铰链颚式破碎机.docx
《铰链颚式破碎机.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铰链颚式破碎机.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
铰链颚式破碎机
机械原理课程设计
设计题目：
铰链式颚式破碎机
学院：
轮机工程学院
专业班级：
船机修造2班
指导老师：
毕艳丽
设计组员：
黄星星2220212830
陈祥顺2220213623
姚颖聪2220212989
设计时间：
2021年7月
1.1机构简介
颚式破碎机是一种用来破碎矿石的机器，如图9-5〔a〕所示。
机器经带传动〔图中未画出〕使曲柄2顺时针方向回转，然后通过构件3、4、5使动颚板6作往复摆动。
当动颚板6向左摆向固定于机架1上的定颚板7时，矿石即被轧碎；当动颚板6向右摆离定颚板7时，被轧碎的矿石即落下。
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转动。
为了减小主轴速度的波动和电动机的容量，在曲柄轴O2的两端各装一个大小和质量完全一样的飞轮，其中一个兼作带轮用。
设计数据
内容
连杆机构设计及运动分析
符号
n2
lO2A
l1
l2
h1
h2
lAB
lO4A
lBC
lO2C
单位
r/min
数据
170
100
1000
940
850
1000
1250
1000
1150
1960
内容
导杆的动态静力分析及飞轮转动惯量确定
符号
lO2D
G3
Js3
G4
Js4
G5
Js5
G6
Js6
[δ]
单位
mm
N
kg•m2
N
kg•m2
N
kg•m2
N
kg•m2
数据
600
5000
2000
9
2000
9
9000
50
1.3设计内容
〔1〕连杆机构的运动分析；
〔2〕连杆机构的动态静力分析；
〔3〕用解析法校核机构运动分析和动态静力分析结果；
〔4〕飞轮设计。
1.4设计要求
〔1〕作机构运动简图，机构1~2个位置的速度和加速度多边形。
以上内容与后面的动态静力分析一起画在1号图纸上；
〔2〕确定机构一个位置的各运动副反作用力及需加在曲柄上的平衡力矩，以上内容和运动分析画在1号图纸上；
〔3〕编写机构运动分析和动态静力分析主程序，并调试通过，得到给定位置的计算结果，根据解析法的结果，分析图解法的误差及产生的原因；
〔4〕用简易方法确定安装在轴O上的飞轮转动惯量J，等效力矩图和能量指示图画在坐标纸上。
机构的运动简图如下:
首先建立坐标系，以O2点为原点，向右为x轴正方向，向上为y轴正方向。
角速度逆时针为正。
以后的计算中均以此坐标系为准。
选取曲柄角度°时机构的状态进展速度和加速度的分析。
速度分析
取2杆程度指向左边时刻进展研究
VA=ω2l02A=2πn2/60）×l2=（2π×170/60）×=
对2、3杆列速度分析方程：
VB=VA+VBA
大小？
ω2l2？
方向⊥O4B⊥O2A⊥AB
如下列图，取极点P，比例尺μv=VA/Pa，
B相对于A的速度VBA=VA·ab/×m/s
B的速度VB=VA·×m/s
对3、5杆列速度分析方程：
VC=VB+VCB
大小?
√?
方向⊥O6C√⊥CB
由下列图可知，
C相对于B的速度VCB=VA·×962/1000=m/s
C的速度Vc=VA·×m/s
根据以上矢量关系式，可以在AutoCAD制图软件上作出标准准确的速度多边形。
取P点作为速度多边形的极点,作pa代表VA,那么速度比例尺
=VA/Pa（m·s-1/mm）,作VB的方向线pb和VC的方向线pc,过b点作VBA的方向线ba,过C点做VCB的方向线cb,那么速度多边形如下：
加速度分析
对2、3杆上点做加速度分析得
anB+atB=aA+anBA+atBA
大小v2B/lO4B?
ω2AlO2Av2BA/lBA?
方向B→O4⊥O4BA→O2B→A⊥BA
对3、5杆上点做加速度分析得
anC+atC=aB+anCB+atCB
大小v2C/lO6C?
√v2BC/lBC?
方向C→O6⊥O6C√C→B⊥CB
而由以上速度分析数据可知：
aA=anA=ω2l02A=（2πn2/60）2·0.1=31.66m/s2
anB=V2B/l04B2/1=3.28m/s2
anBA=V2BA/lBA2/1.25=0.16m/s2
anCB=V2CB/lCB2/1.15=2.54m/s2
anC=v2C/lO6C=2/=m/s2
根据以上矢量关系式，可以在AutoCAD制图软件上作出标准准确的加速度多边形。
选加速度比例尺
〔
〕，加速度多边形极点
如下图。
作矢量线
代表
，
代表
，
代表
，那么加速度多边形如下：
μa
由图例关系可得出:
aB=μa·Pb=20×0.201=m/s2
aC=μa·Pc=20×0.20429=m/s2
对杆件进一步分析可的，取杆2、3重合时刻为临界点，有上临界点和下临界点。
当杆2运动过下临界点时，机构开场挤压矿石；当杆2运动过上临界点时，机构不再挤压矿石。
对各受力杆件列力平衡方程和力矩平衡方程
杆2F32y-F12y=0
F12x-F32x=0
F2xlo2+M=0
杆3-F23x-FB3x=m3a3x
F23y-FB3y+G3=m3a3y
对B取矩F23xl3x+1/2G3l3x-F23yl3y=Jε3
杆4FO4x-FB4x=m4a4x
FO4y-FB4y+G4=m4a4y
对B取矩FO4xl4x-1/2G4l4x-FO4yl4y=Jε4
杆5FB5x-F65x=m5a5x
F65y-FB5y+G5=m5a5y
对B取矩F65xl5+1/2G5l5-F65l5=Jε5
杆6Fry+F56X-FO6x=m6a6x
FO6y-Fry-F56y+G6=m6a6y
对O6取矩F56xl6x+1/2G6l6x+F56yl6y+1/2Frxl6y=Jε6
当曲柄处于180。
的时候
，
，
，
，
，
，
，
，
，
所以通过列矩阵求解
F32y=NF12y=NF12x=NF32x=NFB3x=NFB3y=NFO4x=-123022NFB4x=121374NFO4y=NFB4y=31344.2NF65x=134256NF65y=NFO6x=-293112NFO6y=N
4.解析法校核机构的运动分析
#include
#include
voidfun1（n1,n2,k,r,t,w,e,p,vp,ap）
intn1,n2,k;
doubler;
doublet[10],w[10],e[10];
doublep[20][3],vp[20][3],ap[20][3];
{
p[n2][1]=p[n1][1]+r*cos（t[k]）;
p[n2][2]=p[n1][2]+r*sin（t[k]）;
vp[n2][1]=-w[k]*r*sin（t[k]）;
vp[n2][2]=w[k]*r*cos（t[k]）;
ap[n2][1]=-w[k]*w[k]*r*cos（t[k]）-e[k]*r*sin（t[k]）;
ap[n2][2]=-w[k]*w[k]*r*sin（t[k]）+e[k]*r*cos（t[k]）;
}
#include
#include
voidfun2（m,n1,n2,n3,k1,k2,r1,r2,t,w,e,p,vp,ap）
intm,n1,n2,n3,k1,k2;
doubler1,r2;
doublet[10],w[10],e[10];
doublep[20][3],vp[20][3],ap[20][3];
{
doubledelx,dely,ssq,d;
doubletest,q,ee,f;
doublecsn,beta,phi,tht,pi;
delx=p[n2][1]-p[n1][1];
dely=p[n2][2]-p[n1][2];
ssq=delx*delx+dely*dely;
d=sqrt（ssq）;
test=d-（r1+r2）;
if（test>0）
{
printf（"\n出错！
该RRR杆组无法构成！
\n"）;
}
else
{
test=fabs（r1-r2）-d;
if（test>0）
{
printf（"\n出错！
该RRR杆组无法构成！
\n"）;
}
else
{
csn=（r1*r1+d*d-r2*r2）/（2.0*d*r1）;
beta=atan2（sqrt（1.0-csn*csn）,csn）;
phi=atan2（dely,delx）;
if（m>0）
{
tht=beta+phi;
}
else
{
pi=4.0*atan（1.0）;
tht=pi-phi+beta;
}
p[n3][1]=p[n1][1]+r1*cos（tht）;
p[n3][2]=p[n1][2]+r1*sin（tht）;
q=（p[n3][2]-p[n1][2]）*（p[n3][1]-p[n2][1]）-（p[n3][2]-p[n2][2]）*（p[n3][1]-p[n1][1]）;
w[k1]=-（（vp[n2][1]-vp[n1][1]）*（p[n3][1]-p[n2][1]）+（vp[n2][2]-vp[n1][2]）*（p[n3][2]-p[n2][2]））/q;
w[k2]=-（（vp[n2][1]-vp[n1][1]）*（p[n3][1]-p[n1][1]）+（vp[n2][2]-vp[n1][2]）*（p[n3][2]-p[n1][2]））/q;
vp[n3][1]=vp[n1][1]-r1*w[k1]*sin（tht）;
vp[n3][2]=vp[n1][2]+r1*w[k1]*cos（tht）;
ee=ap[n2][1]-ap[n1][1]+（vp[n3][2]-vp[n1][2]）*w[k1]-（vp[n3][2]-vp[n2][2]）*w[k2];
f=ap[n2][2]-ap[n1][2]+（vp[n3][1]-vp[n1][1]）*w[k1]-（vp[n3][1]-vp[n2][1]）*w[k2];
e[k1]=-（ee*（p[n3][1]-p[n2][1]）+f*（p[n3][2]-p[n2][2]））/q;
e[k2]=-（ee*（p[n3][1]-p[n1][1]）+f*（p[n3][2]-p[n1][2]））/q;
ap[n3][1]=ap[n1][1]-r1*w[k1]*w[k1]*cos（tht）-r1*e[k1]*sin（tht）;
ap[n3][2]=ap[n1][2]-r1*w[k1]*w[k1]*sin（tht）+r1*e[k1]*cos（tht）;
}
}
}
#include
#include
voidfiti（ns1,ns2,k1,k2,ap,e,sm,sj,fi,ti）
intns1,ns2,k1,k2;
doublee[10],ti[10],sm[10],sj[10];
doubleap[20][3],fi[20][3];
{
if（!
（ns1-=0）||（k1==0））
{
fi[ns1][1]=-sm[k1]*ap[ns1][1];//sm[]指质心的质量//
fi[ns1][2]=-sm[k1]*（ap[ns1][2]+9.81）;
ti[k1]=-sj[k1]*e[k1];//sj[]指转动惯量//
}
if（!
（ns2==0）||（k2==0））
{
fi[ns2][1]=-sm[k2]*ap[ns2][1];
fi[ns2][2]=-sm[k2]*（ap[ns2][2]+9.81）;
ti[k2]=-sj[k2]*e[k2];
}
}
#include
#include
voidbarf（n1,ns1,nn1,k1,p,ap,e,fr,tb）//ns指惯性力作用点，nn指外力作用点//
intn1,ns1,nn1,k1;
doubletb;
doublee[10];
doublep[20][3],ap[20][3],fr[20][3];
{
staticdoublefi[20][3],ti[10],f[20][3],sm[10],sj[10];
doubleps11x,ps11y,pn11x,pn11y,fim1,fnm1;
fiti（ns1,0,k1,0,ap,e,sm,sj,fi,ti）;
f[nn1][1]=-fr[nn1][1];
f[nn1][2]=-fr[nn1][2];
ps11x=p[ns1][1]-p[n1][1];
ps11y=p[ns1][2]-p[n1][2];
pn11x=p[nn1][1]-p[n1][1];
pn11y=p[nn1][2]-p[n1][2];
fim1=ps11x*fi[ns1][2]-ps11y*fi[ns1][1];
fnm1=pn11x*fi[nn1][2]-pn11y*f[nn1][1];
tb=-（fim1+fnm1+ti[k1]）;
fr[n1][1]=-（fi[ns1][1]+f[nn1][1]）;
fr[n1][2]=-（fi[ns1][2]+f[nn1][2]）;
}
#include
#include
voidextf（nexf,alpha,fw）
doublefw[20];
intnexf,alpha;
{
if（alpha<0）
{
printf（"请输入一个正数!
\n"）;
}
else
{
if（（alpha>=87.57）&&（alpha<=270.15））
{
fw[nexf]=（（270.15-alpha）/（270.15-87.57））*（850000.0/6.25）;
}
else
{
if（alpha<87.57）
{
fw[nexf]=（（87.57-alpha）/（87.57+360.0-270.15））*（-850000.0/6.25）+850000.0;
}
else{fw[nexf]=（（alpha-270.15）/（87.57+360.0-270.15））*（-850000.0/6.25）+850000.0;}
}
}
}
#include
#include
voidrrrf（n1,n2,n3,ns1,ns2,nn1,nn2,nexf,k1,k2,p,vp,ap,t,w,e,gamma,fr）
intn1,n2,n3,ns1,ns2,nn1,nn2,nexf,k1,k2,gamma;
doublet[20],w[20],e[20];
doublep[20][3],vp[20][3],ap[20][3],fr[20][3];
{
staticdoublefi[10][3],ti[10],alpha,fw[20];
staticdoublefe[20][3],f[20][3];
doublep23x,p23y,ps23x,ps23y,pn23x,pn23y,p21x,p21y;
doubleps21x,ps21y,pn21x,pn21y,ps11x,ps11y,pn11x,pn11y;
doublesi1,si2,si31,si32,si41,si42,sgm1,sgm2,cc,dd,ff;
fiti（ns1,ns2,k1,k2,ap,e,fi,ti）;
if（nexf!
=0）
{
extf（nexf,alpha,fw）;
fe[nexf][1]=fw[nexf]*sin（gamma）;
fe[nexf][2]=fw[nexf]*cos（gamma）;
if（nexf==nn1）
{
f[nn1][1]=fe[nexf][1];
f[nn1][2]=fe[nexf][2];
}
if（nexf==nn2）
{
f[nn2][1]=fe[nexf][1];
f[nn2][2]=fe[nexf][2];
}
}
else
{
f[nn1][1]=-fr[nn1][1];
f[nn1][2]=-fr[nn1][2];
f[nn2][1]=-fr[nn2][1];
f[nn2][2]=-fr[nn2][2];
}
p23x=p[n2][1]-p[n3][1];
p23y=p[n2][2]-p[n3][2];//点n2与n3的坐标差值//
ps23x=p[ns2][1]-p[n3][1];
ps23y=p[ns2][2]-p[n3][2];//点ns2与n3的坐标差值//
pn23x=p[nn2][1]-p[n3][1];
pn23y=p[nn2][2]-p[n3][2];//点n22与n3的坐标差值//
p21x=p[n2][1]-p[n1][1];
p21y=p[n2][2]-p[n1][2];//点n2与n1的坐标差值//
ps21x=p[ns2][1]-p[n1][1];
ps21y=p[ns2][2]-p[n1][2];//点ns2与n1的坐标差值//
pn21x=p[nn2][1]-p[n1][1];
pn21y=p[nn2][2]-p[n1][2];//点nn2与n1的坐标差值//
ps11x=p[ns1][1]-p[n1][1];
ps11y=p[ns1][2]-p[n1][2];//点ns1与n1的坐标差值//
pn11x=p[nn1][1]-p[n1][1];
pn11y=p[nn1][2]-p[n1][2];//点nn1与n1的坐标差值//
si1=ps23x*fi[ns2][2]-ps23y*fi[ns2][1];
si2=pn23x*f[nn2][2]-pn23y*f[nn2][1]+ti[k2];
si31=ps21x*fi[ns2][2]-ps21y*fi[ns2][1];
si32=pn21x*f[nn2][2]-pn21y*f[nn2][1]+ti[k1];
si41=ps11x*fi[ns1][2]-ps11y*fi[ns1][1];
si42=pn11x*f[nn1][2]-pn11y*f[nn1][1]+ti[k2];
sgm1=-（si1+si2）;
sgm2=-（si31+si32+si41+si42）;
cc=sgm2*p23y-sgm1*p21y;
dd=sgm2*p23x-sgm1*p21x;
ff=p21x*p23y-p23x*p21y;
fr[n2][1]=dd/ff;
fr[n2][2]=cc/ff;
fr[n1][1]=-（fi[ns1][1]+f[nn1][1]+fi[ns2][1]+f[nn2][1]+fr[n2][1]）;
fr[n1][2]=-（fi[ns1][2]+f[nn1][2]+fi[ns2][2]+f[nn2][2]+fr[n2][2]）;
fr[n3][1]=-（fr[n2][1]+fi[ns2][1]+f[nn2][1]）;
fr[n3][1]=-（fr[n2][2]+fi[ns2][2]+f[nn2][2]）;
}
#include
#include
#include
voidmain（）
{
staticdoubletb,alpha,gamma;
staticdoublet[10],w[10],e[10],fw[20],sm[10],sj[10];
staticdoublep[20][3],vp[20][3],ap[20][3],fr[20][3],fe[20][3];
inti,j;
doubleforce[10];
doubledelx,dely,ssq,d,pi,dr;
doubler12,r23,r34,r35,r56;
r12=0.1;r23=1.25;r34=1.0;r35=1.15;r56=1.96;
p[1][1]=0.0;p[1][2]=0.0;
p[4][1]=0.94;p[4][2]=-1.0;
p[6][1]=-1.0;p[6][2]=0.85;
t[1]=0.0;w[1]=0.0;e[1]=0.0;
pi=4.0*atan（1.0）;
dr=pi/180.0;
w[2]=-17.0*pi/3.0;e[2]=0.0;
printf（"设主动件2与X轴正方向的夹角为α，请输入一个角度:
\n"）;
scanf（"%lf",&alpha）;
t[2]=alpha*dr;
fun1（1,2,2,0.1,t,w,e,p,vp,ap）;
fun2（-1,2,4,3,3,4,1.25,1.0,t,w,e,p,vp,ap）;
fun2（1,3,6,5,5,6,1.15,1.96,t,w,e,p,vp,ap）;
sm[3]=5000.0/9.81;sm[4]=2000.0/9.81;
sm[5]=2000.0/9.81;sm[6]=9000.0/9.81;
sj[3]=25.5;sj[4]=9.0;
sj[5]=9.0;sj[6]=50.0;
printf（"位置/m速度/（m/s）加速度/（m/s/s）\n"）;
for（i=1;i<7;i++）
{
printf（"\n%d点的运动参数:
（%3.3lf,%3.2lf）（%3.3lf,%3.3lf）（%3.3lf,%3.3lf）\n",i,p[i][1],p[i][2],vp[i][1],vp[i][2],ap[i][1],ap[i][2]）;
}
p[7][1]=（p[2][1]+p[1][1]）/2.0;p[7][2]=（p[2][2]+p[1][2]）/2.0;
p[8][1]=（p[2][1]+p[3][1]）/2.0
升级会员 