機械原理課程設計--顎式破碎機的機構綜合與執(zhí)行機構設計

1、<p><b>　　工程技術學院</b></p><p><b>　　課程設計</b></p><p>　　題 目：顎式破碎機的機構綜合與執(zhí)行機構設計 </p><p>　　專 業(yè)：熱能與動力

2、 </p><p>　　年 級 ： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學 號：

3、 </p><p>　　指導教師： </p><p>　　日 期：2013-7-5 </p><p><b>　　目錄 </b></p><p&g

4、t;<b>　　設計題目</b></p><p><b>　　設計數據與要求</b></p><p><b>　　設計提示</b></p><p><b>　　設計任務</b></p><p><b>　　設計感言</b></p

5、><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b>　　設計題目</b></p><p>　　顎式破碎機是一種利用顎板往復擺動壓碎石料的設備。工作時，大塊石料從上面的進料口進入，而被破碎的小粒石料從下面的出料口排出。</p><p>　　圖1為一簡擺式顎式破碎機的結構示意圖。當與帶輪固聯(lián)的曲

6、柄1繞軸心O連續(xù)回轉時，在構件2、3、4的推動下，動顎板5繞固定點F往復擺動，與固定顎板6一起，將礦石壓碎。設計顎式破碎機的執(zhí)行機構和傳動系統(tǒng)。</p><p>　　圖1 簡擺式顎式破碎機</p><p><b>　　社計數據與要求</b></p><p>　　顎式破碎機設計數據如表1所示。</p><p>　　表1

7、顎式破碎機設計數據</p><p><b>　　三、設計提示</b></p><p>　　動顎板長度取為其工作長度的1.2倍.</p><p><b>　　設計任務</b></p><p>　　針對圖1和表1所示的顎式破碎機的執(zhí)行機構方案，依據設計數據和設計要求，繪制機構運動簡圖，并分析組成機構的基

8、本桿組；</p><p>　　因為動顎板長度取為其工作長度的1.2倍，動顎板的有效工作長度為200mm，所以動顎板長度200×1.2mm=240mm，CF=240mm，CB=84mm，BD=60mm，DE=84mm，AB’=240,OA=18mm，AD=AB=242mm</p><p>　　當OAB’在同一條直線上且曲柄轉過一周即在360°時，根據各桿件尺寸定出各轉動副

9、的位置，選定比例1:1，畫出各運動副和表示各桿件的線段，在原動件上標出表示運動方向的箭頭，即可得出機構運動簡圖。</p><p>　　分析組成機構的基本桿組</p><p>　　對于該機構，其自由度F=3n﹣2PL﹣PH,F=3×5－2×7=1.以曲柄為原動件，對機構進行機構分析，從遠離原動件開始拆桿組，基本桿組中運動副全為低副，則符合3n﹣2PL=0.將原動件1和機架

10、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.從遠離原動件的一端拆下構件5和構件4為一個Ⅱ級桿組，再拆下構件2和構件3為一個Ⅱ級桿組，最后剩下原動件1和機架6，由于拆出的最高級別的桿組為Ⅱ級桿組，所以該機構為Ⅱ級機構。機構運動簡圖和基本桿組圖見圖紙。</p><p>　　假設曲柄等速轉動，對機構進行運動分析，并畫出顎板的角位移和角速度的變化規(guī)律曲線圖；</p><p><b&

11、gt;　　對機構記性運動分析</b></p><p>　　已知曲柄轉速n=300r/min=5r/s，曲柄的角速度w1=2πn=2π×5r/s=31.4rad/s，所以A點的速度v=OA×w1=18×10﹣³×31.4m/s= 0.565m/s。方向垂直于曲柄。又因為曲柄等速轉動，所以A點的加速度大小和方向都等于它的法向加速度，aA=OA×w

12、1²=17.75m/s²。</p><p>　　對于連桿2的角速度w2和角加速度α2及B點和D點的速度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α3，α4，α5及C點的速度，vc和加速度ac,運用矢量方程圖解法來計算。</p><p>　　由運動合成原理可知，D點的速度： </p><p

13、><b>　　大小：</b></p><p><b>　　方向：</b></p><p>　　選取速度比例尺 ，由p點開始畫出速度多邊形，由速度多邊形得</p><p><b>　　B點的速度</b></p><p><b>　　大?。?lt;/b&

14、gt;</p><p><b>　　方向？</b></p><p><b>　　由速度多邊形得</b></p><p><b>　　C點的速度</b></p><p><b>　　大小：</b></p><p><b>　

15、　方向：</b></p><p><b>　　由速度多邊形得</b></p><p><b>　　D點的加速度</b></p><p><b>　　大?。?lt;/b></p><p><b>　　方向：</b></p><p&g

16、t;　　選取加速度比例尺 ，由p開始畫出加速度多邊形，由加速度多邊形得</p><p><b>　　B點的加速度</b></p><p><b>　　大小：</b></p><p><b>　　方向：</b></p><p><b>　　由加速度多

17、邊形得</b></p><p>　　畫出顎板角位移和角速度的變化規(guī)律曲線；</p><p><b>　　3.</b></p><p>　　在顎板擠壓石料過程中，假設擠壓壓強由零到最大線性增加，并設石料對顎板的壓強均勻分布在顎板有效工作面上，對機構進行動態(tài)靜力分析，分析曲柄所需的驅動力矩；（注：不考慮各處摩擦、構件重力和慣性力）；&l

18、t;/p><p>　　顎板擠壓石料過程中，擠壓壓強由零到最大線性增加，并且石料對顎板的壓強均勻分布在顎板有效工作面桑，當曲柄轉動到連桿2延長線上時，顎板受到的擠壓壓強最大，以此處為曲柄繞圖中轉動的七點。</p><p>　　設曲柄轉過的角度為θ，顎板受到的擠壓壓力為F，擠壓壓強為P，顎板有效工作面面積s，設曲柄轉過的角度為θ與顎板擠壓壓強P的關系為P=yθ＋x，當θ=0°時，P=20

19、0MPa，所以x=200，θ=180°時，P=0MPa，y=﹣1.11，所以P=﹣1.11θ＋200。當θ=360°時，P=200MPa，當θ=180°時，P=0MPa。所以x=﹣200，y=1.11，P=1.11θ﹣200因此該關系有兩個方程，即</p><p>　　P=﹣1.11θ＋200（0°≤θ≤180°）</p><p>　　P=

20、1.11θ﹣200（180°≤θ≤360°）</p><p>　　曲柄轉過的角度為θ與顎板擠壓壓強P的關系圖另附在圖紙上。所以顎板擠壓壓力F=P×S=200×100mm²×200MPs=4×10³KN，此時θ=90°，P=100MPa。</p><p><b>　　對機構進行靜力分析<

21、/b></p><p>　　由于不考慮各處摩擦、構件重力個慣性力，所以只需對機構進行靜力分析。按靜定條件講機構取分離體，首先取構件5為研究對象，它受到固定鉸鏈給它的反作用力 ， ，構件4給它的反作用力 ， ，和石料對它的擠壓力F，因為石料對顎板的壓強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初，并且垂直顎板，受力分析見圖紙。分別對C點和F點去矩：</p><p

22、>　　CB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點處已知各分力和合力的方向和一個分力的大小，用力多邊形解出其他力。選取力比例尺 ，根據已知條件畫出力多邊形，見圖紙。由力多邊形得</p><p>　　再分別對二力桿DE受力，OA桿受力，受力見圖析。在桿2上，受到 ， ， ，已知各力的方向和 和 ，對桿2進行力多邊形分析，見圖紙。由力多邊形得

23、：</p><p>　　曲柄所需的驅動力矩為</p><p><b>　　設計感言</b></p><p>　　在為期兩個星期的時間里，我翻閱了《機械設計》、《機械設計課程設計》等書，反復計算，設計方案，繪制草圖，當然，在這期間還是得到周圍同學的細心提點與耐心指導。</p><p>　　一個人在兩個星期內完成這次設計不可

24、謂不艱辛，然而，我卻從這兩個星期內學到了許多大一、大二都沒來得及好好學的關鍵內容，而且在實踐中運用，更是令我印象深刻，深切體會到機械這門課程并非以前所想象的那樣紙上談兵。所有理論、公式都是為實踐操作而誕生的。</p><p>　　慶幸自己終于認真獨立地做了一次全面的機械設計，真的，從中學到了很多很容易被忽視的問題、知識點，甚至還培養(yǎng)了自己的耐心細心用心的性格。一頁頁復習課本，一次次計算數據，一遍遍修改草圖，一遍遍

25、打印裝配圖，這些都是我從來未曾獨立做過的。確定破碎機傳動方案迫使我復習理論力學，選擇聯(lián)軸器又費了番功夫，我想，這對于畢業(yè)設計肯定有莫大的幫著。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1].機械設計第八版。西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室 編</p><p>　　[2].機械原理第七版。西北工業(yè)大學機械原理及機

26、械零件教研室 編著</p><p>　　[3].理論力學第七版。哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室 編</p><p>　　[4].材料力學第五版。劉鴻文主編</p><p>　　[5].機械設計手冊。成大先主編</p><p>　　[6].顎式破碎機。廖漢元等編著</p><p>　　[7].破碎與篩分機械手冊。唐敬麟主編