浙江工業(yè)大學(xué)顎式破碎機(jī)大作業(yè)41頁

1、機(jī)械原理大作業(yè)1：題目：顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析 班級： 姓名： 學(xué)號： 教師： 所用軟件：Adams、Solidworks、Auto CAD 主要步驟：1、 機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算；2、 桿組分析；3、 Solidworks建模；4、 Admas建模；5、 仿真；6、 C點(diǎn)速度、加速度分析；7、 阻力矩分析；8、 檢驗(yàn)： C點(diǎn)速度及加速度檢驗(yàn)； 阻力矩檢驗(yàn)；9、 飛輪設(shè)計(jì)： 飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算； 飛輪尺寸設(shè)計(jì)；1.機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算：F=5*3-2*7=1 2.桿組分析：拆桿組得 3.用Solidworks根據(jù)顎式破碎機(jī)的所給數(shù)據(jù)，對處于工作行程極限位置1時(shí)的顎式破碎機(jī)進(jìn)行簡單建模，確定各點(diǎn)的精確坐標(biāo)，

2、用于輔助Adams的模型構(gòu)建，簡單模型如下：單位：mmO2（0，0）；A（0.24，-100）；B（3.25，-1350）；O4（940，-1000）；C（-1120.63，-1106.28）；O6（-1000，850）；D（-1036.93，251.14）其中：DFO6C，DE為一水平線，用于輔助Adams的載荷附加。4.用Adams根據(jù)Solidworks所得數(shù)據(jù)構(gòu)建顎式破碎機(jī)模型如下：此時(shí)對應(yīng)于工作行程極限位置1。給予各構(gòu)件相應(yīng)的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量：給予顎式破碎機(jī)原動件驅(qū)動： （順時(shí)針旋轉(zhuǎn)）角速度：1020/s=170r/min隨后根據(jù)題目要求在桿6上添加載荷， （step函數(shù)）step(t

3、ime,0,0,0.1823529412,85000)+step(time,0.1823529412,0,0.1823529413,-85000)+step(time,0,0,0.3529411765,0)5.進(jìn)行仿真操作：根據(jù)計(jì)算：運(yùn)動周期T=2/=0.353s所以取終止時(shí)間為0.36，步長為0.01： 點(diǎn)擊綠色按鈕，進(jìn)行仿真，原動件順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)一周。6.C點(diǎn)的速度、加速度分析：按F8進(jìn)入Adams/PostProcessor進(jìn)行分析，得C點(diǎn)的位移圖像：C點(diǎn)位移（m）找到桿6對應(yīng)的角速度和角加速度。桿6作定軸轉(zhuǎn)動，O6C角速度（rad/s） 由Vc=6O6C得C點(diǎn)速度圖像C點(diǎn)速度（m/s）（藍(lán)

4、色X方向，粉色Y方向）下同 O6C角加速度（rad/s2） 由ac=6O6C得C點(diǎn)加速度圖像C點(diǎn)加速度（m/s2）7.阻力矩圖： 由Admas/Postprocessor分析得到原動件處的動態(tài)等功阻力矩圖形：單位：Nm 其中0.1s對應(yīng)102，0.2s對應(yīng)204，0.3s對應(yīng)306 8.檢驗(yàn)：檢驗(yàn)C點(diǎn)速度及加速度：用CAD建模：（solidworks輔助找點(diǎn)）取與位置1夾角90時(shí)的位置分析速度、加速度：90對應(yīng)的時(shí)間為0.0882s，取0.088sAdams分析獲得的數(shù)據(jù)：Vc=由計(jì)算可得Vc=0.669m/s，誤差為0.179%Adams分析獲得的數(shù)據(jù)：ac=由計(jì)算得ac=6.465m/s2

5、，誤差為0.103 %取與位置1夾角135時(shí)的位置分析速度、加速度：135對應(yīng)時(shí)間為0.132s，取0.132sAdams分析獲得的數(shù)據(jù)：Vc=由計(jì)算可得Vc=0.314m/s，誤差為0.146%Adams分析獲得的數(shù)據(jù)：ac=由計(jì)算得ac=8.091m/s2，誤差為0.222%由于以上兩組手算數(shù)據(jù)與Adams分析所得數(shù)據(jù)之間的誤差均小于5%，故Adams對該顎式破碎機(jī)的速度分析結(jié)果正確！得C點(diǎn)的位移、速度、加速度曲線如下：C點(diǎn)位移（m）C點(diǎn)速度（m/s）（藍(lán)色X方向，粉色Y方向）下同C點(diǎn)加速度（m/s2）檢驗(yàn)阻力矩：由Adamas/Postprocessor分析可得各桿的加速度和角加速度圖像

6、：桿2質(zhì)心加速度（m/s2）桿3質(zhì)心加速度（m/s2）桿3質(zhì)心角加速度（rad/s2）桿4質(zhì)心加速度（m/s2）桿4質(zhì)心角加速度（rad/s2）桿5質(zhì)心加速度（m/s2）桿5質(zhì)心角加速度（rad/s2）桿6質(zhì)心加速度（m/s2）桿6質(zhì)心角加速度（rad/s2）根據(jù)Adams的速度數(shù)據(jù)，計(jì)算各構(gòu)件慣性力和慣性力距：已知G3=5000N； G4=2000N； G5=2000N； G6=9000NJs3=25.5kgm2； Js4=9kgm2；Js5=9kgm2；Js6=50kgm2由Admas得各桿件質(zhì)心加速度和角加速度：桿件3加速度：角加速度：桿件4加速度：角加速度：桿件5加速度：角加速度：桿件

7、6加速度：角加速度：各桿慣性力、慣性力矩以及合成的總慣性力分析：各桿的靜力分析：（CAD作圖；Solidworks輔助作圖）90時(shí)：根據(jù)圖形列出力平衡方程和力矩平衡方程：桿6：Fry+F46x-F06x=m6a6x F06y-Fry-F46y+G6=m6a6y 對0取矩：F46xl6x+0.5G6l6x+F46yl6y+0.306Frxl6y=J66 FI6=-2938.315N FIx6=-2934.550N FIy6=148.867N =arctan（FIx/FIy） MI6=-163.135Nm F06x+Fr*cos（4.96）+F46x-FI6*cos（4.96-）=0 F06x+F

8、r*sin（4.96）+FI6*sin（4.96-）+F46y-G6=0Fr*1.36+0.5l6*G6*sin（4.96）+F46x*l6*cos（4.96）=MI6+F46y*l6*sin（4.96）桿5：F05x-F5x=m5a5x F05y-F5y+G5=m5a5y對B取矩：F05xl5x-0.5G5l5x-F05yl5y=J55 FI5=-398.817N FIx5=-378.307N FIy5=126.266N =arctan（FIx/FIy） MI5=-19.083Nm F05x-F5x-F4x-FI5*cos（）=0 F05y-F4y-F5y+FI5*sin（）-G5=0 0.

9、5FI5*l5*sin（14.37+）+（F5x+F4x）*l5*sin（14.37）+MI5-（F5y+F4y+0.5G5）*l5*cos（14.37）=0桿4：F4x-F64x=m4a4x F64y-F4y+G4=m4a4y 對B點(diǎn)取矩：F64xl4y+0.5G4l4x-F64yl4x=J44 FI4=-1042.675N FIx4=-1030.430N FIy4=159.347N =arctan（FIx/FIy） MI4=9.755Nm F4x-F64x-FI4cos（7.27-）=0 F4y-F64y+FI4sin（7.27-）-G5=00.5FI5*l4*sin（-7.27）-MI4

10、-F64y*l4*cos（7.27）-F56x*l4*sin（7.27）-0.5G5*l4*cos（7.27）=0桿3：-F23x-F3x=m3a3x F23y-F3y+G3=m3a3y 對B點(diǎn)取矩：F23xl3x+0.5G3l3x-F23yl3y=J33 FI3=-9034.233N FIx=-9030.47N FIy=262.398N =arctan（FIx/FIy） MI3=571.634Nm F23x+F3x-FI3*cos（3.27+）=0 F23y+F3y-G3+FI3*sin（3.27+）=00.5FI3*l3*cos（3.27）+0.5G3*l3*sin（3.27）-MI3-F

11、3y*l3*sin（3.27）-F3x*l3*cos（3.27）=0桿2：F02x-F32x=0 F02y-F32y=0通過列矩陣求解解得F02y=1446.359N，Mb=F02y*l2=144.636Nm由Admas得Mb=誤差為：2.962%135時(shí)：桿6：Fry+F46x-F06x=m6a6x F06y-Fry-F46y+G6=m6a6y 對0取矩：F46xl6x+0.5G6l6x+F46yl6y+0.306Frxl6y=J66 FI6=-3723.519N FIx6=-3707.907N FIy6=340.439N =arctan（FIx/FIy） MI6=-206.860Nm F0

12、6x+Fr*cos（5.60）+F46x-FI6*cos（5.60-）=0 F06x+Fr*sin（5.60）+FI6*sin（5.60-）+F46y-G6=0Fr*1.36+0.5l6*G6*sin（5.60）+F46x*l6*cos（5.60）=MI6+F46y*l6*sin（5.60）桿5：F05x-F5x=m5a5x F05y-F5y+G5=m5a5y對B取矩：F05xl5x-0.5G5l5x-F05yl5y=J55 FI5=-2198.657N FIx5=-552.593N FIy5=2128.085N =arctan（FIx/FIy） MI5=-193.398Nm F05x-F5x

13、-F4x-FI5*cos（）=0 F05y-F4y-F5y+FI5*sin（）-G5=0 0.5FI5*l5*sin（9.08+）+（F5x+F4x）*l5*sin（9.08）+MI5-（F5y+F4y+0.5G5）*l5*cos（9.08）=0桿4：F4x-F64x=m4a4x F64y-F4y+G4=m4a4y 對B點(diǎn)取矩：F64xl4y+0.5G4l4x-F64yl4x=J44 FI4=-2598.352N FIx4=-1376.574N FIy4=2203.739N =arctan（FIx/FIy） MI4=158.469Nm F4x-F64x-FI4cos（3.91-）=0 F4y-

14、F64y+FI4sin（3.91-）-G5=00.5FI5*l4*sin（-3.91）-MI4-F64y*l4*cos（3.91）-F56x*l4*sin（3.91）-0.5G5*l4*cos（3.91）=0桿3：-F23x-F3x=m3a3x F23y-F3y+G3=m3a3y 對B點(diǎn)取矩：F23xl3x+0.5G3l3x-F23yl3y=J33 FI3=-13107.549N FIx=-7147.703N FIy=10987.192N =arctan（FIx/FIy） MI3=349.944Nm F23x+F3x-FI3*cos（1.24+）=0 F23y+F3y-G3+FI3*sin（1

15、.24+）=00.5FI3*l3*cos（1.24）+0.5G3*l3*sin（1.24）-MI3-F3y*l3*sin（1.24）-F3x*l3*cos（1.24）=0桿2：F02x-F32x=0 F02y-F32y=0同理解得F02y=16263.565N，Mb=F02y*l2=1626.357Nm由Admas得Mb=誤差為：2.980%由于以上兩組手算數(shù)據(jù)與Adams分析所得數(shù)據(jù)之間的誤差均小于5%，故Adams對該顎式破碎機(jī)的速度分析結(jié)果正確！得顎式破碎機(jī)平衡力矩曲線如下：9.飛輪設(shè)計(jì)：飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算根據(jù)Adams所得數(shù)據(jù)填寫下表：位置0510152025303540Mb（Nm）5

16、34.3680.4831.61039.21166.81364.11455.61499.31523.6位置455055606570758085Mb（Nm）1548.31484.11394.81271.61080.4831.0605.3355.6136.9位置9095100105110115120125130Mb（Nm）-145.0-365.1-648.7-900.3-1150.0-1280.4-1402.7-1501.4-1587.8位置135140145150155160165170175Mb（Nm）-1637.3-1607.9-1596.1-1584.3-1502.6-1413.5-1295

17、.7-1183.6-1062.2位置180185190195200205210215220Mb（Nm）-914.2-799.0-666.8-565.2-433.9-324.0-262.5-167.7-99.7位置225230235240245250255260265Mb（Nm）-55.6-24.917.533.330.127.824.00.2-15.2位置270275280285290295300305310Mb（Nm）-39.8-73.4-128.5-204.5-270.1-313.2-337.9-352.4-359.1位置315320325330335340345350355Mb（Nm）-362.1-322.0-285.7-227.5-144.8-55.381.0227.4351.9位置360Mb（Nm）534.3根據(jù)表格數(shù)據(jù)作出圖，并根據(jù)圖線做出驅(qū)動力矩圖線：從而用數(shù)格數(shù)的方法做出一個(gè)運(yùn)動周期內(nèi)的盈虧功圖線由圖線可得最大盈虧功Wmax=2107Nm最后由公式JF=900*2107/2/1702/0.15=44.32kgm2由于破碎機(jī)曲柄兩端各裝一樣大