jī)中的理想產(chǎn)品,適合現(xiàn)代化畜牧業(yè)使用,但缺點(diǎn)是制造成本高。這種攪拌機(jī)由于可移動,因此又被稱為攪拌車。
(3)臥式混合攪拌機(jī)[2]。臥式混合攪拌機(jī)由2~3根水平且平行布置的攪龍構(gòu)成,優(yōu)點(diǎn)是攪拌時(shí)間短(一般6~10min/批),適合體積質(zhì)量比差異大,松散和含水率相對較低的物料混合。另外,臥式混合攪拌設(shè)備外形通常較窄、較低,通過性好,也易于裝料。缺點(diǎn)是在處理,切割大草捆時(shí)不如立式攪拌機(jī)效率高,且攪龍容易磨損。容積相同的情況下,臥式攪拌機(jī)的配套動力一般大于立式攪拌機(jī)。
(4)固定式混合攪拌機(jī)。固定式混合攪拌機(jī)一般以三相電動機(jī)為動力,常見機(jī)型為臥式結(jié)構(gòu),通常放置在各種飼料儲存相對集中,取運(yùn)方便的地點(diǎn),將各種精粗飼料加工攪拌后,用手推車或小型機(jī)動車運(yùn)至養(yǎng)殖場進(jìn)行飼喂。該機(jī)型適合飼料加工配送中心和養(yǎng)殖地通道狹窄的養(yǎng)牛小區(qū)使用。
(5)牽引式混合攪拌機(jī)。牽引式混合攪拌機(jī)由拖拉機(jī)牽引作業(yè),物料混合及運(yùn)送的動力來自拖拉機(jī)動力輸出軸和液壓控制系統(tǒng)。送料時(shí),邊行走邊進(jìn)行物料混合,行至養(yǎng)殖地時(shí),即可飼喂。該機(jī)可使攪拌和飼喂連續(xù)完成,并根據(jù)需要可加裝取料系統(tǒng)。牽引式混合喂料機(jī)適合通道較寬的飼料廠(寬度大于2.5m)飼喂作業(yè)。
1.1.2 立式混合攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)
立式混合飼料攪拌機(jī)核心部件主要由料桶、箱體、螺旋套筒、錐形螺旋葉片和刀片組成。螺旋套筒中安裝有傳動軸,用來傳遞動力,帶動螺旋套筒旋轉(zhuǎn)。其結(jié)構(gòu)如圖1-3示。
圖1-1 飼料攪混合拌機(jī)外部結(jié)構(gòu)
混合時(shí)飼料以先粗后精的加料順序,按照干草、青貯、糟渣類、精料順序加入,邊加料邊混合,其混合過程包含多種混合形式。立式混合攪拌機(jī)的螺旋攪龍呈錐形,通常由2~3片螺旋葉片焊接在螺旋套筒上組成,其底部葉片直徑與料箱直徑幾乎相等。攪龍推動飼料轉(zhuǎn)動2~3圈,可將飼料從底部推至頂部,由于攪龍的錐形結(jié)構(gòu),物料在上升過程中,葉片承載面積逐漸減小,而料箱頂部的空間很寬大,使得一部分物料被推至頂部下落到料箱底部,而另一部分在上升過程中就向周圍拋灑,落至料箱底部。隨著攪龍的旋轉(zhuǎn),物料不斷被翻運(yùn),形成強(qiáng)烈的對流混合。由于攪龍周圍也填滿了物料,所以物料在隨攪龍旋轉(zhuǎn)和上升的過程中,與周圍物料摩擦形成剪切面,物料在升運(yùn)過程中與周圍物料發(fā)生剪切混合。物料在隨攪龍旋轉(zhuǎn)的過程中,當(dāng)?shù)竭_(dá)某一轉(zhuǎn)速時(shí),由于離心力的作用使物料沿螺旋套筒徑向方向具有一分速度,受周圍物料的阻礙,而與周圍物料發(fā)生擴(kuò)散混合。以上三種混合方式是立式混合攪拌機(jī)物料混合的主要形式。為了在混合時(shí)能夠處理長草,通常在螺旋攪龍上安裝有動刀片。飼料在攪龍、切刀的綜合作用下不斷的被剪切、揉搓、攪拌作用下快速混合均勻。
其優(yōu)點(diǎn)是可以快速打開并切碎大型圓、方形草捆,但混合時(shí)間較長(一般20min/批左右),比較適合含水率相對較高、粘附性好的物料混合。立式攪拌機(jī)一般使用壽命較長,圓錐型料桶無死角,卸料時(shí)排料干凈,不留余料。
1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)分析及方案選擇
1.2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原則
強(qiáng)度準(zhǔn)則 要求機(jī)械零件的工作應(yīng)力σ不超過許用應(yīng)力[σ],即σ[σ]。
剛度準(zhǔn)則 要求機(jī)械零件在載荷作用下的彈性變形y在允許的極限值[y]以內(nèi),即y[y]。
可靠性準(zhǔn)則 對于重要的機(jī)械零件要求計(jì)算其可靠度,作為可靠性的性能指標(biāo)。
振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則 對于高速運(yùn)動的機(jī)械零件,就避免發(fā)生振動。要求其激振源的頻率與零件的固有頻率錯(cuò)開。
此外,還有耐熱性準(zhǔn)則、壽命準(zhǔn)則等。
1.2.2任務(wù)要求
本課題設(shè)計(jì)的是電機(jī)驅(qū)動立式飼料混合攪拌機(jī),飼料自動混合攪拌機(jī)制備動物飼料的機(jī)器,它的功能包括切割、混合攪拌各類飼料原料,該機(jī)擬采用電機(jī)帶動減速系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)械傳動實(shí)現(xiàn)切割、混合各類飼料原料,通過機(jī)械傳動的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)各種飼料混料的出料。
2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 攪拌機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
立式飼料混合攪拌機(jī)主要由料桶和一個(gè)垂直的錐形螺旋攪龍組成,其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。其攪龍的螺旋葉片焊接在螺旋套筒上,螺旋套筒中安裝有傳動軸,用來傳遞動力,帶動螺旋套筒旋轉(zhuǎn)。螺旋葉片上安裝有刀片,從而實(shí)現(xiàn)對干草的剪切加工,因此,這種混合機(jī)幾乎能夠直接加工所有粗飼料皆為長草的全混合日糧。
圖2-1 精粗飼料混合攪拌機(jī)
2.2 攪拌機(jī)主要結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)
2.2.1 料桶材料尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算
物料的特性主要包括容重、摩擦系數(shù)、休止角都將影響到混合的過程,因此,參數(shù)的確定首先要確定研究的物料。飼料主要由粗料和精料組成。粗料:包括青干草、青綠飼料,農(nóng)作物秸桿等。精料:包括能量飼料、蛋白質(zhì)飼料、以及糟渣類飼料。根據(jù)物料特性,確定物料的休止角為55°,物料與螺旋葉片間摩擦角為35°(系數(shù)為0.4)。
為使合物料沿壁面順利下滑的要求,攪拌機(jī)的料倉壁與料倉底夾角取100°(根據(jù)物料的結(jié)拱因素,料倉壁與料倉底夾角應(yīng)在105°~120°之間),螺旋葉片錐角α取60°。
圖2-2 料箱結(jié)構(gòu)尺寸圖
料箱結(jié)構(gòu)尺寸如圖2-2所示,根據(jù)料箱容積
計(jì)算公式:
(2-1)
其中:h——裝料高度;
r1——料箱底部半徑;
r2——裝料高度h處半徑。
根據(jù)料倉壁與料倉底夾角100°,可推出
(2-2)
即
若取
則 , v=1.6 。
綜合計(jì)算方便,加工容易和外形等因素,取,這樣裝料高度小于料箱高度,飼料不會從箱頂飛出。
選料箱材料為35號鋼,料桶壁厚為10mm,底厚為80mm。
尺寸結(jié)構(gòu)如圖2-3所示
圖2-3 料桶結(jié)構(gòu)尺寸
2.2.2攪龍螺旋葉片參數(shù)的確定
立式混合攪拌機(jī)的螺旋攪龍呈錐形,通常由2~3片螺旋葉片(圖2-4)焊接在螺旋套筒上組成。而螺旋葉片的直徑、錐角、螺距是立式混合攪拌機(jī)核心部件——攪龍的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)。根據(jù)對飼料中纖維飼料尺寸(4~10cm)的要求,一般取底部螺旋葉片最大直徑與料箱壁面間隙為15mm左右,以避免對干草等纖維飼料過度切割,所以取葉片最大直徑850。根據(jù)攪龍推動飼料轉(zhuǎn)動2~3圈,可將飼料從底部推至頂部的要求和螺旋錐角α=60°及攪龍總體高度790mm的參數(shù),取螺旋葉片1、2螺距300mm,掃料用螺旋葉片3螺距400mm,據(jù)此設(shè)計(jì)螺旋葉片樣圖,與套筒焊接效果如圖2-5所示。
圖2-4 攪龍螺旋葉片 圖2-5 攪龍
2.2.3套筒參數(shù)的確定
螺旋套筒用于焊接葉片,并能適于剛度的要求及螺旋葉片內(nèi)徑的安裝要求。為了節(jié)省材料和減少功耗,把套筒設(shè)計(jì)成由直徑不同的兩部分組成。據(jù)此,設(shè)計(jì)下部螺旋套簡直徑400mm,長度550mm,上部螺旋套簡直徑250mm,長度790mm,材料選60鋼。形式如圖2-6所示。
圖2-6 套筒結(jié)構(gòu)尺寸
3傳動系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
3.1 傳動方案的擬定
攪拌機(jī)的傳動系統(tǒng)與整機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有密切關(guān)系,它影響攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)、布局、包裝精度、傳動效率、制造以及制造成本、操作與調(diào)整是否方便等,因此,設(shè)計(jì)傳動系統(tǒng)時(shí)必須注意滿足下列要求:
(1)電機(jī)輸出軸和全部傳動機(jī)構(gòu)需能滿足足夠的功率和扭矩,并且具有較高的傳動效率。
(2)各執(zhí)行件的位置、速度應(yīng)有比較準(zhǔn)確的相對關(guān)系,又要便于獨(dú)立調(diào)整。
(3)結(jié)構(gòu)簡單、潤滑與密封良好, 操作方便可靠,便于加工裝配,成本低。
(4)為便于調(diào)整試攪拌機(jī),傳動系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)有調(diào)整機(jī)構(gòu)。
該飼料攪拌機(jī)采用電機(jī)驅(qū)動,其進(jìn)給與動力系統(tǒng)的動力均是由電機(jī)提供。其具體傳動形式如圖3-1是:
電機(jī)
帶輪
絞龍
齒輪
減速器
圖3-1 傳動系統(tǒng)框圖
3.2 攪龍轉(zhuǎn)速的確定
臨界轉(zhuǎn)速是螺旋葉片某一位置處的物料能被升運(yùn)的最低轉(zhuǎn)速,同普通的垂直升運(yùn)攪龍不同的是,物料在上升過程中,攪龍葉片任意物料所受到的摩擦力不是物料與料箱壁面的摩擦力,而是物料與物料之間的內(nèi)摩擦力。根據(jù)垂直攪龍的臨界轉(zhuǎn)速[1]公式可以計(jì)算出立式混合攪拌機(jī)工作的臨界轉(zhuǎn)速范圍。
假定螺旋葉片某點(diǎn)處有1個(gè)質(zhì)量為m的物料粒,設(shè)此處螺旋直徑為D,螺距為S,螺旋升角為α,
攪龍以順時(shí)針旋轉(zhuǎn),角速度為為ω,(3-2)系數(shù)為,根據(jù)垂直攪龍的臨界轉(zhuǎn)速公式:
(3-1)
得: 攪龍的臨界轉(zhuǎn)速
(轉(zhuǎn)/min) (3-2)
式中:α為錐形攪龍任意點(diǎn)處的螺旋升角;為物料與螺旋葉片間的摩擦角。
由于旋葉片各點(diǎn)處的臨界轉(zhuǎn)速各不相同,由此式可計(jì)算出攪龍臨界轉(zhuǎn)速范圍,根據(jù)此攪龍的相關(guān)參數(shù):螺距S=0.3m,物料與葉片間摩擦角=35°,物料休止角=55°。
1.按螺旋套簡直徑d=0.2m,計(jì)算攪龍的臨界轉(zhuǎn)速。
得 =25.5°
≈53(r/min)
2.按攪龍螺旋葉片最大直徑,計(jì)算攪龍的臨界轉(zhuǎn)速。
得 =6.8°
≈23(r/min)
由于螺旋攪龍有錐角,與普通攪龍不同,旋葉片各點(diǎn)處的臨界轉(zhuǎn)速各不相同,此攪拌機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速范圍為23~53r/min。
由于飼料攪拌機(jī)是用于物料混合,當(dāng)攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)確定后,轉(zhuǎn)速及其效率之間的關(guān)系與用于物料升運(yùn)的螺旋攪龍有所區(qū)別,其最佳轉(zhuǎn)速的確定還需要通過試驗(yàn)進(jìn)一步分析。
3.3 電機(jī)的選擇
1.選擇電機(jī)類型
因?yàn)楸緜鲃拥墓ぷ鳡顩r是:工作機(jī)空載啟動,有輕微振動;按功能工作要求選擇Y型全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機(jī),電壓為380V。
2.選擇電機(jī)容量
根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求設(shè)備重量為250~300kg,主軸葉片最低載荷4KN,電機(jī)所需工作效率,按式計(jì)算為
(3-3)
(3-4)
查表機(jī)械傳動和摩擦副效率概略值,確定部分效率為:帶輪效率,減速器傳動效率,圓錐滾子軸承傳動效率,齒輪傳動效率
η4=0.97,代入得
所需電機(jī)功率為
===4.2KW
3.確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min
綜合以上信息,最終選擇型號為Y132S-4的電機(jī),可選取電機(jī)參數(shù)如下表所示:外形結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。
圖3-3 電機(jī)結(jié)構(gòu)及尺寸
外形參數(shù)如表3-1所示
表3-1 電機(jī)外形參數(shù)
型號
A
B
C
D
E
F
G
H
K
Y132S-4
216
178
89
38
80
10
33
132
12
技術(shù)參數(shù)如表3-2所示
表3-2 電機(jī)技術(shù)參數(shù)
電機(jī)型號
額定功率
/kw
滿載轉(zhuǎn)速
/(r/min)
額定轉(zhuǎn)矩
最大轉(zhuǎn)矩
Y132S-4
5.5
1440
2.2
2.3
3.4傳動裝置總傳動比的計(jì)算和各級傳動比的分配
由于該攪拌機(jī)的動力傳動系統(tǒng)的傳遞相對較簡單,傳遞的構(gòu)建比較少,由于,電機(jī)選擇為Y132S-4,轉(zhuǎn)速為1440r/min,最終攪龍的轉(zhuǎn)速要求為23~53r/min,結(jié)合到實(shí)際情況,確定總傳動比為42,選擇帶輪傳動比為2,減速器傳動比為14,齒輪傳動比為1.5,經(jīng)減速系統(tǒng)后攪龍轉(zhuǎn)速為34.3 r/min,符合攪龍臨界轉(zhuǎn)速要求。
3.5傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)的計(jì)算
在選定電動機(jī)的型號、分配傳動比之后,應(yīng)計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù),即各軸的轉(zhuǎn)速,功率和轉(zhuǎn)矩,為后面進(jìn)行傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算提供計(jì)算數(shù)據(jù)。
計(jì)算各軸運(yùn)動和動力參數(shù)時(shí),先將傳動裝置中各軸從高速到低速依次編號為電動機(jī)軸、Ⅰ軸(減速器輸入軸)、Ⅱ軸(減速器輸出軸)、Ⅲ軸(工作機(jī)軸)。
并設(shè):
——相鄰兩軸間的傳動比;
——相鄰兩軸間的傳動效率;
——各軸的輸入功率(kw);
——各軸的輸入轉(zhuǎn)矩(N·m);
——各軸的轉(zhuǎn)速(r/min);
則可由電機(jī)軸至工作機(jī)軸方向依次推算,計(jì)算得到各軸的參數(shù)。
(1)各軸的速度
(3-5)
式中: ——電機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速(r/min);
——電機(jī)軸至Ⅰ軸的傳動比 。
同理
其余類推
(2)各軸輸入功率
式中:Pd——電機(jī)的實(shí)際輸出功率(kw);
η01——電機(jī)與一軸間的傳動效率。
同理 其余類推
(3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩
式中: ——電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩(N·m)。
其中: ——電動機(jī)實(shí)際輸出功率(km);
——電動機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)。
所以
其余類推
將上述結(jié)果列入表3-3,供后面的合計(jì)計(jì)算使用。
表3-3 運(yùn)動和動力參數(shù)
軸號
功率P/kw
轉(zhuǎn)矩T(N·m)
轉(zhuǎn)速n(r/min)
傳動比i
效率η
電動機(jī)軸
5.5
36475.7
1440
2
0.93
減速器傳入軸
5.1
67844.7
720
14
0.80
減速器傳出軸
4
759860.8
51.4
1.5
0.97
工作機(jī)軸
3.8
1105597.4
34.2
——
——
4傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1 帶輪傳動設(shè)計(jì)
(1) 計(jì)算設(shè)計(jì)功率
由表查得工作情況系數(shù)故
(2) 選擇帶型號
根據(jù)Pc=33kw,n1=1470r/min,由手冊初步選用A型帶
(3) 選取帶輪基準(zhǔn)直徑
由表選取小帶輪基準(zhǔn)直徑,則(設(shè)滑動率,傳動比i=2)
取直徑系列值:
(4) 驗(yàn)算帶速
(4-1)
在(5-25m/s)范圍內(nèi),帶速合適。
(5) 確定中心a 和帶的基準(zhǔn)長度
在 范圍,初選中心距a=400mm。
查圖選取A型帶的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)長度
可得實(shí)際中心距
(4-2)
代入數(shù)據(jù)可得,a≈400mm
?。篴=400mm
(6) 驗(yàn)算小帶輪包角
包角合適。
(7) 確定帶的根數(shù)Z
因,帶速,傳動比i=2。
由表14-13c,基本額定功率。
單根皮帶額定功率的增量。
由表14-9,
由表14-11,
由公式得
(4-3)
取Z=3根。
(8) 確定初拉力
由公式得單根普通V帶的初拉力
(9) 計(jì)算帶輪軸所受壓力
由公式得
綜上,所選V帶為A型帶。
4.2 減速器傳動設(shè)計(jì)
(1) 選用減速器的額定功率
選用減速器的公稱輸入功率滿足:
(4-4)
式中:——計(jì)算功率,KW;
——載荷功率;
——減速器公稱輸入功率;
——工況系數(shù);
——啟動系數(shù);
——可靠度系數(shù);
由于是電機(jī)驅(qū)動,中度沖擊,故工況系數(shù)=1.3。
考慮到每批飼料的攪拌時(shí)間為10-15min,故每小時(shí)的啟動次數(shù)5次,且=1.3,故啟動系數(shù)=1。
可靠度要求一般,故=1。
得計(jì)算功率:
為滿足減速器的機(jī)械強(qiáng)度,要求,按i=14,輸入轉(zhuǎn)矩為n=720r/min,查手冊,初選CW315,i=14,r/min,。
當(dāng)r/min時(shí),折算公稱功率為:
(2) 校核熱平衡許用功率
查手冊得
,,
根據(jù)公式可得熱平衡許用功率
(4-5)
查手冊,對于CW315型減速器
故無需采用冷卻裝置,因此可以選定CW315型減速器,采用油池潤滑。
4.3 齒輪傳動設(shè)計(jì)
(1)選定齒輪的精度等級和材料,初選齒數(shù)
1)攪拌機(jī)為一般工作機(jī)械,按傳動方案該齒輪組為直齒輪,精度等級選擇7級精度;
2)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-1,由于齒輪傳比為1.5,齒輪材料選擇為45鋼,調(diào)制后表面淬火,硬度為240HBS,軟齒面,懸掛布置。
3)輪齒數(shù)初選為=73,=109。
(2)按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)
按《機(jī)械設(shè)計(jì)》式(10-9)試算,
(4-6)
確定公式內(nèi)的各計(jì)算值:
1)初選載荷系數(shù)Kt=1.3;
2)計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
由前文可知齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為67844.7N·m;
3)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7及其說明,可選定齒寬系數(shù)=0.3;
4)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6,查得材料的彈性影響系數(shù)=189.8;
5)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21d,按齒面接觸硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度=600Mpa;
6)兩齒輪的設(shè)計(jì)壽命為50000h,由式10-13,計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
7)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)==0.95;
8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%,安全系數(shù)s=1。由式(10-12),
(2)將以上參數(shù)代入公式進(jìn)行計(jì)算
1)試算齒輪分度圓直徑,代入[H-]中較小的值
2)計(jì)算圓周速度
3)計(jì)算齒寬
4)計(jì)算齒寬與齒高之比
齒輪模數(shù)
齒高
5)計(jì)算載荷系數(shù)K
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8,查得動載系數(shù);
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-3,查得;
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2,查得使用系數(shù)=1.25;
小齒輪精度為6級,相對支撐作懸掛分布。由表10-4,
由b/h=9.7,=1.15,查圖10-13,得=1.12,
故,動載系數(shù)
6)按實(shí)際得載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由式(10-10a)得
(4-7)
7)計(jì)算模數(shù)
3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式(10-5)得彎曲疲勞的設(shè)計(jì)公式為
(4-8)
確定式中各參數(shù)的值:
1)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-24c查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=440MPa;
2)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)==0.87;
(3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.3,由式(10-12)得
===0.87×440/1.3=294.46Mpa
4)計(jì)算載荷系數(shù) K
5)查取齒形系數(shù)
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5查得。
6)查取應(yīng)力校正系數(shù)
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5,查得;。
7)計(jì)算齒輪的
(3)設(shè)計(jì)計(jì)算
將以上參數(shù)代入《機(jī)械設(shè)計(jì)》式(10-5)進(jìn)行計(jì)算
對比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)差不多,由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力,而由齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積)有關(guān),可取由彎曲強(qiáng)度所算得的模數(shù)m=2mm,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑,算出齒輪齒數(shù)
,取Z1=73 ;
,由于齒數(shù)互質(zhì)故取Z2=109 。
(4)幾何尺寸計(jì)算
1)計(jì)算分度圓直徑
2)計(jì)算中心距
3)計(jì)算齒輪寬度
取。
(5)驗(yàn)算
,合適。
(6)設(shè)計(jì)匯總
,
,
,
,
;
大小齒輪均選用45鋼調(diào)質(zhì)處理,齒輪按7級精度設(shè)計(jì)。
(7)設(shè)計(jì)齒輪外形結(jié)構(gòu)如圖4-1所示
圖4-1 齒輪外形結(jié)構(gòu)
4.4 主軸的設(shè)計(jì)與校核
(1) 求軸上的功率P,轉(zhuǎn)速n以及轉(zhuǎn)矩T。忽略傳遞效率,則:
該軸輸入功率
該軸轉(zhuǎn)速 n=34.2r/min
轉(zhuǎn)矩 (4-9)
(2) 初步確定軸以及套筒的最小直徑。
選取軸的材料為45鋼,調(diào)制處理,查手冊,取,則:
(4-10)
(3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸最小直徑出采用平鍵連接齒輪,內(nèi)徑d1選取70mm。
根據(jù)零件的轉(zhuǎn)配方案的要求,最終確定軸的外形尺寸如圖4-2所示。
圖4-2 主軸
(4) 求作用在攪龍葉片上的力。
齒輪的分度圓直徑
則:圓周力 (4-11)
徑向力
圓周力,徑向力的方向。
(5) 求軸上的載荷,軸的載荷分析布圖,如圖4-3所示。
圖4-3 軸的載荷分析布圖
首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖,根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖如圖4-3所示。
從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面A是軸的危險(xiǎn)截面?,F(xiàn)將計(jì)算出的截面A處的、以及M的值列于下表4-2。
載荷
水平面
垂直面
支反力F
,
,
彎矩M
Mh=-3274628N.mm
Mv=-4685246N.mm
總彎矩
M=5275624N.mm
扭矩T
T2=7376237.5N.mm
表4-2 A面彎矩扭矩值
(6) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。
進(jìn)行校核時(shí),通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險(xiǎn)截面A)的強(qiáng)度。根據(jù)公式以及上表中的數(shù)據(jù)以及軸單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力,取,軸的計(jì)算應(yīng)力
(4-12)
前已選定軸的材料為45鋼,調(diào)制處理,查手冊得,因此,故安全。
(7) 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度。
1) 判斷危險(xiǎn)截面
根據(jù)彎矩圖以及扭矩圖,可以知道右端軸承的支點(diǎn)截面,即A面所承受的彎矩和扭矩是最大的,但是從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看,軸與齒輪連接處截面B處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重,且截面B處所承受的應(yīng)力與A面很接近,而截面A并沒有應(yīng)力集中,直徑也較大,故截面A不必校核,只需校核截面B即可。
2) 截面B左側(cè)
抗彎截面系數(shù) mm (4-13)
抗扭截面系數(shù)
截面B左側(cè)的彎矩 M=5256433 N·m
截面B上的扭矩 T=5073437.5 N·m
截面上的彎曲應(yīng)力
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