铰链式颚式破碎机机械原理设计

东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 1 -机械原理课程设计说明书题目： 铰链式颚式破碎机方案分析班 级 ：姓 名 ：学 号 ：指导教师 ： 成 绩 ：2011 年 9 月 26 日目 录 一 设计题目1二 已知条件及设计要求32.1 已知条件32.2 设计要求3三. 机构的结构分析43.1 六杆铰链式破碎机4东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 2 -3.2 四杆铰链式破碎机4四. 机构的运动分析44.1 六杆铰链式颚式破碎机的运动分析44.2 四杆铰链式颚式破碎机的运动分析7五.机构的动态静力分析 105.1 六杆铰链式颚式破碎机的静力分析105.2 四杆铰链式颚式破碎机的静力分析16六. 工艺阻力函数及飞轮的转动惯量函数 126.1 工艺阻力函数程序 216.2 飞轮的转动惯量函数程序21七 .对两种机构的综合评价21八 . 主要的收获和建议22九 . 参考文献22一 设计题目：铰链式颚式破碎机方案分析二 已知条件及设计要求2.1 已知条件东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 3 -图 1.1 六杆铰链式破碎机 图 1.2 工艺阻力图 1.3 四杆铰链式破碎机图(a)所示为六杆铰链式破碎机方案简图。主轴 1 的转速为 n1 = 170r/min，各部尺寸为：lO1A = 0.1m, lAB = 1.250m, lO3B = 1m, lBC = 1.15m, lO5C = 1.96m, l1=1m, l2=0.94m, h1=0.85m, h2=1m。各构件质量和转动惯量分别为：m2 = 500kg, Js2 = 25.5kgm2, m3 = 200kg, Js3 = 9kgm2, m4 = 200kg, Js4 = 9kgm2, m5=900kg, Js5=50kgm2, 构件 1 的质心位于 O1上，其他构件的质心均在各杆的中心处。D 为矿石破碎阻力作用点，设 LO5D = 0.6m，破碎阻力 Q 在颚板 5 的右极限位置到左极限位置间变化，如图(b)所示，Q 力垂直于颚板。图(c)是四杆铰链式颚式破碎机方案简图。主轴 1 的转速n1=170r/min。lO1A = 0.04m, lAB = 1.11m, l1=0.95m, h1=2m, lO3B=1.96m，破碎阻力 Q 的变化规律与六杆铰链式破碎机相同，Q 力垂直于颚板 O3B，Q 力作用点为 D，且 lO3D = 0.6m。各杆的质量、转动惯量为 m2 = 200kg, Js2=9kgm2，m3 = 900kg, Js3=50kgm2。曲柄 1 的质心在 O1 点处，2、3 构件的质心在各构件的中心。2.2 设计要求东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 4 -试比较两个方案进行综合评价。主要比较以下几方面：1. 进行运动分析，画出颚板的角位移、角速度、角加速度随曲柄转角的变化曲线。2. 进行动态静力分析，比较颚板摆动中心运动副反力的大小及方向变化规律，曲柄上的平衡力矩大小及方向变化规律。3. 飞轮转动惯量的大小。三 机构的结构分析3.1 六杆铰链式破碎机六杆铰链式破碎机拆分为机架和主动件，构件组成的 RRR 杆组，构件组成的 RRR 杆组。+ +3.2 四杆铰链式破碎机四杆铰链式破碎机拆分为机架和主动件，构件组成的 RRR 杆组。+四 机构的运动分析4.1 六杆铰链式颚式破碎机的运动分析（1）调用 bark 函数求主动件中 2 点的运动参数。见表 4.1。表 4.1形式参数 n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实值 1 2 0 1 r12 0.0 0.0 t w e p vp ap（2）调用 rrrk 函数对由构件组成的 RRR 杆组进行运动分析。见表4.2。表 4.2形式参数 m n1 n2 n3 k1 k2 r1 r2 t w e p vp ap实值 -1 2 4 3 2 3 r23 r34 t w e p vp ap（3）调用 rrrk 函数对由构件组成的 RRR 杆组进行运动分析。见表4.3。表 4.3形式参数 m n1 n2 n3 k1 k2 r1 r2 t w e p vp ap实值 1 3 6 5 4 5 r35, r56 t w e p vp ap21AO1982310BO5CD711635 21AO16AO33D5742B 东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 5 -（4）六杆运动程序：#include “graphics.h“#include “subk.c“#include “draw.c“main()static double p202,vp202,ap202;static double t10,w10,e10,del;static double draw370,tdraw370,wdraw370,edraw370;static int ic;double r12,r23,r34,r35,r56,r67,gam1;double pi,dr;double r2,vr2,ar2;int i;FILE *fp;r12=0.1; r34=1.0;r23=1.250; r56=1.96;r35=1.15; r67=0.6;gam1=0.0; pi=4.0*atan(1.0);w1=-170.0*2*pi/60.0;e1=0.0; del=15.0;dr=pi/180.0;p11=0.0;/*try again */p12=0.0;p41=0.94;p42=-1.0;p61=-1.0;p62=0.85; printf(“n The Kinematic Parameters of Point6n“);printf(“No THETA1 S7 V7 A7n“);printf(“ deg rad rad/s rad/s/sn“);ic=(int)(360.0/del);for(i=0;i=-273.0) fenexf1=-85000.0/(-183.0*dr)*(t1+90*dr)*sin(t5);fenexf2=85000.0/(-183.0*dr)*(t1+90*dr)*cos(t5);else fenexf1=0.0;东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 14 -fenexf2=0.0; 运行结果：The Kineto-static Analysis of a Six-bar LinkaseNO THETA1 FR4 BT2 TB TB1(deg.) (N) (deg.) (N.m) (N.m)1 0.000 9904.580 77.690 534.454 534.4542 -15.000 10248.086 82.670 1038.448 1038.4483 -30.000 10522.852 89.576 1434.905 1434.9054 -45.000 10757.314 97.329 1548.067 1548.0675 -60.000 10967.175 104.339 1271.113 1271.1136 -75.000 11112.158 109.009 644.146 644.1467 -90.000 11132.496 110.330 -144.853 -144.8538 -105.000 13340.278 128.365 -883.912 -883.9129 -120.000 16136.071 138.884 -1407.468 -1407.46810 -135.000 19120.284 145.429 -1625.253 -1625.25311 -150.000 22280.557 150.044 -1557.401 -1557.40112 -165.000 25724.638 153.629 -1290.413 -1290.41313 -180.000 29550.567 156.506 -928.440 -928.44014 -195.000 33789.984 158.781 -562.443 -562.44315 -210.000 38396.542 160.527 -258.404 -258.40416 -225.000 43263.326 161.841 -55.542 -55.54217 -240.000 48254.151 162.844 33.747 33.74718 -255.000 53236.591 163.653 24.768 24.76819 -270.000 58109.329 164.367 -39.786 -39.78620 -285.000 8481.823 78.617 -205.535 -205.53521 -300.000 8583.465 77.292 -339.048 -339.04822 -315.000 8793.293 75.658 -361.780 -361.78023 -330.000 9113.158 74.602 -227.795 -227.79524 -345.000 9506.210 75.059 80.792 80.79225 -360.000 9904.580 77.690 534.454 534.454东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 15 -图 5.2 六杆机构颚板摆动中心运动副反力的大小及方向变化规律图 5.1 六杆机构曲柄上的平衡力矩的变化规律东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 16 -5.2 四杆铰链式颚式破碎机的静力分析（1）调用 bark 函数对主动件进行运动分析。见表 4.4。（2） 调用 rrrk 函数对由构件组成的 RRR 杆组进行运动分析。见表4.5。（3）求各构件的质心 6、7 点及矿石破碎阻力作用点 5 点的运动参数。见表 5.9表 5.11。表 5.9 5 点运动参数形式参数 n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实值 4 0 5 3 0.0 r45 0.0 t w e p vp ap表 5.10 6 点运动参数形式参数 n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实值 2 0 6 2 0.0 r23/2 0.0 t w e p vp ap表 5.11 7 点运动参数形式参数 n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实值 4 0 7 3 0.0 r34/2 0.0 t w e p vp ap（4）调用 rrrf 对由杆组成的 RRR 杆组进行静力分析。见表 5.12。表 5.12形式参数 n1 n2 n3 ns1 ns2 nn1 nn2 nexf k1 k2 p vp ap t w e fr实值 2 4 3 6 7 0 5 5 2 3 p vp ap t w e fr（5）调用 barf 对主动件进行静力分析。见表 5.13表 5.13形式参数 n1 ns1 nn1 k1 p ap e fr tb实值 1 1 2 1 p ap e fr static double t10,w10,e10,tbdraw370,tb1draw370,fr1draw370,sita1370,fr2draw370,sita2370,fr3draw370,sita3370;static double fr202,fe202;static int ic;double r12,r34,r23,r45,r47,r36,f;double gam1,gam2,tb;int i;东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 17 -double pi,dr,fr4,bt4,we1,we2,we3,tb1;FILE*fp;char *m=“tb“,“tb1“,“fr1“,“,“fr2“;sm1=0.0;sm2=200.0;sm3=900.0;sj1=0.0; sj2=9.0; sj3=50.0;r12=0.04; r34=1.96; r23=1.11;r45=0.6; gam1=0.0; gam2=0.0;pi=4.0*atan(1.0);dr=pi/180.0;w1=-170.0*2*pi/60.0;e1=0.0;del=15.0;p11=0.0;/*try again */p12=0.0; p41=-0.95;p42=2.0;printf(“n The Kineto-static Analysis of a Six-bar Linkasen“);printf(“ NO THETA1 FR1 BT1 TB TB1 f n“);printf(“ (deg.) (N) (deg.) (N.m) (N.m) (N) n“);if(fp=fopen(“file.txt“,“w“)=NULL)printf(“Cant open this file./n“);exit(0);fprintf(fp,“n The Kineto-static Analysis of a Six-bar Linkasen“);fprintf(fp,“NO THETA1 FR1 FR2 BT2 TB TB1n“ );fprintf(fp,“ (deg.) (N) (deg.) (N) (deg.) (N.m) (N.m)n“ );ic=(int)(360.0/del);for(i=0;i=-183.0fenexf2=85000.0/(-183.0*dr)*(t1+90*dr)*cos(t5);else fenexf1=0.0;fenexf2=0.0; 四杆工艺阻力子程序：extf(p,vp,ap,t,w,e,nexf,fe)double p202,vp20,ap202,t10,w10,e10,fe202;int nexf