目录前文:设计任务指导书(铰链式颚式破碎机)后文:(侧重图解法)一.机构简介与设计数据 (3)二.连杆机构运动分析 (4)三.连杆机构速度分析 (6)四.各杆加速度分析 (8)五.静力分析 (10)六.曲柄平衡力矩 (13)七.飞轮设计 (13)八.教师评语 (16)机械原理课程设计———颚式破碎机指导教师:设计:班级:学号:日期:机械原理课程设计成绩评阅表注: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X等级系数(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”、“及格”、“不及格”之一。
目录九.机构简介与设计数据 (3)十.连杆机构运动分析 (4)十一.连杆机构速度分析 (6)十二.各杆加速度分析 (8)十三.静力分析 (10)十四.曲柄平衡力矩 (13)十五.飞轮设计 (13)十六.教师评语 (16)颚式破碎机一、机构简介与设计数据(1)机构简介颚式破碎机是一种破碎矿石的机械,如图所示,机器经皮带(图中未画)使曲柄2顺时针回转,然后通过构件3,4,5是动颚板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向右摆定颚板时,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O2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。
(2)设计数据二、连杆机构的远动分析:(1)曲柄在1位置时,构件2和3成一直线(构件4在最低位置)时,L=AB+A O2=1.25+0.1=1.35=1350mm以O2为圆心,以0.1m为半径画圆,以O4为圆心,以1m为半径画圆,通过圆心O2在两弧上量取1350mm,从而确定出1位置连杆和曲柄的位置。
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B4C1杆的位置。
(2)曲柄在2位置时,在1位置基础上顺时针转动2400。
以O2为圆心,以0.1m为半径画圆,则找到A点。
再分别以A和O4为圆心,以1.25m和1m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1.15m和1.96m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。
(3)曲柄在3位置时,在1位置基础上顺时针转动180°过A4点到圆O4的弧上量取1250mm,确定出B4点,从B3点到圆弧O6上量取1150mm长,确定出C4,此机构各位置确定。
三.连杆机构速度分析(1)位置2ω2= n/30=3.14X170/30=17.8rad/sV B4= V A4+ V B4A4X A O2·ω2X⊥O4B⊥AO2⊥ABV A4= A O2·ω2=0.1X17.8=1.78m/s根据速度多边形,按比例尺μ=0.05(m/S)/mm,在图2中量取V B4和V B4A4的长度数值:则V B4=3.88Xμ=0.0388m/sV B4A4=178.97Xμ=1.79m/sV C4= V B4 + V C4B4X √X⊥O6C √⊥BC根据速度多边形, 按比例尺μ=0.01(m/S)/mm,在图3中量取V C4和V C4B4的长度数值:V C4=1.44×μ=0.0144m/sV C4B4=3.63×μ=0.0363m/s四.加速度分析:ω2=17.8rad/sa B4=a n B404 + a t B404= a A4+ a n B4A4 + a t A4B4√X √√X//B4O4 ⊥B4O4 //A4O2 //B4A4⊥A4B4′a A4= A4O2×ω22 =31.7m/s2a n B4A4= V B4A4 V B4A4/ B2A2 =0.3m/s2a n B404= V B4 V B4/BO4=2.56m/s2根据加速度多边形图4按比例尺μ=0.05(m/s2)/mm量取a t B204 a t A2B2和a B3值的大小:a t B404 =be×μ=0.032 m/s2a t A4B4=ba′×μ=0.0055m/s2a B4′=pb×μ=0.032 m/s2a C4′= a n06C4′+ a t06C4′= a B4′+ a t C4B4′+a n C4B4√X √X √//O6C ⊥O6C √⊥CB //CB根据加速度多边形按图3按比例尺μ=0.05(m/s2)/mm量取a C4′、a t06C4和a t C4B4数值:a C4′=pe×μ=0.004m/s2a t06C4=pc×μ=0.0346m/s2a t C4B4=bc×μ=0.031m/s2五.静力分析:三位置(1)杆件5、6为一动构件组(满足二杆三低副)参看大图静力分析:(1)对杆6F I6=m6a s6=9000×0.5×4.8/9.8=2204NM I6=J S6α6=J S6a t o6c/L6=50×4.8/1.96=122N.mH p6=M I6/F I6=122/2204=0.06m在曲柄中量出2角度为2400则Q/85000=60/240 得Q=21250N∑M C=0-R t76×L6+ F I6×0.92-G6×0.094-Q·DC=0R t76=(-2204×0.92+9000×0.094+21250×1.36) /1.96 =14142N(2)对杆5F I5=m5a s5=2000×20.5×0.5/9.8=2019NM I5=J S5α5=9×18.95/1.15=148N·mH p5=M I5/F I5=148/2019=0.07m∑M C=0R t345×L5-G5×0.6+F I5×0.497=0R t345=(2000×0.6-2019×0.497)/1.15=170.92N(3)对杆4F I4=m4a s4=2000×1/2×19.2/9.8=1959NM I4=J S4α4=9×19.05/1=171N·mH p4=M I4/F I4=171/1959=0.09m∑M B=0R t74×L4-G5×0.49+F I4×0.406=0R t74=(2000×0.49-1959×0.406)/1=184.6N(4)对杆3F I3=m3a s3=5000×43.6×0.05/9.8=1112NM I3=J S3α3=25.5×29.1/1.25=593N·mH p3=M I3/F I3=593/1112=0.5m∑M B=0 -R t23×L3-G3×0.064-F I3×0.77=0R t23=(-1112×0.77-5000×0.064)/1.25=-940.99N三位置各构件支反力由静力分析封闭多边形量取,μ1=100N/mm,μ2=0.02m/mm求各图支反力值(参看大图)R76=R76×μ1=17416.43NR56=R56×μ1=34069.19NR B345=R B345×μ1=32871.58NR23=R23×μ1=5058.29N六、曲柄平衡力矩L=0.1m M平=5058.29×0.069=349.02N·m 七、飞轮设计已知机器运转的速度,不均匀系数δ,由静力分析得的平衡力矩M y ,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OF J ,以上内容作在2号图纸上。
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(/)m Nm mm μ和角度比例尺(1/)mm μΦ绘制一个运动循环的动态等功阴力矩*()C c M M =Φ线图,对*()c M Φ用图解积分法求出一个运动循环中的阴力功*C A 线图。
2)绘制驱动力矩a M 作的驱动功()a a A A =Φ线图,因a M 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*()c c A A =Φ线图的始末点以直线相联,即为()a a A A =Φ线图。
3)求最大动态剩余功['A ],将()a a A A =Φ与**()c c A A =Φ两线图相减,既得一个运动循环中的动态剩余功线图''()A A =Φ。
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 ]:通过图解法积分法,求得,M a=611.8 N·m,图中μMΦ=0.026L/mmμM m=50N/mmμA=μm×μMΦ×H=50N·m/mm所以[A’]=μA×A’1测=52×85=4420N·mJ e=J s3×(ω3/ω2)2+m3×(v s3/ω1)2+J s4×(ω4/ω2)2+m4×(v s4/ω2)2+J s5×(ω5/ω2)2+m5×(v s5/ω2)2+J s6×(ω6/ω2)2+m6×(v s6/ω2)2=0.019+4.05+0.064+0.353+0.045+0442+0.0072+0.13=5.56Kgm2 J F =900·Δωmax/∏2n2[δ]- J e=900×4420/3.142×1702×0.15-5.56=86.44Kgm2八.教师评语:参考文献1.西北工业大学机械原理及机械零件教研室编,孙恒,陈作摸主编。
机械原理。
第六版。
北京高等教育出版社,20002.哈尔滨工业大学理论力学教研室编,王译,程勒主编。
理论力学,第六版,北京高等教育出版社,20023.刘鸿文主编。
材料力学。
第四版。
北京高等教育出版社20034.李建新,徐眉举,李东升主编。
计算机绘图基础教程。
哈尔滨工业大学出版社,20045.机械设计实践(修订版),王世刚编;哈尔滨工业大学出版社,2003设计心得经本次设计,本组成员了解掌握了机械设计的方法和步骤。