机械原理课程设计铰链式颚式破碎机446.pdf

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1、 机械原理课程设计铰链式颚式破碎机 公司内部档案编码：OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08 目录 一、选择方案 二、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。方案二：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

2、，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，故选择方案三。二、原动机的选择、传动比计算和分配 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

3、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/min。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：传动比计算和分配（1）总传动比：06.171702900iwnni（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5.212i，齿轮 2 和齿轮 3 的传动比为323i，齿轮 4 和齿轮 5 的传动比为27.245i，这样总传动比452312iiii，经过减速传动后达到预期转速。三、

4、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 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 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 O

5、2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。设计数据 设计内容 连杆机构的运动分析 符号 n2 LO2A l1 l2 h1 h2 lAB LO4B lBC lO6C 单位 r/min mm 数据 170 100 1000 940 850 1000 1250 1000 1150 1960 连杆机构的动态静力分析 飞轮转动惯量的确定 LO6D G3 JS3 G4 JS4 G5 JS5 G6 JS6 mm N kgm2 N kgm2 N kgm2 N kgm2 600 5000 2000 9 2000 9 9000 50 五、机构的运动位置分析（1）曲柄在如图（一）位置时，构件 2

6、 和 3 成一直线时，B 点处于最低点，L=AB+AO2=+=1350mm 以 O2 为圆心，以 100mm 为半径画圆，以O4 为圆心，以 1000mm 为半径画圆，通过圆心 O2 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 O6 为圆心，以 1960mm为半径画圆，在圆 O6 和 O4 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0150。以 O2 为圆心，以 100mm 为半径画圆，则找到 A 点。再分别以 A 和 O4 为圆心，以 1250mm 和 1000mm

7、为半径画圆，两圆的下方的交点则为 B 点。再分别以 B 和 O6 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。此机构各杆件位置确定。图（二）（3）曲柄在如图（三）位置时，在图（一）位置基础上顺时针转动180过 A 点到圆 O4 的弧上量取 1250mm，确定出 B 点，从 B 点到圆弧 O6上量取 1150mm 长，确定出 C，此机构各位置确定。图（三）六、机构的运动速度分析 如图（二）：2=n/30=30=s V B =VA +VBA X AO22 X O4B AO2 AB VA=AO22=根据速度多边形,按

8、比例尺=(m/S)/mm,在图 1 中量取 VB 和 VBA 的长度数值:则 VBA=s VB=s VC =VB+VCB X X O6C O4B BC 根据速度多边形,按比例尺=(m/S)/mm,在图 2 中量取 VC 和 VCB 的长度数值:VC=s VCB=s 七、机构运动加速度分析 如图(二)2=s a B=anB04+atB04=aA+anBA+atAB X X /BO4 BO4 /AO2 /BA AB aA=AO2 22=s2 anBA=VBA X VBA/BA=s2 anB04=VB X VB/BO4=m/s2 根据加速度多边形图 3 按比例尺=(m/s2)/mm 量取 atB04

9、 atAB和 a B 值的大小：atB04=m/s2 atAB=s2 a B=m/s2 O6C=VC/O6C=s anC=2O6CO6C=m/s2 BC=VCB/BC=s anCB=2BCBC=m/s2 aC=anO6c+atO6C=aB+at CB+an CB X X /O6C O6C CB /CB 根据加速度多边形按图 4 按比例尺=(m/s2)/mm 量取 aC、atO6C和 at CB数值：aC=s2 atCB=s2 a CB=s2 八、静力分析 对杆 6 FI6=m6ac=9000=5561N MI6=JS66=JS6atO6c/L6=50=Hp6=MI6/FI6=154/5561=

10、在曲柄中量出 2 角度为 2400则 Q/85000=60/240 得 Q=21250N MC=0-Rt76L6+FI6DC=0 Rt76=(-5561+9000+21250/=12566N 对杆 5 FI5=m5aBC=2000=3909N MI5=JS5BC=9=150Nm Hp5=MI5/FI5=150/1909=MC=0 Rt345L5+G5=0 Rt345=(-2000+3909/=对杆 4 FI4=m4aB=2000=4165N MI4=JS44=91=m Hp4=MI4/FI4=4165=MB=0 Rt74L4+G5=0 Rt74=(-2000+4165/1=691N 对杆 3

11、FI3=m3aA=5000=17296N MI3=JS33=692Nm Hp3=MI3/FI3=692/17296=MB=0 Rt23L3G3=0 Rt23=(-172965000/=九、飞轮设计 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 My，具有定传动比的构件的转动惯量，电动机曲柄的转速0n，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2o上的飞轮转动惯量OFJ。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(/)mN m 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*()CcMM线图，对*()cM用图解

12、积分法求出一个运动循环中的阴力功*CA线图。2）绘制驱动力矩aM作的驱动功()aaAA线图，因aM为常数，且一个运动循环中驱动力、功等于阴力功，故得一个循环中的*()ccAA线图的始末点以直线相联，即为()aaAA线图。3）求最大动态剩余功A，将()aaAA与*()ccAA两线图相减，既得一个运动循环中的动态剩余功线图()AA。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：My 1 2 3 5 8 9 12 Nm 140 1644 4000 1694-214-744-1265 通过图解法积分法，求得，Ma=Nm,图中 M=mm Mm=50N/mm A=mMH=50Nm/mm 所以A

13、=AA1 测=5285=4420Nm Je=Js3(3/2)2+m3(vs3/1)2+Js4(4/2)2+m4(vs4/2)2+Js5(5/2)2+m5(vs5/2)2+Js6(6/2)2+m6(vs6/2)2 =+0442+=JF=900max/2n2-Je=9004420/1702十、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。其中确实遇到很多问题，通过上网查找或询问同学等方式，克服一个个的问题。虽然第一次做的肯定不是很好，但是万事开头难，有了第一次的经验，我相信以后做相关类似的课程设计定会有所改善。以前学习机械原理时，大部分是学习四杆机构设计，这次设计铰链式颚式破碎机的连杆数为五杆，难度增大不少。尤其是速度分析和加速度分析复杂了许多。通过认真研究，使得我对连杆设计知识印象更加深刻，但是其它方面的知识却是不太懂。总之，通过这次课程设计，我的确是受益匪浅，这为我以后做机械设计课设和毕业设计打下基础。