基于UG工业物料搅匀机的设计
摘要：本课题主要研究了工业物料搅匀机的设计过程，制订了不同的设计方案，并针对国内外相关搅匀机产品进行学习分析，取长补短，在选定方案后，对连杆进行运动分析，并开展产品的零部件设计，运用NX对搅匀机的每一个部位的构成开展制作，最后按照相互的关系完成装配。并针对搅匀机在传动过程中起到重要作用的连接轴进行强度分析，最后选择在整个传动中起到重要连接和受力作用的齿轮连接轴进行加工工艺的编制设计，制定完整的加工路线，完善数控加工工序，最后得到工业物料搅匀机的所有相关零件以及装配体，让我们能对新方案下的工业物料搅匀机有一个直观的认识，装配结构一目了然。
关键词：方案优化；零件设计；运动分析；工艺编制
目 录
第一章 绪论 11
1.1 课题研究的意义 11
1.1.1 课题简介 11
1.1.2 国内外产品分析 11
1.2 课题的研究内容 12
1.3 课题的预期目标与研究成果 13
第二章 系统方案的设计 13
2.1 搅拌机的参数研究 13
2.2 系统方案的优化及选择 14
第三章 零部件的结构设计 16
3.1 整体框架设计 16
3.2 传动系统的零件设计 18
3.2.1 带传动与齿轮传动 18
3.2.2 扇叶的传动 21
3.3 整体装配 22
第四章 传动轴的运动分析与强度计算 23
4.1 传动系统的组成 23
4.2 传动系统的运动分析 24
4.3 联接轴的强度计算 26
4.3.1轴的设计原则 26
4.3.2 联轴器的强度计算 26
4.4 连杆强度分析 27
第五章 连接器的加工工艺设计 27
5.1设定毛坯和坐标系 27
5.2 刀具的选择与创建 33
5.3 零件的加工工序 36
5.3.1 加工工序的创建 36
5.3.2 键槽的选择 39
第六章 总结 40
致谢 41
参考文献 42
附录 42
第一章 绪论
1.1 课题研究的意义
1.1.1 课题简介
如今，我们接触机械专业已有三年，从大学刚入校开始接触机械，到大二开始学习专业课，在到现在开始做这个毕业设计，我对机械的理解也越来越深，也慢慢地喜欢上了这个与我们生活实际关系比较紧的行业，我也希望这是我毕业之后能够从事的行业，在这个行业继续向深入地学习和研究。本课题为工业物料搅匀机的设计，顾名思义，我们所加工的材料不是最后展示出的材料，是需要经过一系列变化过程的材料。
工业物料搅匀机主要运用于工业混凝土配料系统以及农业饲料配料系统中，混凝土主要使用与工业建筑那个领域，农业饲料的制作其实在搅匀机的使用方面占的比重更多，食品加工毕竟是不可缺少的，生活中随时都需要的地方。按照作业方式可分为循环作业式和连续作业式两种，循环作业式的供料、拌料、卸料三道工序是按照一定的时间间隔周期进行的。所以，本课题则会在搅匀机的系统设计和结构设计上做出优化，已达到工业生产的需要，提高搅匀质量及效率。
1.1.2 国内外产品分析
搅匀机的应用，在工业上主要对于水泥混凝土的搅匀以及干粉的搅匀，在农业生产中，主要对于饲料和肥料的搅匀，比如畜牧业中牛羊的饲料制作过程，再比如一些混合肥料的制作过程，均少不了一台甚至一批量搅匀机。同样工业和农业的生产在社会发展的今天是必不可少也是有一定需求的行业，自然对于物料搅匀机的需求也会继续持续，需求量也会继续加大。
就国内外的物料搅拌机来说，主要有以下三种分类：浆式搅拌机、卧式搅拌机以及立式搅拌机。此种分类方法简单易懂，根据搅拌机的整体结构形式来划分的。
同样，机械制造业是我们国家的发展的根本，虽然随着互联网的飞速发展我国正大步地向前迈进，具有高科技的新事业正在发展，更新换代的新产品正在研发，而且我国未来的发展永远不会停息，一切高科技发展的前提是优秀的制造业打下的基础。新材料的发现离不开制造业的验证，新产品的诞生离不开制造业的加工完善，这么多年的快速发展，让我们国家逐渐强大，毫无疑问，发展才是硬道理。在能源制造方面和节能减排方面不断创新，围绕实现碳达峰、碳中和战略目标，设立碳减排支持工具，促进机械自动化及新能源行业的发展。
仿真模拟是我们对未来产品预知的方式，也是我们后面要具体分析的计算机技术在机械制造及其自动化中应用的项目，然而在21世纪20年代的今天，绿色化已经不仅仅运用于机械制造方面，它已经深入人们地日常生活，关系到人们地生活质量和行为规范，就近几年国家和全国人民比较重视的垃圾分类来说，已经有很多城市采取了一系列具体的实施措施，垃圾分类、分时间段投放并及时处理，小区实行系统管理等。如此可见，绿色化不仅运用于机械制造，其重要性在生活的各个领域均有所体现。
1.2 课题的研究内容
在我选择的这个毕业论文题目中，主要研究了废料搅匀机的设计全过程，我们先了解了国内外目前搅拌机的分类和发展现状，并且对于不同种类的搅拌机的优缺点进行分析，为后期制订设计方案打好基础。在选定方案后，对控制放料的传动机构进行运动分析，并开展产品的零部件设计。并针对搅匀机在传动过程中起到重要作用的连接轴进行强度分析，最后选择在整个传动中起到重要连接作用的凸轮进行加工工艺的编制设计，制定完整的加工路线，完善数控加工工序，最后得到工业物料搅匀机的所有相关零件以及装配体，然后通过装配体爆炸图具体了解每一个零件的位置和作用，让读者对工业物料搅匀机有一个直观的认识。
在课题思路和制作流程中，值得注意的是立式搅匀机的每个零件的建造过程，它们的尺寸相互关联，具有相互联系的约束关系，面与面以及孔与轴之间相互配合。其中的零件包括底座、物料仓、电动机、连杆机构、齿轮、蜗轮蜗杆以及其他的传动机构和加固装置，经过对每一个零件进行三维建模后选取其中的重要零件进行了应力分析和加工程序编制，其零件的三维造型、数控加工工艺编制以及自动编程一一按照流程进行完毕，然后进行加工仿真，为实际CNC加工做好预设参考。通过三维建模软件对相关零件的几何特征进行构建并进行后处理导出工序程序，其中，齿轮轴的加工属于轴类零件的加工，主要运用于数控车工领域，而对于其他块状零件的加工，主要运用于数控铣工领域以及数控加工中心的实际应用。立式搅匀机的零件设计制造中与数控铣床相比加工中心便显得更加精密、更加智能和方便。在立式搅匀机的块类零件加工过程中，我们可以选择手动编程并输入程序的数控铣加工，也可以选择走刀路径设定的自动编程加工，涉及平面轮廓铣、曲面铣以及孔加工，然后配合NX软件的CAM模块生成数控铣刀的走刀路线，并完成自动程序编制。
1.3 课题的预期目标与研究成果
通过本课题的研究，最后得到的研究成果包括：
工业物料搅匀机的系统设计方案；
重要传动机构的运动分析及重要零件的强度分析；
连接轴的加工工艺及加工路线；
搅匀机相关零件图及最终装配图。
参考文献
【1】《CAD/CAM应用软件---UG训练教程》[S] 王学军 李玉龙 编著 高等教育出版社
【2】刘昌丽 康士廷 主编《UG NX9.0机械设计教程》[M]北京：电子工业出机版社，2014.12
【3】孙燕华 主编《AutoCAD机械制图》[M] 北京：机械工业出版社 第2版，2014.8
【4】李华 主编《机械制造技术》[M] 北京：高等教育出版社.2015.7，第四版
王振宇 主编《数控加工工艺与CAM技术》[M]北京：高等教育出版社2016.
【5】Mastercam基础教程/童桂英等编著。--北京：机械工业出版社，2013.7
【6】机械制图与零部件测绘/华红芳，孙燕华主编。-2版.-北京：电子工业出版社，2015.5
【7】材料成型与机械制造技术基础.机械制造分册/赵敖生，沈其文主编。-武汉：华中科技大学出版社，2015.6
【8】机械设计/濮良贵，陈国定，吴立言；西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著。--9版。--北京：高等教育出版社，2013.5（2015.6重印）
【9】《机械零件设计手册》．成大先．北京；化学工业出版社，1997
【10】《互换性和技术测量》．谢铁邦 李柱 席宏卓。 第三版，武汉： 华中科技大学出版社，1998年6月
【11】《机械设计学》．黄靖远，龚建霞，贾延林．第二版，北京：高等教育出版社，1999
【12】《机械工程材料》．何世禹，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1995
【13】《材料成型技术基础》 施江澜 主编 赵占西 顾用中 副主编 机械工业出版民 主编 高等教育出版社
附录
搅匀机零件图
搅匀机总体装配图
