铰链颚式破碎机.docx

1、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9-5a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

2、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n2lO2Al1l2h1h2lABlO4AlBC l O2C单位r/min数据170100100094085010001250100011501960内容导杆的动态静力分析及飞轮转动惯量确定符号l O2DG3J s3G4J s4G5J s5G6J s6单位mmNkgm2Nkgm2Nkgm2Nkgm2数据600500020009200099000501.3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.

3、4设计要求1作机构运动简图，机构12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

4、度分析取2杆程度指向左边时刻进展研究VA= 2l02A= 2n2/60)l2= (2170/60) = 对2、3杆列速度分析方程： VB = VA + VBA 大小 ？ 2l2 ？ 方向 O4B O2A AB如下列图，取极点P，比例尺v=VA/Pa，B相对于A的速度VBA= VAab/ m/sB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= VA962/1000= m/sC的速度Vc= VA m/s根据以上矢量关系式，可以在Auto CAD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

5、形的极点,作pa代表VA,那么速度比例尺=VA/Pa(ms-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 ? 2AlO2A v2BA/lBA ?方向BO4 O4B AO2 BA 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 CO6 O6C CB CB而由以上速度分析数据可知：aA= anA=2l02A=(

6、2n2/60)20.1=31.66 m/s2anB = V2B/l04B2/1=3.28 m/s2anBA = V2BA/lBA2/1.25=0.16 m/s2anCB = V2CB/ lCB2/1.15=2.54 m/s2anC = v2C/lO6C=2/=m/s2根据以上矢量关系式，可以在Auto CAD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：a由图例关系可得出:aB=aPb=200.201= m/s2aC=aPc=200.20429= 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

7、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2 F32y-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=J3杆4 FO4x-FB4x=m4a4x FO4y-FB4y+G4=m4a4y 对B取矩 FO4xl4x-1/2G4l4x-FO4yl4y=J4杆5 FB5x-F65x=m5a5x F65y-FB5y+G5=m5a5y 对B取矩 F65xl5+1/2

8、G5l5-F65l5=J5杆6 Fry+F56X-FO6x=m6a6x FO6y-Fry-F56y+G6=m6a6y 对O6取矩 F56xl6x+1/2G6l6x+F56yl6y+1/2Frxl6y=J6当曲柄处于180。的时候， 所以通过列矩阵求解F32y =N F12y =N F12x= N F32x=N FB3x=N FB3y =N FO4x =-123022N FB4x = 121374N FO4y=N FB4y=31344.2 N F65x =134256N F65y =N FO6x =-293112N FO6y =N 4.解析法校核机构的运动分析#include#includevo

9、id fun1(n1,n2,k,r,t,w,e,p,vp,ap)int n1,n2,k;double r;double t10,w10,e10;double p203,vp203,ap203; pn21=pn11+r*cos(tk); pn22=pn12+r*sin(tk); vpn21=-wk*r*sin(tk); vpn22=wk*r*cos(tk); apn21=-wk*wk*r*cos(tk)-ek*r*sin(tk); apn22=-wk*wk*r*sin(tk)+ek*r*cos(tk);#include#includevoid fun2(m,n1,n2,n3,k1,k2,r1,r

10、2,t,w,e,p,vp,ap)int m,n1,n2,n3,k1,k2;double r1,r2;double t10,w10,e10;double p203,vp203,ap203; double delx,dely,ssq,d; double test,q,ee,f; double csn,beta,phi,tht,pi; delx=pn21-pn11; dely=pn22-pn12; ssq=delx*delx+dely*dely; d=sqrt(ssq); test=d-(r1+r2); if(test0) printf(n出错！该RRR杆组无法构成！n); else test=fa

11、bs(r1-r2)-d; if(test0) 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(m0) tht=beta+phi; else pi=4.0*atan(1.0); tht=pi-phi+beta; pn31=pn11+r1*cos(tht); pn32=pn12+r1*sin(tht); q=(pn32-pn12)*(pn31-pn21)-(pn32-pn22)*(pn31-pn11

12、); wk1=-(vpn21-vpn11)*(pn31-pn21)+(vpn22-vpn12)*(pn32-pn22)/q; wk2=-(vpn21-vpn11)*(pn31-pn11)+(vpn22-vpn12)*(pn32-pn12)/q; vpn31=vpn11-r1*wk1*sin(tht); vpn32=vpn12+r1*wk1*cos(tht); ee=apn21-apn11+(vpn32-vpn12)*wk1-(vpn32-vpn22)*wk2; f=apn22-apn12+(vpn31-vpn11)*wk1-(vpn31-vpn21)*wk2; ek1=-(ee*(pn31-p

13、n21)+f*(pn32-pn22)/q; ek2=-(ee*(pn31-pn11)+f*(pn32-pn12)/q; apn31=apn11-r1*wk1*wk1*cos(tht)-r1*ek1*sin(tht); apn32=apn12-r1*wk1*wk1*sin(tht)+r1*ek1*cos(tht); #include#includevoid fiti(ns1,ns2,k1,k2,ap,e,sm,sj,fi,ti)int ns1,ns2,k1,k2;double e10,ti10,sm10,sj10;double ap203,fi203; if(!(ns1-=0)|(k1=0) f

14、ins11=-smk1*apns11; / sm指质心的质量 / fins12=-smk1*(apns12+9.81); tik1=-sjk1*ek1; / sj指转动惯量 / if(!(ns2=0)|(k2=0) fins21=-smk2*apns21; fins22=-smk2*(apns22+9.81); tik2=-sjk2*ek2; #include#includevoid barf(n1,ns1,nn1,k1,p,ap,e,fr,tb) / ns指惯性力作用点，nn指外力作用点 /int n1,ns1,nn1,k1;double tb;double e10;double p203,

15、ap203,fr203; static double fi203,ti10,f203,sm10,sj10; double ps11x,ps11y,pn11x,pn11y,fim1,fnm1; fiti(ns1,0,k1,0,ap,e,sm,sj,fi,ti); fnn11=-frnn11; fnn12=-frnn12; ps11x=pns11-pn11; ps11y=pns12-pn12; pn11x=pnn11-pn11; pn11y=pnn12-pn12; fim1=ps11x*fins12-ps11y*fins11; fnm1=pn11x*finn12-pn11y*fnn11; tb=-

16、(fim1+fnm1+tik1); frn11=-(fins11+fnn11); frn12=-(fins12+fnn12);#include#includevoid extf(nexf,alpha,fw)double fw20;int nexf,alpha; if(alpha=87.57)&(alpha=270.15) fwnexf=(270.15-alpha)/(270.15-87.57)*(850000.0/6.25); else if(alpha87.57) fwnexf=(87.57-alpha)/(87.57+360.0-270.15)*(-850000.0/6.25)+85000

17、0.0; elsefwnexf=(alpha-270.15)/(87.57+360.0-270.15)*(-850000.0/6.25)+850000.0; #include#includevoid rrrf(n1,n2,n3,ns1,ns2,nn1,nn2,nexf,k1,k2,p,vp,ap,t,w,e,gamma,fr)int n1,n2,n3,ns1,ns2,nn1,nn2,nexf,k1,k2,gamma;double t20,w20,e20;double p203,vp203,ap203,fr203; static double fi103,ti10,alpha,fw20; sta

18、tic double fe203,f203; double p23x,p23y,ps23x,ps23y,pn23x,pn23y,p21x,p21y; double ps21x,ps21y,pn21x,pn21y,ps11x,ps11y,pn11x,pn11y; double si1,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); fenexf1=fwnexf*sin(gamma); fenexf2=fwnexf*cos(gam

19、ma); if(nexf=nn1) fnn11=fenexf1; fnn12=fenexf2; if(nexf=nn2) fnn21=fenexf1; fnn22=fenexf2; else fnn11=-frnn11; fnn12=-frnn12; fnn21=-frnn21; fnn22=-frnn22; p23x=pn21-pn31; p23y=pn22-pn32; / 点n2与n3的坐标差值 / ps23x=pns21-pn31; ps23y=pns22-pn32; / 点ns2与n3的坐标差值 / pn23x=pnn21-pn31; pn23y=pnn22-pn32; / 点n22与

20、n3的坐标差值 / p21x=pn21-pn11; p21y=pn22-pn12; / 点n2与n1的坐标差值 / ps21x=pns21-pn11; ps21y=pns22-pn12; / 点ns2与n1的坐标差值 / pn21x=pnn21-pn11; pn21y=pnn22-pn12; / 点nn2与n1的坐标差值 / ps11x=pns11-pn11; ps11y=pns12-pn12; / 点ns1与n1的坐标差值 / pn11x=pnn11-pn11; pn11y=pnn12-pn12; / 点nn1与n1的坐标差值 / si1=ps23x*fins22-ps23y*fins21;

21、 si2=pn23x*fnn22-pn23y*fnn21+tik2; si31=ps21x*fins22-ps21y*fins21; si32=pn21x*fnn22-pn21y*fnn21+tik1; si41=ps11x*fins12-ps11y*fins11; si42=pn11x*fnn12-pn11y*fnn11+tik2; sgm1=-(si1+si2); sgm2=-(si31+si32+si41+si42); cc=sgm2*p23y-sgm1*p21y; dd=sgm2*p23x-sgm1*p21x; ff=p21x*p23y-p23x*p21y; frn21=dd/ff;

22、frn22=cc/ff; frn11=-(fins11+fnn11+fins21+fnn21+frn21); frn12=-(fins12+fnn12+fins22+fnn22+frn22); frn31=-(frn21+fins21+fnn21); frn31=-(frn22+fins22+fnn22);#include#include#includevoid main() static double tb,alpha,gamma; static double t10,w10,e10,fw20,sm10,sj10; static double p203,vp203,ap203,fr203,f

23、e203; int i,j; double force10; double delx,dely,ssq,d,pi,dr; double r12,r23,r34,r35,r56; r12=0.1; r23=1.25; r34=1.0; r35=1.15; r56=1.96; p11=0.0; p12=0.0; p41=0.94; p42=-1.0; p61=-1.0; p62=0.85; t1=0.0; w1=0.0; e1=0.0; pi=4.0*atan(1.0); dr=pi/180.0; w2=-17.0*pi/3.0; e2=0.0; printf(设主动件2与X轴正方向的夹角为，请输

24、入一个角度:n); scanf(%lf,&alpha); t2=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); sm3=5000.0/9.81; sm4=2000.0/9.81; sm5=2000.0/9.81; sm6=9000.0/9.81; sj3=25.5; sj4=9.0; sj5=9.0; sj6=50.0; printf( 位置/m 速度/(m/s) 加速度/(m/s/s)n); for(i=1;i7;i+) printf(n%d点的运动参数:(%3.3lf,%3.2lf) (%3.3lf,%3.3lf) (%3.3lf,%3.3lf)n,i,pi1,pi2,vpi1,vpi2,api1,api2); p71=(p21+p11)/2.0; p72=(p22+p12)/2.0; p81=(p21+p31)/2.0