颚式破碎机机械原理课程设计.docx

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颚式破碎机机械原理课程设计

前文：

设计任务指导书（铰链式颚式破碎机）

后文：

（侧重图解法）

一．机构简介与设计数据···························3

二．连杆机构运动分析···························4

三．连杆机构速度分析···························6

四．各杆加速度分析···························8

五．静力分析···························10

六．曲柄平衡力矩···························13

七．飞轮设计···························13

八．教师评语···························16

机械原理课程设计

———颚式破碎机

指导教师：

设计：

班级：

学号：

日期：

机械原理课程设计成绩评阅表

题目

评分项目

分值

评价标准

评价等级

得分

A级（系数1.0）

C级（系数0.6）

选题合理性

题目新颖性

10

课题符合本专业的培养要求，新颖、有创新

基本符合新颖性一般

内容和方案技术先进性

10

设计内容符合本学科理论与实践发展趋势，科学性强。

方案确定合理，技术方法正确

有一定的科学性。

方案及技术一般

文字与图纸质量

10

设计说明书结构完整，层次清楚，语言流畅。

设计图纸质量高，错误较少。

设计说明书结构一般，层次较清楚，无重大语法错误。

图纸质量一般，有较多错误

独立工作及创造性

30

完全独立工作，有一定创造性

独立工作及创造性一般

工作态度

20

遵守纪律，工作认真，勤奋好学。

工作态度一般

答辩情况

20

介绍、发言准确、清晰，回答问题正确。

介绍、发言情况一般，回答问题有较多错误。

评价总分

总体评价

注：

1.评价等级分为A、B、C、D四级，低于A高于C为B，低于C为D。

2.每项得分=分值X等级系数（等级系数：

A为1.0，B为0.8，C为0.6，D为0.4）。

3.总体评价栏填写“优”、“良”、“及格”、“不及格”之一。

九．机构简介与设计数据···························3

一十．连杆机构运动分析···························4

一十一．连杆机构速度分析···························6

一十二．各杆加速度分析···························8

一十三．静力分析···························10

一十四．曲柄平衡力矩···························13

一十五．飞轮设计···························13

一十六．教师评语···························16

颚式破碎机

一、机构简介与设计数据

（1）机构简介

颚式破碎机是一种破碎矿石的机械，如图所示，机器经皮带（图中未画）使曲柄2顺时针回转，然后通过构件3，4，5是动颚板6向左摆向固定于机架1上的定额板7时，矿石即被轧碎；当动颚板6向右摆定颚板时，被轧碎的矿石即下落。

由于机器在工作过程中载荷变化很大，将影响曲柄和电动机的匀速运转。

为了减小主轴速度的波动和电动机的容量，在O2轴的两端各装一个大小和重量完全相同的飞轮，其中一个兼作皮带轮用。

（2）设计数据

设计内容

连杆机构的远动分析

符号

n2

Lo2A

L1

L2

h1

h2

lAB

lO4B

LBC

Lo6c

单位

r/min

mm

数据

170

100

1000

940

850

1000

1250

1000

1150

1960

连杆机构远动的动态静力分析

飞轮转动惯量

的确定

IO6D

G3

JS3

G4

JS4

G5

JS5

G6

JS6

mm

N

Kgm2

N

Kgm2

N

Kgm2

N

Kgm2

600

5000

25.5

2000

9

2000

9

9000

50

0.15

二、连杆机构的远动分析：

（1）曲柄在1位置时，构件2和3成一直线（构件4在最低位置）时，L=AB+AO2=1.25+0.1=1.35=1350mm以O2为圆心，以0.1m为半径画圆，以O4为圆心，以1m为半径画圆，通过圆心O2在两弧上量取1350mm，从而确定出1位置连杆和曲柄的位置。

再以O6为圆心，以1960mm为半径画圆，在圆O6和O4的圆弧上量取1150mm从而确定出B4C1杆的位置。

（2）曲柄在2位置时，在1位置基础上顺时针转动2400。

以O2为圆心，以0.1m为半径画圆，则找到A点。

再分别以A和O4为圆心，以1.25m和1m为半径画圆，两圆的下方的交点则为B点。

再分别以B和O6为圆心，以1.15m和1.96m为半径画圆，两圆的下方的交点则为C点，再连接AB、O4B、BC和O6C。

此机构各杆件位置确定。

（3）曲柄在3位置时，在1位置基础上顺时针转动180°过A4点到圆O4的弧上量取1250mm，确定出B4点，从B3点到圆弧O6上量取1150mm长，确定出C4，此机构各位置确定。

三．连杆机构速度分析

（1）位置2

ω2=n/30=3.14X170/30=17.8rad/s

VB4=VA4+VB4A4

XAO2·ω2X

⊥O4B⊥AO2⊥AB

VA4=AO2·ω2=0.1X17.8=1.78m/s

根据速度多边形,按比例尺μ=0.05（m/S）/mm,在图2中量取VB4和VB4A4的长度数值:

则VB4=3.88Xμ=0.0388m/s

VB4A4=178.97Xμ=1.79m/s

VC4=VB4+VC4B4

X√X

⊥O6C√⊥BC

根据速度多边形,按比例尺μ=0.01（m/S）/mm,在图3中量取VC4和VC4B4的长度数值:

VC4=1.44×μ=0.0144m/s

VC4B4=3.63×μ=0.0363m/s

四．加速度分析：

ω2=17.8rad/s

aB4=anB404+atB404=aA4+anB4A4+atA4B4

√X√√X

//B4O4⊥B4O4//A4O2//B4A4⊥A4B4′

aA4=A4O2×ω22=31.7m/s2

anB4A4=VB4A4VB4A4/B2A2=0.3m/s2

anB404=VB4VB4/BO4=2.56m/s2

根据加速度多边形图4按比例尺μ=0.05（m/s2）/mm量取atB204atA2B2和aB3值的大小：

atB404=be×μ=0.032m/s2

atA4B4=ba′×μ=0.0055m/s2

aB4′=pb×μ=0.032m/s2

aC4′=an06C4′+at06C4′=aB4′+atC4B4′+anC4B4

√X√X√

//O6C⊥O6C√⊥CB//CB

根据加速度多边形按图3按比例尺μ=0.05（m/s2）/mm量取aC4′、at06C4和atC4B4数值：

aC4′=pe×μ=0.004m/s2

at06C4=pc×μ=0.0346m/s2

atC4B4=bc×μ=0.031m/s2

五．静力分析：

三位置

（1）杆件5、6为一动构件组（满足二杆三低副）参看大图静力分析：

（1）对杆6

FI6=m6as6=9000×0.5×4.8/9.8=2204N

MI6=JS6α6=JS6ato6c/L6

=50×4.8/1.96=122N.m

Hp6=MI6/FI6=122/2204=0.06m

在曲柄中量出2角度为2400则Q/85000=60/240

得Q=21250N

∑MC=0

-Rt76×L6+FI6×0.92-G6×0.094-Q·DC=0

Rt76=（-2204×0.92+9000×0.094+21250×1.36）/1.96

=14142N

（2）对杆5

FI5=m5as5=2000×20.5×0.5/9.8=2019N

MI5=JS5α5=9×18.95/1.15=148N·m

Hp5=MI5/FI5=148/2019=0.07m

∑MC=0

Rt345×L5－G5×0.6+FI5×0.497=0

Rt345=（2000×0.6－2019×0.497）/1.15

=170.92N

（3）对杆4

FI4=m4as4=2000×1/2×19.2/9.8=1959N

MI4=JS4α4=9×19.05/1=171N·m

Hp4=MI4/FI4=171/1959=0.09m

∑MB=0

Rt74×L4－G5×0.49+FI4×0.406=0

Rt74=（2000×0.49－1959×0.406）/1=184.6N

（4）对杆3

FI3=m3as3=5000×43.6×0.05/9.8=1112N

MI3=JS3α3=25.5×29.1/1.25=593N·m

Hp3=MI3/FI3=593/1112=0.5m

∑MB=0－Rt23×L3－G3×0.064-FI3×0.77=0

Rt23=（-1112×0.77－5000×0.064）/1.25=－940.99N

三位置各构件支反力由静力分析封闭多边形量取，

μ1=100N/mm，μ2=0.02m/mm求各图支反力值（参看大图）

R76=R76×μ1=17416.43N

R56=R56×μ1=34069.19N

RB345=RB345×μ1=32871.58N

R23=R23×μ1=5058.29N

六、曲柄平衡力矩

L=0.1mM平=5058.29×0.069=349.02N·m

七、飞轮设计

已知机器运转的速度，不均匀系数

，由静力分析得的平衡力矩My，具有定传动比的构件的转动惯量，电动机曲柄的转速

，驱动力矩为常数，曲柄各位置处的平衡力矩。

要求：

用惯性力法确定装在轴

上的飞轮转动惯量

，以上内容作在2号图纸上。

步骤：

1）列表：

在动态静力分析中求得的各机构位置的平衡力矩My，以力矩比例尺

和角度比例尺

绘制一个运动循环的动态等功阴力矩

线图，对

用图解积分法求出一个运动循环中的阴力功

线图。

2）绘制驱动力矩

作的驱动功

线图，因

为常数，且一个运动循环中驱动力、功等于阴力功，故得一个循环中的

线图的始末点以直线相联，即为

线图。

3）求最大动态剩余功[

]，将

与

两线图相减，既得一个运动循环中的动态剩余功线图

。

该线图纵坐标最高点与最低点的距离，即表示最大动态剩余功[

]：

My

1

2

3

5

8

9

12

N·m

140

1644

4000

1694

-214

-744

-1265

通过图解法积分法，求得，Ma=611.8N·m,图中

μMΦ=0.026L/mmμMm=50N/mm

μA=μm×μMΦ×H=50N·m/mm

所以[A’]=μA×A’1测=52×85=4420N·m

Je=Js3×（ω3/ω2）2+m3×（vs3/ω1）2+Js4×

（ω4/ω2）2+m4×（vs4/ω2）2+Js5×（ω5/ω2）2+m5×（vs5/ω2）2+Js6×（ω6/ω2）2+m6×（vs6/ω2）2

=0.019+4.05+0.064+0.353+0.045+0442+0.0072+0.13=5.56Kgm2

JF=900·Δωmax/∏2n2[δ]-Je

=900×4420/3.142×1702×0.15-5.56

=86.44Kgm2

八.教师评语:

参考文献

1.西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，孙恒，陈作摸主编。

机械原理。

第六版。

北京高等教育出版社，2000

2.哈尔滨工业大学理论力学教研室编，王译，程勒主编。

理论力学，第六版，北京高等教育出版社，2002

3.刘鸿文主编。

材料力学。

第四版。

北京高等教育出版社2003

4.李建新，徐眉举，李东升主编。

计算机绘图基础教程。

哈尔滨工业大学出版社，2004

5.机械设计实践（修订版），王世刚编；哈尔滨工业大学出版社，2003

设计心得

经本次设计，本组成员了解掌握了机械设计的方法和步骤。

通过对颚式破碎机运动.速度及工作简图的设计让我们进一步掌握了《机械原理》，加深了对各知识点的理解和运用。

这次设计我们本着认真.准确的原则，使我们增强了自信心，也为我们将来工作打下良好基础。

本次设计使我们在实践.理论方面都有了很大的提高，也为机械设计的课程做了充分的准备。

本次设计得不是很完美，但我们坚信以后我们将做得更好。

在设计我们真正懂得搞设计的艰难，激励我们以后更加的努力学习相关知识。

同时也谢谢老师给的这次设计机会以及在本次设计中给予的指导，同时对在本次设计中给予帮助的同学在此表示感谢。