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塔里木大學(xué) 畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 任務(wù)書(shū) 學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 班級(jí) 農(nóng)機(jī) 16 4 學(xué)生姓名 楊南南 學(xué)號(hào) 8031212412 課題名稱(chēng) 建筑混泥土攪拌機(jī)的設(shè)計(jì) 起止時(shí)間 2015年 10月 15日 2016 年 5月 28日 共 周 指導(dǎo)教師 李傳峰 職稱(chēng) 副教授 課題內(nèi)容 混凝土攪拌機(jī)廣泛應(yīng)用于公路 鐵路 建筑 橋梁 港口 機(jī)場(chǎng)等工程 中 在 十二五 期間 我國(guó)要建設(shè)一大批大型煤礦 油田 電站 機(jī)場(chǎng) 港口 高速鐵路 高等級(jí)公路等重點(diǎn)工程 同時(shí)也要進(jìn)行大量的城市道路 城鎮(zhèn)住宅的開(kāi)發(fā)與建設(shè) 這都需要用到大量的混凝土攪拌機(jī) 所以現(xiàn)在正 是發(fā)展混凝土攪拌機(jī)的大好時(shí)機(jī) 本研究既是對(duì)現(xiàn)有攪拌機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的深入探討 也是進(jìn)一步的技術(shù)提升 和創(chuàng)新 對(duì)今后混凝土攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品水平的提高都具有一定的實(shí)用 價(jià)值 它的重要意義在于利用高新技術(shù)提升混凝土機(jī)械行業(yè)水平和國(guó)家重 點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)施工水平以及推動(dòng)攪拌機(jī)設(shè)備性能的全面提高 使其達(dá)到國(guó)際 同行業(yè)的設(shè)備水平 本課題的研究?jī)?nèi)容 1 查找相關(guān)文獻(xiàn) 了解混凝土攪拌機(jī)的工作原理 2 查找專(zhuān)利及相關(guān)文獻(xiàn) 熟悉了解混凝土攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu) 3 利用所學(xué)對(duì)齒輪機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 軸 電動(dòng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)及選擇 4 依據(jù)查找到的專(zhuān)利及文獻(xiàn) 設(shè)計(jì)混凝土攪拌機(jī)的三維實(shí)體模型 并 生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖 擬定工作進(jìn)度 第 1周 收集混凝土攪拌機(jī)的相關(guān)資料 對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行整理和分析 掌握混凝土攪拌 機(jī)的工作原理 完成開(kāi)題報(bào)告 第 2 10周 確定總體設(shè)計(jì)方案 同時(shí)進(jìn)行主要傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 以及各零件的計(jì)算 第 11 周 進(jìn)行裝配圖的繪制 第 12周 制定論文寫(xiě)作提綱 同時(shí)開(kāi)始撰寫(xiě)論文 第 13周 完成論文初稿 并與指導(dǎo)老師交流進(jìn)行修改 第 14周 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)工作 準(zhǔn)備答辯 參考文獻(xiàn) 1 馮忠緒 混凝土攪拌理論與設(shè)備 M 北京 人民交通出版社 2001 8 2 陳宜通著 混凝土機(jī)械 中國(guó)建筑材料工業(yè)出版社 M 2002 3 寇長(zhǎng)青 工程機(jī)械基礎(chǔ) 西南交通大學(xué)出版社 M 2001 4 黃長(zhǎng)禮 混凝土機(jī)械 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 5 馮忠緒 混凝土攪拌理論與設(shè)備 人民交通出版社 2001 6 商品混凝土機(jī)械 鄧愛(ài)民編著 2000 年 02月第 1版 7 陳工宇 攪拌設(shè)備設(shè)計(jì) M 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1985 78 79 8 鄭文緯 吳克堅(jiān)主編 機(jī)械原理 M 北京 高等教育出版社 2003 任務(wù)下達(dá)人 簽字 年 月 日 任務(wù)接受人意見(jiàn) 任務(wù)接受人簽名 年 月 日 注 1 此任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師填寫(xiě) 任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師 2 此任務(wù)書(shū)須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開(kāi)始前一周下達(dá)給學(xué)生本人 3 此任務(wù)書(shū)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 建筑混凝土攪拌機(jī)的設(shè)計(jì) 楊南南 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院 阿拉爾 843300 摘 要 本設(shè)計(jì)的主要機(jī)型是自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī) 它是小型工程建筑混凝土攪拌機(jī)的一種 自落式錐型反 轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)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)效率高 質(zhì)量好 成本 低 它是目前國(guó)內(nèi)比較新型的攪拌機(jī) 整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊 外型美觀 便于運(yùn)輸 其主要組成結(jié)構(gòu)包括 攪拌設(shè)備 攪 拌傳動(dòng)系統(tǒng) 上料機(jī)構(gòu) 供水系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng)等 主要設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容是自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)整體結(jié)構(gòu)的 設(shè)計(jì) 主要包括 整體結(jié)構(gòu)方案的確定 攪拌桶外形尺寸的確定 電機(jī)的選擇 上料機(jī)構(gòu)的設(shè)定 減速器的設(shè)計(jì) 聯(lián)軸器的選擇以及完成機(jī)架總成圖及零部件圖 關(guān)鍵詞 混凝土攪拌機(jī) 雙錐反轉(zhuǎn) 自落式0 引言 0 引言 0 引言 從攪拌的目的和機(jī)理出發(fā) 了解并掌握混凝土攪拌 機(jī)的制造 各個(gè)部件組件后的運(yùn)行 以及攪拌混合混凝 土過(guò)程 盡力為以后混凝土攪拌機(jī)的發(fā)展提供更好的數(shù) 據(jù)以及裝配設(shè)計(jì) 水泥漿是當(dāng)今用量較大的建筑材 料 廣泛地用于工業(yè) 農(nóng)業(yè) 交通 國(guó)防 水利 市政 和民用等基本建設(shè)工程中 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)占有重要地位 攪拌作為水泥漿生產(chǎn)工藝中關(guān)鍵的一道工序 由相應(yīng)的 水泥漿攪拌機(jī)來(lái)實(shí)施完成 目前它已成為各種工程施工 中必不可少的施工設(shè)備 而大型智能化高效優(yōu)質(zhì)水泥漿 攪拌機(jī)既可快速 大量地進(jìn)行水泥漿的攪拌作業(yè) 又不 會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響 水泥漿攪拌機(jī)能替代人工進(jìn)行水泥 漿攪拌工作 具有攪拌速度快 攪拌均勻 省工省時(shí)的 優(yōu)點(diǎn) 解決了人工攪拌水泥漿易結(jié)塊和沉淀的難題 本 研究既是對(duì)現(xiàn)有攪拌機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的深入探討 也是進(jìn)一 步的技術(shù)提升和創(chuàng)新 對(duì)今后水泥漿攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)和產(chǎn) 品水平的提高都具有一定的實(shí)用價(jià)值 它的重要意義在 于利用高新技術(shù)提升水泥漿機(jī)械行業(yè)水平和國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng) 目建設(shè)施工水平以及推動(dòng)攪拌機(jī)設(shè)備性能的全面提高 使其達(dá)到國(guó)際同行業(yè)的設(shè)備水平 1 建筑混凝土攪拌機(jī)分類(lèi) 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(dòng)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(pán)立軸式和圓槽臥軸式等 混凝 土攪拌機(jī) 1 按工作性質(zhì)分 周期性工作攪拌機(jī) 連續(xù) 性工作攪拌機(jī) 2 按攪拌原理分 自落式混凝土攪拌 機(jī) 強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī) 3 按攪拌桶形狀分 鼓筒 式 錐式 圓盤(pán)式 另外 攪拌機(jī)還分為裂筒式和圓槽 式 即臥軸式 攪拌機(jī) 2 建筑混凝土攪拌機(jī)結(jié)構(gòu) 自落式攪拌機(jī)依靠被拌筒提升到一定高度的物料的 自落完成攪拌 由于各物料顆粒下落的高度 時(shí)間 速 度 落點(diǎn)和滾動(dòng)距離不同 從而物料各顆粒相互穿插 滲透 擴(kuò)散 最后達(dá)到均勻混合 自落式攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單 可靠性高 維護(hù)簡(jiǎn)單 功率消耗小 拌筒和葉片磨 損輕 但攪拌強(qiáng)度不高 生產(chǎn)效率低 攪拌質(zhì)量不易保 證 種攪拌機(jī)適于拌制普通塑性混凝土 廣泛應(yīng)用于中 小型建筑工地 建筑混凝土攪拌機(jī)整體結(jié)構(gòu)如圖 1 1 所示 1 聯(lián)軸器 2 進(jìn)料斗 3 帶輪 4 減速器 5 鏈條 6 軸承 7 拖輪 8 葉片 9 滾筒 圖 1 1 錐型反轉(zhuǎn)出料式混凝土攪拌機(jī) 3 建筑混凝土攪拌機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析 本實(shí)用新型旨在提供一種 設(shè)計(jì)合理 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 操作方便靈活 不受場(chǎng)地限制 排料徹底 便于清洗攪拌罐 直接投料的立式混凝土攪拌機(jī) 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是 為了實(shí)現(xiàn)上述目的 在支架上設(shè)有中部帶有軸承座的側(cè)部與支架的支承腿平行的轉(zhuǎn)動(dòng)托架 在轉(zhuǎn)動(dòng)托架的軸承座內(nèi)通過(guò)軸桿插座有攪拌罐 在支架一側(cè)的支承腿的外側(cè)設(shè)有布有手柄卡口的角度盤(pán)及通過(guò)軸桿設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)托架軸桿上的手柄 操作時(shí)將沙 石 水泥和水倒入攪拌罐內(nèi) 并啟動(dòng) 電機(jī) 通過(guò)傳動(dòng)齒輪和拖輪使攪拌罐旋轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌 同 時(shí)根據(jù)攪拌罐內(nèi)所裝物料的多少和攪拌情況將手柄推入 角度盤(pán)的不同角度的手柄卡口內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)攪拌罐的攪拌 角度 當(dāng)需排料時(shí) 扳動(dòng)手柄使轉(zhuǎn)動(dòng)托架轉(zhuǎn)動(dòng) 轉(zhuǎn)動(dòng)至 攪拌罐內(nèi)的混凝土處于被排放的位置 當(dāng)攪拌罐內(nèi)的混 凝土被排完后 將手柄放回到使攪拌罐處于所需要的投 料角度 然后再進(jìn)行下一次攪拌工作 其攪拌罐的翻轉(zhuǎn) 角度為 3600 當(dāng)需停止工作時(shí) 將電機(jī)電源切斷 4 設(shè)計(jì)總體方案的確定 混凝土攪拌機(jī)主要由傳動(dòng)系統(tǒng) 攪拌裝置 攪拌罐 等組成 該產(chǎn)品的主要機(jī)構(gòu)主要有以下幾部分組成 1 電機(jī) 減速機(jī)主要由皮帶連接在一起 攪拌 罐至于支架上 攪拌罐可與支架分離 2 攪拌系統(tǒng)由攪拌罐 攪拌軸組成 完成物料 的攪拌工作 最終設(shè)計(jì)方案確定為 經(jīng)過(guò)對(duì)混凝土攪拌機(jī)的類(lèi)型選擇 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分析與 執(zhí)行機(jī)構(gòu)分析 最終擬定了以下方案 方案 1 電動(dòng)機(jī) 皮帶輪 二級(jí)圓柱齒輪減速 器 攪拌軸 電動(dòng)機(jī)首先通過(guò)皮帶輪一級(jí)減速 再通 過(guò)減速器經(jīng)過(guò)二級(jí)減速將動(dòng)力以及轉(zhuǎn)矩傳送到攪拌軸上 方案 2 電動(dòng)機(jī) 二級(jí)圓錐齒輪減速器 攪拌 軸 使用減速器直接減速將動(dòng)力以及轉(zhuǎn)矩傳送到攪拌軸 上 首先 已知各種傳動(dòng)的傳動(dòng)比 u 圓錐齒輪傳動(dòng)單 級(jí)傳動(dòng)比 圓柱直齒輪傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比 u 皮帶輪單級(jí) 傳動(dòng)比 然后估算電動(dòng)機(jī)至攪拌軸間的傳動(dòng)比 初選 同步轉(zhuǎn)速為 1000r min 的原動(dòng)機(jī) 攪拌軸轉(zhuǎn)速為 30r min 則 u 1000 30 33 3 方案 1 使用皮帶輪進(jìn)行一級(jí)減速 使用二級(jí)圓柱 齒輪減速器二級(jí)減速 電動(dòng)機(jī)軸與攪拌軸雖然在同一方 向上 但電動(dòng)機(jī)不直接連接減速器 同樣可以避免安裝 分布范圍過(guò)大 同時(shí)其傳動(dòng)比 u 最大為 4 5 5 100 大 于本次設(shè)計(jì)所需要的最大傳動(dòng)比 方案 2 方案 2 中只使用二級(jí)圓錐齒輪減速器 第 二級(jí)使用圓柱齒輪傳動(dòng) 優(yōu)點(diǎn)在于圓錐齒輪具有換向性 避免了電動(dòng)機(jī)軸與攪拌軸在同一方向上 避免造成安裝 分布范圍過(guò)大 其傳動(dòng)比 u 最大為 3 5 15 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 33 3 綜上考慮 選擇方案一是比較合理的 多級(jí)減速避 免了一次性速度變化過(guò)大 而且使用二級(jí)減速器照樣可 以達(dá)到電動(dòng)機(jī) 主軸和減速器在同一方向上只要到時(shí)候 電動(dòng)機(jī)豎直放置即可 1 攪拌筒 2 聯(lián)軸器 3 減速器 4 電動(dòng)機(jī) 圖 3 1 攪拌筒 5 結(jié)論 雙錐反轉(zhuǎn)自落式混凝土攪拌機(jī)利用物料顆粒下落的 高度 時(shí)間 速度和滾動(dòng)距離不同 從而達(dá)到均勻混合 的目的 該畢業(yè)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 可靠性高 維護(hù) 簡(jiǎn)單 噪聲小 功率消耗小 拌筒和葉片磨損輕 料斗 上升下落較穩(wěn)定 又因?yàn)檫\(yùn)用液壓提升式上料 所以安 全性能較之其他攪拌機(jī)高 這種自落式攪拌機(jī)適用于中 小型建筑工地 該畢業(yè)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是由于使用液壓提升式上料機(jī)構(gòu) 所以對(duì)于這塊如果出現(xiàn)故障需要維修難度會(huì)更大 而其 他攪拌機(jī)出現(xiàn)故障修理較方便 但安全性能不高 所以 綜合考慮后選擇了這款雙錐反轉(zhuǎn)液壓提升自落式混凝土 攪拌機(jī) 參考文獻(xiàn) 4 總結(jié) 雙錐反轉(zhuǎn)自落式混凝土攪拌機(jī)利用物料顆粒下落的高度 時(shí)間 速度和滾動(dòng)距離不同 從而達(dá)到均勻混合的目的 該畢業(yè)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 可靠性高 維護(hù)簡(jiǎn)單 噪聲小 功率消耗小 拌筒和葉片磨損輕 料斗上升下落較穩(wěn)定 又因?yàn)檫\(yùn)用液壓提升式上料 所以安全性能較之其他攪拌機(jī)高 這種自落式攪拌機(jī)適用于中小型建筑工地 該畢業(yè)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是由于使用液壓提升式上料機(jī)構(gòu) 所以對(duì)于這塊如果出現(xiàn)故障需要維修難度會(huì)更大 而其他攪拌機(jī)出現(xiàn)故障修理較方便 但安全性能不高 所以綜合考慮后選擇了這款雙錐反轉(zhuǎn)液壓提升自落式混凝土攪拌機(jī) 參考文獻(xiàn) 1 馮辛安 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) M 北京 機(jī)械工業(yè) 出版社 1999 2 濮良貴 機(jī)械設(shè)計(jì) M 北京 高等教育出版 1989 3 孫恒 傅則紹 機(jī)械原理 M 北京 高等教育出 版 1989 4 黃長(zhǎng)禮 混凝土機(jī)械 M 北京 械工業(yè)出版社 2001 5 章日晉 機(jī)械零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) M 北京 機(jī)械工 業(yè)出版社 1987 6 張良成 材料力學(xué) M 北京 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 2003 7 李益民 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 機(jī)械 工業(yè)出版社 1995 8 吳益超 熊紅斌 淺談減速器的發(fā)展 M 華章 2013 9 龔桂義 機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)圖冊(cè) M 北京 人民 教育出版社 1980 10 張志義 孫蓓 機(jī)電傳動(dòng)控制 M 北京 機(jī)械工 業(yè)出版社 2008 11 李華 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) M 北京 高等教育出 版社 2000 12 齒輪手冊(cè)編委會(huì) 齒輪手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè) 出版社 1990 13 Orlov P Fundanmentals of Machine Design M Moscow Mir Pub 1987 14 Beer F P Johnton E R Mechanics of materials M Second Edition New York McGraw Hill 1992 15 Kuehnle M R Toroidal Drive Combines Concepts S Product Engineering Aug 1979 建筑混凝土攪拌機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 楊南南 學(xué) 號(hào) 8031212412 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 16 4 指導(dǎo)教師 李傳峰 16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 日 期 2016 05 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制 前 言 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 基礎(chǔ)性建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和生產(chǎn)自動(dòng)化更多的用于 生產(chǎn) 建筑機(jī)械在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著越來(lái)越重要的作用 混凝土攪拌機(jī)設(shè)備是建筑機(jī)械中的一個(gè)重 要代表 它是混凝土生產(chǎn)中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備 攪拌機(jī)在現(xiàn)代建筑工程中有著廣泛的應(yīng)用 它不僅 減輕了工人的勞動(dòng)力 還保證了混凝土工程的質(zhì)量 由于混凝土攪拌設(shè)備的工作對(duì)象是砂石和水 泥 石頭等混合料 并且用量大 工作環(huán)境惡劣 因此混凝土攪拌設(shè)備在高技術(shù) 高效能 自動(dòng) 化 智能化的方向發(fā)展有很大的必要性 攪拌是使兩種或者兩種以上的不同物質(zhì)在彼此直接相互擴(kuò)散 從而達(dá)到均勻混合的目的 混 凝土攪拌機(jī)在攪拌過(guò)程中 通過(guò)攪拌桶的轉(zhuǎn)動(dòng) 帶動(dòng)攪拌葉片對(duì)桶內(nèi)砂石 水泥等物料進(jìn)行翻轉(zhuǎn) 擠壓等攪拌操作 使物料在相對(duì)劇烈運(yùn)動(dòng)中得到充分的攪拌 本設(shè)計(jì)的主要機(jī)型是自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī) 它是小型工程建筑混凝土攪拌機(jī)的一種 自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)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)效率高 質(zhì)量好 成本低 它是目前國(guó)內(nèi)比較新型的攪拌機(jī) 整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊 外型美觀 便于運(yùn)輸 其主要組成結(jié)構(gòu)包括 攪拌設(shè)備 攪拌傳動(dòng)系統(tǒng) 上料機(jī)構(gòu) 供水系統(tǒng) 電氣控制系 統(tǒng)等 主要設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容是自落式錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 主要包括 整體結(jié)構(gòu)方 案的確定 攪拌桶外形尺寸的確定 電機(jī)的選擇 上料機(jī)構(gòu)的設(shè)定 減速器的設(shè)計(jì) 聯(lián)軸器的選 擇以及完成機(jī)架總成圖及零部件圖 關(guān)鍵詞 混凝土 攪拌機(jī) 自落式 雙錐反轉(zhuǎn) 目 錄 1 引言 1 2 混凝土的設(shè)計(jì)要求 2 2 1 攪拌機(jī)的選型 2 2 2 原始數(shù)據(jù) 4 2 3 設(shè)計(jì)的總體要求 4 3 總體設(shè)計(jì)方案確定 4 3 1 總體設(shè)計(jì)方案 4 3 2 攪拌桶設(shè)計(jì) 5 4 傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇 6 4 1 電動(dòng)機(jī)的選擇 6 4 2 減速器的選擇 8 4 3 軸的校核 12 4 4 聯(lián)軸器 13 4 5 軸承的選擇 14 5 其他系統(tǒng)的選擇 14 5 1 供水系統(tǒng) 14 5 2 液壓系統(tǒng) 15 5 3 料斗的設(shè)計(jì) 15 5 4 底架的設(shè)計(jì) 16 5 5 摩擦傳動(dòng) 16 總 結(jié) 17 致 謝 18 參考文獻(xiàn) 19 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 引言 1 1 課題的目的與意義 從攪拌的目的和機(jī)理出發(fā) 了解并掌握混凝土攪拌機(jī)的制造 各個(gè)部件組件后的運(yùn)行 以及 攪拌混合混凝土過(guò)程 盡力為以后混凝土攪拌機(jī)的發(fā)展提供更好的數(shù)據(jù)以及裝配設(shè)計(jì) 水泥漿是當(dāng)今用量較大的建筑材料 廣泛地用于工業(yè) 農(nóng)業(yè) 交通 國(guó)防 水利 市政和民 用等基本建設(shè)工程中 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)占有重要地位 攪拌作為水泥漿生產(chǎn)工藝中關(guān)鍵的一道工序 由相應(yīng)的水泥漿攪拌機(jī)來(lái)實(shí)施完成 目前它已成為各種工程施工中必不可少的施工設(shè)備 而大型 智能化高效優(yōu)質(zhì)水泥漿攪拌機(jī)既可快速 大量地進(jìn)行水泥漿的攪拌作業(yè) 又不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響 水泥漿攪拌機(jī)能替代人工進(jìn)行水泥漿攪拌工作 具有攪拌速度快 攪拌均勻 省工省時(shí)的優(yōu)點(diǎn) 解決了人工攪拌水泥漿易結(jié)塊和沉淀的難題 本研究既是對(duì)現(xiàn)有攪拌機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的深入探討 也 是進(jìn)一步的技術(shù)提升和創(chuàng)新 對(duì)今后水泥漿攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品水平的提高都具有一定的實(shí)用價(jià) 值 它的重要意義在于利用高新技術(shù)提升水泥漿機(jī)械行業(yè)水平和國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)施工水平以及 推動(dòng)攪拌機(jī)設(shè)備性能的全面提高 使其達(dá)到國(guó)際同行業(yè)的設(shè)備水平 1 2 建筑混凝土攪拌機(jī)在國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析 19 世紀(jì) 40 年代 在德 美 俄等國(guó)家出現(xiàn)了以蒸氣機(jī)為動(dòng)力源的自落式攪拌機(jī) 其攪拌腔 由多面體狀的木制筒構(gòu)成 一直到 19 世紀(jì) 80 年代 才開(kāi)始用鐵或鋼件代替木板 但形狀仍然為 多面體 1888 年法國(guó)申請(qǐng)登記了第一個(gè)用于修筑戰(zhàn)前公路的混凝土攪拌機(jī)專(zhuān)利 20 世紀(jì)初 圓柱 形的拌筒自落式攪拌機(jī)才開(kāi)始普及 形狀的改進(jìn)避免了混凝土在拌筒內(nèi)壁上的凝固沉積 提高了 攪拌質(zhì)量和效率 1903 年德國(guó)在斯太爾伯格建造了世界上第一座水泥混凝土的預(yù)拌工廠(chǎng) 1908 年 在美國(guó)出現(xiàn)了第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的攪拌機(jī) 隨后電動(dòng)機(jī)則成為主要?jiǎng)恿υ?從 1913 年 美國(guó)開(kāi)始 大量生產(chǎn)預(yù)拌混凝土 到 1950 年 亞洲大陸的日本開(kāi)始用攪拌機(jī)生產(chǎn)預(yù)拌混凝土 在這期間 仍 然以各種有葉片或無(wú)葉片的自落式攪拌機(jī)的發(fā)明與應(yīng)用為主 自落式攪拌機(jī)依靠被拌筒提升到一 定高度的物料的自落完成攪拌 由于各物料顆粒下落的高度 時(shí)間 速度 落點(diǎn)和滾動(dòng)距離不同 從而物料各顆粒相互穿插 滲透 擴(kuò)散 最后達(dá)到均勻混合 自落式攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 可靠性高 維護(hù)簡(jiǎn)單 功率消耗小 拌筒和葉片磨損輕 但攪拌強(qiáng)度不高 生產(chǎn)效率低 攪拌質(zhì)量不易保證 此種攪拌機(jī)適于拌制普通塑性混凝土 廣泛應(yīng)用于中小型建筑工地 按拌筒形狀和卸料方式的不 同 有鼓筒式攪拌機(jī) 雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī) 雙錐傾翻出料攪拌機(jī)和對(duì)開(kāi)式攪拌機(jī)等 其中鼓簡(jiǎn) 式攪拌機(jī)技術(shù)性能落后 已于 1987 年被我國(guó)建設(shè)部列為淘汰產(chǎn)品 隨著多種商品混凝土的廣泛使 用以及建筑規(guī)模的大型化 復(fù)雜化和高層化對(duì)混凝土質(zhì)量 產(chǎn)量不斷提出的更高要求 有力地促 進(jìn)了混凝土攪拌設(shè)備在使用性能和技術(shù)水平方面的發(fā)展 各國(guó)研究人員開(kāi)始從混凝土攪拌機(jī)的結(jié) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 構(gòu)形式 傳動(dòng)方式 攪拌腔襯板材料以及攪拌生產(chǎn) 20 世紀(jì) 40 年代后期 德國(guó) ELBA 公司最先發(fā) 明了強(qiáng)制式攪拌機(jī) 和自落式攪拌工藝等方面進(jìn)行改進(jìn)和探索 強(qiáng)制式攪拌機(jī)與自落式攪拌機(jī)相 比 強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌作用強(qiáng)烈 攪拌質(zhì)量好 攪拌效率高 但拌筒和葉片磨損大 功耗增大 此種攪拌機(jī)適于拌制干硬性 輕骨料混凝土以及特種混凝土和專(zhuān)用混凝土 多用于施工現(xiàn)場(chǎng)的混 凝土攪拌站和預(yù)拌混凝土攪拌樓 隨著技術(shù)的發(fā)展 強(qiáng)制式攪拌機(jī)在德國(guó) 美國(guó) 意大利 日本 等企業(yè)發(fā)展迅速 目前已形成系列產(chǎn)品 比如德國(guó)的 EMC 系列 EMS 系列攪拌站和 UBM 系列 EMT 系列攪拌樓 意大利的 MAO 系列攪拌站 MSO 系列大型攪拌基地等 我國(guó)混凝土攪拌設(shè)備的生產(chǎn)從 20 世紀(jì) 50 年代開(kāi)始 1952 年 天津工程機(jī)械廠(chǎng)和上海建筑機(jī) 械廠(chǎng)試制出我國(guó)第一代混凝土攪拌機(jī) 進(jìn)料容量為 400L 和 1000L 20 世紀(jì) 70 年代未至 80 年代 初 我國(guó)為適應(yīng)建筑業(yè)商品混凝土大規(guī)模發(fā)展的需要 在引進(jìn)國(guó)外樣機(jī)的基礎(chǔ)上 有關(guān)院所廠(chǎng)家 陸續(xù)開(kāi)發(fā)了新一代 JZ 型雙錐自落式攪機(jī) D 型單臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī) 其中 JS 型雙臥軸攪拌機(jī)在 80 年代初研制成功 80 年代末 我國(guó)混凝土攪拌產(chǎn)品開(kāi)發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向商品混凝土成套設(shè)備 研制出 了 10 多種混凝土攪拌樓 站 經(jīng)過(guò)引進(jìn)吸收 自主開(kāi)發(fā)等幾個(gè)階段 到本世紀(jì)初 國(guó)內(nèi)混凝土 攪拌機(jī)技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展 在產(chǎn)品規(guī)格和生產(chǎn)數(shù)量上 都達(dá)到了一定規(guī)模 出現(xiàn)了一批具有自主 知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù) 逐步形成了一個(gè)具有一定規(guī)模和競(jìng)爭(zhēng)能力的行業(yè) 2006 年 我國(guó)生產(chǎn)裝機(jī)容 量 0 5 6m 3 的攪拌站 2100 多臺(tái) 已成為混凝土攪拌設(shè)備的生產(chǎn)大國(guó) 1 3 研究目標(biāo) 從攪拌的目的和機(jī)理出發(fā) 了解并掌握混凝土攪拌機(jī)的制造 各個(gè)部件組件后的運(yùn)行 以及 攪拌混合混凝土過(guò)程 盡力為以后混凝土攪拌機(jī)的發(fā)展提供更好的數(shù)據(jù)以及裝配設(shè)計(jì) 6 1 4 研究?jī)?nèi)容 1 對(duì)攪拌機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行對(duì)比 掌握其工作原理 確定其總體設(shè)計(jì)方案 2 確定傳動(dòng)系統(tǒng)的主要參數(shù) 3 進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的選擇 4 進(jìn)行減速器 聯(lián)軸器等主要零部件的設(shè)計(jì) 5 繪制相應(yīng)的零件圖和裝配 2 混凝土的設(shè)計(jì)要求 2 1 攪拌機(jī)的選型 常見(jiàn)的水泥攪拌機(jī)主要有兩種形式 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 1 直立式小型攪拌機(jī)攪拌葉片 如圖 2 1 所示 圖 2 1 直立式小型攪拌機(jī)攪拌葉片 傳統(tǒng)的直立式水泥攪拌機(jī)是由三個(gè)平板狀 通過(guò)三個(gè)不同尺寸的軸聯(lián)接在一起 實(shí)現(xiàn)攪拌 但是由于從葉片強(qiáng)度 攪拌均勻等方面有些不如人意 改變攪拌葉片傳統(tǒng)的形狀 設(shè)計(jì)成一個(gè)楔 形 并將葉片尺寸設(shè)計(jì)稍厚 從而達(dá)到減少攪拌阻力 提高攪拌強(qiáng)度的效果 并將葉片通過(guò)螺釘 連接 實(shí)現(xiàn)可換 達(dá)到節(jié)約材料效果 這種類(lèi)型的攪拌機(jī)體型小 價(jià)格便宜 適用于小型建筑工 程 但是由于攪拌量有限 生產(chǎn)效率低 上 下料不方便 一般不在大型建筑工程中使用 2 錐型反轉(zhuǎn)出料式水泥攪拌機(jī) 9 如圖 2 2 所示 1 聯(lián)軸器 2 進(jìn)料斗 3 帶輪 4 減速器 5 鏈條 6 軸承 7 拖輪 8 葉片 9 滾筒 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 圖 2 2 錐型反轉(zhuǎn)出料式混凝土攪拌機(jī) 本機(jī)的主要特點(diǎn)有結(jié)構(gòu)新穎 具有生產(chǎn)效率高 攪拌質(zhì)量好 重量輕 造型美觀等優(yōu)點(diǎn)是一 種比較先進(jìn)的機(jī)械 其特征是在支架上設(shè)有中部帶有軸承座的側(cè)部與支架的支承腿平行的轉(zhuǎn)動(dòng)托 架 在轉(zhuǎn)動(dòng)托架的軸承座內(nèi)通過(guò)軸桿插座有攪拌罐 我所選擇要設(shè)計(jì)的是第二種錐型反轉(zhuǎn)出料移動(dòng)式混凝土攪拌機(jī) 1 一種立式混凝土攪拌機(jī) 包括有 供水系統(tǒng) 傳動(dòng)裝置 攪拌與出料裝置 上料機(jī)構(gòu) 本 實(shí)用新型涉及一種用于攪拌混凝土的立式混凝土攪拌機(jī) 據(jù)了解 目前用于攪拌混凝土的攪拌機(jī) 普遍是帶有上料斗的臥式 攪拌機(jī) 雖然其給攪拌混凝土帶來(lái)了很多好處 存在有結(jié)構(gòu)復(fù)雜 需要 2 次上料及混凝土排放不凈和不便清洗攪拌罐等不足之處 本實(shí)用新型旨在提供一種 設(shè)計(jì)合理 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 操作方便靈活 不受場(chǎng)地限制 排料徹底 便于清洗攪拌罐 直接投料的立式混凝土攪拌機(jī) 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是 為了實(shí)現(xiàn)上述 目的 在支架上設(shè)有中部帶有軸承座的側(cè)部與支架的支承腿平行的轉(zhuǎn)動(dòng)托架 在轉(zhuǎn)動(dòng)托架的軸承 座內(nèi)通過(guò)軸桿插座有攪拌罐 在支架一側(cè)的支承腿的外側(cè)設(shè)有布有手柄卡口的角度盤(pán)及通過(guò)軸桿 設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)托架軸桿上的手柄 2 操作時(shí)將沙 石 水泥和水倒入攪拌罐內(nèi) 并啟動(dòng)電機(jī) 通過(guò)傳動(dòng)齒輪和拖輪使攪拌罐 旋轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌 同時(shí)根據(jù)攪拌罐內(nèi)所裝物料的多少和攪拌情況將手柄推入角度盤(pán)的不同角度的手 柄卡口內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)攪拌罐的攪拌角度 當(dāng)需排料時(shí) 扳動(dòng)手柄使轉(zhuǎn)動(dòng)托架轉(zhuǎn)動(dòng) 轉(zhuǎn)動(dòng)至攪拌罐內(nèi) 的混凝土處于被排放的位置 當(dāng)攪拌罐內(nèi)的混凝土被排完后 將手柄放回到使攪拌罐處于所需要 的投料角度 然后再進(jìn)行下一次攪拌工作 其攪拌罐的翻轉(zhuǎn)角度為 3600 當(dāng)需停止工作時(shí) 將 電機(jī)電源切斷 2 2 原始數(shù)據(jù) 1 出料容積 350L 2 進(jìn)料容積 500L 3 攪拌桶轉(zhuǎn)速 15 r min 4 骨料最大粒徑 60mm 5 生產(chǎn)率 25 30m3 h 2 3 設(shè)計(jì)的總體要求 1 滿(mǎn)足使用要求 2 滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性要求 3 力求整機(jī)的布局緊湊合理 4 工業(yè)性要求易操作而實(shí)用 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 5 滿(mǎn)足有關(guān)技術(shù)要求 3 總體設(shè)計(jì)方案確定 3 1 總體設(shè)計(jì)方案 混凝土攪拌機(jī)主要由傳動(dòng)系統(tǒng) 攪拌裝置 攪拌罐等組成 該產(chǎn)品的主要機(jī)構(gòu)主要有以下幾 部分組成 1 電機(jī) 減速機(jī)主要由皮帶連接在一起 攪拌罐至于支架上 攪拌罐可與支架分離 2 攪拌系統(tǒng)由攪拌罐 攪拌軸組成 完成物料的攪拌工作 最終設(shè)計(jì)方案確定為 11 經(jīng)過(guò)對(duì)混凝土攪拌機(jī)的類(lèi)型選擇 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分析與執(zhí)行機(jī)構(gòu)分析 最終擬定了以下方案 方案 1 電動(dòng)機(jī) 皮帶輪 二級(jí)圓柱齒輪減速器 攪拌軸 電動(dòng)機(jī)首先通過(guò)皮帶輪一 級(jí)減速 再通過(guò)減速器經(jīng)過(guò)二級(jí)減速將動(dòng)力以及轉(zhuǎn)矩傳送到攪拌軸上 方案 2 電動(dòng)機(jī) 二級(jí)圓錐齒輪減速器 攪拌軸 使用減速器直接減速將動(dòng)力以及轉(zhuǎn)矩 傳送到攪拌軸上 首先 已知各種傳動(dòng)的傳動(dòng)比 u 圓錐齒輪傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比 圓柱直齒輪傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比 u 皮帶輪單級(jí)傳動(dòng)比 然后估算電動(dòng)機(jī)至攪拌軸間的傳動(dòng)比 初選同步轉(zhuǎn)速為 1000r min 的原 動(dòng)機(jī) 攪拌軸轉(zhuǎn)速為 30r min 則 u 1000 30 33 3 方案 1 使用皮帶輪進(jìn)行一級(jí)減速 使用二級(jí)圓柱齒輪減速器二級(jí)減速 電動(dòng)機(jī)軸與攪拌軸 雖然在同一方向上 但電動(dòng)機(jī)不直接連接減速器 同樣可以避免安裝分布范圍過(guò)大 同時(shí)其傳動(dòng) 比 u 最大為 455 100 大于本次設(shè)計(jì)所需要的最大傳動(dòng)比 方案 2 方案 2 中只使用二級(jí)圓錐齒輪減速器 第二級(jí)使用圓柱齒輪傳動(dòng) 優(yōu)點(diǎn)在于圓錐齒 輪具有換向性 避免了電動(dòng)機(jī)軸與攪拌軸在同一方向上 避免造成安裝分布范圍過(guò)大 其傳動(dòng)比 u 最大為 3 5 15 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 33 3 綜上考慮 選擇方案一是比較合理的 多級(jí)減速避免了一次性速度變化過(guò)大 而且使用二級(jí) 減速器照樣可以達(dá)到電動(dòng)機(jī) 主軸和減速器在同一方向上只要到時(shí)候電動(dòng)機(jī)豎直放置即可 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 3 2 攪拌桶設(shè)計(jì) 1 攪拌筒 2 聯(lián)軸器 3 減速器 4 電動(dòng)機(jī) 圖 3 1 攪拌筒 錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)的攪拌筒呈雙錐形 筒內(nèi)中部焊接有與攪拌筒軸線(xiàn)成一定夾角交叉布置 的高 低葉片各一對(duì) 低葉片與軸線(xiàn)呈一定夾角 在攪拌時(shí)它使料一部分不斷地推向進(jìn)料端 一 部分落在高葉片上或攪拌桶下部 高葉片 由低葉片帶起落到高葉片上的拌和料 被高葉片拋向 出料葉片背面 最終也流向拌桶下部 拌桶下部高于低葉片的拌和料被高葉片推向出料葉片的背 面 葉片的安放角和形狀直接影響到拌和料的攪拌效果 目前根據(jù)理論研究和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定 一般可取低葉片 28 32 高葉片 45 進(jìn)料錐角 47 50 出料錐角 30 33 雙錐反轉(zhuǎn)出料混凝 土攪拌機(jī)在工作時(shí) 攪拌機(jī)功率主要用于克服混凝土物料在攪合時(shí)所產(chǎn)生的偏心距和托輪滾動(dòng)時(shí) 產(chǎn)生的摩擦阻力矩 攪拌時(shí) 物料會(huì)向攪拌筒一側(cè)傾斜 但有少量的物料由于攪拌筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生 的慣性作用而處于自由落體運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 現(xiàn)在假設(shè)物料全部?jī)A斜于一側(cè) 3 試求當(dāng)前情況下的攪拌功率 先求出攪拌筒的幾何尺寸 攪拌筒外形簡(jiǎn)圖如上圖 3 1 由 混凝土機(jī)械 查攪拌筒幾何容積 與出料容積 V0 V1 2 4 出料容積 V2 和進(jìn)料容積 V1 有 為出料系數(shù) 對(duì)混凝土一般取 0 6 0 7 V 1 V2 3 1 V2 0 6 0 7 V 1 設(shè)出料 V2 350L 所以 V1 350 0 6 0 7 583 500L 暫時(shí)選 V1 560L 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 V0 V1 2 4 V0 1166 2000 暫時(shí)選 1500L 由 混凝土機(jī)械 查的進(jìn)料錐角為 47 50 出料錐角為 30 33 所以選擇出料角 33 進(jìn)料角 49 從省料的角度出發(fā) 當(dāng)攪拌桶容積一定時(shí) 其表面積 S 最小 3 0 2sin90 5 2 90 18 2 VWRLLR RLF 2 分別帶入 40 和 45 并計(jì)算 當(dāng) L 4 0 R 1 61 此時(shí) W L 3 53R L 0 70 L D L 2R 1 24 當(dāng) L 4 0 R 1 62 此時(shí) W L 3 41R L 0 72 L D L 2R 1 23 所以 寬長(zhǎng)之比為 0 7 左右時(shí)所需制造材料最省 由于長(zhǎng)寬之比的值主要由攪拌機(jī)性能決定 因此該值只能作為選擇長(zhǎng)寬比的參考 由以上原則 本設(shè)計(jì)取攪拌機(jī)總長(zhǎng)為 1480mm 寬為 1050mm 4 傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇 4 1 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)是現(xiàn)代機(jī)械常用的原動(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(lèi)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 直流電動(dòng)機(jī)之分 工業(yè)上一般采用交流電動(dòng)機(jī) 交流電動(dòng)機(jī)分為異步電動(dòng)機(jī) 和同步電動(dòng)機(jī)兩類(lèi) 異步電動(dòng)機(jī)又分為籠型和繞線(xiàn)型兩種 而普通籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣泛 如無(wú)特殊需要 一般憂(yōu)先選用 Y 型籠型三相異步電動(dòng)機(jī) 因?yàn)槠溆懈咝?節(jié)能 噪音小 振動(dòng)小 安全可靠的優(yōu)點(diǎn) 而且安裝尺寸和功率等級(jí)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 適用于無(wú)特殊要求的多種機(jī)械設(shè)備 電動(dòng)機(jī)功率的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(guò)載造成過(guò)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) 所以要選擇合適的電動(dòng)機(jī)做為機(jī)器的動(dòng)力源輸出 10 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 Pd Pw 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 式中 pw 工作機(jī)機(jī)所需工作效率 由電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率 工作效率 應(yīng)由工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算求得 Pw Mn 9550 4 1 式中 M 為攪拌筒攪拌時(shí)所需的外力據(jù) N m n 攪拌筒轉(zhuǎn)速 r min 其中雙錐反轉(zhuǎn)出料棍凝土攪拌機(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) 生的偏心阻力及托輪滾動(dòng)磨擦阻力矩 為討論方便 現(xiàn)假定最?lèi)毫拥墓ぷ鳡顩r 即全部物料傾向 拌筒的一側(cè) 呈斜而 求此種情況下的攪拌功率 外力矩 M 的計(jì)算 M M 摩擦 M 物料 式中 M 摩擦 攪拌時(shí)拌合料所產(chǎn)生的偏心阻力矩 M 物料 攪拌時(shí)托輪所產(chǎn)生的滾動(dòng)摩擦阻力矩 M 物料 G 物料 Hsina 9 8V Hsin 式中 G 物料 為攪合物料質(zhì)量 G 物料 V V 攪拌筒容積 p 拌合料容重 1 5 1 7 1000kg m 3 4 2 H 拌合料重心至拌筒中心的距離 mm H b3 12S 2 R 1 tan 2 3S 2h 3 4 3 因?yàn)榛旌狭显诎柰矁?nèi)為一水面 且以攪拌時(shí)進(jìn) 出料口均不得有溢出為原則 所以討論時(shí)進(jìn) 料口 出料口相等 均為 h 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 x 則在 X X x 平面之間的有效容積 微元體 V 弓對(duì) X 軸的微元阻力矩 M 進(jìn) 9 8 V 進(jìn) Hsin 4 4 積分可得進(jìn)料錐內(nèi)混合料所產(chǎn)生的偏心阻力矩出料錐內(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 M 柱 9 8 V 柱 Hsin R 2 h2 3 2l2 sin 綜上 攪拌時(shí)混合料所產(chǎn)生的總偏心力矩 M 物料 M 柱 M 進(jìn) M 出 4 5 所以 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 M 進(jìn) 9 8 R1 tan 2 h2 3 2 sin 430 1N m M 出 9 8 R2 tan 2 h2 3 2 sin 393 2N m M 柱 R 2 h2 3 2l2 sin 1095N m Pw Mn 9550 3 84kW Pd PW 4 61kW 式中 f 一混凝土與鋼葉片的磨擦系數(shù) f 0 62 w 傳動(dòng)效率 w 12 23 34 0 8335 4 6 1 聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率 取 1 0 99 2 齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率 2 0 97 3 軸承的傳動(dòng)效率 3 0 98 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 經(jīng)查表 2 一級(jí)開(kāi)式齒輪的傳動(dòng)比 ia 3 7 二級(jí)圓拄齒輪減速器的傳動(dòng)比 i 8 40 總的傳動(dòng)比合理范圍為 ia 24 280 故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的可選范圍為 n 24 280 17 5 420 4900r min 根據(jù)工況和計(jì)算所選電動(dòng)機(jī)為 表 4 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 Y100L2 4 JB9619 5 5 1440 28 4 2 減速器的選擇 減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng) 蝸輪傳動(dòng)或齒輪一蝸輪傳動(dòng)所組合的獨(dú)立部 件 常在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之問(wèn)為減速的傳動(dòng)裝置 在少數(shù)情況也用作增速的傳動(dòng)裝置 減速器因 為結(jié)構(gòu)緊湊 效率較高 傳遞運(yùn)動(dòng)正確可靠 使用維修簡(jiǎn)單 并可成批生產(chǎn) 故在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng) 用最廣減速器類(lèi)型很多 有圓柱齒輪減速器 圓錐齒輪減速器 蝸桿減速器等 8 由于考慮到所傳遞的功率和傳動(dòng)比 在本攪拌機(jī)設(shè)計(jì)課題中采用的是二級(jí)圓柱齒輪減速器 減速器的機(jī)體是用于支持和固定軸系的零件 是保證傳動(dòng)零件的嚙合精度 良好的潤(rùn)滑和密 封的重要零件 其重量約占減速器總重量的 5 倍 因此 機(jī)體結(jié)構(gòu)對(duì)減速器的工作性能 加工工 藝 材料消耗 重量及成本等有很大的影響 機(jī)體材料采用灰鐵 HT150 或 HT200 制造 支撐零件和聯(lián)接零件都是要根據(jù)零件的要求來(lái)設(shè)計(jì) 因此一般應(yīng)先設(shè)計(jì)算傳動(dòng)零件 確定其 尺寸 參數(shù) 材料和結(jié)構(gòu) 4 2 1 一級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 1 材料的選擇 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 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 i 3 8 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) ha 取為 1 頂隙系數(shù) c 取為 0 25 分度圓壓力角度 數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值 a 20 小齒輪的參數(shù)如下 分度圓直徑 d1 Z1m 2 5 20 50mm 4 7 d2 Z2m 2 5 76 190mm 中心距 a m z 1 z2 240mm 4 8 齒頂高 hn 1 2 5 2 5mm 4 9 齒根高 hf 3 125mm 4 10 齒全高 h 5 625mm 齒頂圓直徑 da1 20 2 2 5 55mm 4 11 da2 76 2 2 5 195mm 齒根圓直徑 df1 20 2 0 5 2 5 43 75mm 4 12 df2 76 2 0 5 2 5 183 75mm 齒寬 b1 50mm 4 13 b2 60mm 齒距 P m 3 14 2 5 7 85mm 4 14 齒厚 s P 2 3 925mm 4 15 齒槽寬 e P 2 3 925mm 4 16 基圓齒距 Pb Pcos20 7 375mm 4 17 法向齒距 Pn Pb 7 375mm 4 18 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 彎曲疲勞極限 Flim Flim1 600MPa 4 19 Flim2 450MPa 4 20 彎曲系數(shù)壽命 YN YN1 0 95 4 21 YN2 0 97 尺寸系數(shù) Yx 1 0 許用彎曲應(yīng)力 F1 456MPa 4 22 F2 349MPa 驗(yàn)算 F1 107 4MPa F1 F2 106 88MPa F2 根據(jù)以上分析 傳動(dòng)在允許的時(shí)間之內(nèi)有效 沒(méi)發(fā)生過(guò)載 故所選齒輪滿(mǎn)足要求 4 2 2 第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 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 暫取傳動(dòng)比 i 3 09 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) ha 取為 1 頂隙系數(shù) c 取為 0 25 分度圓壓力角度 數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值 a 20 小齒輪的參數(shù)如下 分度圓直徑 d1 Z1m 2 5 30 75mm d2 Z2m 2 5 93 232 5mm 中心距 a m z 1 z2 153 75mm 齒頂高 hn 1 2 5 2 5mm 齒根高 hf 3 125mm 齒全高 h 5 625mm 齒頂圓直徑 da1 30 2 2 5 55mm 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 da2 93 2 2 5 195mm 齒根圓直徑 df1 30 2 0 5 2 5 68 75mm df2 93 2 0 5 2 5 226 25mm 基圓直徑 db1 d1cos 70 485mm db2 d2cos 218 5mm 齒寬 b1 85mm b 2 75mm 齒距 P m 3 14 2 5 7 85mm 齒厚 s P 2 3 925mm 齒槽寬 e P 2 3 925mm 基圓齒距 Pb Pcos20 7 375mm 法向齒距 Pn Pb 7 375mm 3 齒根接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 載荷系數(shù) K K KAKvKF KF 2 74 齒形系數(shù) YFa YFa1 2 6 YFa2 2 3 應(yīng)力修正系數(shù) YSa YSa1 1 6 Y Sa2 1 8 彎曲疲勞極限 Flim1 600Mpa Flim2 450Mpa 彎曲最小安全系數(shù) SFlim SFlim 1 25 彎曲系數(shù)壽命 YN YN1 0 95 Y N2 0 97 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 尺寸系數(shù) Yx 1 0 許用彎曲應(yīng)力 F1 456Mpa F2 349Mpa 驗(yàn)算 F1 107 4Mpa F1 F2 106 88Mpa F2 根據(jù)以上分析 傳動(dòng)在允許的時(shí)間之內(nèi)有效 沒(méi)發(fā)生過(guò)載 故所選齒輪滿(mǎn)足要求 4 3 軸的校核 軸的最小直徑按公式 mm hPAd31 可確定各軸的基本尺寸 可確定低速級(jí)和中間軸為齒輪軸最小軸徑分別為 d1 25 19mm d 2 26 29mm 高速軸最小軸徑 d2 38mm 在此對(duì)中間齒輪軸進(jìn)行校核 齒輪軸材料選擇 在二級(jí)齒輪減速器傳動(dòng)中 減速器的軸采用 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 由 機(jī)械手 冊(cè) 查表得 B 650MPa S 360MPa 1 300MPa B 650MPa 己知中間軸的輸出功率為 5 072kW 轉(zhuǎn)速為 378 9r min 齒輪軸受力計(jì)算分析 作用力的計(jì)算T T 9 55 106 5 09 378 9 130458N mm 4 23 齒輪Z 2 的圓周力 Ft2 2T d2 130458 190 1373 2N 4 24 齒輪Z 2 的徑向力 Fr3 Ft2tan20 3071 62N 4 25 齒輪Z 3 的圓周力 Ft3 2T d3 130458 85 1534 8N 4 26 齒輪Z 3 的徑向力 Fr3 Ft2tan20 cos9 36 3078 07N 4 27 水平面支承反力及彎矩 Rcy 444 2N Rdy 3847 4N 4 28 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 彎矩 MAY 777 7 35 27219 5 N mm MBY 3072 1 52 5 161285 25N mm MCY 6867 67 5 463522 5 N mm MDY 2929 67 5 197707 5N mm 4 29 乖直面支承反力及彎矩 支承反力 RCH 1274N mm RDH 347 5 N mm 4 30 彎矩計(jì)算 MAF 535 347 5 185912 5N mm MBF 42 1274 53508 N mm 4 31 合成彎矩 MA 213139 4N mm MB 212665 5N mm MC 460090N mm MD 152829 4N mm 4 32 應(yīng)力校核系數(shù) 1 B 300 650 0 46 4 33 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 T 0 46 130458 60010 68N mm 當(dāng)量彎矩在大齒輪軸勁中間截面處 M1 220969 N mm 在右軸勁中間截面處 M2 164188 8N mm 校核軸頂 d1 32 1mm d2 29 3mm 經(jīng)校核較合適無(wú)需調(diào)整 其他軸按同樣方法校核 4 4 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?chē)?yán)格對(duì)中并在作中不發(fā)生相對(duì)位移的地 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 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 在高速級(jí) 因電動(dòng)機(jī) Y100L2 4 JB9619 的軸徑為 mm 故選用標(biāo)準(zhǔn)凸緣聯(lián)軸器 GB 6069 2002 軸孔 32mm 軸孔長(zhǎng) 82mm 在低速級(jí) 可選用標(biāo)準(zhǔn)凸緣聯(lián)軸器 YL10 軸孔 45mm 軸孔長(zhǎng) 112mm 聯(lián)軸器可以在機(jī)器停車(chē)后用拆卸的方法才能把兩軸分離 4 5 軸承的選擇 常用的滾動(dòng)軸承有深溝球軸承 圓錐滾子軸承 角接觸球軸承 其類(lèi)型和特性如下 圓錐滾子軸承 極限轉(zhuǎn)速中 允許角偏差 2 主要特性應(yīng)用 能承受較大的徑向 軸向聯(lián)合 載荷 應(yīng)為線(xiàn)接觸 承載能力大于角接觸軸承 內(nèi)外圈可分離 裝載方便 通常成對(duì)使用 深溝球軸承 極限轉(zhuǎn)速高 允許角偏差 8 16 主要特征 主要承受徑向載荷 同時(shí)也能承 受一定量的軸向載荷 當(dāng)轉(zhuǎn)速很高而軸向載荷不大的時(shí)候 可代替推力球軸承 承受純軸向載荷 當(dāng)承受純軸向載荷時(shí) a 0 角接觸球軸承 極限轉(zhuǎn)速高 允許角偏差 2 10 主要特性運(yùn)用 能同時(shí)承受徑向軸向聯(lián)合 載荷 公稱(chēng)接觸角越大 軸向承受能力越大 通常成對(duì)使用 可以分裝與兩個(gè)支點(diǎn)或同裝于一個(gè) 支點(diǎn)上 根據(jù)上面比較及減速器的計(jì)算要求 選用 6208 深溝球軸承 5 其他系統(tǒng)的選擇 5 1 供水系統(tǒng) 供水系統(tǒng)由電機(jī) 水泵 調(diào)節(jié)閥和管路組成 如下圖 5 1 所示 電機(jī)通電后水泵即可將水直接注入拌筒 并通過(guò)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)水的流量 出廠(chǎng)時(shí)流量已調(diào)整合 適 攪拌所需的水量 是通過(guò)電氣箱內(nèi)的時(shí)間繼電器直接控制水泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的 用 戶(hù)也可按給定時(shí)間流量關(guān)系圖 圖 5 2 選擇要求水量所需時(shí)間 供水時(shí) 按下按鈕 水泵啟動(dòng) 達(dá)到規(guī)定時(shí)間后 供水電路自動(dòng)切斷 按下旋轉(zhuǎn)按鈕 再按水泵啟動(dòng)按鈕 可以連續(xù)供水 推進(jìn) 沖洗管 接上水管 可以沖洗攪拌機(jī) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 1 電動(dòng)機(jī) 2 調(diào)節(jié)閥 3 水泵 圖 5 1 供水系統(tǒng) 圖 5 2 時(shí)間 流量曲線(xiàn) 5 2 液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)由齒輪泵 油箱 液壓缸 換向閥 單向閥等組成 將油箱內(nèi)的液壓油送入提升油 缸的上腔 使料斗上升 結(jié)構(gòu)如下圖 5 3 所示 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 5 3 液壓原理圖 5 3 料斗的設(shè)計(jì) 由上面可知 出料容量 V1 350L 則進(jìn)料容量 V2 560L 取料斗的長(zhǎng) 寬 高分別為 900mm 600mm 350mm 則料斗的容量 V0 720L 560L 即所取尺寸符合要求 簡(jiǎn)圖如下 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 圖 5 4 料斗 5 4 底架的設(shè)計(jì) 自落式攪拌機(jī)的傳動(dòng)裝置通過(guò)底架裝在整個(gè)機(jī)器上 底架內(nèi)應(yīng)留有足夠位置容納聯(lián)軸器 減 速器等部件 并保證安裝操作所需要的空間 本設(shè)計(jì)中采用冷彎等邊槽鋼骨焊接而成的骨架機(jī)構(gòu) 槽鋼主要用于建筑機(jī)構(gòu) 車(chē)輛制造和其他工業(yè)結(jié)構(gòu) 槽鋼還常常和工字鋼配合使用 槽鋼按形狀 又可分為四種 冷彎等邊槽鋼 冷彎不等邊槽鋼 冷彎內(nèi)卷邊槽鋼 冷彎外卷邊槽鋼 查閱資料后得 槽鋼的型號(hào)為 22 B 其總長(zhǎng)為 1210mm 寬為 1000mm 高為 530mm 5 5 摩擦傳動(dòng) 摩擦傳動(dòng)是依靠橡膠拖輪與攪拌筒滾道間的摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)攪拌筒旋轉(zhuǎn) 攪拌筒通過(guò)滾道支承 在四個(gè)橡膠摩擦輪上其中一對(duì)為主動(dòng)輪 另一對(duì)為從動(dòng)輪 當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速箱使一對(duì)主動(dòng)輪回轉(zhuǎn)時(shí) 攪拌筒機(jī)與混合料的相互作用 主動(dòng)橡膠摩擦輪靠摩擦力驅(qū)動(dòng)攪拌筒回轉(zhuǎn) 為防止攪拌筒軸向竄 動(dòng) 在滾道的兩側(cè)固定導(dǎo)向圈 摩擦傳動(dòng)的特點(diǎn)是噪聲小 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 但遇水容易打滑降低生產(chǎn) 率 所以在滾道的材料用人字剛來(lái)增大摩擦 總 結(jié) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力 畢業(yè)設(shè)計(jì)總算如期完成 在此設(shè)計(jì)過(guò)程中 有許多困難與盲點(diǎn) 總結(jié)有 以下幾點(diǎn) 1 在初定方案過(guò)程中 使方案進(jìn)行了多次修改 耽誤了大量時(shí)間 在計(jì)算過(guò)程中 對(duì)于傳動(dòng) 齒輪 軸的基本尺寸 計(jì)算結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)加工有偏差 也相應(yīng)作了修改 2 在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上 由于沒(méi)有相應(yīng)的參考 計(jì)算量過(guò)大 許多計(jì)算出現(xiàn)錯(cuò)誤 而且尺寸的 確定也比較麻煩 在畫(huà)圖過(guò)程中 發(fā)現(xiàn)圖上尺寸與理論的差距存在嚴(yán)重 不得不重新進(jìn)行尺寸的 修改 我認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)深化和系統(tǒng)提高的重要過(guò)程 通過(guò)本次對(duì)混凝土攪拌機(jī)的 設(shè)計(jì) 加深了我對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解和應(yīng)用 這個(gè)設(shè)計(jì)涉及的領(lǐng)域很多包括 機(jī)械制圖 機(jī)械原理 液壓 機(jī)械設(shè)計(jì)等等 通過(guò)這次設(shè)計(jì)我能熟練運(yùn)用有關(guān)參考資料 手冊(cè) 規(guī)范 并熟悉了部分國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn) 機(jī)械方面的知識(shí)得到了系統(tǒng)的鞏固和提升 我深刻的認(rèn)識(shí)到 要想成為一名合格的工程設(shè)計(jì)人員只是掌握本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的 應(yīng)該具有更加淵博的知識(shí) 如應(yīng)該對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用 農(nóng)產(chǎn)品的特性 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀等各個(gè)方 面能力進(jìn)行加強(qiáng) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 致 謝 對(duì)于這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成 首先感謝母校塔里木大學(xué)的培養(yǎng)和教育 感謝學(xué)校給我提供了如 此難得的學(xué)習(xí)環(huán)境和機(jī)會(huì) 知道了學(xué)習(xí)的可貴與獲取知識(shí)的辛勤 承蒙李傳峰老師的耐心指導(dǎo) 使我順利地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì) 在此 深深地感謝指導(dǎo)老師 給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助 體現(xiàn)出 了他對(duì)工作高度負(fù)責(zé)的精神 有時(shí)候盡管老師很忙 但老師總能給我們答復(fù) 對(duì)我們的問(wèn)題耐心 的指導(dǎo) 同時(shí)也感謝在這幾年中給予我知識(shí)的各位老師 其次 對(duì)于這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 由于時(shí)間倉(cāng)促和自己所學(xué)軟件掌握熟練程度等因素 設(shè)計(jì)的總體 來(lái)說(shuō)不盡人意 不過(guò) 至少啟發(fā)了我的思維 提高了我的動(dòng)手能力和知識(shí)的綜合運(yùn)用 分析能力 以及查閱知識(shí)的能力同時(shí) 使我將以前所學(xué)的書(shū)本知識(shí)又重新復(fù)習(xí)了一遍 在這過(guò)程中收獲了很 多東西 這些東西于我而言都是非常珍貴的 并且這為我在今后的工作崗位上發(fā)揮自己的才能奠 定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 也提供了經(jīng)驗(yàn) 同時(shí)也懂得了遇到事考慮要全面 細(xì)致 最后 衷心的感謝學(xué)校能夠給予我這次機(jī)會(huì) 使我將所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合 以及在這 次設(shè)計(jì)中給予我指導(dǎo)的所有老師 給我?guī)椭耐瑢W(xué)們 你們傳授的知識(shí)使我受用一生 你們的恩 情我會(huì)銘記一生 你們的幫助我也會(huì)深深地記在心里 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 參考文獻(xiàn) 1 馮辛安 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 2 濮良貴 機(jī)械設(shè)計(jì) M 北京 高等教育出版 1989 3 孫恒 傅則紹 機(jī)械原理 M 北京 高等教育出版 1989 4 黃長(zhǎng)禮 混凝土機(jī)械 M 北京 械工業(yè)出版社 2001 5 章日晉 機(jī)械零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 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