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1、机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机 指导教师：张伟社 设计人员: 杨宇 班级:25041004 学号:2504100405 日期:2013年1月10日目 录一 设计题目3二 已知条件及设计要求32.1已知条件32.2设计要求4三机构简介与设计数据43.1机构简介43.2设计数据4四. 机构的结构分析44.1铰链式颚式破碎机4五铰链式颚式破碎机连杆机构的的运动分析55.1连杆机构的速度分析55.2连杆机构的加速度分析10六.连杆机构的动态静力分析136.1铰链式颚式破碎机的动态静力分析136.2曲柄平衡力矩166.3工作阻力函数曲线 16七. 飞轮设计 166.1飞轮的转动惯量16八 .参考文献
2、17九 . 课程设计的收获和心得17铰链式颚式破碎机一、设计题目 颚式破碎机是一种用来破碎矿石的机械，如图(1-1)所示，机器经带传动（图中未画出）使曲柄2顺时针方向回转，然后通过构件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上的定额板7时，矿石即被轧碎；当动颚板6向右摆离定颚板7时，被轧碎的矿石即下落。 由于机器在工作过程中载荷变化很大，将影响曲柄和电机的匀速转动,为了减小主轴速度的波动和电动机的容量，在曲柄轴O2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。附图1-1铰链式颚式破碎机机构简图二.已知条件及设计要求2.1 已知条件 1.各机构尺寸及质心位置
3、（构件2的质心在O2，其余构件的质心位于构件的中心），曲柄转速为n2。 2.各构件重力G及对质心轴的转动惯量Js;工作阻力Fr曲线如图2-1所示，Fr的作用点为D，方向垂直于O6C；运动分析中所得结果。 3.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Mb以及驱动力矩Mb为常数。2.2 设计要求 1.作机构运动简图，画出机构的运动曲线图,算出各点在12个位置的速度,位移,加速度。列出表格。 2.确定机构一个位置的各运动副反作用力及需加在曲柄上的平衡力矩Mb。 3.确定安装在轴O2上的飞轮的转动惯量JF。三设计数据3.1设计数据设计内容连杆机构的运动分析 符号n2Lo2Al12l2h1
4、h2lABlO4BLBCLo6c单位r/minmm数据170100100094085010001250100011501960连杆机构远动的动态静力分析 飞轮转动惯量的确定LO6DDG3JS3G4JS4G5JS5G6JS6mmNKg* m2NKg* m2NKg* m2NKg*m2600500025.520009200099000500.15 四 机构的结构分析 如附图1-7所示，建立直角坐标系。机构中活动构件为2、3、4、5、6，即活动构件数n=5。A、B、C、O2、O4、O6处运动副为低副（7个转动副，其中B处为复合铰链），共7个，即Pl=7。则机构的自由度为：F=3n-2Pl=35-27=
5、1。拆分基本杆组： （1）标出原动件2，其转角为1,，转速为n2，如附图4-1（a）所示； （2）拆出级杆组34，为RRR杆组，如附图4-1（b）所示； （3）拆出级杆组51，为RRR杆组，如附图4-1（c）所示。由此可知，该机构是由机架1、原动件2和2个级杆组组成，故该机构是级机构。 （a） （b） （c）附图4-1 铰链式颚式破碎机机构结构分析（a） 原动件；（b）RRR杆组；（c）RRR杆组五铰链式颚式破碎机连杆机构的的运动分析 运行JYCAE软件，输入原始数据。包括机构的活动构件数、转动副数、移动副数、己知长度值总数和机构的自由度。点击每一个“确定”按钮，按照机构的分析结果分别将数据填
6、入空中。附图5- 1“原始数据”输入界面长度值输入框（见附图5-3）分别输入构件上一点到另一点的距离。向原动件参数输入框（见附图5-2）中输入个参数， 其中2=-2n2=-17.79（rad/s）（逆时针为正），角加速度为零。 附图5-2 移动副输入框 附图5-3 已知长度输入框附图5-4 原动件参数输入框 点击“原始数据”输入页面中的“存入数据”按钮，将当前输入的数据储存起来。“原始数据”输入页面中的所有数据输入完后，点击该页面的“运动分析”按钮，出现如附图5-5所示的“选取基本单元”页面。在随后打开的该类型基本单元输入框的输入空格中输入相应的字母和数值，然后点击“确定”按钮，完成对机构中该
7、基本单元信息的输入。程序在运行时，对机构中各基本单元的求解顺序按照各类型基本单元输入框中“调用顺序”空格里所填的数字序号从1开始依次进行。“基本单元”选取与信息输入完成后，结果如附图5-5中下文本框所示。点击“运算”按钮，JYCAEYL按指定的调用顺序依次对机构中各单元进行运动分析计算并给出计算结果，如附图5-5所示。 附图5-5“选取基本单元”界面 点击运算，然后分别点击“运动分析结果”界面下方“构件角运动参数”和“长度变化参数”按钮，界面中的表格分别给出了各构件角运动参数值或长度变化参数值。 附图5-6 各点运动参数界面附表5-1 点C的x、y方向的运动参数位置01234567891011
8、位移x-1.1713-1.1492-1.1288-1.1206-1.1288-1.1482-1.1696-1.1858-1.1948-1.1978-1.1956-1.1874y-1.1025-1.1043-1.1058-1.1063-1.1058-1.1044-1.1027-1.1012-1.1003-1.1000-1.1002-1.1010速度x0.67640.78260.5353-0.0027-0.5178-0.7458-0.6652-0.4287-0.1942-0.01350.16550.4085y-0.0595-0.0597-0.05330.00020.03410.05660.0578
9、0.04080.01940.0014-0.0166-0.0392加速度x7.7425-1.7972-14.6657-19.9165-13.4901-1.94756.45618.66216.995.64936.96339.3537y-0.44320.45241.11331.22811.02580.4339-0.72980.6787-0.5729-0.6844-0.8123-0.4432附表5-2 构件2的角运动参数位置01234567891011角位移0-30-60-90-120-150-180-210-240-270-300-330角速度-17.8-17.8-17.8-17.8-17.8-17
10、.8-17.8-17.8-17.8-17.8-17.8-17.8角加速度000000000000点击“运动分析结果”界面下方的“轨迹及运动线图”按钮，分别在界面左边的输入空格中输入点名、构件序号或长度名并点击各自的“确定”按钮，分别显示出点的运动轨迹曲线、点的运动线图、构件的角运动线图和长度变化规律线图。如附图（5-7）（5-13）所示。附图5-7 “运动分析结果”点A的运动轨迹界面附图5-8 “运动分析结果”点B的运动轨迹界面附图5-9 “运动分析结果”点C的运动轨迹界面附图5-10 “运动分析结果”点A的运动线图界面附图5-11 “运动分析结果”点B的运动线图界面 附图5-12 “运动分析
11、结果”点C的运动线图界面附图5-13点C的位移曲线图 附图5-14点C的速度曲线图附图5-15点C的加速度曲线图 附图5-16 构件2角运动线图界面附图5-17 构件2角运动线图六连杆机构的动态静力分析附图6-1 动态静力分析计算结果界面1附图6-2 动态静力分析计算结果界面2 附图6-3 动态静力分析计算结果界面6.2曲柄平衡力矩 Md=(9.2E6/4)*1.3=2.99E6Nm6.3工作阻力函数曲线附图6-5工作阻力函数曲线图七、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Mb，具有定传动比的构件的转动惯量，电动机曲柄的转速n2，驱动力矩为常数，曲柄各位置处的平衡力矩。
12、飞轮设计步骤：根据盈亏功的原理，求得各盈亏功值，并作能量指示图。以曲柄的平均驱动力矩为分界线，求出各区段的盈亏功值如下：W1=1867.25Nm W2=-2010.03Nm W3=104.90Nm W4= -180.90Nm W5=218.86Nm所以，曲柄的最大盈亏功 Wmax=2086.15Nm所以飞轮的转动惯量 JF900Wmax /(*n*n)=900* 2086.15/(3.14*3.14*170*170*0.15)=43.93 Kg*m2八参考文献1.机械原理教程，张伟社主编。第2版，西北工业大学出版社。2006.8。2.机械原理，孙恒，陈作模，葛文杰主编。西北工业大学机械原理及机
13、械零件教研室编。第7版。北京高等教育出版社，2006.5。3.理论力学，尹冠生主编。西北工业大学出版社2011.8。4.材料力学，张新占主编。第2版，西北工业大学出版社，2011.8。5.机械原理课程设计指导书，戴娟主编；高等教育出版社，2011.1。九设计心得 “自信来源于能力”，这是老师第一节课的话，我相信这句话会让我受益终生。 经过本次课程设计，我们了解掌握了机械设计的方法和步骤。通过对颚式破碎机运动分析.速度加速度分析及工作简图的设计让我们进一步掌握了机械原理的深刻内容，加深了对各知识点的理解和运用。通过近一周小组自的查阅资料研究和学习，深刻体会到了团队协作对项目成功的重要性。 设计过
14、程中我们时刻提醒自己要认真.准确，并听从老师安排，踏踏实实做好每一步设计准备工作，并且仔细钻研了老师提供的软件，通过运用软件简化了很多复杂的运算和作图，为这次课程设计提供了一个很好的工具。使我们增强了自信心，也为我们将来工作打下良好基础。本次设计使我们在实践.理论方面都有了很大的提高，也为机械设计的课程做了充分的准备。虽然本次设计得不是很完美，但我们坚信以后我们将做得更好。在设计过程中我们真正懂得了做设计必须要一丝不苟，有严肃认真的态度，老师在带我们时不仅交给我们课本上的知识并且教会我们如何做一个真正的工程机械人员。激励我们以后更加的努力学习相关知识。 最后再次感谢老师在本次设计中给予我们的指导，同时对在本次设计中给予帮助的同学在此表示感谢。
