机械原理课程设计--铰链式颚式破碎机

1、目录选择方案、原动机的选择、传动比计算和分配三、机构分析四、机构简介设计数据五、机构的运动位置分析六、机构的运动速度分析七、机构运动加速度分析八、静力分析九、飞轮设计十、设计总结一、方案的选择方案一：该方案的优点是结构相对简单，由于结构简单所以对各个构件的强度要求较高，还有就是出料口太小，不利于出料。该方案和方案一类似结构简单，优点是出料口每次碾压后会变大, 这样有利于出料，提高生产效率。方案三:该结构相对前面两种方案来说复杂一点，多增加了几根杆链，这使 得该结构运转更加稳定，同时对各杆的要求强度较前两种要低。该机构也是每碾压一次出料口变大，有利于出料。综合以上三个方案，方案三最优，故选择方案

2、三。二、原动机的选择、传动比计算和分配2.1 原动机的选择电动机有很多种类， 一般用得最多的是交流异步电动机。 它价格低廉， 功率范围宽，具有自调性，其机械特性能满足大多数机械设备的需要。 它的同步转速有 3000r/min 、 1500r/min 、1000r/min 、 750r/min 、 600r/min 等五种规格。在输出同样的功率时，电动机的转速越高， 其尺寸和重量也越小，价格也越低廉。但当执行机构的速度很低时， 若选用高速电动机， 势必要增大减速装置， 反而可能会造成机械系统 总体成本的增加。由于该机构曲柄转速170r/min，故综合考虑选择Y132S1-2，转速为 2900r/

3、min 。2.2 传动机构的设计由于电动机的转速为 2900r/min, 而曲柄转速要求为 170r/min, 所以 要采取减速传动装置。设计的传动机构如下：2.3传动比计算和分配(1) 总传动比：i nw 2900 17.06口 170(2) 分配各级传动比：齿轮传动比在2-6之间，不能太大，也不能 太小，故设置齿轮1和齿轮2传动比为ii2 2.5，齿轮2和齿轮3的传 动比为i23 3，齿轮4和齿轮5的传动比为i45 2.27，这样总传动比i i12 ?i23 ?i45，经过减速传动后达到预期转速。三、结构分析机构结构简图如下：该机构为六杆铰链式破碎机可拆分为机架和主动件 2,构件3和构件4

4、组成阿苏尔杆组，构件 5和构件6组成阿苏尔杆组。图如下：四、机构简介和设计数据4.1机构简介颚式破碎机是一种用来破碎矿石的机械,如图9-4所示.机器经带 传动（图中未画出）使曲柄2顺时针方向回转，然后通过机构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；当动颚班板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，将影响曲柄和电机的 匀速转动，为了减少主轴速度的波动和电动机的容量，在曲柄轴02的 两端各装一个大小和重量完全相同的飞轮，其中一个兼作带轮用。06h163飞轮044CBn2 厂h202 1.FrD矿石X4.2

5、设计数据设计内容连杆机构的运动分析符号n2LO2Al 1l 2h1h2l ABLO4Bl BCl O6C单位r/mi nmm数据170100100094085010001250100011501960连杆机构的动态静力分析飞轮转动惯量的确疋L06DG3Js3GJs4GJs5GJs6mmNkg?mNkg?2 mNkg?2mNkg?2 m600500025.520009200099000500.15五、机构的运动位置分析(1)曲柄在如图(一)位置时，构件 2和3成一直线时，B点 处于最低点，L=AB+AO2=1.25+0.1 = 1.35=1350mm 以 02 为圆心，以 100mm为半径画圆，

6、以 04为圆心，以1000mm为半径画圆，通过圆 心02在两弧上量取1350mm,从而确定出此位置连杆 3和曲柄2的 位置。再以06为圆心，以1960mm为半径画圆，在圆 06和04的圆弧上量取1150mm从而确定出B点和C点的位置图（一）（2）曲柄在如图（二）位置时，在图（一）位置基础上顺时针转动1500以02为圆心，以100mm为半径画圆，则找到 A点。再分别以A和 04为圆心，以1250mm和1000mm为半径画圆，两圆的下方的交点 则为B点。再分别以B和06为圆心，以1150mmm和1960mm为半 径画圆，两圆的下方的交点则为 C点，再连接AB、O4B、BC和O6C。（3）曲柄在如图

7、（三）位置时，在图（一）位置基础上顺时针转动180°过A点到圆04的弧上量取1250mm,确定出B点，从B点到圆弧06上量取1150mm 长，确定出C,此机构各位置确定O图（三）六、机构的运动速度分析如图（二）：3 2= n/30=3.14X170/30=17.8rad/sV B =V + V BAXAQ2 X丄C4B丄AO丄ABV AO 2=0.1 X17.8=1.78m/s根据速度多边形，按比例尺卩=0.025（m/S）/mm,在图1中量取Q和“A的长度数值:贝U VBa=23.87X 卩=0.597m/sV b=60.4X l =1.511m/sVC =VB +VCBXV X丄

8、O6C丄O4B丄BC根据速度多边形 , 按比例尺 l =0.025(m/S)/mm, 在图 2中量取 VC 和 VCB 的长度数值 :VC=16.41Xl =0.410m/sVCB=57.92Xl =1.448m/s七、机构运动加速度分析 如图（二）3 2=17.8rad/snBA +tABnta B=a B04 + a B04 = a A+ aV XV V X/ BQ 丄 BQ/ AQ / BA丄abaA= AQ2 x23 2 =31.7m/sanBA= VBA X V BA/ BA =0.3m/s 2 nanB04= VB X V B /BQ4=2.56 m/s2根据加速度多边形图3按比例

9、尺l =0.5(m/s 2)/mm量取atB04atAB和a b值的大小：a B04 =40.57Xy =20.3 m/sta ab =67.4，Xy=33.9m/sa B=40.82 Xy=20.41 m/s3 o6G=V/O6C=0.43/1.96=0.22rad/sn 2 2a C=3 O6CX O6C=0.22 X 1.96=0.1 m/s3 BC= VCB/BC=1.45/1.15=1.3rad/s anCB=3 2BCX BC=1.3X 1.15=1.83 m/sn t t n aC= a O6c+ a O6C= a B+ a CB+a CBV X V X V/O6C 丄 O6C丄

10、 CB /CB根据加速度多边形按图ac、a O6C和 a cb 数值：4按比例尺y =0.5(m/s 2)/mm量取aC=12.11 Xy=6.055m/satCB=38.14 Xy =19.07m/sa CB=38.31 Xy=19.155m/s八、静力分析对杆 6FI6=m6ac=9000X 6.055/9.8=5561NMI6 =Js6a 6=Js6a O6(/L 6=50X 6.055/1.96=154N.mHp6=MI6/FI6=154/5561=0.03m在曲柄中量出 2角度为 2400则 Q/85000=60/240 得 Q=21250N刀 MC=0-R 76X L6+ F i6

11、 X 0.92-G 6X 0.094-Q DC=ORt76=(-5561X 0.92+9000 X 0.094+21250 X 1.36)/1.96=12566N对杆 5FI5=m5aBC=2000X 19.155/9.8=3909NMk=Js5a bc=9X 19.155/1.15=150N mHp5=MI5/FI5=150/1909=0.038m刀 MC=0R 345X L5+G5X 0.6-F I5 X 0.497=0Rt345=(-2000 X 0.6+3909 X 0.497)/1.15=645.9N对杆 4FI4=m4aB=2000X 20.41/9.8=4165NML=Js4a

12、4=9X 20.41/1=183.7N mHp4=MI4/FI4=183.7/4165=0.044m刀 MB=0R74X L4+G5X 0.49-F I4X 0.406=0Rt74=(-2000 X 0.5+4165 X 0.406)/1=691N对杆 3FI3=m3aA=5000X 33.9/9.8=17296NMk=Js3a 3=25.5 X 33.9/1.25=692N mHP3=M3/Fi3 =692/17296=0.04m刀M=0一 R23X L3一 G3X 0.064-F 13 X 0.77=0-10910.34NRt23=(-17296 X 0.77 - 5000 X 0.064

13、)/1.25= 九、飞轮设计机陶F、舶1静力图已知机器运转的速度，不均匀系数 ，由静力分析得的平衡力矩 M, 具有定传动比的构件的转动惯量，电动机曲柄的转速n°，驱动力矩为 常数，曲柄各位置处的平衡力矩。要求：用惯性力法确定装在轴02上的飞轮转动惯量J°F。步骤：1) 列表：在动态静力分析中求得的各机构位置的平衡力矩My以力矩比例尺m(Ngm/mm)和角度比例尺(1/mm)绘制一个运动循环的动态等功阴力矩Me MC()线图，对M；()用图解积分法求出一个运动 循环中的阴力功AC线图。2) 绘制驱动力矩Ma作的驱动功Aa Aa()线图，因Ma为常数，且一 个运动循环中驱动力、

14、功等于阴力功，故得一个循环中的Ac aC()线 图的始末点以直线相联，即为Aa Aa()线图。3) 求最大动态剩余功A'，将Aa Aa()与A AC()两线图相减，既得一个运动循环中的动态剩余功线图 A' A'()。该线图纵坐标最高点与最低点的距离，即表示最大动态剩余功A':My12358912N m140164440001694-214-744-1265卩 m =0.026L/mmp, Mm=50N/mm通过图解法积分法，求得，M=611.8 N m,图中卩 A= p m X p M X H= 50N m/mm所以A = p a X A '测=52 X

15、 85=4420 N m22Je=J s3 X ( 3 3/ 3 2 ) +m 3 X(V s3 / 3 1 ) +J s4 X2 2 2(3 4/ 3 2) +m 4 X (v s4 / 3 2) +J s5 X ( 3 5/ 3 2) +m 5 X2 2 2(v s5/ 3 2) +J s6 X ( 3 6/ 3 2) +m 6 X (v s6/ 3 2)=0.019+4.05+0.064+0.353+0.045+0442+0.0072+0.13=5.56Kgm2Jf =900 3 max / n"n2 8 卜 J e=900 X 4420/3.142 X170 2 X0.15-5.56=86.44Kgm2十、设计总结通过这次课程设计，使我更加了解和掌握了机械设计的方法和步 骤。对机械原理这门课的知识印象更加深刻， 加强了对机械原理的知 识的应用。通过研究设计这铰链式颚式破碎机，使我对连杆设计有了 进一步了解。由于是第一次做课程设计，刚开始都不知道从何做起，通过看书 一点一点研究，终于开始按照步骤一点一点开始做了。 其中