颚式破碎机建模与仿真分析

1、毕 业 设 计题 目 颚式破碎机的建模与仿真分析 英文题目 Modeling and Simulation Analysis of Jaw Crusher院 系 机械与材料工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 姓 名 年 级 指导教师 二 零 一五 年 六 月 摘 要Pro/E是三维参数化设计软件，常用于机械、电子 、汽车制造、航空航天等重要领域。本文运用Pro/E软件完成了颚式破碎机的三维建模设计与仿真，其中利用Pro/E的草绘模块，零件模块共同完成了颚式破碎机四个组成部件的建模设计，并对其进行仿真。同时利用Pro/E的组建模块完成了组成部分的装配和干涉检验。通过对各个部分零件的设计，证

2、明Pro/E软件在进行复杂的典型产品开发过程中具有简单，方便，快捷的特点。国内的颚式破碎机类型很多,但常见的还是复摆颚式破碎机。复摆颚式破碎机经过人们长期的实践和不断完善与改进,其结构型式和机构参数日臻合理,因此在很多行业使用非常广泛。随着现代化的发展，各工业部门对破碎石的需求进一步增长，研究复摆颚式破碎机具有很重要的意义。【关键词】 颚式破碎机；Pro/E；三维建模设计；运动仿真 AbstractPro/E is 3D parametric design software and it commonly used in machinery ,electronics, automobile ,

3、manufacturing, aerospace and other field. In this paper, the three-dimensional design of jaw crusher was design by the software of Pro/E. The design of four modeling was completed by the Sketch of the module , and make a simulation analysis for the jaw crusher. the design of the component proved tha

4、t Pro/E software is simple , convenient ,and fast in a typical complex product development process. There are many kinds of Jaw-fashioned Crusher in China, But common traditional type is compound pendulum jaw crusher . And consummates and the improvement unceasingly after the people long-term practi

5、ce, Its structure pattern and the organization parameter are reasonable, The structure simple, , therefore ,it was used in many field ,which is extremely widespread. Along with the modernized development, various industry sector further grows to the broken crushed stone demand, studies the duplicate

6、 pendulum Jaw-fashioned Crusher to have the vital significance.【Key words】Jaw Crusher ;Pro/E;Three-dimensional design ;Motion simulation目录前 言5第一章 绪论71.1 Pro/E的简介71.2 Pro/E模块介绍71.3 Pro/E工作界面9第二章 颚式破碎机112.1 研究的目的和意义112.2 复摆颚式破碎机特点132.3 基本结构和工作原理152.3.1 颚式破碎机基本结构152.3.2 破碎机工作原理16第三章 颚式破碎机三维造型173.1 连杆的三

7、维造型173.2 曲柄的三维造型213.3 机架的三维造型263.4 机架的三维造型30第四章 破碎机的装配和仿真运动324.1 破碎机的装配324.2 破碎机的仿真374.2.1 仿真运动的参数设置374.2.1 颚式破碎机仿真运动效果394.2.3 颚式破碎机仿真运动分析41结论46参考文献47谢 词49前 言在我国基础建设工程中，需要大量的，各种不同粒径的砂、石作为生产之用。而一般砂石都需要破碎从而达到生产要求。颚式破碎机出现于1858年，它虽然是一种传统的碎石设备，由于鄂式破碎机的优点是生产效率高，结构简单，破碎比较大，外形尺寸较小，至今仍在很多行业得到广泛应用。工程上应用最广泛的是复

8、摆颚式破碎机，国产的颚式破碎机使用最多的也是复摆颚式破碎机。颚式破碎机构属于连杆杆机构中曲柄摇杆机构的应用，工作原理是实际上是利用曲柄连杆机构的急回特性，提高生产率，减少不必要的生产时间。它在运动的过程中是通过电动机带动曲柄运动，再带动摇杆转动，使摇杆有周期地靠近、离开定颚，这也是就可以对矿石料有挤压作用，让物料变形破碎，再在慢慢地从排料口排出。 随着机械工业的进步，近年来，复摆颚式破碎机正朝着大型化发展。所以，一个合理的传动装置可以使复摆颚式破碎机运行的更加顺利，合理有效。本论文主要描述了颚式破碎机机构，其次介绍了运用Pro/E对颚式破碎机的建模与运动仿真分析。本论文 在研究复摆式颚式破碎机

9、的建模与仿真的基础上，同时也分析了破碎机在运动中的优缺点。使读者可以根据本论文得出的一些结论，可以对颚式破碎机运动有个更深入的认识。第一章 绪论1.1 Pro/E的简介Pro/E是美国PTC公司研发的Pro/Engineer三维软件的简称。Pro/E是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation）的重要软件。涉及机械CAD、CAE 、CAM等领域的综合性三维软件，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是当今实用率最高三维设计软件之一。 在目前的三维软件领域中，Pro/E占有着

10、重要地位，其中它的核心的思想基于特征，单一数据库，全尺寸相关，参数化造型原理。利用Pro/E软件可以完成零件设计、产品装配、数控加工、钣金件设计、模具设计、机构的有限元分析、应力分析和逆向造型优化设计。本设计采用的是Pro/E5.0版本，重点介绍Pro/E零件设计设计方法和技巧。Pro/E5.0用户界面是设计人员计算机实现信息交互窗口。Pro/E5.0的许多命令是以图标按钮的形式布置在窗口周围，使得窗口更加人性化。也使得初学者更加容易熟悉Pro/E5.0。1.2 Pro/E模块介绍Pro/E是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个全参数化、基于特征的实体造型系统，并且

11、具有单一数据库功能。Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、工程图、钣金件设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。首先运行Pro/E软件，选择文件-新建，即可出现Pro/E各个模块列表，如下图1-1所示： 图1-1 文件新建对话框Pro/E软件各个组成模块介绍：Pro/sketch（草绘sec）草绘是Pro/ENGINEER最基本的独立功能模块。所有的二维图形都是由点、直线、矩形、弧、圆等基本图元构成的，由于Pro/ENGINEER是一款基于特征造型的实体建模软件，各实体模型是由一个个简单的特征累计而成的。而在创建特征前，往往要先建立二维草绘截面图

12、。所以，草绘是特征创建的基础，草绘贯穿于实体建模的整个过程，通常是实体造型的第一步。学会使用这些基本图元的绘制命令可以说是首要之务。Pro/part（零件prt）零件模块分为实体、复合、钣金件、主体、线束五个子模块，常用的就是实体和钣金件两个模块，下面我们针对这两个模块进行详细的介绍。实体：实体零件是众多的几何特征组合而成，几何特征包括：实体特征、曲面特征、曲线特征及基准特征等，先进的设计特征扩展了Pro/ENGINEER包括下列特征的特征库能力：Pro/assembly （装配.asm）Pro/assembly是一个参数化组装管理系统其扩展名为.asm，能提供用户自定义手段去生成一组组装系列

13、及可自动地更换零件。Pro/hardness-mfg（制造mfg）Pro/hardness-mfg是一套功能很强的工具，在电子线体及电缆生产工序上，专用以生成所需的加工制造数据。Pro/hardness-mfg具备完整的关联性，它可以改变三维电缆的长度或形状，从而自动生成一张弄平的电缆。 Pro/hardness-mfg的效益包括：大量节省初始的生成，以及因变动对指板进行的人工重整工作。 Pro/drawing（工程图drw）Pro/E提供了强大的工程图功能，可以将三维模型自动生成所需的各种视图。而且工程图与模型之间是全相关的，无论何时修改了模型，其工程图自动更新，反之亦然。Pro/E还提供多

14、种图形输入输出格式，如DWG、DXF、IGS、STP等，可以和其它二维软件交换数据。从而快速建立符合工程标准的工程图。1.3 Pro/E工作界面直接双击Pro/E软件图标后，系统会打开如图1-2所示界面。Pro/E5.0操作界面除包含Windows软件具有的菜单栏和工具栏外，还包括导航器、浏览器和绘图区域。主窗口左侧包括是部分文件及默认的工作目录，右侧是自动连接到参数公司的网页浏览器，若选取文件夹和工作目录，则网页会自动转换成信息区，显示文件夹和工作目录下的文件。当新建文件和打开文件时会显示下面Pro/E的界面，在Pro/E操作界面中，单击新建按钮，打开新建对话框，效果如图1-3所示，为了使用

15、户操作界面干净简单，用户还可以根据自己的需要，定制和调整符合自己需要的按钮。选择工具下的定制屏幕命令，弹出如图1-4所示的对话框，用户可以根据对绘画框中的选项卡定制操作界面。图1-2 Pro/E的工作界面图1-3 新建文件后的工作界面图1-4 “定制”对话框第二章 颚式破碎机2.1 研究的目的和意义从第一台颚式破碎机出现以来，至今已有一百多年的历史了。在此过程中，其结构得到不断的完善，而颚式破碎机的结构简单，安全可靠，石料可供破碎机械来进在基本建设工程中，需要各种大量的不同粒径的砂、石作为生产之用。所以在生产中广泛的应用。而工程上应用最广泛的是复摆颚式破碎机，我国的颚式破碎机使用最多的也是复摆

16、颚式破碎机。破碎机是将开采的矿石按一定尺寸进行破碎加工的机械。颚式破碎机是由美国人E. W. Blake在一百多年前发明的。破碎机的发明不仅提高了生产效率，而且也改善了工人的安全，它的出现给工人带来了福音。复摆颚式破碎机具有许多优点，因此在冶金、矿山、建材、化工、煤炭等行业得到广泛运用。改革开放以来，我国工业取得很大的进步与发展，特别是对复摆颚式破碎机的研究和产品开发取得很多突破。我们国家借鉴外国外国破碎机产品并结合国情研制开发了许多新型、高效的破碎生产机械。比如说上海某机械设备有限公司率先对复摆颚式破碎机进行了重大的改进，即通过降低动颚的悬挂高度，改善动颚的运动轨迹，减小破碎腔的啮角，增大破

17、碎比，增大了动颚的水平行程，提高生产能力等，大大改善了机器性能。 复摆颚式破碎机主要是由两块颚板（动颚板和定颚板）组成。动颚周期性靠近与远离定颚，由此使装在二颚板间的石块受到挤压、变形和弯曲作用而破碎。复摆颚式破碎机的机器重量较轻，结构简单（由连杆、肘板、心轴和轴承等组成），生产效率较高。复摆颚式破碎机适合破碎中硬度石料。在工程中，多用他做中、细碎设备，破碎比比较大，其比值可达9。随着机械工业的进步，近年来，复摆颚式破碎机正朝着大型化发展。所以，一个合理的传动装置可以使复摆颚式破碎机运行的更加顺利，合理有效。动颚的优化可使磨损大大的降低，冲击、噪声、振动都相应的减少，也减少工作人员的劳动强度，

18、提高生产的质量，降低制造成本和缩短生产周期。不过，复摆颚式破碎机也有它自身不足之处,具体如下：机械类书籍中规定齿板寿命只有60小时，按10小时工作制，每副齿板只能用6天，不到一星期就需更换一次齿板。一方面，给维修增加了难度，另一方面，大大的提高了材料的成本。破碎机出口扬尘非常严重，从破碎机出来的块状和粉末状物料直冲矿石输送皮带，部分物料飞溅或滚淌到地面上，地面堆积厚厚一层物料，部分粉状物料飞扬在空中，给生产带来了很大的不便。大量的的细小颗粒而直接影响生产安全和危害到工厂职工的健康，因此需要用安装相应的防尘设施只有这样才可以避免大型的安全事故发生。现代的设计应以人为本，面对服务对象，面向市场、面

19、对循环经济、面对矿产资源利用的大趋势，面对环保、搞全性能、全生命的设计。所以做好复摆颚式破碎机的设计,让它更好的为生产服务,提高生产效率。随着国内煤炭行业的迅速发展,对矿山机械的要求也日益提高。其中,颚式破碎机是一种较为常用的破碎设备,在其它工程领域中应用也十分广泛矿产资源的综合利用技术与其产业迅猛前进， 物料的破碎是许多行业(如冶金、矿山、建材、化工、陶瓷筑路等)产品生产中不可缺少的工艺过程。由于物料的物理性质和结构差异很大,为适应各种物料的要求,破碎机的品种也是五花八门的。就金属矿选矿而言,破碎是选矿厂的首道工序,为了分离有用矿物,不但分为粗碎、中碎、细碎,而且还要磨矿。因为破碎是选矿厂的

20、耗能大户,为了节能环保和提高生产效率,所以提出了“多碎少磨”的技术原则。这使破碎机向细碎、粉碎和高效节能方向发展。另外随着工业自动化的发展,破碎机也向自动化方向迈进(国外在这方面水平已领先我国一大步)。随着开采规模的扩大,破碎机也在向大型化发展,如粗碎旋回破碎机的处理能力已达6000吨/时。至于新原理和新方式的破碎(如电、热破碎)尚在研究试验中,暂时还不能用于生产。对粗碎而言,目前还没有研制出更新的设备以取代传统的颚式破碎机和旋回式破碎机,主要是利用现代技术,予以改进、完善和提高耐磨性,达到节能、高效、长寿的目的。细碎方面新机型更多些。总的来看,值得提出的有:颚式破碎机、圆锥破碎机、冲击式破碎

21、机和辊压机。而应用最广泛的就是颚式破碎机。传统的颚式破碎机由于具有多方面的优点,因此在很多行业上得到广泛使用。其缺点是连续性差、生产效率较低,破碎比低,会造成颚板磨损不均匀等。对于这些缺点,很多国家都在以下几方面加以改进:优化结构与运动轨迹改进破碎腔型,以增大破碎比,提高破碎效率,减少磨损,降低能耗,现已普遍应用高深破碎腔和较小啮角;改进了动颚悬挂方式和衬板的支承方式,改善了破碎机性能;颚板采用了新的耐磨材料,降低了磨损消耗;提高了自动化水平(可自动调节、过载保护、自动润滑等)。同时也出现了一些新的机型,如双腔双动颚式破碎机,其破碎比可达,排料口调节方便,产量大;复摆颚式破碎机,兼有颚式破碎机

22、与圆锥破碎机的性能其产量较同规格的破碎机高50%。还有筛分颚式破碎机,把筛分和破碎结合为一体,不仅可简化工艺流程,且能及时将已达粒度要求的物料从破碎腔中排出,减轻了破碎机的堵塞和过粉碎,提高了生产能力,降低了能耗。2.2 复摆颚式破碎机特点复摆颚式破碎机原理属于连杆机构中曲柄摇杆机构的应用,曲柄为主动件。由于曲柄连杆机构制造容易，结构简单，因此颚式破碎机在物料粉碎行业广泛应用。复摆颚式破碎机的动颚，是直接悬挂在偏心轴上的，是曲柄连杆机构，没有单独的连杆。由于动颚是由偏心轴的偏心直接带动，所以活动颚板可同时做垂直和水平的复杂摆动，颚板上各点的摆动轨迹是由顶部的接近圆形连续变化到下部的椭圆形，越到

23、下部的椭圆形越扁，动颚的水平行程则由下往上越来越大的变化着，因此对石块不但能起压碎、劈碎，还能起辗碎作用。由于偏心轴的转向是逆时针方向，动颚上各点的运动方向都有利于促进排料，因此破碎效果好，破碎率较高、产品粒度均匀且多呈立方体。复摆颚式破碎机和简摆颚式破碎机相比较，复摆颚式破碎机的机器重量较轻，结构简单（少了一件连杆、一块肘板、一根心轴和一对轴承），生产效率较高（比同规格的简摆颚式破碎机生产效率高20%30%）等优点。但复摆颚式破碎机的颚板垂直行程大，石料对颚板的磨削作用严重，磨削较快，且能量消耗也大，工作时易产生较多的粉尘。在工程上应用较为广泛的是复摆颚式破碎机。国产的颚式破碎机数量最多的也

24、是复摆颚式破碎机。复摆颚式破碎机主要由机架、颚板、侧护板、主轴、飞轮、肘板和调整机构等组成。机架即机座，实际上是个上下开口的四方斗，主要用作支承偏心轴和承受破碎物料的反作用力，因此要求具有足够强度，一般采用铸钢整体铸造，规格小的可用优质铸铁代替。大型破碎机的机架由分段铸成后再用螺栓装配在一起，铸造工艺较为复杂。自制的小型颚式破碎机可用4050毫米厚的钢板焊成，但其钢度不如铸钢好。颚式破碎机的应用范围广，与其他类型破碎机比较，不容易堵塞。因此工程中普遍采用它来破碎各种硬度的石料，常作粗碎和中碎设备。一般用于破碎极限抗压强度不才超过2000公斤/厘米的石料时效果较好。其缺点是不宜破碎片状石料，工作

25、间歇、有空转冲程，需要很大的摆动体，增加非生产能量的消耗，破碎可塑性和潮湿的物料时，容易堵塞出料口。由于工作时产生很大的惯性力，机体摆动大，工作不平稳，冲击，振动及噪音较大。因此须安装在比机器自重大五倍以上的混凝图基础上，并须采取隔振措施。大型破碎机还应安装在埋设于基础上的刚梁上。颚式破碎机的最大装料块度应比装料口宽度小1520%，即给料的最大石块不应超过装料口的0.85倍。当用颚式破碎机破碎坚硬而光滑的大砾石时，砾石容易从装料口反跳出来，故破碎天然砾石的生产率不及破碎来才块石的生产率高。2.3 基本结构和工作原理2.3.1 颚式破碎机基本结构颚式破碎机的主体机构由机架、偏心轴、动颚板、定颚板

26、、肘板共五个机构组成。另有其他辅助零件，如固定齿板、衬板、挡罩、垫片、滑块、推力板、止动螺钉、锁紧装置。（如图2-1所示）图2-1 复摆颚式破碎机结构示意图2.3.2 破碎机工作原理带轮与偏心轴固联成一整体，他是运动和动力输入构件，即原动件，其余构件都是从动件。当带轮和偏心轴2绕轴线A转动时，驱使输出构件动颚3做平面复杂运动，从而将矿石压碎。颚式破碎机的工作原理（如图2-2，2-3所示），其由动颚板、定颚板、偏心轴及推力板组成。动颚板上部与偏心轴相连，下部由推力板支撑。偏心轴转动时，动颚板不仅对定颚板作往复摆动，同时还沿定颚板有很大幅度的上下运动。动颚板上各点的运动2-2 复摆颚式破碎机结构图

27、图2-2 复摆颚式破碎机机构运动简图第三章 颚式破碎机三维造型3.1 连杆的三维造型在电脑上建立一个新的文件夹，文件夹名字可以自设，本例设置为“proe”。启动Pro/E软件。单击菜单命令“文件”在其中的下拉菜单中选择 “设置工作目录”，系统会自动打开“选取工作目录”对话框。在对话框里的“查询范围”文本框制定工作目录为文件夹“proe”，然后单击“确定”按钮并关闭对话框。单击窗口上部的“文件”“新建”按钮，打开“新建”对话框，确认“类型”选项为“零件”，子类型选项为“实体”，在“名称”对话框中输入“liangan”，将其作为零件的文件名，不要勾选“使用缺省模板”选项（见图3-1），然后单击“确

28、定”按钮。系统会自动打开“新文件选项”对话框。选取“新文件选项”对话框中的“mun_part_solid”选项，单击“确定”按钮，系统会自动的打开草绘环境界面。（如图3-2所示） 3-1 文件新建对话框3-2 新建文件选项单击窗口右侧快捷工具栏的“草绘工具”按钮打开“草绘”对话框，在绘图区单击“TOP（基准平面）”，将其作为草绘平面，如图3-3所示。单击草绘对话框中的“草绘”按钮，系统会自动的进入二维草图绘制界面。在草绘工具栏中利用各个图标功能绘制如图3-4所示的二维图。3-3选取草绘平面3-4草绘界面单击草绘工具栏中的“继续当前部分“完成”按钮，确定当前绘制效果。单击窗口右侧的快捷工具栏的“

29、拉伸工具”按钮，打开“拉伸工具”控制板，选取上步创建的草图，将其作为拉伸对象。修改控制板中文本框里的参数为“20”如图3-5所示，点击“Enter”确定。 3-5控制文本框 单击控制板中文本框里的“应用并保存”按钮，系统会自动生成立体效果，如图3-6所示。 3-6连杆3.2 曲柄的三维造型在电脑上建立一个新的文件夹，文件夹名字可以自设，本例设置为“proe”。启动Pro/E软件。单击菜单命令“文件”在其中的下拉菜单中选择 “设置工作目录”，系统会自动打开“选取工作目录”对话框。在对话框里的“查询范围”文本框制定工作目录为文件夹“proe”，然后单击“确定”按钮并关闭对话框。单击窗口上部的“文件

30、”“新建”按钮，打开“新建”对话框，确认“类型”选项选项为“零件”，子类型选项为“实体”，在“名称”对话框中输入“qubing”，将其作为零件的文件名，不要勾选“使用缺省模板”选项（见图3-7），然后单击“确定”按钮。系统会自动打开“新文件选项”对话框。选取“新文件选项”对话框中的“mun_part_solid”选项，单击“确定”按钮，系统会自动的打开草绘环境界面（见图3-8）。 图3-7文件新建对话框 图3-8 新建文件选项夹单击窗口右侧快捷工具栏的“草绘工具”按钮打开“草绘”对话框，在绘图区单击“TOP（基准平面）”，将其作为草绘平面，如图3-9所示。单击草绘对话框中的“草绘”按钮，系统会

31、自动的进入二维草图绘制界面。在草绘工具栏中利用各个图标功能绘制如图3-10所示的二维图。图3-9 选取草绘平面单击草绘工具栏中的“继续当前部分”按钮 ，确定当前绘制效果。单击窗口右侧的快捷工具栏的“旋转工具”按钮，打开“旋转工具”控制板，选取上步创建的草图，将其作为拉伸对象。修改控制板中文本框里的参数为“360”，点击“Enter”确定，系统会自动生成立体效果如图3-11。选中这个飞轮，再单击窗口右侧的快捷工具栏的“镜像”快捷按钮，再点击控制板中的“参照”（如图3-12） 并选中图中的飞轮的一个端面，点击“确定”。得到如图3-13所示的图。打开“拉伸工具”控制板，单击控制板中的“放置”，选取一

32、个面作为基准面，并绘制如图所示3-14的二维草图，最后点击“去除材料”图标，点击“确定”。，得到3-15所示的图。点击右边快捷工具栏的“倒圆角”。并按住Ctrl选中所有要倒圆的角，选中之后再单击确定，并修改控制板中文本框里的参数为“2”单击“确定”。得到3-16所示的图。 图3-10草绘界面 图3-11 3-12 控制选项板 3-13 旋转后的实体3-14草绘界面3-15 镜像后的实体 3-16 曲柄实体3.3 机架的三维造型在电脑上建立一个新的文件夹，文件夹名字可以自设，本例设置为“proe”。启动Pro/E软件。单击菜单命令“文件”在其中的下拉菜单中选择 “设置工作目录”，系统会自动打开“

33、选取工作目录”对话框。在对话框里的“查询范围”文本框制定工作目录为文件夹“proe”，然后单击“确定”按钮并关闭对话框。单击窗口上部的“文件”“新建”按钮，打开“新建”对话框，确认“类型”选项为“零件”，子类型选项为“实体”，在“名称”对话框中输入“jijia”，将其作为零件的文件名，不要勾选“使用缺省模板”选项（见图3-17），然后单击“确定”按钮。系统会自动打开“新文件选项”对话框。选取“新文件选项”对话框中的“mun_part_solid”选项，单击“确定”按钮，系统会自动的打开草绘环境界面（见图3-18）。3-17文件新建对话框3-18 新建文件选项单击窗口右侧快捷工具栏的“草绘工具”

34、按钮打开“草绘”对话框，在绘图区单击“TOP（基准平面）”，将其作为草绘平面。单击草绘对话框中的“草绘”按钮，系统会自动的进入二维草图绘制界面。在草绘工具栏中利用各个图标功能绘制如图3-19所示的二维图最后点击“确定”。单击窗口右侧的快捷工具栏的“拉伸工具”按钮，打开“拉伸工具”控制板，选取上步创建的草图，将其作为拉伸对象。最后得到实体（如图3-20所示）。3-19草绘界面3-20 拉伸后的实体单击草绘对话框中的“草绘”按钮，系统会自动的进入二维草图绘制界面。在草绘工具栏中利用各个图标功能绘制如图3-21所示的二维图最后点击“确定”。单击窗口右侧的快捷工具栏的“拉伸工具”按钮，打开“拉伸工具”

35、控制板，选取上步创建的草图，将其作为拉伸对象。最后得到实体（如图3-22所示）。3-21 草绘界面3-22 机架实体3.4 机架的三维造型在电脑上建立一个新的文件夹，文件夹名字可以自设，本例设置为“proe”，启动Pro/E软件。单击菜单命令“文件”在其中的下拉菜单中选择 “设置工作目录”，系统会自动打开“选取工作目录”对话框，在对话框里的“查询范围”文本框制定工作目录为文件夹“proe”，然后单击“确定”按钮并关闭对话框。单击窗口上部的“文件”“新建”按钮，打开“新建”对话框，确认“类型”选项为“零件”，子类型选项为“实体”，在“名称”对话框中输入“yaogan”，将其作为零件的文件名，不要

36、勾选“使用缺省模板”选项，然后单击“确定”按钮。系统会自动开“新文件选项”对话框。选取“新文件选项”对话框中的“mun_part_solid”选项，单击“确定”按钮，系统会自动的打开草绘环境界面。在草绘工具栏中利用各个图标功能绘制如图3-22所示的二维图最后点击“确定”。单击窗口右侧的快捷工具栏的“拉伸工具”按钮，打开“拉伸工具”控制板，选取上步创建的草图，将其作为拉伸对象。最后得到实体（如图3-23所示）。再单击窗口右侧的快捷工具栏的“拉伸工具”按钮，打开“拉伸工具”控制板，创建的如图3-24所示的草图，将其作为拉伸对象。最后得到摇杆实体（如图3-25所示）。3-22草绘界面3-23 拉伸后

37、的实体3-24 草绘界面3-25 摇杆第四章 破碎机的装配和仿真运动4.1 破碎机的装配在电脑上建立一个新的文件夹，文件夹名字可以自设，本例设置为“proe”。启动Pro/E软件，单击菜单命令“文件”在其中的下拉菜单中选择 “设置工作目录”，系统会自动打开“选取工作目录”对话框，在对话框里的“查询范围”文本框制定工作目录为文件夹“proe”，然后单击“确定”按钮并关闭对话框。单击窗口上部的“文件”“新建”按钮，打开“新建”对话框，确认“类型”选项为“组件”，子类型选项为“设计”，在“名称”对话框中输入“asmposuiji”，将其作为零件的文件名，不要勾选“使用缺省模板”选项，然后单击“确定”

38、按钮。系统会自动打开“新文件选项”对话框。选取“新文件选项”对话框中的“mun_asm_design”选项，单击“确定”按钮，系统会自动的打开草绘环境界面。（如图4-1所示） 4-1 装配工作界面单击窗口右侧快捷工具栏中的“将元件添加到组件”按钮，系统会自动打开如图4-2所示的“打开”对话框。选择对话框里的“jijia.prt”文件，然后再单击底部的“打开”按钮，对话框显示如图4-3所示的控制板，并且绘图区会显示零件机架的模型。4-2 “ 打开”对话框4-3 机架装配单击控制板中的“自动”列表框右侧按钮，在弹出的下拉列表里选取“固定”选项。单击控制板中的“运用并保存”绘图区显示完成的装配底座零

39、件，效果如图4-4所示。4-4装配好的机架单击窗口右侧工具栏里的“将元件添加到组件”按钮，系统打开对话框后，选择对话框里的“liangan”文件，点击确定，系统打开控制板，同时绘图区显示选定的连杆模型，单击“用户定义”列表对话框右边的按钮，在弹出的下拉列表里选取“销钉”选项，即设置机架和连杆零件的连接类型为“销钉”连接。分别单击轴线和平面对齐，将其作为相互约束的对象。单击“运用与保存”按钮效果如图4-5所示。4-5 完成销钉连接后的效果图单击窗口右侧工具栏里的“将元件添加到组件”按钮，系统打开对话框后，选择对话框里的“qubing”文件，点击确定，系统打开控制板，同时绘图区显示选定的连杆模型，

40、单击“用户定义”列表对话框右边的按钮，在弹出的下拉列表里选取“销钉”选项，即设置机架和连杆零件的连接类型为“销钉”连接。分别单击轴线和平面对齐，将其作为相互约束的对象。单击“运用与保存”按钮效果如图4-6所示。4-6 完成对齐后的效果图单击窗口右侧工具栏里的“将元件添加到组件”按钮，系统打开对话框后，选择对话框里的“yaogan”文件，点击确定，系统打开控制板，同时绘图区显示选定的连杆模型，单击“用户定义”列表对话框右边的按钮，在弹出的下拉列表里选取“销钉”选项，即设置机架和连杆零件的连接类型为“销钉”连接。分别单击轴线和平面对齐，将其作为相互约束的对象。再在操作板中点击“放置”点击“新建集”

41、相当于添加一个“销钉”约束，即设置曲柄和摇杆零件的连接类型为“销钉”连接。单击“运用与保存”按钮效果如图4-7所示。4-7 破碎机的装配 4.2 破碎机的仿真4.2.1 仿真运动的参数设置颚式破碎机的仿真参数设置比较简单，其操作具体过程如下。打开Pro/E软件，并打开之前装配好的颚式破碎机，单击界面里的菜单命令下的“应用程序”并在下拉菜单中选择“机构”，系统会自动打开机构设计操作界面，如图4-8所示。在窗口的右侧单击“定义伺服电动机”系统会自动打开“伺服电动机定义”对话框。如图4-9所示。不更改对话框里的名称设置，在图里选中曲柄的轴线，将其作为连接轴。选取连接轴之后，系统会更新，切换到“轮廓”

42、选择项，将里面的参数设置为如图4-10所示，点击下面的 “确认”选项。点击“图形”选项卡里的，系统会自动绘图，如图4-11所示。4-8 机构设计操作界面4-9 伺服电动机定义对话框4-10 轮廓选项卡参数设置4-11 参数设置后的图4.2.1 颚式破碎机仿真运动效果要模拟运动效果，还需要对一些参数进行设置，操作过程如下。在软件界面右侧的工具栏里点击“定义分析”，系统会自动打开“分析定义”对话框，将控制板中的参数改为如图4-12所示。在“分析定义”对话框里切换到“电动机”选项，确认电动机已添加之后（如图4-13所示），单击窗口下端的“运行”选项，确认没有错误之后点击“确定”，并关闭“分析定义”。

43、单击菜单命令下的“分析”，并在下拉菜单中选择“回放”，系统将会打开“回放”对话框。（如图4-14所示）单击控制板中的“播放当前结果集”选项，系统会自动打开“动画”对话框。（如图4-15）单击“播放”选项，就可以观察到运动效果。单击并保存。4-12 “分析定义”对话框4-13 “电动机”选项卡4-14 “回放”对话框4-15 “动画”对话框4.2.3 颚式破碎机仿真运动分析仿真运动分析需要绘制运动速度图，具体操作如下。在窗口右侧的快捷工具栏中选择“基准点”，在曲柄上创建一个点。在窗口右边的工具栏中选择“测量”，如图4-16所示，系统会自动打开“测量结果”选项卡，并在选项卡里选择“创建新测量”系统

44、会弹出“测量定义”选项卡，并在“类型”的下拉菜单中选择“速度”再选中之前建立的点和选择曲柄的坐标系，在分量的下拉菜单中选择y分量，最后点击确定（如图4-17所示）。在窗口右边的工具栏中选择“测量”，系统会自动打开“测量结果”选项卡，并在选项卡里选择“创建新测量”系统会弹出“测量定义”选项卡，并在“类型”的下拉菜单中选择“速度”再选中之前建立的点和选择曲柄的坐标系，在分量的下拉菜单中选择z分量，最后点击确定（如图4-18所示）。在结果集中双击选项，并点击“测量”可得到对应的图形（如图4-19,4-20）在窗口右边的工具栏中选择“测量”，系统会自动打开“测量结果”选项卡，并在选项卡里选择“创建新测

45、量”系统会弹出“测量定义”选项卡，并在“类型”的下拉菜单中选择“加速度”再选中之前建立的点和选择曲柄的坐标系，在分量的下拉菜单中选择“模”，最后点击确定。，在窗口右边的工具栏中双击“测量”，即可得到相应的图形。如图4-21所示。4-16 “测量结果”对话框4-17 “测量定义”对话框14-18 “测量定义”对话框2摇杆y分量的速度图像摇杆z分量的速度图4-21摇杆加速度曲线图由图中结分析表明，颚式破碎机中摇杆具有急回特性，即摇杆工作行程运行慢，这样可以保证破碎质量，空回行程快，节约加工时间，取最短杆的邻边为机架，机架上只有一个整转副，故得曲柄摇杆机构的，曲柄摇杆机构具有急回运动的特性，牛头刨刀

46、，往复式输送机等机械就是利用急回特性来缩短非生产时间，提高生产效率。 结论本文通过基于Pro/E软件对颚式破碎机的建模，从中可以看到Pro/E软件在三维建模方面的优势所在，在参数化的设计思想下，通过改变参数的数值来更改零件的外观和其他物理特性，可以很轻易的对所建立的模型进行数据修改。Pro/E以参数的设计方式去驱动零件产品的设计过程，使设计过程的修改和产品零件的最终成形具有更大的柔性，使设计工作较之以前更加方便、更加灵活。这样的功能很好的体现了Pro/E三维软件的参数化设计功能的强大。在装配部分，完成零件设计后，将设计的零件按设计要求的约束条件或连接方式装配在一起才能形成一个完整的产品或机构装

47、置。利用Pro/E提供的“组件”模块可实现模型的组装。在Pro/E系统中，模型装配的过程就是按照一定的约束条件或连接方式，将各零件组装成一个整体并能满足设计功能的过程。Pro/E提供的约束功能和面向对象的可视化操作界面能够使模型进行快捷简单的的装配，在运动仿真部分，Pro/E提供了伺服电动机，并给予曲柄一定的速度，让曲柄带动摇杆机构运动，通过仿真这一功能获得摇杆上一点的速度和加速度，并进行仿真分析，最后得出结论。 参考文献1 郑鸣皋.破碎机综述. 机械工业出版社，2001：1-32 管耀文.机构仿真运动与动力分析. 化学工业出版社，2008：2-93 管耀文.机构仿真运动实例讲解. 人民邮电出版社，2008：8-244 孙桓. 机械原理.高等教育出版社，2012：110-1435 濮良贵.机械设计.高等教育出版社，2012：20-256 王文斌. 机械设计手