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搅拌器设计计算范文搅拌器是一种常见的化工设备，用于搅拌、混合和均化液体或粉粒状物料。
搅拌器设计计算是保证搅拌器正常运行和达到预期效果的重要环节。
本文将为您介绍几个常见的搅拌器设计计算方法。
1.搅拌器功率计算搅拌器功率是指搅拌器所消耗的能量，通常用于判断搅拌器的功率大小、电机的选型以及搅拌器的效率。
（1）平均功率计算公式：P=Np*p*Q*G/1000其中，P为平均功率（kW），Np为功率系数（通常为0.1-0.35），p为液体密度（kg/m³），Q为搅拌体积（m³），G为液体在搅拌器中的重力加速度（m/s²）。
（2）最大功率计算公式：Pmax = K * P其中，Pmax为最大功率，K为容积系数（通常为1.2-1.6），P为平均功率。
2.搅拌器搅拌速度计算搅拌器搅拌速度是指搅拌器旋转的速度，影响着搅拌的效果和混合的均匀程度。
一般情况下，搅拌速度应根据工艺要求进行选择。
（1）转速计算公式：N=(0.8-1.2)*Ns其中，N为搅拌器转速，Ns为搅拌器选型所提供的标准转速。
（2）转数计算公式：n=N/D其中，n为搅拌器转数，N为搅拌器转速，D为搅拌器直径。
3.搅拌器液体流速计算搅拌器液体流速是指液体在搅拌器旋转下所产生的流动速度，直接影响着搅拌的效果。
（1）流速计算公式：v=Q/(π*h*D²/4)其中，v为搅拌器液体流速，Q为搅拌体积，h为搅拌器液体高度，D 为搅拌器直径。
4.搅拌器搅拌时间计算搅拌器搅拌时间是指液体在搅拌器中的停留时间，对混合均匀度有一定影响。
（1）搅拌时间计算公式：T=(k*Q)/v其中，T为搅拌时间，k为搅拌器液体流动性系数（通常为2-4），Q 为搅拌体积，v为搅拌器液体流速。
需要注意的是，以上公式只是一种估算方法，具体的设计计算应根据实际情况进行调整。
同时，设计计算中还需要考虑液体性质、搅拌器形状、搅拌器与容器之间的距离等因素。
总结：搅拌器设计计算是确保搅拌器正常运行和达到预期效果的关键。
搅拌机的设计计算7.5kw 搅拌机设计：雷，此时为湍流，2K Np ==φ常数。
查表知：诺数的计算：4032.08.0130010436833Re 260852⨯≈===⨯⨯μραin 即410Re >蜗轮式，四平片时，5.42=K 。
由公式513d n N N p ρ=，式中Np ——功率准数。
则，搅拌功率5132d n K N ρ= 5360858.0)(13005.4⨯⨯⨯= W W 45.55450== 则，电机的最小功率为： ηNN =电 ，取η=0.85则KW N 41.685.045.5电==则选用电机的功率为7.5KW 。
圆盘直径φ450mm ，选定叶轮直径φ800mm 。
桨叶的危险断面Ⅰ—Ⅰ（如上图）：该断面的弯矩值： （对于折叶蜗轮）θSin nN x r x Zj M 155.9030⨯⨯⨯=-式中n ——转速；N ——功率；x ——桨叶上液体阻力的合力的作用位置。
计算公式为：32314241430r rr r x --⨯= 334412.04.012.04.043--⨯= =0.306(m)则θSin nN x r x Zj M 155.9030⨯⨯⨯=-0345185105.7306.0225.0306.0455.9Sin ⨯⨯⨯=⨯- =78.86（N.m ）（Z=4叶片，θ=45°倾角）对于Q235A 材料，MPa 240~2205=σ当取n=2~2.5时，[σ]=88~100Mpa. 取[σ]=90Mpa 计算，得62bh =ω（矩形截面） 且b=200mm ，求h 值。
由][σω≥M有666.81090622.0⨯≥⨯⨯h η,可得h ≥0.00512m, 即h ≥5.12mm考虑到腐蚀，则每边增加1mm 得腐蚀余量。
即，需叶片厚度为≥7.12, 取8mm 厚的钢板。
叶轮轴扭转强度计算验证叶轮轴选用φ76×5的无缝钢管，材料20号钢。
搅拌器设计计算（作者：纪学鑫）一、设计数据：1、混合池实际体积V=1.15m ×1.15m ×6.5m ≈8.60m ³∴设混合池有效容积V=8m ³2、混合池流量Q=0.035m ³/s3、混合时间t=10s4、混合池横截面尺寸1.15m × 1.15m ，当量直径D=πω4L =π15.115.14⨯⨯=1.30m 5、混合池液面高度H =24πD V =m ..π036301842≈⨯⨯ ∴混合池高度H ＇=6.03m+（0.3～0.5）m=6.33～6.53 (m);取6.5m6、挡板结构及安装尺寸()m 54.0036.0m 241361～）（～≈⎪⎭⎫ ⎝⎛D ；数值根据《给水排水设计手册》表4-28查得，以下均已此手册作为查询依据。
7、取平均水温时，水的粘度值()s a ⋅P μ=1.14×10-3s a ⋅P取水的密度3/kg 1000m =ρ8、搅拌强度1）搅拌速度梯度G ，一般取500～1000s -1。
混合功率估算：N Q =K e Q(kw)K e --单位流量需要的功率，K e 一般=4.3～173/s kw m ⋅∴混合功率估算：3/s kw 17~3.4m N Q ⋅=1-3-3e e )30.1365~65.686(s8s a 1014.1m /s kw 17~3.41000t 1000t 1000s P K Q Q K G ≈⨯⋅⨯⋅===⇒）（μμ 取搅拌速度梯度1-s 740=G2）体积循环次数'Z搅拌器排液量'Q ，213.08.008.1385.0)/(333'=⨯⨯==s m nd k Q q折叶桨式，片，245=︒=Z θ，流动准数385.0k q 取，见表4-27查取；---n 搅拌器转速）（s /r ；d 搅拌器直径（m) 转速d 60n πν=；---线速度v ，直径d ，根据表4-30查取。
B S泵车和搅拌车数量
计算
集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
泵送混凝土现浇施工计算书
依据<<简明施工计算手册>>（江正荣朱国梁着）一、计算公式
N=q n/（q max×）
（2）每台泵车需搅拌车数量计算公式：
n
1=q
m
×（60l/v+t）/（60Q）
q
m
= q
max
××
式中：N ——混凝土输送泵车需用台数
q
n
——混凝土浇筑数量（m3/h）
q
max
——混凝土输送泵车最大排量（m3/h）
——泵车作业效率，一般取 n
1
——每台泵车需配搅拌的数量；
q
m
——泵车计划排量（m3/h）
Q ——混凝土搅拌运输车容量（m3）
l ——搅拌站到施工现场往返距离（km）
v ——搅拌运输车车速（km/h）；一般取30
t ——一个运输周期总的停车时间（min）
——配管条件系数，可取二、计算参数
（1）混凝土浇灌量q
n
={Edt_1}（m3/h）；
（2）泵车最大排量q
max
={Edt_2}（m3/h）；
（3）泵送作业效率= {Edt_3}；
（4）搅拌运输车容量Q= {Edt_4}（m3）；
（5）搅拌运输车车速v= {Edt_5}（km/h）；
（6）往返距离l= {Edt_6}（km）；
（7）总停车时间t= {Edt_7}（min）；
（8）配管条件系数α= {Edt_8}；三、计算结果
计算书内容请见正式版!。
拌和站砼罐车配置计算
例：某项目设置3台HZS120型混凝土拌和机，单套HZS120拌合机生产能力为36m3/h。
混凝土搅拌运输车搅拌容积12m3，输送循环时间1.5h，进行砼罐车配置计算。
根据《铁路混凝土拌和站机械配置技术规程》（Q/CR9223-2015）中第4.1.5条混凝土搅拌运输车的配置计算：
式1 n=Qh/Qn
式2 Qn=kn kt Q*(1-β)/T
式中n-所需配备的混凝土搅拌运输车台数；
Qh-混凝土拌和站最大生产能力（m3/h），单套HZS120拌合机生产能力为36m3/h。
Qn-混凝土搅拌运输车运输效率（m3/h）
Q-混凝土搅拌运输车搅拌容积（m3）
Kn-装满系数，无资料时可取0.8～1；
kT-时间利用系数，无资料时可取0.8～1；
T-输送循环时间（h）；
β-混凝土卸载残余率，无资料时可取1%。
计算示例：采用HZS120拌合机，混凝土搅拌运输车搅拌容积12m3，输送循环时间1.5h。
计算：Qn=kn kt Q*(1-β)/T =0.9*0.8*12*（1-0.01）/1.5=5.7m3
n=Qh/Qn=36/5.7=6辆
根据以上计算，每台HZS120拌合机配备混凝土运输车数量为6台（12m3），满足运输车辆要求。
摘要一体化混凝土泵车是采用液压作为动力源的混凝土搅拌输送一体化设备，主要用于非承重墙、水暖地面的浇筑。
作业对象为轻骨料混凝土。
整机体积小，重量轻，移动灵活方便，对于小作业场地小工作任务量场合有较强的适用性。
该机主要包括搅拌机构、输送机构、液压泵站和底盘结构。
其中搅拌机构是参考JD350型搅拌机结构进行设计的，采用单卧轴强制式搅拌原理，主要包括搅拌轴、搅拌叶片及其支撑、搅拌筒和卸料门的设计。
该搅拌机构采用液压马达驱动，利用液压泵站供能，起动无冲击，运转平稳。
其难点在于轴端密封的结构设计和卸料门的结构设计。
其轴端密封采用搅拌机常用浮封环密封与迷宫式密封相结合的方式。
卸料门利用连杆机构原理手动开启，并通过多个调整部件确定卸料门的运动轨迹并与搅拌筒形成密封，防止搅拌过程中出现泄露现象。
采用Solidworks软件中的COSMOSWorks和COMOSmotion插件进行搅拌装置的有限元分析、动态模拟，并进行干涉检查。
关键词：混凝土泵车搅拌机构轴端密封卸料门ABSTRACTKey words: concrete pump mixinginstitutionshaft sealing discharge gate目录第1章概述 (1)1.1 混凝土搅拌机械简介 (1)1.2 混凝土输送机械概述 (3)1.3 混凝土输送机械概述 (9)1.4 本课题研究的内容与给定的技术参数 (9)1.5 总体方案的拟定 (9)第2章一体化泵车搅拌机构总体设计 (10)2.1 总体设计的原则 (10)2.2 一体化混凝土泵车搅拌机构总体设计 (11)第3章一体化泵车搅拌机构设计 (12)3.1 搅拌机构的主要参数及其关系介绍 (12)3.2 搅拌机构的主要参数的确定 (14)第4章单卧轴搅拌机结构参数及搅拌功率的计算 (15)4.1 搅拌机构各参数的符号和定义 (15)4.2 影响混凝土比阻力的因素分析及试验回归计算 (16)4.3 叶片最大线速度的确定 (18)4.4 容积利用系数的分析 (19)4.5 叶片大小及叶片角度的选择 (20)4.6 搅拌筒长径比的分析验算 (20)4.7 搅拌功率的计算 (21)4.8 平均阻力矩的计算 (22)第5章搅拌机液压马达的选取 (23)5.1 液压马达的选型原则 (23)5.2 液压马达的选取 (23)5.3 QJM型液压马达安装连接要求 (24)第6章搅拌轴的结构设计 (25)6.1 按扭转强度计算轴径 (25)6.2 按扭转刚度计算轴径 (26)6.3 综合考虑确定轴径 (26)第7章叶片及搅拌臂有限元受力分析 (26)第8章搅拌轴轴端密封的结构设计 (26)第9章毕业设计小结 (33)参考文献 (34)毕业实习报告 (35)附：英文翻译英文原文混凝土搅拌机械简介第1章概述在不同的施工条件下，不同的混凝土搅拌输送方法和搅拌输送设备，对加快进度，降低工程造价，提高劳动生产率，保证混凝土结构的质量都具有极要的意义。
8立方米混凝土搅拌运输车设计计算书一.上车的设计计算1.搅拌筒几何容积的确定根据经验公式:V/V j≤0.5~0.65(取0..567)求出：V j=14.1V——设计额定装载容积V= 8(m3)V j——搅拌筒几何容积(m3)2.搅拌输送车上车部分的设计校核性矩：A I=27×3=81㎜2y I=-80+1.5=-78.5mm z I=50-3-(30-3)/2=33.5mmA II=80×3=240 ㎜2y II=-80/2=-40mm z II=50-1.5=48.5mmA III=(100-6)×3=282㎜2y III=-1.5mm z III=0mmA IV=30×3=90㎜2y IV=-30/2=-15mm z IV=-50+1.5=-48.5mmA= A I + A II + A III + A III=693㎜2y c= (A I×y I+ A II×y II + A III×y III + A IV×y IV)/A =-25.47 mm z c= (A I×z I+ A II×z II + A III×z III + A IV×z IV)/A =27.01 mm I I zc=1/12×27×33+81×(80-1.5-25.47)2=227847.40mm4 I II zc=1/12×3×803+240×(80/2-25.47)2=178669.01mm4I III zc=1/12×94×33+282×(25.47-3/2)2=162237.67mm4I IV zc=1/12×3×303+90×(25.47-30/2)2=16615.88mm4I zc= I I zc + I II zc + I III zc + I IV zc=585369.96 mm43侧防护栏截面如上图，取参考坐标系yz轴，分成5部分分别计算惯性矩：A1=12×3=36㎜2y1=-30+1.5=-28.5mm z1=55-3-12/2=46mmA2=30×3=90 ㎜2Y2=-30/2=-15mm z2=55-1.5=53.5mmA3=(110-6)×3=312㎜2y3=-1.5mm z3=0mmA4=30×3=90㎜2y4=-30/2=-15mm z4=-55+1.5=-53.5mmA5=12×3=36㎜2y5=-30+1.5=-28.5mm z5=-(55-3-12/2)=-46mmA= A1 + A2 + A3+ A4+ A5=564㎜2y c= (A1×y1+ A2×y2 + A3×y3 + A4×y4+ A5×y5)/A =-9.25 mmz c= (A1×z1+ A2×z2 + A3×z3 + A4×z4+ A5×z5)/A =0 mmI1zc=1/12×12×33+36×(30-1.5-9.25)2=13367.25mm4I2zc=1/12×3×303+90×(30/2-9.25)2=9725.625mm4I3zc=1/12×104×33+312×(9.25-3/2)2=18973.5mm4I IV zc=1/12×3×303+90×(30/2-9.25)2=9725.625mm4I5zc=1/12×12×33+36×(30-1.5-9.25)2=13367.25mm4I zc= I1zc + I2zc + I3zc + I4zc+ I5zc =65159.25 mm4W ZC= I zc/y max=65159.25/(30-9.25)=3140.2mm3（3）.与汽车车体连接螺栓的强度校核由于搅拌车在满载运输途中，经常突然刹车，此时螺栓受到惯性力作用，此力比平稳行驶时力大得多，按此力校核螺栓的剪切强度。
***************污水处理厂及配套管网工程混凝沉淀池混合搅拌机设计计算书************有限公司二0一四年六月一 设计数据：1 混合池尺寸：LxBxH=4x3.5x3m ；2 有效水深：h=2.5m3 混合时间：t=75s4 设计水量：Q=2.5万m 3/d=0.289m 3/s4 污水密度：ρ=1000kg/m35 污水粘度：μ=1.14x10-3Pa.s6 搅拌器速度梯度：G 选取350S -17 体积循环次数Z /不小于1.2,取1.58 混合均匀度U 不小于80%，取0.95二 搅拌器选用及主要参数1 搅拌器型式：折叶浆式高效轴流搅拌器2 浆板折角：θ=45°2 搅拌器桨叶数量：Z=33 搅拌器直径：d=800mm4 搅拌器层数：h/d=2.5/0.8=3.125<4，取单层5 搅拌器布置：中央置入式二 设计计算过程1 混合池有效容积：V=4x3.5x2.5=35m 32 污水停留时间：t=V/Q=120.96s3 混合池当量直径：D=（4.L.B/π）0.5=4.22m4 搅拌器转速及功率计算：4.1 根据搅拌速度梯度计算：1）初选搅拌器外缘线速度ν=5m/s2）搅拌器转速n=60ν/π.d=119.4r/min=1.99r/s3) 雷诺准数Re=d 2n ρ/μ=0.82x1.99x1000/（1.14x10-3）=1.12x1064）搅拌功率:N=C 3=g Sin ZebR 40843θρω 3.19Kw5）校核搅拌功率：混合功率：NQ=μ.Q.t.G2/1000=3.02Kw校核搅拌功率N=3.19 Kw≈NQ=3.02Kw ，校核合格4.2 根据要求的体积循环次数Z/计算：1）搅拌器排液量Q/=Z/.V/t=1.5x35/75=0.7m3/s2) 搅拌器转速n=Q//Kq.d3=0.7/0.77x0.83=1.78r/s=107r/min 3) 校核搅拌器外缘线速度ν=nπd=4.46m/s ≈5m/s ，校核合格4）计算搅拌功率：N=NPρn3d5/1000=2.77Kw4.3 根据混合均匀度计算：1）搅拌器转速：-ln(1-U)=t.a.n(d/D)b.(D/H)0.5n =-ln(1-U)/ t.a(d/D)b.(D/H)0.5=1.83r/s=110rpm2) 校核搅拌器外缘线速度：ν=nπd=4.6m/s ≈5m/s ，校核合格3）搅拌器功率：N=NPρn3d5/1000=3.01Kw5 电动机功率计算：根据以上计算的搅拌功率，选取最大值N=3.19Kw电机功率NA =KgN/η1η2=4.29Kw，向上圆整选取5.5Kw。
机械搅拌机设计计算
1.设计要求
-搅拌机的容积大小
-搅拌机的转速
-搅拌机的功率需求
-搅拌机的结构和材料选择
2.容积大小计算
容积大小的计算是根据所需处理物料的量来确定的。
例如，如果需要混合500升的液体，那么搅拌机的容积应该大于或等于500升。
3.转速计算
转速的选择依赖于所需的混合程度和处理物料的性质。
通常情况下，较高的转速能够更好地实现混合，但是对于一些粘稠物料来说，较低的转速可能更为合适。
根据搅拌机的工作特性和物料性质，选择合适的转速。
4.功率需求计算
搅拌机的功率需要根据搅拌工作的性质来确定。
常见的方法是通过计算转矩和功率来确定所需的电机功率。
转矩的计算是通过考虑搅拌机所需要的最大转矩来确定的。
5.结构和材料选择
搅拌机的结构和材料选择是根据搅拌物料的特点和工作条件来确定的。
例如，对于一些食品或制药行业的应用，搅拌机通常会选择不锈钢等耐腐
蚀材料制作，以满足卫生要求。
6.动力传输系统设计
7.结构强度计算
搅拌机的结构强度计算是为了确保搅拌机在工作过程中不发生结构应
力过大、变形等问题。
针对不同的结构和材料，通过应力分析和材料力学
性质计算，确定搅拌机各个部件的尺寸和结构。
8.平衡性和稳定性计算
以上是关于机械搅拌机设计计算的一些基本内容，当然，具体的设计
计算还需根据具体的实际情况来确定。
设计者需要结合所处理的物料特性、工作环境要求、结构设计要求等方面的考虑进行计算和选择，以保证机械
搅拌机能够满足实际工作需要。
混凝土搅拌运输车设计计算书湖北汇合专用汽车有限公司二〇一四年五月二十日混凝土搅拌运输车设计计算书一.上车的设计计算。
1.搅拌筒几何容积的确定根据中机函［2015］7号文件《关于规范混凝土搅拌运输车《公告》管理要求的通知》中第1条1、2、3款要求:1)混凝土搅拌运输车应符合下表规定：2)混凝土搅拌运输车的搅拌筒填充率应不小于51.5％(填充率定义：搅拌筒搅动容量与几何容量之比，用百分比表示)。
3)混凝土搅拌运输车的搅动容量应符合下式要求：搅动容量≤载质量（kg）/ 混凝土密度（kg/m3）×110%注：混凝土密度采用GB/T 26408-2011《混凝土搅拌运输车推荐的2400kg/m3。
根据上述要求：HH5142GBJ型混凝土搅拌运输车搅拌筒几何容积搅拌容积（搅拌容积=载质量（kg）/ 混凝土密度（kg/m3））应满足如下要求：V d/ V j≥0.515V≤V d/1.1=3.6 m3V——设计额定搅拌容积即装载容积(m3)V d——混凝土搅拌运输车搅动容量(m3)V j ——搅拌筒几何容积(m 3)HH5142GBJ 型混凝土搅拌运输车的搅拌容积选定为3.5 m 3。
2.搅拌筒设计尺寸的计算根据上述第一部分对HH5142GBJ 型混凝土搅拌运输车搅拌容积与搅拌筒几何容积的确认，先对搅拌筒的设计尺寸进行计算并进行校核。
根据中华人民共和国建筑工业行业标准JG/T5094-1997《混凝土搅拌运输车》，搅拌筒的斜置角α的取值选为13.5o 。
由于运输车必须保证在坡度为14%的路面上行驶且出料口面对下坡方向时不产生外溢，故在计算搅拌罐的额定装载容量时取混凝土与搅拌轴线的夹角0arctan(0.14)8ααα=+≈+图2.1搅拌罐体图搅拌筒目前一般采用梨形，底部（称为前锥）是较短的锥形，中部是圆柱形，上部（后锥）是较长的锥形，研究发现：搅拌筒中下部的外形接近球体形状为最佳，这时，不仅搅拌效果好，搅拌效率高，而且也因搅拌筒重心适当前移，对合理分配运载底盘前后桥负荷，提高搅拌输送车的装载能力是有利的。
因此，设计时，后锥加上前锥上封头的长度基本等于中圆的半径。
具体参见图2.1所示：设前锥长为1L ，中圆柱长为2L ，后锥长为3L ，中圆半径r ，则根据交通法规的要求搅拌筒的最大半径， 1.25r m ≤，取r 为1.0m11L c r=⋅ 2-1 32L c r =⋅ 2-2根据《混凝土机械搅拌输送车型式和基本参数》试行标准中要求：c 1取值范围为1.4~1.8，c 2取值范围为0.7~0.97，结合我司制作前后锥的下料工艺，选取下料钢板利用率最大时数值，取c 1值为1.55，c 2值为0.77，根据2-1、2-2公式计算L 1长度为1550mm ，L 2长度为770mm 。
图2.1中r 1为后锥后段安装进料口位置的半径，r 2为进料口半径，取值范围250-310mm ，选取为275mm ，r 3为前锥与封头结合部位封头的半径。
r 1=r- L 1xtan α1 2-3r 3=r- L 3xtan α2 2-4根据《混凝土机械搅拌输送车型式和基本参数》试行标准中要求后锥角α1取值范围为14.2o~18.1o，前锥角α2取值范围为15o~22o，结合我司制作前后锥的下料工艺，选取下料钢板利用率最大时数值，α1值为17o，α2值为21o，根据2-3、2-4公式计算r1半径为530mm，r3半径为700mm。
后锥角α1=17º，前锥角α2=21º，由L1、L3、r、r1、r2、r3、α、α0等数据，利用AUTOCAD和Pro/E软件，作出搅拌筒各部分有效容积真实大小的三维实体模型，这样就能测出其体积。
图2.2后锥段的有效容积由图2.2测量可得搅拌筒后锥段的有效容积:V1 =1.0m3图2.3前锥段的有效容积由图2.3测量可得搅拌筒前锥段的有效容积:V3 =1.04m3根据上述第一部分确定的搅拌容积3.5m3可以得出中筒部分有效装载容积应该为：V2=V- V1- V3=1.46 m3图2.4中筒段的有效容积示意图圆柱截段计算公式由V2计算出L2长度为875mm。
综上可以计算出搅拌筒的各部位尺寸如所示：L1=1550mm，L2=875mm，L2=770mm，r=1000 mm，r1=530mm，r2=275mm，r3=700mm，详细尺寸见图1.5搅拌筒各部位尺寸尺寸示意图：图2.5搅拌筒各部位尺寸尺寸示意图搅拌筒几何容积计算校核：搅拌筒几何容积计算公式：V j= πL3（r2+ r32+ r* r3）/3+πL1（r2+ r12+ r* r1）/3+πr2L2 代入以上数据，得出HH5142GBJ型混凝土搅拌运输车搅拌筒的几何容积为：V j=7.45 m3。
校核HH5142GBJ型混凝土搅拌运输车搅拌筒的填充率为：V d/ V j=3.5*1.1/7.45*100%=51.67%＞51.5%。
结论：综上所述，HH5142GBJ型混凝土搅拌运输车搅拌筒的设计符合国标要求。
3.传动系统的计算选择3.1设计输入参数根据客户意见或产品改进计划提出产品的性能要求HH5142GBJ 型混凝土搅拌运输车驱动系统需要满足下表所示设计输入参数要求。
表3.1 3.5方搅拌车驱动系统输入参数3.2搅拌车工作状况如图3.1所示：0~1阶段：搅拌筒加料工况；1~2阶段：搅拌筒运料工况；2~3阶段：搅拌筒卸料工况；3~4阶段：搅拌筒空筒返回工况；图3.1 搅拌筒工况载荷曲线由图可见，搅拌筒在卸料初始阶段，搅拌筒所需驱动扭矩最大，搅拌筒液压系统设计时以满足此阶段超载时所需的驱动力来设计。
3.2参数计算3.2.1最大阻力矩的确定在超载且搅拌筒处于最高转速的工况时，搅拌筒所受的阻力矩为最大阻力矩，目前工程计算阻力矩Mj主要有两种方法：（1）经验公式Mjs=2764.64+5336.36V (3-1)式中V---搅拌筒混凝土装载方量。
Vj=V(σj+1）（3-2）式中，σj----搅拌筒超载量，取10%；将式中（2-2）代入式（2-1），得到式：Mjs=2764.64+5336.36V(σj+1) (3-3)此公式来源《混凝土搅拌输送车搅拌筒驱动阻力矩和驱动功率的计算》，公式推导数据来源陕西中大机械集团有限责任公司所提供实验数据，计算得到值为为稳定状态的1.2~1.4倍，并已考虑长时间行驶后（混凝土沉淀）搅拌筒启动时的峰值。
现以Ks=0.8的系数对公式（3-3）进行修正，得式（3-4）：Mj=KsMjs=2212+4269Vj （3-4）式中Vj---搅拌筒超载混凝土装载方量。
Vj=V(σj+1）（3-5）式中σj--搅拌筒超载量；将式（3-5）代入（3-4），得到式：Mj=2212+4269V(σj+1）（3-6）将V=3.5带入式（3-6)，计算得到Mj=18647.65N.M。
3.2.2搅拌筒最大驱动功率的确定最高转速超载工况搅拌功率:Pjm=2πXηjMj/60/1000 （3-7）计算得到Pjm=27.33KW3.3设计选型设计思路：如图3.2所示，搅拌筒必须满足扭矩和转速要求。
其中液压马达输出扭矩并经减速机放大满足搅拌筒输出扭矩要求；液压油泵输出流量驱动减速机，经减速机满足搅拌筒输出转速要求，其中减速机起转速、扭矩传递作用。
液压马达输出扭矩的关键参数为压力和排量；而液压油泵输出的关键参数为输入转速和排量。
液压马达参数设计时，先预取发动机PTO口最大稳定转速，然后计算液压油泵最大排量，选型后验证发动机PTO口最大稳定转速。
图3.2 设计思路3.3.1减速机的选取选择减速机型号HL4F-B/P2300，i=103，最大扭矩2400N.M。
满足搅拌筒扭矩传递要求。
3.3.2液压马达的选取初选系统最大工作压力差△Pm=30MP。
马达最大输出转速ηm为：ηm=ηji (3-8)计算得到ηm=14*103=1442r/min。
马达最大输出扭矩Mm=Mj/I （3-9）计算得到Mm=18647.65/103=181.05N.M。
则马达计算排量Vm=2πMm/（△P*ηmm）（3-10）式中ηmm---液压马达机械效率，取值0.95。
计算得到Vm=6.28*181.05/（30*0.95）=39.89ml/r。
选择海特克马达HAA2FM45，排量为Vm=45ml/r，最高工作转速3200r/min，40MPa压差作用下输出扭矩258N.M。
海特克马达HAA2FM45马达最大工作压力△Pm校核：△Pm=2πMm/（Vm*ηmm）（3-11）计算得到△Pm=6.28*181.05/（45*0.95）=26.59Pa。
查液压马达HAA2FM45样本手册，额度输出扭矩为258N.m。
所选用液压马达能满足减速机驱动力设计要求。
3.3.3液压泵的选取选择海特克油泵HP2VC45HW，确定,液压泵的最大工作压力差△Pp≥△Pm+dp （3-12）其中△Pm为液压马达的最大工作压力差，为30MPa，dp为油泵与马达之间的压力损失，取0.5MPa。
计算的到△Pp≥30.5MPa。
液压泵的流量按液压马达的最大输入流量和泄露量来确定，液压泵的最大流量Qp为：Qp＞Qm/ηpv （3-13）计算得到Qm=1442*45/（1000*0.95）=68.31L/min。
代入式（3-13）中得到Qp＞68.31 L/min /0.95=71.91 L/min。
从而可得到油泵排量Vp＞Qp/ηv (3-14) 式中ηv---为发动机在液压系统最大载荷时的最高稳定速度，查发动机万有特性曲线，取值2100r/min，此转速发动机最大扭矩1090N.M。
计算得到＞71.91 L/min *1000 ml / L /2100 r/min＞34.24ml/r。
选择海特克HP2VC45HW变量柱塞泵，高压溢流阀设定压力40MPa，最高工作转速3600r/min，排量Vp=45ml/r。
当发动机转速为2100r/min时，油泵流量满足搅拌筒14r/min的最高转速需求。
力士乐变量柱塞泵最大输入扭矩为：Mp=Vp△Pp/2πηpm （3-15）式中ηpm为柱塞泵机械效率，取值0.92。
计算得到Mp=45*30.5（2*3.14*0.92）=237.56N.m。
3.4 校核验算3.4.1减速机输出轴校核出于主轴轴承最大承压能力限制，由PMP减速机样本可以得到：HL4F-B/P2300减速机径向最大承受载荷为：Frad=75KN, HL4F-B/P2300减速机轴向最大承受载荷为：Fax=24KN,根据3.5m3搅拌车的设计，搅拌筒加混凝土总重为9.96吨，则设计方案中：满载时P=9.96*9.8=97.61KN,α=13.5°b1=910.5mm b2=2124.5mm F3=P/（1+b2/b1）cosα（3-16）计算F3=30.25 KNF1=P-F3cos（α）=97.61-30.25*cos13.5.°=68.03KN（3-17）F2=F3sin（α）=30.25*sin13.5°=12.35KN （3-18）Frad=F1sin（α）+F2cos（α）=Psin（α）=97.61*sin13.5°=39.85KN＜75KN （3-19）Fax=F1cos（α）-F2sin（α）=Pcos（α）-F3=97.61*cos13.5°-30.25=20.38KN＜24KN。
