颚式破碎机机构设计.doc
,普通高等教育机械设计课程设计题目题号： 颚式破碎机机构设计 学 院： 机械工程学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 成 绩： 设 计 目 录1.连杆机构运动分析-2.速度分析-3.加速度分析-4.连杆机构的动态静力分析-5.飞轮的设计-6.参考文件-7.总结-8.教师评语-9.分析图- 速度分析图-1位置加速度分析图- 3,4杆力分析图- 5,6杆力分析图- 飞轮图-机械原理课程设计成绩评阅表题目破碎机评分项目分值 评语标准评价等级得分A级（系数1.0） C级（系数为0.6）题目合理性题目新颖性10课题符合专业的培养要求，新颖，有创新基本符合，新颖一般内容和方案技术先进行10设计内容符合本学科理论与实践发展趋势，科学性强。方案确定合理技术方法正确有一定的科学性。方案及技术一般文字与图纸质量10设计说明书结构完整，层次清楚，语言流畅。设计图纸质量高，错误较少。设计说明书结构一般，层次较清楚，无重大语法错误。图纸质量一般，有较多错误独立工作及创造性30完全独立工作，有一定创造性独立工作及创造性一般工作态度20遵守纪律，工作认真，勤奋好学工作态度一般答辩情况20介绍、发言准确、清晰，回答问题正确介绍、发言情况一般，回答问题有较多错误评价总分总体评价 注：1、评价等级分为A、B、C、D四级，低于A高于C为B，低于C为D。 2、每项得分=分值 (等级系数：A为1.0，B为0.8，C为0.6，D为0.4) 3、总体评价栏填写“优”、“良”、“中”、“及格”、“不及格”之一。 颚式破碎机是一种用来破碎矿石的机械，如图4-22所示。机器经皮带传动使曲柄2顺时针向回转，然后通过构件3、4、5使动颚式板6作往复运动。当动颚板6向左摆向固定于机架1上的定颚板7时，矿石即被扎碎；当动颚板6向右摆离定颚板时，被扎碎的矿石即下落。 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运转。为了减小主轴速度的波动和电动机的容量，在轴的两端各装一个大小和重量完全相同的飞轮，其中一个兼作皮带轮用。 图4-22 颚式破碎机机构简图 2、设计数据 见表4-17 表4-17 题目数据表设计内容连 杆 机 构 的 运 动 分 析符号nlllhhllll单位r/min数据170100100094085010001250100011501960 连 杆 机 构 运 动 的 动 态 静 力 分 析飞轮转动惯量的确定lGJGJGJGJmmNkgmNkgmNkgmNkgm600500025.520009200099000500.15二、设计内容 已知：各构件尺寸及重心位置（构件2的重心在O，其于构件的重心均位于构件的中心），曲柄每分钟转数n. 要求：作机构运动简图，机构的位置（见表4-18）的速度和加速度多边形。以上内容与后面动态静力分析一起画在1号图纸上（参考图例1）。表4-18机构位分配表 学生编号12345678位置编号12345678曲柄位置图的做法如图4-23所示，以构件2和3成一直线（即杆4在最低位置）时为起始位置，将曲柄圆周顺w方向作八等份。 2、连杆机构的动态静力分析 已知：构件重量G及对重心轴的转动惯量J，工作阻力Q曲线图（图4-24），（Q的作用点为D，方向垂直于OC），运动分析中所有结果。要求：确定构件一个位置（见表4-18）的各运动副的反作用了及需加在曲柄上的平衡力矩以上内容作在运动分析同一张图纸上（参考图例1）。3、飞轮设计 已知：机器运转的速度不均匀系数，由动态静力分析所得的平衡力矩M，驱动力矩M为常数。 要求：用惯性力法确定安装在轴O上的飞轮转动惯量J。一、连杆机构运动分析 （一）作机构简图（图1-1及大图） 1.选择1位置，确定比例尺=0.1m/mm. 2.根据、，确定机架位置、，并以为圆心，以A=10mm为半径作圆。知此圆为A点的运动轨迹，既A的各位置在此圆上。 3.由要求知1的位置是构件2和3成一直线（即构件4在最低位置）时的起始点，则1位置时为圆心，以B=A+AB为半径作弧，再以为圆心，以B=100m为半径作弧，两弧的交点即为点；以为圆心，以BC=115mm为半径作弧，以为圆心，以C=196mm作弧，两弧的交点即为点，连结，此即1位置机构简图完成。（二）曲柄位置图 依据1位置机构简图，作出位置，确定起始位置，然后根据（一）做法作出1（杆2，3位于同一条直线，即B位置在最低点时）位置曲柄位置；因为曲柄圆周逆时针方向做10等份，故其他位置的点以起始位置为起点，顺次逆时针旋转取得。二、速度分析 （一）.速度分析 =n/30=3.14170/30=17.79rad/s 确定比例尺=0.1m/s/mm (1).1位置（图1-2（a）及大图） 根 据 速 度 分 析 多 边 形 法： 图3 1位置的速度分析 比例尺：=0.1m/s/mm V = V + V 大小： ？ ？ 方向： V = V + V大小： ？ ？方向： C BC = lOW=1001017.79=1.779m/s按比例尺=0.01m/s在图1-2（a）中量取V和V以及V、V的数值。 V=l=169.360.01=1.6936 m/s V=l=24.050.01=0.2405 m/s V=l=8.940.01=0.0894 m/s V=l=22.710.01=0.2271 m/s三、加速度分析 （1）.1位置（图1-3（a）及大图） 在加速度多边形图中作pa代表 a加速度比例尺=0.1m/s/mm a= a+ a =a+ a + a 大小：lBOw ? ？ lBOw方向：BO BO AB BA a=V /AO=1.779/0.1=31.648m/sa=V/AB=1.6936/1.25=2.2954m/sW=V/lBO=0.2405/1=0.2405rad/sa=lBOW=0.0578 a = b b”=352.40.1=35.24m/s a=ba”=144.680.1= 14.468m/s a= pb=352.40.1=35.24 m/s对点c点分析： a=a+a=a+a+a大小： ？ ？方向： CO CO CB CB w=V/L=0.0894/1.96=0.0456 a=0.0041 w=V/l=0.2271/1.15=0.1975 a=0.0448a=pc =131.080.1=13.108m/sa=b c=332.510.1=33.251m/s四、连杆机构的动态静力分析 1、选择位置机构进行运动分析： 根据2构件3低副拆杆组为3、4杆与5、6杆。确定比例、作机构图及力封闭图形参看大图 2、确定各构件惯性力，惯性力矩及各运动副支反力对3杆分析： F=ma= G/ga/2=31.648/2=7912N M= J=25.5a/L=25.514.468/1.25=289.36N.m h=M/F=0.03657m H=44.56mm H=2.84mm =0 FL= FH+ GH F=293.41N 对4杆分析： F=ma= G/gab/2=2000/g35.24/2=3524N M= J=9a/L=935.24/1.25=253.728N.m h= M/ F=0.072m H=122mm H=48.42mm =0 F H+ GH= FL F=421.41N 对5杆分析： F=Ma=2000/g20.736=4147.2N M= J=920.736=186.624N.m h= M/ F=0.045m H=71.46mm H=33.85mm =0 FH+ GH= FL F=316.57N对6杆分析： F=Ma=9000/gac/2=5898.6N M= J=50a/lco3=167.194N.m h= M/ F=0.0283m H=123.8mm H=8.4mm =0 FL= GH+ FH F=411.146N根据力平衡条件列矢量方程得： F+F+F+G+F+G+F+F=0 F=855.5N , F=430N F+G+F+F+F+G+F+F=0 F=100N ,F=911.8N 五、飞轮的设计 已知：机器运转的速度不均匀系数=0.15 动态静力分析所得平衡力矩M平，各构件的转动惯量，电动机的转速n2，驱动力矩为常数。 有图解法分析计算得最大盈亏功max=4880J 飞轮比例（1：10）(1) 机构的等效转动惯量J J=J（）+m（）+J（）+m（）+J（）+m（）+ J（）+m()=25.5（）+（）G/g+9（）+ G/g（）+9（）+ G/g（）+50（）+ G/g（）=2.286kg ( 2) 飞轮的转动惯量：J=900max/n-J=-2.286=97.484kgm(2) 飞轮尺寸的设计确定： 飞轮的轮辐及轮毂与轮缘比较，转动惯量较小，故可略去。则轮缘转动惯量近似为JJ=G（D+ D）/8gGD/4g 其中D1，D2，D分别为轮缘的外径，内径与平均直径，J是飞轮的转动惯量，GD是飞轮的飞轮矩，单位为Nm又设轮缘的宽度b，材料单位体积的重量（N/m）,则G=DHbr式中D，H及 b单位是m.飞轮的材料取铸铁（其密度=7.810kg/m）取H/b =1.0,D取1.0m =7.810 N/m得G=99.4844101=3899.4N 求得H=b=120mm D=D+=1000+60=1060mm D=D-=1000-60=940mm 六、参考文献 1、机械原理（第六版）高等教育出版社 2、机械设计手册（机械传动）化学工业出版社 七、总结 通过两周的设计和学习，我对机械原理的基础知识有了更深的了解。懂得了运用图解法对机构进行力分析和加速度分析，并熟练的掌握了CAD技术，在整体上对设计也有了初步的认识。更重要的是通过这次的设计使我们对团体合作有了深刻的体会，增强了我们的团体意识。在设计过程中我们互相帮助，取长补短，使我们有了更大的进步。同时在设计的过程中也得到王老师的大力支持和启发，设计过程中难免有错误和遗漏之处，希望同学和老师提出宝贵意见。八、评语和成绩
