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混凝土搅拌运输车搅拌筒的研究与设计

作　者: 赖宝
导　师: 陈宜通
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 混凝土搅拌运输车 计算机辅助设计 搅拌筒 螺旋叶片 ANSYS Pro/E
分类号: TU642
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


混凝土搅拌运输车结构上主要由独立的汽车底盘和混凝土搅拌装置两部分组成。一般汽车底盘主要起到运输和对搅拌筒提供动力的作用,而搅拌装置则是装载混凝土及对其起搅拌和卸料的作用。本文着重对混凝土搅拌运输车的搅拌筒筒体及其内部搅拌叶片进行研究与设计。混凝土搅拌运输车搅拌筒筒体的结构一般是由三部分组成,即由前、后锥段筒体和中段圆柱筒体焊接而成。本文在设计搅拌筒筒体时,主要通过计算机辅助设计得到搅拌筒体相关的几何尺寸,然后通过ANSYS软件重点对其进行静态受力分析,得到相关的应力、位移分布云图和变形图,这对设计搅拌筒筒体时进行选材和几何结构尺寸优化起到重要的验证依据。混凝土的搅拌和卸料主要取决于搅拌筒中的两条螺旋叶片,因此螺旋叶片的设计对搅拌运输车就显得格外重要。本文通过对叶片的理论设计计算进行编程,得到叶片的等分点值,然后利用Pro／E软件对其进行造型设计。在设计时,经过多次与导师探讨和反复试验,最终研究出了一个创新性的方法,即将螺旋叶片在搅拌筒的不同部位进行分段,结合程序运算的每段数据,对螺旋叶片分别进行造型设计和拟合,最终得到了两条准确的螺旋叶片。另外,在对螺旋叶片的拟合问题上,本文的设计解决了实际制造中,螺旋叶片衔接不上,用钢筋逼焊在一起,产生应力不均等相关的问题。最后,将建模技术应用于混凝土运输车搅拌筒的研究,对其设计、制造有重要的指导意义。这种研究思想和方法,在众多企业激烈的竞争中,确保了混凝土的质量和满足不同工作环境的需求,使得混凝土运输车的研制向着高效率、高技术、高质量及智能化控制的方向发展,对于研究和开发其它高性能机械产品具有一定的指导意义和实用参考价值。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 混凝土搅拌运输车的国内外现状和发展趋势  8-9
  1.2 混凝土搅拌运输车的结构及工作原理  9-11
    1.2.1 混凝土搅拌运输车的结构  9-10
    1.2.2 混凝土搅拌运输车的工作原理  10-11
  1.3 混凝土搅拌运输车的类型和特点  11-12
    1.3.1 混凝土搅拌运输车的类型  11-12
    1.3.2 混凝土搅拌运输车的特点  12
  1.4 论文主要研究内容  12-14
2 搅拌筒的结构设计及受力分析  14-36
  2.1 搅拌筒的结构和工作原理  14-15
  2.2 搅拌筒的结构设计计算  15-19
    2.2.1 搅拌筒的几何容积  15
    2.2.2 搅拌筒的有效容积计算  15-16
    2.2.3 搅拌筒各参数的确定  16-19
  2.3 搅拌筒筒体的有限元分析  19-35
    2.3.1 搅拌筒工作状态的受力分析  19
    2.3.2 用ANSYS对搅拌筒筒体进行建模及分析  19-31
    2.3.3 用ANSYS对搅拌筒封头法兰进行分析  31-35
  2.4 本章小结  35-36
3 搅拌筒螺旋叶片的设计  36-61
  3.1 搅拌筒螺旋叶片的工作原理  36
  3.2 搅拌筒螺旋叶片的曲线、曲面设计  36-41
    3.2.1 搅拌筒螺旋叶片的螺旋曲线的选择  36-38
    3.2.2 搅拌筒螺旋叶片的螺旋曲面的选择  38-41
  3.3 搅拌筒螺旋叶片的计算机辅助设计  41-52
    3.3.1 前锥段螺旋叶片的计算  42-46
    3.3.2 圆柱段螺旋叶片的计算  46-47
    3.3.3 后锥段螺旋叶片的计算  47-52
  3.4 搅拌筒螺旋叶片的展开计算  52-60
    3.4.1 计算锥的建立  52-54
    3.4.2 前锥段螺旋叶片的展开计算  54-57
    3.4.3 圆柱段螺旋叶片的展开计算  57-58
    3.4.4 后锥段螺旋叶片的展开计算  58-60
  3.5 本章小结  60-61
4 搅拌筒螺旋叶片的三维造型设计  61-78
  4.1 Pro/E软件的简介  61-62
    4.1.1 Pro/E软件的发展史  61
    4.1.2 Pro/E与其它软件的区别  61-62
  4.2 用Pro/E对搅拌筒螺旋叶片进行三维造型设计  62-75
    4.2.1 用Pro/E绘制搅拌筒的螺旋线  62-69
    4.2.2 用Pro/E对螺旋叶片进行三维造型  69-73
    4.2.3 螺旋叶片在搅拌筒三段中的衔接  73-75
  4.3 螺旋叶片的制造及模具设计的介绍  75-77
  4.4 本章小结  77-78
5 总结  78-79
致谢  79-80
参考文献  80-83
附录攻读硕士学位期间发表的论文  83

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑施工机械和设备 > 混凝土机械与设备 > 混凝土及砂浆搅拌机、搅拌车
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