0引言
   
    混凝土攪拌機是使混凝土配合料均勻拌和而制備混凝土的專用機械，是現(xiàn)代化建設(shè)施工中不可缺少的機械設(shè)備。為了適應(yīng)不同混凝土攪拌要求，攪拌機有多種機型。按工作性質(zhì)分，有周期式和連續(xù)式攪拌機;按攪拌原理分，有白落式和強制式攪拌機。本次設(shè)計的是生產(chǎn)率為75m3/h的雙臥軸強制式攪拌機，它是由攪拌系統(tǒng)、傳動裝置、卸料機構(gòu)等組戊:攪拌系統(tǒng)由圓槽形攪拌筒和攪拌軸組成，在兩根攪拌軸上安裝了幾組結(jié)構(gòu)相同的葉片，但其前后上下都錯開一定的空間，使拌合料在兩個攪拌筒內(nèi)不斷地得到攪拌，一方面將攪拌筒底部和中間的拌合料向上翻滾，另一方面又將拌合料沿軸線分別向前推壓，從而使拌合料得到快速而均勻的攪拌。設(shè)置在兩只攪拌間底部的卸料門由氣缸操縱。卸料門的長度比攪拌筒長度短，80-90%的混凝土靠其自重卸出，其余部分則靠攪拌葉片強制向外排出，卸料迅速干凈。
   
    SolidWorks軟件可以十分方便地繪制復(fù)雜的三維實體模型、完成產(chǎn)品裝配和生成工程圖。它能以立體的、有光的、有色的生動畫面表達大腦內(nèi)產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)果，較之于傳統(tǒng)的二維設(shè)計圖更符合人的思維習(xí)慣與視覺習(xí)慣，有利于發(fā)揮人的創(chuàng)造性思維，有利丁新產(chǎn)品、新方案的設(shè)計，幫助機械設(shè)計設(shè)計人員更快、更準(zhǔn)確、更有效率地將創(chuàng)新思想轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌霎a(chǎn)品。
   
    為此，我們利用SolidWorks軟件來完成雙臥軸強制式攪拌機虛擬樣機設(shè)計
   
    1雙臥軸強制式攪拌機主要參數(shù)的確定

    
    2雙臥軸強制式攪拌機的主體樣機設(shè)計
   
    在攪拌機的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，最困難、最繁瑣的工作就是運動機構(gòu)的設(shè)計與運動軌跡校核。目前主要采用的軌跡圖法或根據(jù)幾何約束條件建立方程組來求解，但這種設(shè)計比較麻煩，且設(shè)計工作不直觀，設(shè)計結(jié)果不盡人意，而利用三維設(shè)汁軟件Solidworks則能較好地解決上述問題，首先建立零件的三維模型，再將其裝配起來，并可進行有限元分析計算，最后利用COSMOSMotion來模擬各零部件的運動情況
 

   
    2.1零件設(shè)計建模
   
    利用拉伸、陣列、切除、掃描、鏡像等特征，建立雙臥軸強制式攪拌機主要零部件的三維參數(shù)化模型.包括攪拌臂、攪拌筒、各種襯板、8種規(guī)格的攪拌葉片、刮板、攪拌裝置等100多個零件。因電機、減速器、連軸器等為選購件，在設(shè)計時沒有建立這些零件的三維模型，僅建立雙臥軸強制式攪拌機主機上零件模型。在建模過程中，充分利用參數(shù)化尺寸、方程式共享數(shù)值、配置、派生零件等參數(shù)化設(shè)計和設(shè)計重用技術(shù)，便于虛擬裝配時發(fā)現(xiàn)零件結(jié)構(gòu)不合適時對其進行修改。
   
    2.2虛擬裝配
   
    SolidWorks軟件提供了自上而下和自下而上兩種設(shè)計方式，因我們已完成了雙臥軸強制式攪拌機主要零部件設(shè)計，所以采用自下而上方式.按照同袖、共面等幾何約束關(guān)系先將側(cè)襯板、側(cè)攪拌葉片、攪拌葉片、攪拌裝置軸裝配體等小部件裝配起來.然后將子裝配體裝配成筒體攪拌裝置等較大的部件，最后將較大的子裝配體組裝成雙臥軸強制式攪拌機的整機裝配圖。采用分級裝配方法，既便于我們及時發(fā)現(xiàn)裝配問題，又便于修改。
   
    在設(shè)計過程中為便于方案論證和與領(lǐng)導(dǎo)、制造工程師及其他相關(guān)人員進行交流，我們使用了Animaior插件實現(xiàn)了攪拌機所有零部件的動態(tài)組裝模擬，并制作了裝配動畫，提高了設(shè)計的可視化。
   
    2.3有限元分析計算
   
    攪拌機在工作過程中，攪拌軸是主要的傳動和工作部件，利用SolidWorks內(nèi)嵌集成的COSMOSWorks有限元分析軟件對裝配有攪拌臂和葉片的攪拌裝置軸裝配體進行有限元分析計算。首先將所建模型進行簡化，忽略圓角倒角鍵槽等設(shè)計細節(jié)，通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，調(diào)人到CosmosWorks有限元分析模塊，進行實體網(wǎng)格劃分，添加軸一端"不可平移"約束、軸承載荷和葉片上分布壓力，然后進行有限元分析計算，得到攪拌軸應(yīng)力分布情況應(yīng)變和變形狀況，計算出危險點的應(yīng)力和應(yīng)變，為攪拌軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供指導(dǎo)，同時對設(shè)計是否合理進行準(zhǔn)確快速的評估。
   
    2.4攪拌運動模擬
   
    攪拌機螺旋葉片繞水平軸旋轉(zhuǎn)時使物料向上翻動，軸向力的作用將物料沿水平軸推向中問和另一端，物料的運動軌跡非常復(fù)雜在方案論證時，為形象地表達物料的運動情況，我們首先借助COSMOSMotion全功能運動仿真軟件，制作了攪拌機空轉(zhuǎn)工作的運行動畫，再建立單個物料和攪拌葉片碰撞的數(shù)學(xué)方程，借助Swift 3D制作了單個物料在攪拌簡運行狀況，模擬出物料在整個攪拌筒中形成的封閉式環(huán)流，反映出物料的拌合、離析狀態(tài)，為進一步借助控制方程模擬雙臥軸攪拌機的物料運動軌跡打下基礎(chǔ)。

    
    3結(jié)束語
   
    利用SolidWorks軟件進行雙臥軸攪拌機設(shè)計，可以形象生動地表達產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)果，既幫助設(shè)計人員更快更準(zhǔn)確地進行新產(chǎn)品設(shè)計，同時提高了設(shè)計的可視性和可靠性.