機械原理課程設(shè)計鉸鏈式顎式破碎機

1、目錄一、 選擇方案二、 原動機的選擇、傳動比計算和分配三、 機構(gòu)分析四、 機構(gòu)簡介設(shè)計數(shù)據(jù)五、 機構(gòu)的運動位置分析六、 機構(gòu)的運動速度分析七、 機構(gòu)運動加速度分析八、 靜力分析九、 飛輪設(shè)計十、 設(shè)計總結(jié)一、方案的選擇方案一：該方案的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)相對簡單，由于結(jié)構(gòu)簡單所以對各個構(gòu)件的強度要求較高，還有就是出料口太小，不利于出料。方案二：該方案和方案一類似結(jié)構(gòu)簡單，優(yōu)點是出料口每次碾壓后會變大，這樣有利于出料，提高生產(chǎn)效率。方案三：該結(jié)構(gòu)相對前面兩種方案來說復(fù)雜一點，多增加了幾根桿鏈，這使得該結(jié)構(gòu)運轉(zhuǎn)更加穩(wěn)定，同時對各桿的要求強度較前兩種要低。該機構(gòu)也是每碾壓一次出料口變大，有利于出料。綜合以上三

2、個方案，方案三最優(yōu)，故選擇方案三。二、原動機的選擇、傳動比計算和分配2.1 原動機的選擇電動機有很多種類，一般用得最多的是交流異步電動機。它價格低廉，功率范圍寬，具有自調(diào)性，其機械特性能滿足大多數(shù)機械設(shè)備的需要。它的同步轉(zhuǎn)速有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min、600r/min等五種規(guī)格。在輸出同樣的功率時，電動機的轉(zhuǎn)速越高，其尺寸和重量也越小，價格也越低廉。但當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)的速度很低時，若選用高速電動機，勢必要增大減速裝置，反而可能會造成機械系統(tǒng)總體成本的增加。由于該機構(gòu)曲柄轉(zhuǎn)速170r/min，故綜合考慮選擇Y132S1-2，轉(zhuǎn)速為2900r/min。

3、2.2傳動機構(gòu)的設(shè)計由于電動機的轉(zhuǎn)速為2900r/min,而曲柄轉(zhuǎn)速要求為170r/min,所以要采取減速傳動裝置。設(shè)計的傳動機構(gòu)如下：2.3 傳動比計算和分配（1）總傳動比：（2）分配各級傳動比：齒輪傳動比在2-6之間，不能太大，也不能太小，故設(shè)置齒輪1和齒輪2傳動比為，齒輪2和齒輪3的傳動比為，齒輪4和齒輪5的傳動比為，這樣總傳動比，經(jīng)過減速傳動后達到預(yù)期轉(zhuǎn)速。三、結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖如下：該機構(gòu)為六桿鉸鏈式破碎機可拆分為機架和主動件2，構(gòu)件3和構(gòu)件4組成阿蘇爾桿組，構(gòu)件5和構(gòu)件6組成阿蘇爾桿組。圖如下： 四、機構(gòu)簡介和設(shè)計數(shù)據(jù)4.1 機構(gòu)簡介顎式破碎機是一種用來破碎礦石的機械,如圖9-4

4、所示.機器經(jīng)帶傳動(圖中未畫出)使曲柄2順時針方向回轉(zhuǎn),然后通過機構(gòu)3,4,5使動顎板6作往復(fù)擺動,當(dāng)動顎板6向左擺向固定于機架1上的定顎板7時，礦石即被軋碎；當(dāng)動顎班板6向右擺離定顎板7時，被軋碎的礦石即落下.由于機器在工作過程中載荷變化很大,將影響曲柄和電機的勻速轉(zhuǎn)動,為了減少主軸速度的波動和電動機的容量,在曲柄軸O2的兩端各裝一個大小和重量完全相同的飛輪,其中一個兼作帶輪用。4.2 設(shè)計數(shù)據(jù)設(shè)計內(nèi)容連桿機構(gòu)的運動分析符號n2LO2Al1l2h1h2lABLO4BlBClO6C單位r/minmm數(shù)據(jù)170100100094085010001250100011501960連桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分

5、析飛輪轉(zhuǎn)動慣量的確定LO6DG3JS3G4JS4G5JS5G6JS6mmNkgm2 Nkgm2Nkgm2Nkgm2600500025.520009200099000500.15五、機構(gòu)的運動位置分析（1）曲柄在如圖（一）位置時，構(gòu)件2和3成一直線時，B點處于最低點，L=AB+AO2=1.25+0.1=1.35=1350mm以O(shè)2為圓心，以100mm為半徑畫圓，以O(shè)4為圓心，以1000mm為半徑畫圓，通過圓心O2在兩弧上量取1350mm，從而確定出此位置連桿3和曲柄2的位置。再以O(shè)6 為圓心，以1960mm為半徑畫圓，在圓O6和O4的圓弧上量取1150mm從而確定出B點和C點的位置。 圖（一）（

6、2）曲柄在如圖(二)位置時，在圖（一）位置基礎(chǔ)上順時針轉(zhuǎn)動。以O(shè)2為圓心，以100mm為半徑畫圓，則找到A點。再分別以A和O4為圓心，以1250mm和1000mm為半徑畫圓，兩圓的下方的交點則為B點。再分別以B和O6為圓心，以1150mmm和1960mm為半徑畫圓，兩圓的下方的交點則為C點，再連接AB、O4B、BC和O6C。此機構(gòu)各桿件位置確定。 圖（二）（3）曲柄在如圖（三）位置時，在圖（一）位置基礎(chǔ)上順時針轉(zhuǎn)動180°過A點到圓O4的弧上量取1250mm，確定出B點，從B點到圓弧O6上量取1150mm長，確定出C，此機構(gòu)各位置確定。 圖（三）六、機構(gòu)的運動速度分析如圖（二）：2=

7、pn/30=3.14X170/30=17.8rad/s VB = VA + VBAX AO2·2 XO4B AO2 ABVA= AO2·2=0.1X17.8=1.78m/s根據(jù)速度多邊形, 按比例尺=0.025(m/S)/mm,在圖1中量取VB和VBA的長度數(shù)值:則VBA=23.87X=0.597m/s VB=60.4X=1.511m/sVC = VB + VCBX XO6C O4B BC 根據(jù)速度多邊形, 按比例尺=0.025(m/S)/mm,在圖2中量取VC 和VCB的長度數(shù)值:VC=16.41X=0.410m/sVCB=57.92X=1.448m/s七、機構(gòu)運動加速度

8、分析如圖(二)2=17.8rad/s a B=anB04 + atB04 = aA+ anBA + atAB X X /BO4 BO4 /AO2 /BA AB aA= AO2× 22 =31.7m/s2anBA= VBA X VBA/ BA =0.3m/s2anB04 = VB X VB /BO4=2.56 m/s2 根據(jù)加速度多邊形圖3按比例尺=0.5(m/s2)/mm量取atB04 atAB和a B 值的大?。?atB04 =40.57×=20.3 m/s2 atAB =67.4× =33.9m/s2a B=40.82× =20.41 m/s2O6C

9、=VC/O6C=0.43/1.96=0.22rad/sanC=2O6C×O6C=0.222×1.96=0.1 m/s2BC= VCB/BC=1.45/1.15=1.3rad/sanCB=2BC×BC=1.3×1.15=1.83 m/s2aC= anO6c+ atO6C= aB+ at CB+an CB X X /O6C O6C CB /CB根據(jù)加速度多邊形按圖4按比例尺=0.5(m/s2)/mm量取aC、atO6C和at CB數(shù)值：aC=12.11× =6.055m/s2atCB=38.14×=19.07m/s2a CB=38.31&

10、#215; =19.155m/s2八、靜力分析對桿6FI6=m6ac=9000×6.055/9.8=5561N MI6=JS66=JS6atO6c/L6=50×6.055/1.96=154N.mHp6=MI6/FI6=154/5561=0.03m在曲柄中量出2角度為2400則Q/85000=60/240得Q=21250NMC=0-Rt76×L6+ FI6×0.92-G6×0.094-Q·DC=0Rt76=(-5561×0.92+9000×0.094+21250×1.36)/1.96 =12566N對桿5F

11、I5=m5aBC=2000×19.155/9.8=3909NMI5=JS5BC=9×19.155/1.15=150N·mHp5=MI5/FI5=150/1909=0.038mMC=0 Rt345×L5+G5×0.6-FI5×0.497=0Rt345=(-2000×0.6+3909×0.497)/1.15=645.9N對桿4FI4=m4aB=2000×20.41/9.8=4165NMI4=JS44=9×20.41/1=183.7N·mHp4=MI4/FI4=183.7/4165=0.04

12、4mMB=0Rt74×L4+G5×0.49-FI4×0.406=0Rt74=(-2000×0.5+4165×0.406)/1=691N對桿3FI3=m3aA=5000×33.9/9.8=17296NMI3=JS33=25.5×33.9/1.25=692N·mHp3=MI3/FI3 =692/17296=0.04mMB=0 Rt23×L3G3×0.064-FI3×0.77=0Rt23=(-17296×0.775000×0.064)/1.25=10910.34N 九、飛

13、輪設(shè)計已知機器運轉(zhuǎn)的速度，不均勻系數(shù)，由靜力分析得的平衡力矩My，具有定傳動比的構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量，電動機曲柄的轉(zhuǎn)速，驅(qū)動力矩為常數(shù)，曲柄各位置處的平衡力矩。要求：用慣性力法確定裝在軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量。步驟：1）列表：在動態(tài)靜力分析中求得的各機構(gòu)位置的平衡力矩My，以力矩比例尺和角度比例尺繪制一個運動循環(huán)的動態(tài)等功陰力矩線圖，對用圖解積分法求出一個運動循環(huán)中的陰力功線圖。2）繪制驅(qū)動力矩作的驅(qū)動功線圖，因為常數(shù)，且一個運動循環(huán)中驅(qū)動力、功等于陰力功，故得一個循環(huán)中的線圖的始末點以直線相聯(lián)，即為線圖。3）求最大動態(tài)剩余功，將與兩線圖相減，既得一個運動循環(huán)中的動態(tài)剩余功線圖。該線圖縱坐標最高點與最低點

14、的距離，即表示最大動態(tài)剩余功：My12358912N·m140164440001694-214-744-1265通過圖解法積分法，求得，Ma=611.8 N·m,圖中M=0.026L/mm Mm=50N/mmA=m×M×H=50N·m/mm所以A=A×A1測=52×85=4420N·mJe=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=0.019+4.05+0.064+0.353+0.045+0442+0.0072+0.13=5.56Kgm2JF =900·max/2n2- Je=900×4420/3.142×1702×=86.44Kgm2十、設(shè)計總結(jié)通過這次課程設(shè)計，使我更加了解和掌握了機械設(shè)計的方法和步驟。對機械原理這門課的知識印象更加深刻，加強了對機械原理的知識的應(yīng)用。通過研究設(shè)計這鉸鏈式顎式破碎機，使我對連桿設(shè)計有了進一步了解。由于是第一次做課程設(shè)計，剛開始都不知道從何做起，通過看書一點一點研究，終于開始按照步驟一點一點開始做了。其中確