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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
摘要
本文設(shè)計(jì)的混凝土攪拌機(jī)是強(qiáng)制式臥軸混凝土攪拌機(jī)的一種，強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)不僅能攪拌干硬性混凝土，而且能攪拌輕骨料混凝土，能使混凝土達(dá)到強(qiáng)烈的攪拌作用，攪拌非常均勻，生產(chǎn)率高，質(zhì)量好，成本低。它是目前國(guó)內(nèi)較為新型的攪拌機(jī)，整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀。其主要組成機(jī)構(gòu)包括：攪拌裝置，攪拌傳動(dòng)系統(tǒng)，上料、卸料系統(tǒng)，機(jī)架及行走系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)等。主要設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容混凝土攪拌機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)，主要包括：機(jī)架結(jié)構(gòu)方案的確定、機(jī)架上所有部件之間相互位置的確定、機(jī)架上所有部件與機(jī)架的連接方式及安裝位置、機(jī)架外形尺寸的確定、機(jī)架鋼結(jié)構(gòu)的選材，機(jī)架穩(wěn)定性的校核、完成總成圖及零部件圖。
關(guān)鍵詞 混凝土攪拌機(jī)；機(jī)架；強(qiáng)制式
Abstract
The design of the concrete mixer is compulsory horizontal axis in a concrete mixer, compulsory mixing concrete mixer can not only dry hard concrete, but also stirred lightweight aggregate concrete, concrete can achieve a strong role in stirring very uniform，high productivity，quality Low cost. It is a new type of domestic mixer with two compact structure，good looks .The main components of its structure including: mixing device, stirring drive system, feeding, unloading system, rack and walking systems, electrical control system and so on. Design of the main content is concrete mixer rack design, these mainly include: rack structure of the programme of, all the components on the rack and rack of connections and installation of position, the determination of rack form factor, the selection frame steel structure，checking the stability of the rack，complete plans and parts rack assembly plans.
Keywords concrete mixer rack compulsory
I
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
目 錄
摘要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1 混凝土攪拌機(jī)械 1
1.2 混凝土攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理 3
2傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) 4
2.1電動(dòng)機(jī)的選擇 4
2.2傳動(dòng)比的分配 7
2.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 8
2.4第一級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 10
2.4.1材料的選擇 10
2.4.2確定齒輪主要尺寸 13
2.5第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 16
2.5.1材料的選擇 16
2.5.2確定齒輪主要尺寸 18
2.6減速器的潤(rùn)滑和密封 21
2.6.1傳動(dòng)的潤(rùn)滑 21
2.6.2軸承潤(rùn)滑 22
2.6.3密封裝置 22
3 攪拌機(jī)的工作原理 23
3.1 攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)組成 23
3.1.1攪拌機(jī)料筒 24
3.1.2攪拌機(jī)葉片 24
3.1.3攪拌機(jī)軸承 24
3.1.4攪拌機(jī)聯(lián)軸器 27
3.1.5攪拌機(jī)軸 28
3.1.6攪拌機(jī)支架 34
3.2 工作過程 35
3.3電路控制 36
4.1攪拌機(jī)使用的注意事項(xiàng) 37
4.2攪拌機(jī)的日常保養(yǎng) 37
結(jié)論 39
致謝 40
參考文獻(xiàn) 41
0
1 緒論
1.1 混凝土攪拌機(jī)械
混凝土施工機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r是影響建筑工程施工機(jī)械化程度的重要因素之一。因?yàn)榻ㄖ夹g(shù)與建筑工程的現(xiàn)代化已經(jīng)使建筑物的基礎(chǔ)、梁、柱、板等主要構(gòu)件幾乎都是混凝土澆筑而成的．如果工程中所用的大量混凝土，其生產(chǎn)過程中的各道工序(即貯料、裝料、配料、攪拌、運(yùn)輸、澆筑和振搗)都采用人工操作，則不僅需要大量的勞動(dòng)力，而且勞動(dòng)強(qiáng)度高、效率低、混凝土的質(zhì)量差。為此，必須十分重視混凝土施工機(jī)械的發(fā)展和應(yīng)用，并作為提高建筑施工機(jī)械化程度的主要技術(shù)措施之一。當(dāng)前，我國(guó)建筑工程中混凝土的加工雖已基本機(jī)械化，但分散件很強(qiáng)，尚不能走向較高程度的工業(yè)化，商品混凝土應(yīng)用的程度還很小。今后一段時(shí)間內(nèi)，要把注意力放在混凝土施工地機(jī)械化體系的配套上，使之更加完善。
混凝土攪拌機(jī)是將一定配合比的水泥(膠結(jié)材料)、砂、石(骨料)和水(有時(shí)還加入一些混合材料)拌和成勻質(zhì)混凝土的機(jī)械。同人工拌和混凝土相比，混凝土攪拌機(jī)具有生產(chǎn)率高，拌和質(zhì)量好，減輕工人勞功強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，如今它是建筑施工現(xiàn)場(chǎng)、混凝土構(gòu)件廠及商品混凝土供應(yīng)站生產(chǎn)混凝土的重要機(jī)械設(shè)備之一。
混凝土攪拌機(jī)按攪拌混凝土的原理來分有自落式和強(qiáng)制式兩種。
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
細(xì)石混凝土攪拌機(jī)設(shè)計(jì)
THE DESIGN OF THE CONCRETE MIXER
學(xué)生姓名
學(xué)院名稱
專業(yè)名稱
指導(dǎo)教師
20**年
5月
27日
摘要
本文設(shè)計(jì)的混凝土攪拌機(jī)是強(qiáng)制式臥軸混凝土攪拌機(jī)的一種，強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)不僅能攪拌干硬性混凝土，而且能攪拌輕骨料混凝土，能使混凝土達(dá)到強(qiáng)烈的攪拌作用，攪拌非常均勻，生產(chǎn)率高，質(zhì)量好，成本低。它是目前國(guó)內(nèi)較為新型的攪拌機(jī)，整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀。其主要組成機(jī)構(gòu)包括：攪拌裝置，攪拌傳動(dòng)系統(tǒng)，上料、卸料系統(tǒng)，機(jī)架及行走系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)等。主要設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容混凝土攪拌機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)，主要包括：機(jī)架結(jié)構(gòu)方案的確定、機(jī)架上所有部件之間相互位置的確定、機(jī)架上所有部件與機(jī)架的連接方式及安裝位置、機(jī)架外形尺寸的確定、機(jī)架鋼結(jié)構(gòu)的選材，機(jī)架穩(wěn)定性的校核、完成總成圖及零部件圖。
關(guān)鍵詞 混凝土攪拌機(jī)；機(jī)架；強(qiáng)制式
Abstract
The design of the concrete mixer is compulsory horizontal axis in a concrete mixer, compulsory mixing concrete mixer can not only dry hard concrete, but also stirred lightweight aggregate concrete, concrete can achieve a strong role in stirring very uniform，high productivity，quality Low cost. It is a new type of domestic mixer with two compact structure，good looks .The main components of its structure including: mixing device, stirring drive system, feeding, unloading system, rack and walking systems, electrical control system and so on. Design of the main content is concrete mixer rack design, these mainly include: rack structure of the programme of, all the components on the rack and rack of connections and installation of position, the determination of rack form factor, the selection frame steel structure，checking the stability of the rack，complete plans and parts rack assembly plans.
Keywords concrete mixer rack compulsory
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
目 錄
摘要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1 混凝土攪拌機(jī)械 1
1.2 混凝土攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理 3
2傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) 4
2.1電動(dòng)機(jī)的選擇 4
2.2傳動(dòng)比的分配 7
2.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 8
2.4第一級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 10
2.4.1材料的選擇 10
2.4.2確定齒輪主要尺寸 13
2.5第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 16
2.5.1材料的選擇 16
2.5.2確定齒輪主要尺寸 18
2.6減速器的潤(rùn)滑和密封 21
2.6.1傳動(dòng)的潤(rùn)滑 21
2.6.2軸承潤(rùn)滑 22
2.6.3密封裝置 22
3 攪拌機(jī)的工作原理 23
3.1 攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)組成 23
3.1.1攪拌機(jī)料筒 24
3.1.2攪拌機(jī)葉片 24
3.1.3攪拌機(jī)軸承 24
3.1.4攪拌機(jī)聯(lián)軸器 27
3.1.5攪拌機(jī)軸 28
3.1.6攪拌機(jī)支架 34
3.2 工作過程 35
3.3電路控制 36
4.1攪拌機(jī)使用的注意事項(xiàng) 37
4.2攪拌機(jī)的日常保養(yǎng) 37
結(jié)論 39
致謝 40
參考文獻(xiàn) 41
I
1 緒論
1.1 混凝土攪拌機(jī)械
混凝土施工機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r是影響建筑工程施工機(jī)械化程度的重要因素之一。因?yàn)榻ㄖ夹g(shù)與建筑工程的現(xiàn)代化已經(jīng)使建筑物的基礎(chǔ)、梁、柱、板等主要構(gòu)件幾乎都是混凝土澆筑而成的．如果工程中所用的大量混凝土，其生產(chǎn)過程中的各道工序(即貯料、裝料、配料、攪拌、運(yùn)輸、澆筑和振搗)都采用人工操作，則不僅需要大量的勞動(dòng)力，而且勞動(dòng)強(qiáng)度高、效率低、混凝土的質(zhì)量差。為此，必須十分重視混凝土施工機(jī)械的發(fā)展和應(yīng)用，并作為提高建筑施工機(jī)械化程度的主要技術(shù)措施之一。當(dāng)前，我國(guó)建筑工程中混凝土的加工雖已基本機(jī)械化，但分散件很強(qiáng)，尚不能走向較高程度的工業(yè)化，商品混凝土應(yīng)用的程度還很小。今后一段時(shí)間內(nèi)，要把注意力放在混凝土施工地機(jī)械化體系的配套上，使之更加完善。
混凝土攪拌機(jī)是將一定配合比的水泥(膠結(jié)材料)、砂、石(骨料)和水(有時(shí)還加入一些混合材料)拌和成勻質(zhì)混凝土的機(jī)械。同人工拌和混凝土相比，混凝土攪拌機(jī)具有生產(chǎn)率高，拌和質(zhì)量好，減輕工人勞功強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，如今它是建筑施工現(xiàn)場(chǎng)、混凝土構(gòu)件廠及商品混凝土供應(yīng)站生產(chǎn)混凝土的重要機(jī)械設(shè)備之一。
混凝土攪拌機(jī)按攪拌混凝土的原理來分有自落式和強(qiáng)制式兩種。
自落式混凝土攪拌機(jī)工作機(jī)構(gòu)是筒體，沿筒內(nèi)壁圓周安裝若干攪拌葉片。工作時(shí)，將物料投入攪拌筒內(nèi)，筒體繞其自身軸旋轉(zhuǎn)，靠攪拌筒的旋轉(zhuǎn)，由筒內(nèi)的攪拌葉片將物料推到一定的高度后，物料靠自重墜落下來，反復(fù)對(duì)物料進(jìn)行攪拌而加工成勻質(zhì)混凝土。這種攪拌機(jī)特點(diǎn)是攪拌強(qiáng)度不大，效率低，只適合加工普通塑性混凝土，對(duì)骨料的粒徑要求不嚴(yán)格，廣泛地應(yīng)用于各種中小型建筑工地。是現(xiàn)在建筑行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛的一種混凝土攪拌機(jī)。
強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)的攪拌機(jī)構(gòu)是水平式設(shè)置在筒內(nèi)的攪拌軸，軸上安裝攪拌葉片，工作時(shí)，強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)的攪拌筒固定不動(dòng)，是由筒內(nèi)轉(zhuǎn)軸的帶動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)來對(duì)物料進(jìn)行強(qiáng)制式的剪切，擠壓、翻轉(zhuǎn)的強(qiáng)制攪拌作用，使拌合料在劇烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中達(dá)到均勻拌和。這種攪拌機(jī)攪拌質(zhì)量好，效率高，適合加工普通塑性和半硬性的混凝土。由于受構(gòu)造上的限制，對(duì)粗骨料粒徑的要求較為嚴(yán)格，施工現(xiàn)場(chǎng)的混凝土攪拌站和混凝土預(yù)拌工廠的攪拌樓中使用的攪拌機(jī)均系此種類型。
混凝土攪拌機(jī)，按其外形又可分為鼓形、錐形和盤形二種；按所用動(dòng)力裝置不同又分為電動(dòng)式和內(nèi)燃式兩種；由攪拌量的不同，又將攪拌機(jī)分成多種容量型號(hào)，目前世界上的混凝上攪拌機(jī)已有200種以上。我國(guó)混凝土攪拌機(jī)的容量、規(guī)格的發(fā)展也很迅速，容量?jī)H在3000L以下的就合11種之多，它們是；50，100，150、200，250，350，500，750，1000，1500和3000L這些攪拌機(jī)都同屬周期作業(yè)式，隨著混凝土施工工藝的發(fā)展和對(duì)攪拌機(jī)要求的提高，必將很快推出各種新型的混凝土攪拌機(jī)械。
根據(jù)攪拌機(jī)攪拌筒容量參數(shù)的小同，又常把混凝土攪拌機(jī)劃分為大型(出科容量為1—3)、中型(出料容量為0.35—0．75)和小型(出料容量為0.5一0.25)三種。
我國(guó)混凝土攪拌機(jī)的生產(chǎn)業(yè)已定型，并自成系列，其代號(hào)和主要技術(shù)參數(shù)的意義：
J——攪拌機(jī)：
G——鼓形自治式混凝土攪拌機(jī)；
Z——錐形反轉(zhuǎn)出料式混凝土攪拌機(jī)；
F——錐形頓翻出料式混凝1：攪拌機(jī)；
D——單臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)；
JG250型混凝土攪拌機(jī)——表示鼓形自落式混凝土攪拌機(jī)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，出料容量并經(jīng)搗實(shí)后的混凝土體積為250L。
混凝土攪拌機(jī)其主要組成部分有：
攪拌機(jī)構(gòu).它是混凝土攪拌機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)，由攪拌筒、攪拌葉片等組成。
傳動(dòng)裝置它是向攪拌機(jī)各工作機(jī)構(gòu)傳遞力和速度的系統(tǒng)。—般有由帶條、摩擦輪、齒輪,、鏈輪和軸等傳動(dòng)元件組成的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和由液壓元件組成的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)兩大類。
上料機(jī)構(gòu),它是向攪拌筒內(nèi)裝人混凝土物料的設(shè)施一般有卷揚(yáng)提升式料斗、固定式料斗和翻轉(zhuǎn)式料斗三種形式c
配水系統(tǒng),它的作用是按照混凝土的配合比要求定量供給攪拌用水。攪拌機(jī)配水系統(tǒng)的型式主要有：水泵—配水箱系統(tǒng)、水泵—水表系統(tǒng)和水泵—時(shí)間繼電器系統(tǒng)三種。
卸料機(jī)構(gòu),它是將攪拌好的勻質(zhì)熟料混凝土從攪拌筒中卸出的裝置。主要有溜槽式、螺旋葉片式和傾翻式三種型式。
我選用的是HJW型混凝土攪拌機(jī)，它主要由攪拌機(jī)構(gòu)（由攪拌筒，攪拌葉片等組成），傳動(dòng)裝置（由減速器、聯(lián)軸器等組成），支撐機(jī)構(gòu)（機(jī)架等），配水系統(tǒng)（由水泵—配水箱系統(tǒng)），電器控制系統(tǒng)組成。
1.2 混凝土攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理
攪拌筒的基本形狀，即有鼓形、雙錐形、盤形和圓槽形等。其中，鼓形、雙錐形攪拌機(jī)工作原理為自落式，即作業(yè)時(shí)，攪拌筒旋轉(zhuǎn)，物料靠自重墜落達(dá)到攪拌要求；盤形相圓槽形攪拌機(jī)為強(qiáng)制式，作業(yè)時(shí)攪拌筒固定不動(dòng)，靠轉(zhuǎn)軸帶功筒內(nèi)的攪拌葉片對(duì)混凝土物料進(jìn)行強(qiáng)制擠壓、翻轉(zhuǎn)和拋擲而達(dá)到拌合均勻的目的。
從攪拌原理上看，錐形反轉(zhuǎn)出料式混凝土攪拌機(jī)是一種自落式混凝土攪拌機(jī)。攪拌筒正向回轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌，反向回轉(zhuǎn)進(jìn)行出料，它是作為取代鼓形自落式混凝土攪拌機(jī)的一種機(jī)型，可以用來拌合普通塑性和低流動(dòng)性的混凝土。攪拌時(shí)，雙錐形攪拌筒旋轉(zhuǎn)。葉片使物料作提升、下落運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還強(qiáng)迫物料作軸向竄動(dòng)。所以，此種攪拌機(jī)同鼓形自落式攪拌機(jī)相比，其攪拌運(yùn)動(dòng)比較強(qiáng)烈，生產(chǎn)率高，拌和出來的混凝土質(zhì)量好。機(jī)械構(gòu)造也比較簡(jiǎn)單、操作方便，因而得到了廣泛應(yīng)用。
錐形反轉(zhuǎn)出料式混凝土攪拌機(jī)主要有以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的JZ系列型號(hào)和JZY系列型號(hào)。JZY型除進(jìn)料機(jī)構(gòu)采用液壓傳動(dòng)外，其余構(gòu)造及技術(shù)性能均與JZ型相同。目前，該系列產(chǎn)品的出料容量有150L，200L，350L,500L和750L等。所示為JZ350型混凝土攪拌機(jī)的外形，其出料混凝土體積為350L。它主要由動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置、進(jìn)料系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、底盤和電氣系統(tǒng)等組成。
本機(jī)有機(jī)架，攪拌裝置，傳動(dòng)系統(tǒng)，出料系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)所組成。機(jī)架是整個(gè)設(shè)備的支承部件，由槽鋼，角鋼焊接而成，攪拌裝置由攪拌筒，攪拌軸，攪拌鏟片所構(gòu)成，攪拌鏟片固定在攪拌臂上，并且與攪拌軸成為一體，形成兩組螺旋方向相反，但導(dǎo)程及螺旋升角相同的螺旋帶狀攪拌鏟，攪拌鏟與攪拌筒內(nèi)壁的間隙小于3mm。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由電動(dòng)機(jī)，減速機(jī)，聯(lián)軸器所組成。出料系統(tǒng)為手工卸料，電氣控制具有啟動(dòng)，點(diǎn)動(dòng)，停止，定時(shí)的功能。
工作原理，電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)和聯(lián)軸器使攪拌軸沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，攪拌軸上的正反兩組鏟片攪拌物料，由于正反兩個(gè)螺旋升角的作用，在鏟片工作時(shí)，使筒內(nèi)的物料由一側(cè)推向另一側(cè)，又由另一側(cè)推回原處的循環(huán)動(dòng)作，同時(shí)鏟片兩端的刮邊板將粘在料筒兩端的物料刮下，使物料得到充分的攪拌從而獲得較理想的攪拌效果。
2傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)
2.1電動(dòng)機(jī)的選擇
電動(dòng)機(jī)是常用的原動(dòng)機(jī)，并且是系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品．機(jī)械設(shè)計(jì)中需要根據(jù)工作機(jī)的工作情況和運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力參數(shù)，合理選擇電動(dòng)機(jī)類型，結(jié)構(gòu)形式，傳遞的功率和轉(zhuǎn)速，確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。
電動(dòng)機(jī)有交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)之分，工業(yè)上采用交流電動(dòng)機(jī)．交流電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類，異步電動(dòng)機(jī)又分籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣泛．如無特殊需要，一般憂先選用Ｙ型籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，因其具有高效，節(jié)能，噪音小，振動(dòng)小，安全可靠的特點(diǎn)，且安裝尺寸和功率等級(jí)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，適用于無特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備．
電動(dòng)機(jī)的功率選擇是否合適將直間影響到電動(dòng)機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能。如果選用額定功率小于工作機(jī)所需要的功率，就不能保證工作機(jī)正常工作，甚至使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載過早損害，如果選用額定功率大于工作機(jī)所需要的功率，則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，功率未得到充分的利用。從而增加電能的消耗，造成浪費(fèi)。
攪拌機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率按所需的（單位：KW）計(jì)算公式為：
式（2.1）
式中：——工作機(jī)所需工作效率。
——由電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率。
工作機(jī)所需工作效率，應(yīng)由工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算求得：
式（2.2）
式中 ——攪拌時(shí)所需的外力矩（N.m）。
——攪拌軸轉(zhuǎn)速（r/min）。
式（2.3）
其中雙錐反轉(zhuǎn)出料混凝土攪拌機(jī)在工作時(shí)，其攪拌功率主要用于克服混凝土物料在攪拌時(shí)產(chǎn)生的偏心阻力矩及托輪滾動(dòng)磨檫阻力矩。為討論方便，現(xiàn)假定最惡劣的工作狀況，即全部物料傾向拌筒的一側(cè)，呈斜面，球此種情況下的攪拌功率。
外力矩M的計(jì)算：
式（2.4）
式中 ——攪拌時(shí)拌合料所產(chǎn)生的偏心阻力矩；
——攪拌時(shí)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦阻力矩；
式（2.5）
式中 ——拌合物料發(fā)質(zhì)量；
式（2.6）
V——攪拌筒容積；
ρ——拌合料容重；
H——拌合料重心至拌筒中心的距離，mm；
式（2.7）
認(rèn)為混合料在拌筒內(nèi)為一水平面，且以攪拌時(shí)進(jìn)、出料口均不得有溢出進(jìn)料錐內(nèi)拌合物所產(chǎn)生的偏心阻力矩。
給x以微小增量則在X=x及平面之間的有效容積微元體對(duì)X軸的微元阻力矩。
式（2.8）
積分可得混合料所產(chǎn)生的偏心阻力矩
式（2.9）
出料錐內(nèi)拌合物所產(chǎn)生的偏心阻力矩由進(jìn)料錐公式可直接得出。
柱體內(nèi)地混合料所產(chǎn)生的偏心阻力矩為
式（2.10）
綜上，攪拌時(shí)混合料所產(chǎn)生的總偏心力矩
式（2.11）
式（2.12）
式（2.13）
式（2.14）
攪拌時(shí)產(chǎn)生的慣性摩擦阻力矩
式（2.15）
式（2.16）
式（2.17）
式中 f——混凝土與鋼葉片的磨檫系數(shù)f=0.62
——傳動(dòng)效率
式（2.18）
式中 ——聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率，取
——齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率，
——軸承的傳動(dòng)效率，
確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
經(jīng)查表：一級(jí)開式齒輪的傳動(dòng)比,二級(jí)圓拄齒輪減速器的傳動(dòng)比
，總的傳動(dòng)比合理范圍為，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的可選范圍為：
式（2.19）
根據(jù)工況和計(jì)算所選電動(dòng)機(jī)為:
表2-1 電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)
型號(hào)
額定功率(KW)
轉(zhuǎn)速r/min
軸徑mm
Y132S-4
5.5
1440
38
圖2-3電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)圖
電動(dòng)機(jī)尺寸如表：
表2-1 電動(dòng)機(jī)的主要外形參數(shù)
中心高H
外形尺寸L
安裝腳B
軸伸尺寸
132
515
178
38×80
2.2傳動(dòng)比的分配
由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和工作機(jī)的主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，可得到傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為
式（2.20）
式中——電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
——攪拌軸的轉(zhuǎn)速
式（2.21）
總傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比的乘積，既
式（2.22）
使減速器裝置不至于過大初步取i0=7 則
式（2.23）
按展開式布置，考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪相近，查得
2.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，要推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩（或功率）．如將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸、滾筒。
相鄰兩軸間傳動(dòng)比
相鄰兩軸間傳動(dòng)效率
軸的輸入功率（ＫＷ）
各軸之間的輸入轉(zhuǎn)矩（Ｎ．Ｍ）
各軸的轉(zhuǎn)速（r/min）
則可按電動(dòng)機(jī)軸至工作機(jī)運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算，得到各軸的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)．
各軸的輸入功率
Ⅰ軸—Ⅳ軸的輸入功率：
Ⅰ軸 式（2.43）
Ⅱ軸 式（2.24）
Ⅲ軸 式（2.25）
式中——電動(dòng)機(jī)的出功率（KW）
——傳動(dòng)效率
——傳動(dòng)效率
——傳動(dòng)效率
同一根軸的輸出功率與輸入功率的數(shù)值不同，需要精確計(jì)算時(shí)取不同的數(shù)值。
各軸的輸入轉(zhuǎn)矩
電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩：
式（2.26）
Ⅰ軸—Ⅳ軸的輸入轉(zhuǎn)矩：
式（2.27）
式（2.28）
式（2.29）
運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表
表2-2各軸計(jì)算結(jié)果
軸名
效率P（Kw）
轉(zhuǎn)矩
T（N.m）
轉(zhuǎn)速N（r/min）
傳動(dòng)比i
效率
輸入
輸出
輸入
輸出
電動(dòng)機(jī)軸
5.5
36.47
1440
1
0.99
Ⅰ軸
5.445
5.336
35.74
35.02
1440
7
0.98
Ⅱ軸
5.175
5.072
129.10
126.51
206
3.8
0.97
Ⅲ軸
4.92
4.724
375.58
364.41
54
注：此表最右列是故意錯(cuò)開的，意思是上下級(jí)之間的傳動(dòng)關(guān)系
2.4第一級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
2.4.1材料的選擇
應(yīng)傳動(dòng)尺寸和批量較小,小齒輪設(shè)計(jì)成齒輪軸,選擇40Cr，調(diào)質(zhì)處理,硬度為 241HB-286HB，大齒為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240HB,暫取傳動(dòng)比
初步計(jì)算小齒輪的分度圓直徑
式（2.30）
齒寬系數(shù)由機(jī)械手冊(cè)查表得
，取 式（2.31）
接觸疲勞極限由機(jī)械手冊(cè)查表得
式（2.32）
式（2.33）
初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力
式（2.34）
式（2.35）
的值由機(jī)械手冊(cè)查表得
初步計(jì)算小齒輪分度圓直徑
式（2.36）
取
初步取齒寬b
式（2.37）
校核計(jì)算
圓 周速度:
式（2.38）
精度等級(jí) 選8級(jí)
計(jì)算齒數(shù)和模數(shù)
初選則
式（2.39）
模數(shù)m
式（2.40）
則由機(jī)械手冊(cè)查表得為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m
使用系數(shù)：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12.9，
動(dòng)載系數(shù)：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12.9，
齒間載荷分配系數(shù)：
齒向載荷分配系數(shù)：
載荷系數(shù)K：
式（2.41）
彈性系數(shù)：
式（2.42）
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：
式（2.43）
接觸最小安全系數(shù)：
式（2.44）
總工作時(shí)間：
式（2.45）
應(yīng)力循環(huán)系數(shù)：
式（2.46）
式（2.47）
接觸壽命系數(shù)： 查表
， 式（2.48）
許用接觸應(yīng)力：
式（2.49）
式（2.50）
驗(yàn)算 ：
式（2.51）
計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸無需調(diào)整。否則，尺寸調(diào)整后還需再進(jìn)行驗(yàn)算。
2.4.2確定齒輪主要尺寸
由于采用正常標(biāo)準(zhǔn)齒輪，所以齒頂高系數(shù)取為1，頂隙系數(shù)取為0.25, 分度圓壓力角度數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值=20°。小齒輪的參數(shù)如下：
分度圓直徑：
式（2.52）
式（2.53）
中心距：
式（2.54）
齒頂高：
式（2.55）
齒根高：
式（2.56）
齒全高：
式（2.57）
齒頂圓直徑：
式（2.58）
式（2.59）
齒根圓直徑：
式（2.60）
式（2.61）
基圓直徑：
式（2.62）
式（2.63）
齒寬：
式（2.64）
式（2.65）
齒距：
式（2.66）
齒厚：
式（2.67）
齒槽寬：
式（2.68）
基圓齒距：
式（2.69）
法向齒距：
式（2.70）
頂隙：
式（2.71）
齒根接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算：
重合度系數(shù)：
式（2.78）
齒間載荷分布系數(shù)
式（2.97）
齒向載荷分布系數(shù)：
式（2.98）
由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖12.14，
載荷系數(shù)K：
式（2.99）
齒形系數(shù)：
應(yīng)力修正系數(shù)：
彎曲疲勞極限：
彎曲最小安全系數(shù)：
彎曲系數(shù)壽命：
尺寸系數(shù)：
許用彎曲應(yīng)力：
式（2.100）
式（2.101）
驗(yàn)算：
式（2.102）
式（2.103）
根據(jù)以上分析，傳動(dòng)在允許的時(shí)間之內(nèi)有效，沒發(fā)生過載，故所選齒輪滿足要求。
2.5第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
2.5.1材料的選擇
應(yīng)傳動(dòng)尺寸和批量較小,小齒輪設(shè)計(jì)成齒輪軸,選擇40Cr，調(diào)質(zhì)處理,硬度為 280HB ，大齒為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240HB,傳動(dòng)比暫取。
齒輪傳動(dòng)的計(jì)算
轉(zhuǎn)矩
式（2.104）
齒寬系數(shù)由機(jī)械手冊(cè)查表得，取
接觸疲勞極限由機(jī)械手冊(cè)查表得
初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力
式（2.105）
式（2.106）
的值由機(jī)械手冊(cè)查表得
初步計(jì)算小齒輪分度圓直徑
式（2.107）
取
初步取齒寬
式（2.108）
校核計(jì)算
圓周速度:
式（2.109）
精度等級(jí) 選8級(jí)
計(jì)算齒數(shù)和模數(shù)
初選 則
式（2.110）
整合為93
模數(shù)
式（2.111）
則由機(jī)械手冊(cè)查表得為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)
使用系數(shù)：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12.9，
動(dòng)載系數(shù)：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12.9，
齒間載荷分配系數(shù)：
齒向載荷分配系數(shù)：
載荷系數(shù)K：
式（2.106）
彈性系數(shù)：
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：
接觸最小安全系數(shù)：
總工作時(shí)間：
式（2.107）
應(yīng)力循環(huán)系數(shù)：
式（2.108）
式（2.109）
接觸壽命系數(shù)： 查表，
許用接觸應(yīng)力：
式（2.110）
式（2.111）
驗(yàn)算
式（2.112）
計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸無需調(diào)整。否則，尺寸調(diào)整后還需再進(jìn)行驗(yàn)算。
2.5.2確定齒輪主要尺寸
由于采用正常標(biāo)準(zhǔn)齒輪，所以齒頂高系數(shù)取為1，頂隙系數(shù)取為0.25, 分度圓壓力角度數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值=20°。小齒輪的參數(shù)如下：
分度圓直徑：
式（2.113）
式（2.114）
中心距：
式（2.115）
齒頂高：
式（2.116）
齒根高：
式（2.117）
齒全高：
式（2.118）
齒頂圓直徑：
式（2.119）
式（2.120）
齒根圓直徑：
式（2.121）
式（2.122）
基圓直徑：
式（2.123）
式（2.124）
齒寬：
齒距：
式（2.125）
齒厚：
齒槽寬：
基圓齒距：
式（2.126）
法向齒距：
頂隙：
式（2.127）
齒根接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算：
重合度系數(shù)：
式（2.）
齒間載荷分布系數(shù)：
式（2.）
齒向載荷分布系數(shù)：
式（2.）
由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖12.14，
載荷系數(shù)K：
式（2.）
齒形系數(shù)：
應(yīng)力修正系數(shù)：
彎曲疲勞極限：
彎曲最小安全系數(shù)：
彎曲系數(shù)壽命：
尺寸系數(shù)：
許用彎曲應(yīng)力：
式（2.）
式（2.）
驗(yàn)算：
式（2.）
式（2.）
根據(jù)以上分析，傳動(dòng)在允許的時(shí)間之內(nèi)有效，沒發(fā)生過載，故所選齒輪滿足要求。
2.6減速器的潤(rùn)滑和密封
2.6.1傳動(dòng)的潤(rùn)滑
圓周速度的齒輪減速器廣泛采用油脂潤(rùn)滑，自然冷卻。為了減少齒輪運(yùn)動(dòng)的阻力和油的溫升，浸入油中的深度，以1—2個(gè)齒高為宜，速度高的還應(yīng)該淺些，建議0.7倍左右，但至少10cm，速度較低的也允許浸入深些，可達(dá)到1∕6的齒輪半徑，更低速時(shí)可到1∕3的齒輪半徑，潤(rùn)滑圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，齒輪浸入油中，的深度應(yīng)達(dá)到齒輪的半個(gè)齒寬，對(duì)于油面有波動(dòng)的減速器，浸入深些。
在多級(jí)減速器中應(yīng)盡量使各級(jí)傳動(dòng)浸入油中深度近于相對(duì)。如果發(fā)生低速級(jí)齒輪浸入減速器箱蓋和箱座的剖面做成傾斜的，從而使高速級(jí)和低速級(jí)傳動(dòng)的浸油深度大致相等。
減速器油池的容積平均可按每1KW約需0.35L—0.7L潤(rùn)滑油計(jì)算，同時(shí)應(yīng)保持齒頂圓距離箱底部低于30mm—50mm左右，以免太淺時(shí)激起沉降在箱底的油泥。
在此處因?yàn)楦咚偌?jí)與低速級(jí)大齒輪分度圓直徑相差不大，所有可以直接使低速級(jí)大齒輪中深度浸油。
2.6.2軸承潤(rùn)滑
滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑主要是為了降低摩擦阻力和減輕磨損，也可以吸振，冷卻，防銹和密封等作用。合理的潤(rùn)滑對(duì)提高軸承性能，延長(zhǎng)軸承壽命都有重要意義。
滾動(dòng)軸承高速時(shí)一般采用油潤(rùn)滑，低速時(shí)采用脂潤(rùn)滑，某些特殊環(huán)境如高溫和真空條件下采用固體潤(rùn)滑。
本減速器使用的是深溝球滾子軸承，軸承的潤(rùn)滑方法可以根據(jù)齒輪的圓周速度來選擇：圓周速度在2m/s—3m/s以上時(shí)，可以采用飛濺潤(rùn)滑，把飛濺到箱蓋上的油在本設(shè)計(jì)中，我選用飛濺潤(rùn)滑，油量足以滿足軸承的需要，所有最后采用刮油潤(rùn)滑，或根據(jù)軸承傳動(dòng)座圈十大大小選用由脂潤(rùn)滑或滴油潤(rùn)滑。
本設(shè)計(jì)為選用飛濺潤(rùn)滑，故在設(shè)計(jì)減速器時(shí)在箱體壁上設(shè)計(jì)出油溝，可使飛濺的油通過油夠流向軸承，供軸承使用。
2.6.3密封裝置
密封式為了阻止?jié)櫥瑒妮S承中流失，也為了防止外界灰塵，水分等侵入軸承。沒有合理的密封將大大影響軸承的使用壽命，密封按照其原理不同可分為接觸式和非接觸式密封兩大類，非接觸式密封不受速度的限制，接觸式密封只能用在線速度較低的場(chǎng)合，為保證密封壽命及減少軸的磨損，軸接觸部分的硬度應(yīng)在40HRC以上。
在低壓油潤(rùn)滑系統(tǒng)中，油封被廣泛地用作轉(zhuǎn)軸密封件和往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封件。
油封通常由剛性骨架和有柔性唇的橡膠密封圈組成。
氈封主要用于環(huán)境比較干燥。以脂類潤(rùn)滑的軸承或柱塞部位，壓力低于0.1MPa,速度4—5m/s，故本設(shè)計(jì)中選用氈封來滿足軸承的密封。
到此，減速器設(shè)計(jì)完成，在減速器中選用了大量標(biāo)準(zhǔn)件，特列表如下：
表2-5減速器用標(biāo)準(zhǔn)件
名稱
代號(hào)
尺寸
數(shù)量
螺栓
GB5782-86
M16×100
8
墊圈
GB97.1-2000
與M16配套使用
8
螺母
GB6170
M16
8
螺栓
GB5782-86
M12×22
2
墊圈
GB97.1-2000
與M12配套使用
2
螺母
GB6170
M12
2
螺栓
GB5782-86
M12×30
36
氈圈
JB/ZQ4606-1986
內(nèi)徑45
1
氈圈
JB/ZQ4606-1986
內(nèi)徑40
1
鍵
GB/T1095-1990
16×56
1
鍵
GB/T1095-1990
16×100
1
鍵
GB/T1095-1990
10×56
1
銷
GB/T117
A8×12
2
軸承
GB/T276-19946210
6210
2
軸承
GB/T276-19946210
6209
4
3 攪拌機(jī)的工作原理
3.1 攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)組成
由機(jī)架、攪拌裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)、出料系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)所組成。機(jī)架是整個(gè)設(shè)備的支撐部件，由槽鋼、角鐵焊接而成。攪拌裝置由攪拌筒、攪拌軸、攪拌鏟片所構(gòu)成，攪拌鏟片固定在攪拌臂上，并且與攪拌軸成為一臺(tái)，形成兩組螺旋方向相反，但導(dǎo)程及螺旋升角相同的螺旋帶狀攪拌鏟，攪拌鏟與攪拌筒內(nèi)壁的間隙均可調(diào)整。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由電動(dòng)機(jī)、減速器、連軸器所組成。出料系統(tǒng)為手工卸料，由蝸輪、蝸桿、手輪所組成，電器控制系統(tǒng)具有啟動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、停止、定時(shí)的功能。
3.1.1攪拌機(jī)料筒
料筒的幾何容積由工作容積確定，主要考慮是否有足夠的空間能夠把相當(dāng)于工作容積的混凝土攪拌得開，根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，國(guó)外一些資料的統(tǒng)計(jì)數(shù)值為攪拌容量是攪拌筒幾何容積的75%左右。料筒的形狀由大部分為圓柱體和一個(gè)長(zhǎng)方體的端蓋所組成。圓柱體的直徑受機(jī)架底盤寬度的限制，過大則會(huì)造成料筒在機(jī)架上不穩(wěn)定而晃動(dòng)，過小則會(huì)造成不能充分利用底座的支撐能力。圓柱體的高度決定于工作容積大小和在機(jī)架上的布置位置。因此從總體布置要求來看，希望滿載時(shí)料筒可以很穩(wěn)定的固定在機(jī)架上，在攪拌過程中可以很穩(wěn)定而獲得較高的攪拌質(zhì)量。在料筒的出口處，合理安排出料口的大小，以便可以充分快速的出料。
3.1.2攪拌機(jī)葉片
根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外臥軸式攪拌機(jī)葉片結(jié)構(gòu)型式看，廣泛采用鏟片式，就單個(gè)葉片來說，它是一個(gè)平板，他通過攪拌臂與軸形成一體，使全部葉片呈螺旋線分布，葉片間沒有直接聯(lián)系，因而這種化整為零的結(jié)構(gòu)方式具有很突出的優(yōu)點(diǎn)。它使得葉片的加工安裝非常方便，從而代替了加工安裝要求高的螺旋帶葉片。從磨損角度看，鏟片式易受到局部磨損，這是因?yàn)槲锪吓c葉片之間的滑動(dòng)逐步不均勻，而且波動(dòng)，易形成卡料，使磨損加劇，攪拌效果有所下降，故從磨損和攪拌效果來看，鏟片式比螺旋帶式差。所以一般選擇螺旋式葉片。又物料在拌筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，是由攪拌葉片推動(dòng)的。雖然較大的葉片能夠在攪拌過程中推動(dòng)更多的物料，從而強(qiáng)化攪拌效果，但是較大的葉片也會(huì)阻礙物料在拌筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，降低攪拌質(zhì)量和效率，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致攪拌功率的增大。目前，主葉片的尺寸都是根據(jù)攪拌半徑計(jì)算確定的。
3.1.3攪拌機(jī)軸承
在許多場(chǎng)合，軸承的內(nèi)孔尺寸已經(jīng)由機(jī)器或裝置的結(jié)構(gòu)具體所限定。不論工作壽命，靜負(fù)荷安全系數(shù)和經(jīng)濟(jì)性是否都達(dá)到要求，在最終選定軸承其余尺寸和結(jié)構(gòu)形式之前，都必須經(jīng)過尺寸演算。該演算包括將軸承實(shí)際載荷跟其載荷能力進(jìn)行比較。滾動(dòng)軸承的靜負(fù)荷是指軸承加載后是靜止的）或旋轉(zhuǎn)速度非常低。在這種情況下，演算滾道和滾動(dòng)體過量塑性變形的安全系數(shù)。大部分軸承受動(dòng)負(fù)荷，內(nèi)外圈做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，尺寸演算校核滾道和滾動(dòng)體早期疲勞損壞安全系數(shù)。只有在特殊情況時(shí)，才根據(jù)DIN ISO 281對(duì)實(shí)際可達(dá)到的工作壽命做名義壽命演算。對(duì)注重經(jīng)濟(jì)性能的設(shè)計(jì)來說，要盡可能充分的利用軸承的承載能力。要想越充分的利用軸承，那么對(duì)軸承尺寸選用的演算精確性就越重要。
靜負(fù)荷軸承 計(jì)算靜負(fù)荷安全系數(shù)Fs有助于確定所選軸承是否具有足夠的額定靜負(fù)荷。 FS =CO/PO 其中FS靜負(fù)荷安全系數(shù)，CO額定靜負(fù)荷[KN]，PO當(dāng)量靜負(fù)荷[KN] 靜負(fù)荷安全系數(shù)FS是防止?jié)L動(dòng)零件接觸區(qū)出現(xiàn)永久性變形的安全系數(shù)。對(duì)于必須平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)、噪音特低的軸承，就要求FS的數(shù)值高；只要求中等運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲的場(chǎng)合，可選用小一些的FS；一般推薦采用下列數(shù)值： FS=1.5~2.5適用于低噪音等級(jí) FS=1.0~1.5適用于常規(guī)噪音等級(jí) FS=0.7~1.0適用于中等噪音等級(jí)。額定靜負(fù)荷，在滾動(dòng)體和滾道接觸區(qū)域的中心產(chǎn)生的理論壓強(qiáng)為： 4600 N/MM2 自調(diào)心球軸承 4200 N/MM2 其它類型球軸承 4000 N/MM2 所有滾子軸承在額定靜負(fù)荷CO的作用下，在滾動(dòng)體和滾道接觸區(qū)的最大承載部位，所產(chǎn)生的總塑性變形量約為滾動(dòng)體直徑的萬分之一。當(dāng)量靜負(fù)荷PO[KN]是一個(gè)理論值，對(duì)向心軸承而言是徑向力，對(duì)推力軸承來講是軸向和向心力。PO在滾動(dòng)體和滾道的最大承載接觸區(qū)域中心所產(chǎn)生的應(yīng)力，與實(shí)際負(fù)荷組合所產(chǎn)生得應(yīng)力相同。
PO=XO*F r +Ys * Fa[KN] 其中PO 當(dāng)量靜負(fù)荷，F(xiàn)r徑向負(fù)荷，F(xiàn)a軸向負(fù)荷，單位都是千牛頓，XO徑向系數(shù)，YO軸向系數(shù)
動(dòng)負(fù)荷軸承 DIN ISO 281所規(guī)定的動(dòng)負(fù)荷軸承計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)是材料疲勞失效，壽命計(jì)算公式為： L10=L=(C/P)P ，其中L10=L 名義額定壽命，C 額定動(dòng)負(fù)荷 [KN] P 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 [KN] P 壽命指數(shù) L10是以100萬轉(zhuǎn)為單位的名義額定壽命，C 額定動(dòng)負(fù)荷 [KN] P 壽命指數(shù) L10是以100萬轉(zhuǎn)為單位的名義額定壽命。對(duì)于一大組相同型號(hào)的軸承來說，其中90%應(yīng)該達(dá)到或者超過該值。額定動(dòng)負(fù)荷C [KN]在每一類軸承的參數(shù)表中都可以找到， P=X*Fr+Y*Fa 其中：P當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，F(xiàn)r徑向負(fù)荷，F(xiàn)a軸向負(fù)荷，單位都是千牛頓，X徑向系數(shù)，Y軸向系數(shù)。不同類型軸承的X,Y值及當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷計(jì)算依據(jù)，可在各類軸承的表格和前言中找到。球軸承和滾子軸承的壽命指數(shù)P有所不同。對(duì)球軸承，P=3 對(duì)滾子軸承，P=10/3。如果軸承動(dòng)負(fù)荷的值及速度隨時(shí)間而變化，那么在計(jì)算當(dāng)量負(fù)荷時(shí)就得有相應(yīng)的考慮。連續(xù)的負(fù)荷及速度曲線就要用分段近似值來替代。
滾動(dòng)軸承的最小負(fù)荷過小的負(fù)荷加上潤(rùn)滑不足，會(huì)造成滾動(dòng)體打滑，導(dǎo)致軸承損壞。
在本設(shè)計(jì)中我都選用深溝球滾子軸承就足以滿足要求。
軸承的型號(hào)確定
結(jié)合軸的受力特點(diǎn)與箱體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，此處選用深溝球滾子軸承。分析傳動(dòng)示意圖不難發(fā)現(xiàn)，本系統(tǒng)中軸的軸承承受徑向載荷，而且承受的載荷都較小。
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，深溝球滾子軸承能同時(shí)承受徑向載荷可以成對(duì)使用，滿足條件，通過前面對(duì)軸受力分析，我選用一對(duì)深溝球滾子軸承6209型。如下圖所示：
圖2-4深溝球滾子軸承
其中b=45mm、D=85mm、B=19mm
計(jì)算深溝球滾子軸承壽命
表2-3軸承選擇方案
方案
軸承型號(hào)
Cr/N
Cor/N
D/mm
B/mm
No/(r/min)
1
6209
31500
20500
85
19
3500
2
6210
35000
23200
90
20
3000
計(jì)算步驟與結(jié)果列于下表：
在前面已計(jì)算過工作時(shí)間，可估計(jì)混凝土攪拌機(jī)工作十年，一年工作八小時(shí)，工作日中工作時(shí)間占40%，則軸承的使用壽命
式（2.164）
表2 -4計(jì)算列表
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
6209軸承
6210軸承
e
查表
0.26
0.236
X
查表
X=0.56
X=0.56
沖擊載荷系數(shù)fd
查表
1.2
1.2
當(dāng)量動(dòng)載荷P
P=fd.Fr
=1.2×6867X
4614
4614
計(jì)算額定動(dòng)載荷
37777N
37777N
基本額定動(dòng)載荷Cr
查手冊(cè)
31500＜37777
35000＜37777
故我選用6209.深溝球滾子軸承可滿足壽命要求。
3.1.4攪拌機(jī)聯(lián)軸器
聯(lián)軸器是聯(lián)接兩軸使之一同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩的一種
聯(lián)軸器可分為剛性和撓性，剛性聯(lián)軸器適用于兩軸能嚴(yán)格對(duì)中并在工作中不發(fā)生相對(duì)位移的地方，撓性聯(lián)軸器適用于兩軸有偏移的地方。剛性聯(lián)軸器中又可分為凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器和夾殼聯(lián)軸器，其中凸緣聯(lián)軸器是應(yīng)用最廣的一種，這種聯(lián)軸器主要由兩個(gè)分裝在軸端的半聯(lián)軸器和聯(lián)接它們的螺栓組成。
凸緣聯(lián)軸器對(duì)中精度可靠，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，但要求兩軸通軸度較好，主要用于載荷平穩(wěn)的聯(lián)接中。故在此我選用此種聯(lián)軸器。
圖2-5 聯(lián)軸器
聯(lián)軸器安裝
聯(lián)軸器安裝前先把零部件清洗干凈，清洗后的零部件，需把沾在上面的油擦干。在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)備運(yùn)行的聯(lián)軸器， 擦干后可在零部件表面涂些透平油或機(jī)油，防止生銹。對(duì)于需要過較長(zhǎng)時(shí)間投用的聯(lián)軸器，應(yīng)涂以防銹油保養(yǎng)。
對(duì)于應(yīng)用在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械上的聯(lián)軸器，一般在制造廠都做過動(dòng)平衡試驗(yàn)，動(dòng)平衡試驗(yàn)合格后畫上各部件之間互相配合方位的標(biāo)記。在裝配時(shí)必須按制造廠給定的標(biāo)記組裝，這一點(diǎn)是很重要的。如果不按標(biāo)記任意組裝，很可能發(fā)生由于聯(lián)軸器的動(dòng)平衡不好引起機(jī)組振動(dòng)的現(xiàn)象。另外，這類聯(lián)軸器法蘭盤上的聯(lián)接螺栓時(shí)經(jīng)過承重的，使每一聯(lián)軸器上的聯(lián)接螺栓能做到重量基本一致。如大型離心式壓縮機(jī)上用的齒式聯(lián)軸器，其所用的聯(lián)接螺栓互相之間的重差一般小于0.05g。因此，各聯(lián)軸器之間的螺栓不能任意互換，如果要更換聯(lián)軸器聯(lián)接螺栓的某一個(gè)，必須使它的重量與原有的聯(lián)接螺栓重量一致。此外，在擰緊聯(lián)軸器的聯(lián)接螺栓時(shí)，應(yīng)對(duì)稱、逐步擰緊，使每一聯(lián)接螺栓上的鎖緊力基本一致，不至于因?yàn)楦髀菟ㄊ芰Σ痪孤?lián)軸器在裝配后產(chǎn)生歪斜現(xiàn)象，有條件的可采用力矩扳手。
3.1.5攪拌機(jī)軸
傳動(dòng)軸的材料均為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（牌號(hào)45），磨削軸的表面，鍵槽均為端銑加工，階梯軸過度圓弧r均為2mm，疲勞安全系數(shù)n=2。
根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙中的主軸，將軸受力簡(jiǎn)化如下圖
傳動(dòng)軸受力簡(jiǎn)圖
其中，
Me3=F2×=9549P/n
Me2=F1×=9549P1/n
Me1+Me2=Me3
Me1=Fy1×
Fy1=FCosα
Fz1=FSinα
由上式可解得：
F =2048.2N
Fy1=1023.1N
Fz1=1773.8N
F1=350N
F2=417.3N
Me1=117.8N·m
Me2=70N·m
一．傳動(dòng)軸內(nèi)力圖
1.求支座反力
FyB=1724.6N
FyA=1548.5N
FzA=1669.4N
FzB=1356.4N
2.作內(nèi)力圖
彎矩圖1
彎矩圖2
扭矩圖
二．根據(jù)強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸直徑
由傳動(dòng)軸內(nèi)力圖可知，傳動(dòng)軸上可能的危險(xiǎn)截面為C、D截面右截面，E截面左截面，所以以三個(gè)截面出發(fā)設(shè)計(jì)軸的直徑。
Ⅰ.C截面右截面
W=
σr3===≤[σ]
由上解得：
φ3≥44.5mm
Ⅱ.D截面右截面
W=
σr3===≤[σ]
由上解得：
Φ1≥48.8mm
Ⅲ.E截面左截面
W=
σr3===≤[σ]
由上解得：
Φ3≥44.3mm
又由Φ1/Φ2=Φ2/Φ3得：
Φ1≥53.8mm
故可取
Φ1=54mm
三．計(jì)算齒輪處軸的撓度
畫出傳動(dòng)軸在單個(gè)力作用下的內(nèi)力圖
（1）Fy1單獨(dú)作用下的內(nèi)力圖
（2）3F1+G1單獨(dú)作用下的內(nèi)力圖
（3）G2單獨(dú)作用下的內(nèi)力圖
2.加單位力后軸的內(nèi)力圖
3.計(jì)算過程 （圖乘法）
E=200GPa I=
fcy==（·ɑ··Fy1·ɑ×·ɑ+·4·ɑ··Fy1·ɑ×··ɑ+ɑ··（3F1+G1）ɑ×··ɑ+2ɑ··（3F1+G1）ɑ×··ɑ+·2·ɑ··（3F1+G1）ɑ×··ɑ+×2ɑ·（3F1+G1）·ɑ·×·ɑ+·ɑ··G2·ɑ×··ɑ+3ɑ··
G2·ɑ×··ɑ+··ɑ·G2·3ɑ×··ɑ）
=[Fy1ɑ3+(3F1+G1)ɑ3+G2ɑ3]
=1.17 ×104m
=1.17 mm
3.1.6攪拌機(jī)支架
根據(jù)整體的布置情況和尺寸要求，按整體具體要求用槽鋼，角鋼焊接而成的，并按強(qiáng)度組裝焊鉚在一起，支承主機(jī)，并且使各部件空間位置固定形成一整體。
在設(shè)計(jì)槽鋼支架時(shí)，應(yīng)考慮攪拌機(jī)本身重力載荷的作用以及傳動(dòng)裝置產(chǎn)生的震動(dòng)等動(dòng)力載荷的影響，除要求支架有足夠的強(qiáng)度外，還要求其變形不能過大，即要求支架有足夠的剛度，否則會(huì)引起攪拌設(shè)備的強(qiáng)烈振動(dòng)，造成嚴(yán)重后果。
計(jì)算支承壓力，的大小
其中G=+ =1100+500×2.3×(1+10%)=2365 kg
攪拌筒底架支撐對(duì)如下圖3.3所示:
圖3.3
M,N兩點(diǎn)為攪拌筒及料在左右支承中心，，為P,T兩點(diǎn)的受力，且=，左右支承受力簡(jiǎn)圖如圖3.4下所示：
圖3.4
=0 - 1095=0
=/1680=765.85 kg
所以==765.85 kg
3.2 工作過程
（1）啟動(dòng)前首先檢查旋轉(zhuǎn)部分與料筒是否有刮碰現(xiàn)象，如有相碰現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)調(diào)整。
（2）減速箱應(yīng)注入機(jī)油后方能使用，卸料蝸輪以及滑動(dòng)軸承處注入機(jī)油。
（3）清理料筒內(nèi)雜物。
（4）啟動(dòng)前將筒體限位裝置鎖緊，然后再啟動(dòng)。
（5）啟開后發(fā)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)方向不符合要求時(shí)，應(yīng)斷電源，將導(dǎo)線的任意兩根獻(xiàn)線互換位置再重新啟動(dòng)。
（6）混凝土拌合料裝入筒內(nèi)合上筒蓋。
（7）根據(jù)攪拌時(shí)間調(diào)整時(shí)間繼電器的定時(shí)，注意在斷電情況下調(diào)整。
（8）按動(dòng)啟動(dòng)按鈕主軸便帶動(dòng)攪拌鏟運(yùn)轉(zhuǎn)。
（9）根據(jù)攪拌時(shí)間，設(shè)定時(shí)間。
3.3電路控制
電器元件控制滿足的使用要求：主電機(jī)可以點(diǎn)動(dòng)以滿足安裝修理過程的要求。電氣控制線路設(shè)有空氣開關(guān)，熔斷器，熱繼電器具有短路保護(hù)，過載保護(hù)，斷相保護(hù)的功能，所有控制按鈕及空氣開關(guān)手柄和指示燈均布置在配電箱門上，并設(shè)有門鎖。配電箱內(nèi)的電器元件安裝在一塊鐵板上，安全可靠，操作維修方便。 4攪拌機(jī)的使用與維護(hù)
4.1攪拌機(jī)使用的注意事項(xiàng)
混凝土攪拌機(jī)的安裝要求：混凝土攪拌機(jī)應(yīng)根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)總平面圖指定的區(qū)域，選擇地面平整、堅(jiān)硬的地方就位。為防止攪拌機(jī)遭受雨淋，放搭設(shè)機(jī)棚。
攪拌機(jī)使用前，必須按“1“字作業(yè)”法(調(diào)整、緊固、潤(rùn)滑、清潔、防腐)的要求檢查制動(dòng)器是否靈敏可靠等。操縱機(jī)構(gòu)、進(jìn)、出料機(jī)構(gòu)、攪拌系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)是攪拌機(jī)的主要工作部分，必須保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)或不靈敏的情況，要認(rèn)真修復(fù)后，方準(zhǔn)啟動(dòng)。
電力驅(qū)動(dòng)的攪拌機(jī)，電氣系統(tǒng)安裝要合理、安全，安有良好的絕緣和接地保護(hù)裝置。
安全操作：攪拌機(jī)在使用中，要嚴(yán)防砂、石等物料落人機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部分，料斗上旋后，嚴(yán)禁有人在料斗下通過或停留，以免制動(dòng)機(jī)構(gòu)失靈時(shí)發(fā)生事故。如果必須在斗下檢修或進(jìn)行清理時(shí)，應(yīng)先停機(jī)．后將上料斗固定力可進(jìn)行。操作各在作業(yè)中必須堅(jiān)守崗位，隨時(shí)注意機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)情況，如發(fā)現(xiàn)不正常的音響或其他問題時(shí)，要立即停車、切斷電源近行槍修；作業(yè)中如遇停電，應(yīng)將電源切斷，將攪拌筒內(nèi)的物料清出、洗凈。
混凝土攪拌機(jī)沒有振動(dòng)裝置，物料易于在斗壁上粘結(jié)和積存，一般可用操縱手柄使料斗反復(fù)沖撞限位擋板，但要注意不要掐壞，從應(yīng)經(jīng)常檢查。在卸料門操縱手柄的甩動(dòng)半徑內(nèi)，不準(zhǔn)有人停部，以防被手柄彈傷。卸料門應(yīng)保持開凡輕快和封閉嚴(yán)密，其松緊程度由可卸料門底板下部的螺栓來調(diào)整。
作業(yè)完畢：每天工作完畢后，必須將攪拌筒內(nèi)、外積灰粘渣清除干凈，料筒內(nèi)不得有積水、以免料簡(jiǎn)內(nèi)壁及葉片生銹或被凝結(jié)，清洗后的污水，應(yīng)引入積水坑內(nèi)或由排水溝排出，不準(zhǔn)在機(jī)旁任其自流。
每天的工作完畢后，攪拌饑料斗都應(yīng)放在最低位置，不準(zhǔn)懸于半空。電源必須切斷，鎖好電閘箱，保證各機(jī)構(gòu)處于空位。
4．2攪拌機(jī)的日常保養(yǎng)
混凝土攪拌機(jī)的日常保養(yǎng)，在每天工作前，工作中和工作后進(jìn)行。
保持機(jī)體的清潔，清除機(jī)體上的污物和障礙物，檢查個(gè)潤(rùn)滑出的油料及電路和控制設(shè)備，并按要求加貯潤(rùn)滑油，每天工做前，在攪拌筒內(nèi)加水空轉(zhuǎn)1—2min，同時(shí)要檢查制動(dòng)裝置工作的可靠性?；炷翑嚢铏C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，應(yīng)隨時(shí)檢聽電動(dòng)機(jī)，減速器，傳動(dòng)齒輪的噪聲是否正常，溫升是否過高，每天工作結(jié)束后，應(yīng)認(rèn)真清洗混凝土攪拌機(jī)。
混凝土攪拌機(jī)一般工作100h后進(jìn)行一級(jí)保養(yǎng)，須檢查和調(diào)整各傳動(dòng)件的磨損過甚則須更換?；炷翑嚢铏C(jī)的二級(jí)保養(yǎng)周期一般為700—1500h工作時(shí)，除進(jìn)行一級(jí)保養(yǎng)外，須拆檢減速器，電動(dòng)機(jī)，和開式齒輪等，此外還須檢查機(jī)架及進(jìn)出料的操縱機(jī)構(gòu)，清洗行走輪和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等。
依據(jù)混凝土攪拌機(jī)的機(jī)械維修制度結(jié)合工作實(shí)際僅對(duì)混凝土攪拌機(jī)的磨損計(jì)劃維修制，即混凝土攪拌機(jī)在使用中按照預(yù)定計(jì)劃的間隔時(shí)間規(guī)定保修項(xiàng)目逐級(jí)增多以及更長(zhǎng)時(shí)間的定期工作則劃入修理的范疇內(nèi)，這種養(yǎng)修并重預(yù)防為主的思想對(duì)工程機(jī)械保持完好的技術(shù)狀態(tài)和延長(zhǎng)使用壽命能起到積極的作用。但其保修類別和間隔周期的一程不變，使得保修周期與機(jī)械實(shí)際狀況不相一致，影響了機(jī)械的