機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)顎式破碎機(jī)云南農(nóng)業(yè)大

1、 工程技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 題 目： 顎式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)綜合與執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 熱能與動(dòng)力 年 級(jí)： 11級(jí) 姓 名： 韓江江 學(xué) 號(hào)： 2011313693 指導(dǎo)教師： 張海東 日 期： 2013-7-17 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 目錄 1、 設(shè)計(jì)題目2、 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求3、 設(shè)計(jì)提示4、 設(shè)計(jì)任務(wù)5、 設(shè)計(jì)感言6、 參考文獻(xiàn) 一、設(shè)計(jì)題目顎式破碎機(jī)是一種利用顎板往復(fù)擺動(dòng)壓碎石料的設(shè)備。工作時(shí)，大塊石料從上面的進(jìn)料口進(jìn)入，而被破碎的小粒石料從下面的出料口排出。圖1為一簡(jiǎn)擺式顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)與帶輪固聯(lián)的曲柄1繞軸心O連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)，在構(gòu)件2、3、4的推動(dòng)下，動(dòng)顎板5繞固定點(diǎn)F往復(fù)擺動(dòng)，

2、與固定顎板6一起，將礦石壓碎。設(shè)計(jì)顎式破碎機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)。圖1 簡(jiǎn)擺式顎式破碎機(jī)1、 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。表1 顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分組號(hào)進(jìn)料口尺寸（mm）顎板有效工作長度（mm）最大進(jìn)料粒度（mm）出料口調(diào)整范圍（mm）最大擠壓壓強(qiáng)（Mpa）曲柄轉(zhuǎn)速（rpm）1120200200100103020030021502502501201040210270320025030015020402202504250300350200205023020052503003502002050225220三、設(shè)計(jì)提示動(dòng)顎板長度取為其工作長度的1.2倍.4、 設(shè)計(jì)任務(wù)1. 針對(duì)圖1和

3、表1所示的顎式破碎機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案，依據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并分析組成機(jī)構(gòu)的基本桿組；（1） 因?yàn)閯?dòng)顎板長度取為其工作長度的1.2倍，動(dòng)顎板的有效工作長度為200mm，所以動(dòng)顎板長度2001.2mm=240mm，CF=240mm，CB=84mm，BD=60mm，DE=84mm，AB=240,OA=18mm，AD=AB=242mm當(dāng)OAB在同一條直線上且曲柄轉(zhuǎn)過一周即在360時(shí)，根據(jù)各桿件尺寸定出各轉(zhuǎn)動(dòng)副的位置，選定比例1:1，畫出各運(yùn)動(dòng)副和表示各桿件的線段，在原動(dòng)件上標(biāo)出表示運(yùn)動(dòng)方向的箭頭，即可得出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。（2） 分析組成機(jī)構(gòu)的基本桿組對(duì)于該機(jī)構(gòu)，其自由度F=3n2PL

4、PH,F=3527=1.以曲柄為原動(dòng)件，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析，從遠(yuǎn)離原動(dòng)件開始拆桿組，基本桿組中運(yùn)動(dòng)副全為低副，則符合3n2PL=0.將原動(dòng)件1和機(jī)架6與其余桿件拆開，剩下的桿件所組成的桿組的自由度為0.從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的一端拆下構(gòu)件5和構(gòu)件4為一個(gè)級(jí)桿組，再拆下構(gòu)件2和構(gòu)件3為一個(gè)級(jí)桿組，最后剩下原動(dòng)件1和機(jī)架6，由于拆出的最高級(jí)別的桿組為級(jí)桿組，所以該機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和基本桿組圖見圖紙。2. 假設(shè)曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，并畫出顎板的角位移和角速度的變化規(guī)律曲線圖；（1） 對(duì)機(jī)構(gòu)記性運(yùn)動(dòng)分析已知曲柄轉(zhuǎn)速n=300r/min=5r/s，曲柄的角速度w1=2n=25r/s=31.4

5、rad/s，所以A點(diǎn)的速度v=OAw1=181031.4m/s= 0.565m/s。方向垂直于曲柄。又因?yàn)榍人俎D(zhuǎn)動(dòng)，所以A點(diǎn)的加速度大小和方向都等于它的法向加速度，aA=OAw1=17.75m/s。對(duì)于連桿2的角速度w2和角加速度2及B點(diǎn)和D點(diǎn)的速度vB，vD和角加速度vB，vD和加速度aB，aD，桿件3，桿件4和桿件5的角速度w3，w4,w5和角加速度3，4，5及C點(diǎn)的速度，vc和加速度ac,運(yùn)用矢量方程圖解法來計(jì)算。由運(yùn)動(dòng)合成原理可知，D點(diǎn)的速度： VD = VA + VDA大?。?? ?方向： DE OA DA選取速度比例尺 v=0.01(m/s)/mm，由p點(diǎn)開始畫出速度多邊形，由

6、速度多邊形得 VD =vpd=0.01350.35m/s VDA=vda=0.01580.58m/sVDA W2DAW2= VDA/DA=0.580.242=2.40rad/sB點(diǎn)的速度 VB = VD + VBD= VA + VAB大?。?? ？方向 ？ DE BD OA AB由速度得VB = vpb=0.25m/sVBA =580.01=0.58m/s C點(diǎn)的速度 VC = VB + VCB大?。?? 方向： CF CB 由速度多邊形得VCB=vcb=0.1116=0.16m/sVCB= CBW4W4= VCB/CB=0.160.084=1.9rad/sVC =vpc=0.0129=0.2

7、9m/sVC = W5CFW5=VC/CF=0.290.24=1.21rad/sD點(diǎn)的加速度aD= aA+ a nDA +atDA=aE+ a nDE+atDE大?。?? ? ? 方向： ? AO DA DA DE DEaD=DAW2W2=0.2422.42.4=1.39m/ saD=DEW3W3=0.0844.174.17=1.46 m/ s選取加速度比例尺 a=0.1(m/s)/mm ，由p開始畫出加速度多邊形，由加速度多邊形得aD=apd=0.1158=15.8m/s 210.1=2.1 m/saTDA= =m/sa2=aTDA/DA=1.570.242=6.5rad/saTDE=ade

8、=0.1159=15.9 m/s3=aTDE/DE=15.90.084=189.3rad/sB點(diǎn)的加速度aB= aA+ a nBA +atBA=aD+ a nBD+atBD大?。?? ? ? 方向： ? AD BA BA BD BD由加速度多邊形得aB=apb=0.1158=15.8m/sC點(diǎn)的加速度：a nC+atC=aB+ a nCB+atCB大?。?? ? 方向： CF CF CB CBaC =apc=0.1101=10.1m/satC= =10m/satC =5CF則5= atC /CF=100.240=41.7 rad/satCB=acb=0.1135=13.5 m/s4= atCB

9、 / CB =13.50.084=160.7 rad/s（2） 畫出顎板角位移和角速度的變化規(guī)律曲線；3.在顎板擠壓石料過程中，假設(shè)擠壓壓強(qiáng)由零到最大線性增加，并設(shè)石料對(duì)顎板的壓強(qiáng)均勻分布在顎板有效工作面上，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析，分析曲柄所需的驅(qū)動(dòng)力矩；（注：不考慮各處摩擦、構(gòu)件重力和慣性力）；（1) 顎板擠壓石料過程中，擠壓壓強(qiáng)由零到最大線性增加，并且石料對(duì)顎板的壓強(qiáng)均勻分布在顎板有效工作面桑，當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)到連桿2延長線上時(shí)，顎板受到的擠壓壓強(qiáng)最大，以此處為曲柄繞圖中轉(zhuǎn)動(dòng)的七點(diǎn)。設(shè)曲柄轉(zhuǎn)過的角度為，顎板受到的擠壓壓力為F，擠壓壓強(qiáng)為P，顎板有效工作面面積s，設(shè)曲柄轉(zhuǎn)過的角度為與顎板擠壓壓強(qiáng)P

10、的關(guān)系為P=yx，當(dāng)=0時(shí)，P=0MPa，所以x=0，=180時(shí)，P=200MPa，y=1.11，所以P=1.11。當(dāng)=360時(shí)，P=0MPa，當(dāng)=180時(shí)，P=200MPa。所以x=400，y=-1.11，P=-1.11+400因此該關(guān)系有兩個(gè)方程，即P=1.11（0180）P=-1.11+400（180360）曲柄轉(zhuǎn)過的角度為與顎板擠壓壓強(qiáng)P的關(guān)系圖另附在圖紙上。所以顎板擠壓壓力F=PS=200200mm200MPs=8KN，此時(shí)=30，P=33.3MPa。（2） 對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力分析由于不考慮各處摩擦、構(gòu)件重力個(gè)慣性力，所以只需對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力分析。按靜定條件講機(jī)構(gòu)取分離體，首先取構(gòu)件5為研

11、究對(duì)象，它受到固定鉸鏈給它的反作用力FR n65 ，F(xiàn)R n65 ，構(gòu)件4給它的反作用力FR n45 ，F(xiàn)R n45 ，和石料對(duì)它的擠壓力F，因?yàn)槭蠈?duì)顎板的壓強(qiáng)均勻分布在顎板有效工作面上，所以擠壓力F取在顎板有效工作面中點(diǎn)初，并且垂直顎板，受力分析見圖紙。分別對(duì)C點(diǎn)和F點(diǎn)去矩：M(c)=0 F0.1= FR n650.24 FR n65=KNM(c)=0 F0.14= FR n450.24 FR n45= KNCB桿件為二力桿件，受力見圖紙，受到桿件5和桿件2的反作用力，在C點(diǎn)處已知各分力和合力的方向和一個(gè)分力的大小，用力多邊形解出其他力。選取力比例尺 ，根據(jù)已知條件畫出力多邊形，見圖紙。由

12、力多邊形得F54= FR n65198+76FR n45=2. 9KNFR n65=2. 9KNFR n54= =5.5再分別對(duì)二力桿DE受力，OA桿受力，受力見圖析。在桿2上，受到FR12 ，F(xiàn)R32 ，F(xiàn)R42 ，已知各力的方向和FR54 和 FR42 ，對(duì)桿2進(jìn)行力多邊形分析，見圖紙。：FR42= FR24 =5.5KN5.5KN64=228 得=1.5KN曲柄所需的驅(qū)動(dòng)力矩為M=1.518KN*M=27.8 KN*M5、 設(shè)計(jì)感言在為期兩個(gè)星期的時(shí)間里，我翻閱了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)等書，反復(fù)計(jì)算，設(shè)計(jì)方案，繪制草圖，當(dāng)然，在這期間還是得到周圍同學(xué)的細(xì)心提點(diǎn)與耐心指導(dǎo)。一個(gè)人在兩個(gè)星期內(nèi)完成這次設(shè)計(jì)不可謂不艱辛，然而，我卻從這兩個(gè)星期內(nèi)學(xué)到了許多大一、大二都沒來得及好好學(xué)的關(guān)鍵內(nèi)容，而且在實(shí)踐中運(yùn)用，更是令我印象深刻，深切體會(huì)到機(jī)械這門課程并非以前所想象的那樣紙上談兵。所有理論、公式都是為實(shí)踐操作而誕生的。慶幸自己終于認(rèn)真獨(dú)立地做了一次全面的機(jī)械設(shè)計(jì)，真的，從中學(xué)到了很多很容易被忽視的問題、知識(shí)點(diǎn)，甚至還培養(yǎng)了自己的耐心細(xì)心用心的性格。一頁頁復(fù)習(xí)課本，一次次計(jì)算數(shù)據(jù)，一遍遍修改草圖，一遍遍打印裝配圖，這些都是我從來未曾獨(dú)立做過的。確定破碎機(jī)傳動(dòng)方案迫使我復(fù)習(xí)理論力學(xué)，選擇聯(lián)軸器又費(fèi)了番功夫，我想，這對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)肯定有莫大的幫著。6、