机械原理课程设计破碎机文档格式.docx

1、第二章 第二章设计方案的拟定 132.1设计条件和要求 132.2原始数据即设计要求 1323设计任务 142.4结构造型 142.5.机械系统运动方案的拟定与比较 152.6所选机构的运动分析与设计 16参考文献 18心得体会 19、八 、亠刖言破碎机械是对固体物料施加机械力 ，克服物料的内聚力，使之碎裂成小块物料的设备。破碎机械所施加的机械力，可以挤压力、劈裂力、弯曲力、剪 切力、冲击力等，在一般机械中大多是两种或两种以上机械力的综 合。对于坚硬的物料，适宜采用产生弯曲和劈裂作用的破碎机械 ； 对于脆性和塑性的物料，适宜采用产生冲击和劈裂作用的机械；对 于粘性和韧性的物料，适宜采用产生挤压

2、和碾磨作用的机械在矿山工程和建设上，破碎机械多用来破碎爆破开采所得的天 然石料，使这成为规定尺寸的矿石或碎石 。在硅酸盐工业中，固体 原料、燃料和半成品需要经过各种破碎加工，使其粒度达到各道工 序所要求的以便进一步加工操作。通常的破碎过程，有粗碎、中碎、细碎三种，其入料粒度和出 料粒度，如表一所示。所采用的破碎机械相应地有粗碎机 、中碎 机、细碎机三种。表一 物料粗碎、中碎、细碎的划分（mm ）类别入料粒度出料粒度粗碎300 900100350中碎20 100细碎50 100515工业上常用物料破碎前的平均粒度 D与民破碎后的平均粒度d 之比来衡量破碎过程中物料尺寸变化情况，比值i称为破碎比（

3、即平 均破碎比）i 二 D / d为了简易地表示物料破碎程度和各种破碎机的方根性能 ，也可 用破碎机的最大进料口尺寸与最大出料口尺寸之比来作为破碎比 ， 称为公称破碎比。在实际破碎加工时，装入破碎机的最大物料尺寸，一般总是小 于容许的最大限度进料口尺寸，所以，平均破碎比只相当于公称破碎比的0.70.9每各破碎机的破碎比有一定限度 ，破碎机械的破碎比一般是i=330。如果物料破碎的加工要求超过一种破碎机的破碎比，则必 须采用两台或多台破碎机械串连加工 ，称为多级破碎io。多级破碎时，原料尺寸与最终成品尺寸之比，称总破碎比，如果各级破碎的破碎比各是il，i2，in。则总破碎 比是i o 二 i i

4、 i 2 i n由于破碎机构造和作用的不同，实际选用时，还应根据具体情 况考虑下列因素；物料的物理性质，如易碎性、粘性、水分泥沙含量和最大给料 尺寸等；成品的总生产量和级配要求、据以选择破碎机类型和生产能力；技术经济指标，做到既合乎质量、数量的要求、操作方便、工 作可靠，又最大限度节省费用。从矿山开采出来的矿石称为百年原矿 。原矿是由矿物与脉石组成的，露天矿井开采出来的原矿其最大粒度一般在 2001300mm之间，地下矿开采出来的原矿最大粒度一般在 200600mm之间， 这些原矿不能直接在工业中应用 ，必须经过破碎和磨矿作业，使其 粒度达到规定的要求、破碎是指将块状矿石变成粒度大于 1 5m

5、m 产品的作业，小于1mm粒度的产品是通过磨碎作业完成的。第一章设计题目-破碎机1.1设计方案一图 2.1.11定鄂 2心轴 3偏心轴4.平地接触凸轮 5动鄂 6推力板 7弹簧1.1.1工作原理：电动机驱动皮带和皮带轮，通过偏心轴转动平平地接触凸轮使动颚上下运动，当动颚上升时肘板与动颚间夹角变大 ，从而推动动颚板向固定颚板接近，与其同时物料被压碎或劈碎，达到破碎的 目的；当动颚下行时，肘板与动颚夹角变小，动颚板在拉杆，弹簧 的作用下，离开固定颚板，此时已破碎物料从破碎腔下口排出。颚 式破碎机的工作部分是两块颚板 ，一是固定颚板（定颚），垂直（或上端略外倾）固定在机体前壁上，另一是活动颚板（动颚

6、）， 位置倾斜，与固定颚板形成上大小的破碎腔 （工作腔）。活动颚板 对着固定颚板作周期性的往复运动 ，时而分开，时而靠近。分开 时，物料进入破碎腔，成品从下部卸出；靠近时，使装在两块颚板 之间的到挤压、弯折和劈裂作用而破碎。1.12鄂式破碎机的结构：如图1.1.1所示，方案一由平底接触凸轮，定鄂，动鄂，心轴， 偏心轴，弹簧，推力板机架（图上未标注）组成的。其中原动件是 平地接触凸轮。平地接触凸轮按顺时针栓转运动，平地接触凸轮的 从动件有两个矩形机架固定在几是稳定凸轮从动件的运动。弹簧的作用是使凸轮向上运动，保证凸轮 旋转运动。1.1.3方案一的优缺点：1.131优点凸轮机构有点是可实现高速化，

7、结构紧奏，可靠性高；平底从 动件与凸轮间方向不变，受力平稳。而且在高速情况下凸轮与平底 件易兴成油膜而减小摩擦与磨损。1.1.3.2 缺点凸轮与动鄂板之间有高副接触。凸轮机构最大缺点是不可变， 不能变更运动时间（角度）；平底从动件缺点是不能具有内凹轮廓 的凸轮配对使用；而且也不能移动凸轮和圆柱凸轮配对使用。1.2.1方案二图2.2.1偏心轮机构破碎机如图所示方案二为偏心轮机构破碎机。此机构中转动副B同心 放大致其半径超过曲柄长度LAB,此时曲柄变成几何中心为B，回转 中心为A的偏心圆盘，其偏心距e即为曲柄长度LAB。当曲柄顺时 针旋转时引起偏心圆盘的转动。偏心圆盘通过构建连接滑块，滑块 前端设

8、计为一个破碎板。当滑块随偏心轮的旋转运动实现前后往复 运动。滑块前端的破碎板也的前后运动。矿石，煤等固体物料从进 口导入工作区，破碎板将把物料冲击固定的破碎墙实现物料的破 碎。1.2.2方案二的优缺点偏心轮就是指装在轴上的轮形零件，轴孔偏向一边轴旋转时，轮的 外缘推动另一机件，产生往复运动。偏心轮机构是由凸轮演化而成的。凸轮是指一个具有曲线轮廓或 凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。与 凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做 往复直线运动或摆动，称为从动件。凸轮机构在应用中的基本特点 在于能使从动件获得较复杂的运动规律。因为从动件的运动规律取 决于凸轮轮

9、廓曲线，所以在应用时，只要根据从动件的运动规律来 设计凸轮的轮廓曲线就可以了 。但是凸轮的缺点就是其不善于传递 动力。偏心轮机构的使用场合多用来带动机械的开关 、活门等。1.3方案三1.3.1机构结构和工作原理1.机构结构电机通过皮带轮传到下方的齿轮1，齿轮1又传给齿轮2 （上 方的齿轮，图上未标注）。偏心轮7与下方的齿轮固接，偏心轮 与连杆AB相连。连杆AB与连杆BC相连。凸轮5与齿轮2固接， 偏心轮与连杆BC在D点高副接触。扇形齿轮4通过活动铰链相 连基座。扇形齿轮的一端通过铰链相连连杆 BC。扇形齿轮与齿条 齿轮外啮合。齿轮齿条有两个夹在两个滑块之中使齿轮齿条的运 动确定齿轮齿条的下端做

10、成球面形状易破碎物料.图2.3.1破碎机1.几座2.垂头 3.滑块4.扇形齿轮5.凸轮机构 6.外捏合齿轮机构偏心轮机构2. 工作原理电动机通过皮带轮运动传到齿轮一，齿轮一又把运动传到齿轮二。齿轮一固接一个偏心轮 乙 偏心轮与连杆AB相连。偏心轮 7随齿轮一的旋转运动旋转引起连杆的上下运动 。连杆BC通过活 动铰链把运动传到连杆BC连杆BC又受凸轮自转的运动通过铰链 把运动传到扇形齿轮。扇形齿轮通过活动铰链固接在几座，可以 完成120度的旋转运动。扇形齿轮与齿条齿轮外捏合使垂头上下 运动实现物料破碎。1.3.2方案三的优缺点该方案两处采用了齿轮机构，传动平稳，传动比精确，工 作可靠，效率高，寿

11、命长；凸 是指一个具有曲线轮廓或凹槽的构件 ，一般为主动件，作等速回转 运动或往复直线运动。与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的 运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线 ，所以在 应用时，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可 以了。该方案在齿轮二中才用了凸轮机构其凸轮机构特点是结结 构简单、紧凑、设计方便，可实现从动件任意预期运动构简单、 紧凑、设计方便，可实现从动件任意预期运动 ，运动具有冲击 性。机构中扇形齿轮的特点是传动平稳、工作台均具有良好的结 构及传动刚性

12、，保证机床的高精度、高可靠性和低噪音。扇形齿 轮插齿机采用最佳曲线的双滚子凸轮让刀机构，可实现准确、稳 定、低噪音的让刀运动。扇形齿轮插齿机可配置美观、安全、适 用的全防护罩，可视性好，操作方便，便于维修。因为有齿轮啮合会产生噪音，凸轮接触的地方有点线接触易磨损，形成不大。第二章设计方案的拟定2.1设计条件和要求2.1.工作原理及工艺动作过程矿石，燃煤等固体物料先用平输送带送到工作台上 。破碎机要求实现两个执行动作：一是物料通过平输送带送到工作台上 ； 二是送到工作台上的物料要被破碎机破碎 。此过程中以电动机为 动运动动员，实现物料的传送和破碎。2.2原始数据即设计要求A） 物料的直径为r:2

13、0mmr50mmB） 碎片的直径为R:0vR20C） 破碎时垂头作用最大距离为 （上下方向）：700mmD） 垂头工作节拍：30次/minE） 电动机可选用 1440r/min。23设计任务1） 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 。2） 进行间歇运动机构和切口机构的选型，实现上述动作要求。3） 机械运动方案的评定和选择。4） 根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案 。5） 画出机械运动方案简图（机械运动示意图）。6） 对机械传动系统和执行机构进行尺度设计。2.4结构造型1 . 减速系统：1.）齿轮机构：齿轮机构是应用最广泛、最重要的一种定传动比匀速转动机 构，可用来传递空

14、间任意两轴间的运动和动力 。齿轮机构与摩擦 轮机构、带传动机构相比较，具有传动力大、效率高、寿命长、 传动平稳、可靠等优点。但要求较高的制造和安装精度、成本也 较咼。2.）链传动：链传动因多对齿同时啮合 ，承载能力大；传动效率高达0.960.97 ;可实现中心距较大的两轴间的传动 ;但传动不平稳、有冲击、振动和噪音。适用于低速、重载，可用于恶劣的工 作环境。设计要求及方案：要求传动平稳，寿命长,齿轮减速机构符合以上要求，但由于要求减速传动比数值较大，光 使用齿轮机构稍嫌繁琐，故采用齿轮与偏心轮 相结合的方案，而链传动不平稳，冲击、噪音 皆不利于生产，顾不予采用。2 .垂头上下往复运动：1.）曲

15、柄连杆：运动轨迹单一，且速度不适合设计要求.2.）凸轮机构：凸轮机构结构简单、紧凑、设计方便，但由于主从动件之间 为点，线接触，易磨损适用于运动规律复杂，传力不大的场合。 设计要求及方案：一方面要求垂头进行切割运动时速度要快，使物料受击后迅速粉碎，另一方面要求简单实用，便于计算和设计，故采用在设计上较能达 到快速切割的凸轮机构。2.5.机械系统运动方案的拟定与比较功能原件功能兀解（匹配机构）1 2 3减速AISI带传动齿轮传动链传动BIBI垂头上下运动C曲柄连杆凸轮机构物料送进FEl摩擦轮传动经过比较确定方案为：A1+B2+C3 +F32.6所选机构的运动动力分析与设计1.皮带轮1）皮带的选择

16、：在保证带有一定寿命的前题下在正常工作是不打滑。普通V带允许带速V2530m/s,传递功率 P700kW,传动比i10查表分析得：用普通A型V带带型1节面宽1顶宽匚高度楔角单位长度质量普通V带bpbham（kg/m）A 11138C 400.11） 相关计算:名称字符计算及结果备注小带轮dgdq =200mm为了提咼带的寿命和减少带的根基准直径数尽量选大的尺寸i =巴二传动比g弹性滑动率，取= 0.01大带轮dd2d = i dd（1 _ = 695汉 0.99 = 688mm兀小山 ji 7000390普通 V 带 Vmax = 25 30m / SV 14.556m / S60000 60

17、000带速V;Vmax满足条件初定aoa。=0.79 +dd2） =0.7 X（200 +688） =621.6mm0.7（dg +dd2）兰 a。2（dg +dd2）中心距2丄兀 丄 .（dd dd2）ld0 2a +（dd +dd2） + 2734mm2 4a确定带基Id准长度ld = 2800mm由Id0查表得Id实际,Id _|d c 丄28002734a=ld + =621.6+ = 654.7 mn0 2 21小带轮外直径dada = 205.5mma1由ddi查表得da大带轮外da?da2 = 693.5mm由dd2查表得da2计算功率PCPc =K0PkWPn传递的功率kWKa

18、=工况系数参考文献1】孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理普通高等教育 十一五”国家级规划教材.20062】师忠秀。机械原理。普通高等教育 十二五”规划教材。2012心得体会独立思维与创造经过一个学期的机械原理课程我对机械机构有了初步的认识和研究。学习机械原理这门课程考虑最多的是机构的运动简图 。机构简图就是把各种机器的机构用简单的，一人看得懂的方式画出来，以 便于分析机器机构的运动分析。机械原理这门课程还要求我们要善 于独立思维。因为在很多的情况下很多机器的机构我们是不能说看 就能看得到，说模就能摸得到的而且在及设计过程中全是靠我们的思维和创 造。学习机械原理考虑最多的就是机构的运动简图 ，显然思

19、维的抽象化显得尤为重要。在课程的学习中，碰到各种各样的机构，通过 功能的分析，机构间相互配合，功能的实现，再逐步抽象出某个具 有特定功能机构的运动简图。在此，感觉特深刻的是，发散性思维 与抽象思维的组合便造就了独立思维的重要组成部分 。简图的抽象完成后，随之涉及到具体功能的实现，它包括单个的某一机构的运 动功能，同时也包含了两个或两个以上的机构同时动作配合以达到 某一环节功能的实现。比如在凸轮机构中，我们考虑了凸轮机构能 实现的某些运动，以及不同形式的凸轮机构的运动形式 ，当然我们要达到预期功能，必须对凸轮外形做出合理的设计 ，并确定它的相 关运动参数，最后才实现我们需要的功能 。学习基本的四

20、杆机构时，并对相应的杆长做出了分析，通过不同的组合，便有了具有不 同运动形式的四杆机构，比如大家熟悉的曲柄摇杆机构，双曲柄机 构等等。齿轮机构的学习，大家也毫不陌生，减速是它的主角色。 电机转速太高，我们必须选择相应的减速机构去降速达到输入的特 定转速，以此获得相应的输出要求。显然单个齿轮室满足不了设计 要求，有时候也需要更多的齿轮去相互配合达到规定的降速比 。随后我们便学习了轮系的相关计算和最基本的三种轮系 ：定轴轮系、周转轮系、复合轮系。具备以上的基本理论知识就进入课程设计环 节。乍一看，看完课程设计的题目之后感觉无从下手，但是静静的想 一会并参考相关资料后，思路便打开了 ，其实设计机构没有想象的 那 么难。仔细分析下相应的要求，看看需要哪些机构并相互配合能实 现该目的。每个机构都是为实现特定目标而抽象出来的 ，现在就要 具体分析并作出相关设计这些机构的功用及配合情况 。对于具体机构的计算，则用到相关知识去计算，感到惭愧的是计算的过程太过于简单，而与实际相差甚远，不过思路还是主心骨。网上搜集相关 视频了解到自动制钉的过程，也感悟到机械生产中的机构和书本的 差异，那些巧妙的机构实际从基本机构中抽象创新出来的 。由此，学习基本理论知识便是基础的 。课程设计只是进一步向实践靠拢了。所以，认真学好基础知识并有意识的结合实践 ，并创新思维才能磨练我们，培养出机械工程师具有的品质。