机械设计
课程设计说明书
设计题目：搅拌机
学院：机械与运载学院
专业：机械设计制造及其自动化
班级学号：20110401823
设计者：柯曾杰（组长）
同组员：许鹏、黄晨晖、南
指导教师：吴长德
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2010年1月14日
目录
一、机构简介 (2)
二、设计数据 (2)
三、设计容 (3)
四、设计方案及过程 (4)
1.做拌勺E的运动轨迹 (4)
2.做构件两个位置的运动简图 (4)
3.对构件处于位置3和8时进行速度和加速度分析 (6)
五、心得体会 (9)
六、参考文献 (10)
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一、机构简介
搅拌机常应用于化学工业和食品工业中对拌料进行搅拌工作如附图1-1（a）所示，电动机经过齿轮减速，通过联轴节（电动机与联轴节图中未画）带动曲柄2顺时针旋转，驱使曲柄摇杆机构1-2-3-4运动，同时通过蜗轮蜗杆带动容器绕垂直轴缓慢旋转。当连杆3运动时，固联在其上的拌勺E即沿图中虚线所示轨迹运动而将容器中的拌料均匀拨动。
工作时，假定拌料对拌勺的压力与深度成正比，即产生的阻力按直线变化，如附图1-1（b）所示。
附图1-1 搅拌机构（a）阻力线图（b）机构简图
二、设计数据
设计数据如附表1-1所示。
附表1-1 设计数据
连杆机构的运动分析
x y l AB l BC l CD l BE n 2
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三、设计容
连杆机构的运动分析
已知：各构件尺寸及重心位置，中心距x,y,曲柄2每分钟转速n 2。 要求：做构件两个位置（见附表1-2）的运动简图、速度多边形和加速度多边形，拌勺E 的运动轨迹。以上容画在2号图纸上。
附表1-2 机构位置分配图 学生编号 1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 位置 编号
1 2 3 4
5
6
7
8
8’
9
10 11 11’ 12 6
7
8
8’ 9 10 11 11’ 12 1
2
3
4
5
曲柄位置图的做法，如图1-2所示：取摇杆在左极限位置时所对应的曲柄作为起始位置1，按转向将曲柄圆周作十二等分，得12个位置。并找出连杆上拌勺E 的各对应点E 1,E 2…E 12,绘出正点轨迹。按拌勺的运动轨迹的最低点向下量40mm 定出容器地面位置，再根据容器高度定出容积顶面位置。并求出拌勺E 离开及进入容积所对应两个曲柄位置8’和
11’。 附图1-2 曲柄位置
mm
S 3 S 4
r/min
Ⅰ 525 400 240 575 405 1360 位于 BE 中点
位于 CD
中点 70
Ⅱ 530 405 240 580 410 1380 65
Ⅲ 535 420 245 590 420 1390 60
Ⅳ
545
425
245
600
430
1400
60
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四、设计方案及过程
选择第三组数据（x =535mm ，y=420mm ，l AB =245mm ，l BC =590mm ，
l CD =420mm ，l BE =1390mm ）进行设计。
1.做拌勺E 的运动轨迹
首先，做出摇杆在左极限位置（即AB 与BC 杆共线时）所对应的曲柄位置1，然后按转向将曲柄圆周作十二等分，得12个位置。再根据其他各杆的长度找出连杆上拌勺E 的各对应点E 1,E 2…E 12,绘出正点轨迹。按拌勺的运动轨迹的最低点向下量40mm 定出容器地面位置，再根据容器高度定出容积顶面位置。容积顶面位置与拌勺E 的轨迹的两个交点E8’和E11’，其所对应的两个曲柄位置8’和11’即为拌勺E 离开及进入容积时所对应的曲柄位置。如附图1-3所示。
附图1-3 拌勺E运动轨迹
2.做构件两个位置的运动简图
根据设计要求，选择3和8位置作构件的运动简图。先对应附图1-2分别做出在位置3和8的曲柄AB，然后分别以B为圆心，BC长为半径和以D为圆心，DC长为半径画圆弧，两圆弧的交点即为C点位置。延长BC画虚线至E点使BE长为1390mm,即作出了构件在位置3和8的运动简图。如附图1-4所示。
附图1-4 （a）构件在3位置的运动简图
附图1-4 （b）构件在8位置的运动简图
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3.做构件处于位置3和8时的速度多边形和加速度多边形 a.对3位置C 、E 点进行速度分析和加速度分析 1.速度分析
如附图1-5所示 选取速度比例尺v μ=mm s m
025.0 对于C 点 V C = V B + V CB
方向：CD ⊥ AB ⊥ BC ⊥ 大小： ？ √ ？
ω2=2πrad/s V B =ω2 l AB =1.54m/s V C =v μl pc =0.025×59m/s=1.47m/s V CB =v μl bc =0.025×19.5m/s=0.49m/s ω3=V CB /l BC =0.83rad/s
对于E 点 V E = V B + V EB 附图1-5 3位置速度分析
方向： ？ AB ⊥ BE ⊥
大小： ？ √ √
V EB =ω3l BE =1.15m/s V E =v μl pe =1.625m/s
2.加速度分析
如附图1-6所示 选取加速度比例尺为a μ=mm s m
2
1.0
对于C 点 C a = n C a + τC a = B a + n CB a + τ
CB a
方向： C →D CD ⊥ B →A C →B BC ⊥ 大小： √ ？ √ √ ?
. . ω4=V C /l CD =3.51rad/s
n C a =ω42l CD =5.18m/s
2
B a =ω22l AB =9.67m/s
2
n CB a =ω32
l BC =0.41m/s
2
C a =a μ×61mm=6.1m/s
2
τCB a =a μ×40mm=4.0m/s
2
α3=τCB a /l BC =6.78rad/s 2 附图1-6 3位置加速度分析 对于E 点 E a =B a + n EB a + τEB a
方向： ？ B →A E →B EB ⊥ 大小： ？ √ √ √
B a =ω22l AB =9.67 m/s 2
n EB a =ω32l EB =0.96 m/s 2
τEB a =α3l EB =9.42 m/s 2
E a =a μ×37mm=3.7m/s 2
b. 对8位置C 、E 点进行速度分析和加速度分析 1.速度分析
如附图1-7所示 选取速度比例尺v μ=mm s m
025.0 对于C 点 V C = V B + V CB
方向：CD ⊥ AB ⊥ BC ⊥ 大小： ？ √ ？
ω2=2πrad/s V B =ω2l AB =1.54m/s V C =v μl pc =0.025×18m/s=0.45m/s V CB =v μl bc =0.025×66m/s=1.65m/s
. . ω3=V CB /l BC =2.80rad/s
对于E 点 V E = V B + V EB
方向： ？ AB ⊥ BE ⊥
大小： ？ √ √ 附图1-7 8位置速度分析
V EB =ω3l BE =3.89m/s V E =v μl pe =2.45m/s
2.加速度分析
如附图1-8所示 选取加速度比例尺为a μ=mm s m
2
1.0
对于C 点 C a = n C a + τC a = B a + n CB a + τ
CB a
方向： C →D CD ⊥ B →A C →B BC ⊥ 大小： √ ？ √ √ ?
ω4=V C /l CD =1.07rad/s
n C a =ω42l CD =0.48 m/s
2
B a =ω22l AB =9.67 m/s 2
n CB a =ω32l BC =4.63 m/s
2
C a =a μ×50mm=5.0m/s
2
附图1-8 （a ） 8位置C 点加速度分析
τCB a =a μ×12mm=1.2m/s
2
α3=τCB a /l BC =2.03rad/s 2
对于E 点 E a =B a + n EB a + τEB a
方向： ？ B →A E →B EB ⊥ 大小： ？ √ √ √
B a =ω22l AB =9.67 m/s 2
n EB a =ω32l EB =10.89 m/s 2
. . τEB a =α3l EB =2.83 m/s 2
E a =a μ×11mm=1.1m/s 2
附图1-8 （b ） 8位置E 点加速度分析
五、心得体会
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程，必须要自己思考，自己动手实践，才能提升自己观察、分析和解决问题的实际工作能力。
课程设计也是一种学习同学优秀品质的过程,比如我组的贺辉同学,确实他在学习上取得了很多傲人的成绩,但是我所赞赏的还是他追求的过程,当遇到问题的时候,那种斟酌的态度就值得我们每一位学习,人家是在用心造就自己的任务,而且孜孜不倦,追求卓越。
通过这次为期一周的课程设计，我拓宽了知识面，锻炼了能力，综合素质得到较大提高。
对我们机械专业的本科生来说，实际能力的培养至关重要，而这种实际能力的培养单靠课堂教学是远远不够的，必须从课堂走向实践。
通过课程设计，让我们找出自身状况与实际需要的差距，并在以后的学习期间及时补充相关知识，为求职与正式工作做好充分的知识、能力准
备，从而缩短从校园走向社会的心理转型期。在这一星期的课程设计之后，我们普遍感到不仅实际动手能力有所提高，更重要的是通过对机械设计流程的了解，进一步激发了我们对专业知识的兴趣，并能够结合实际存在的问题在专业领域进行更深入的学习。
由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的机器。
由于时间十分紧制作中难免有粗糙的地方，敬请谅解并批评指正！
六、参考文献
[1]伟社.机械原理教程（第二版）.西北工业大学，2006.8
[2]冠生.理论力学.西北工业大学，2000.8
[3]理工大学工程画教研室.机械制图（第五版）.高等教育，2003.8
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