機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)--鉸鏈?zhǔn)筋€式破碎機(jī)

1、日錄、選擇方案、原動(dòng)機(jī)的選擇、傳動(dòng)比計(jì)算和分配三、機(jī)構(gòu)分析四、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)五、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置分析六、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度分析七、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)加速度分析八、靜力分析九、飛輪設(shè)計(jì)十、設(shè)計(jì)總結(jié)一、方案的選擇方案一：該方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單所以對(duì)各個(gè)構(gòu)件的強(qiáng)度要求較高，還有就是出料口太小，不利于出料。方案二：該方案和方案一類似結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，優(yōu)點(diǎn)是出料口每次碾壓后會(huì)變大， 這樣有利于出料，提高生產(chǎn)效率。方案三：該結(jié)構(gòu)相對(duì)前面兩種方案來(lái)說(shuō)復(fù)雜一點(diǎn)，多增加了幾根桿鏈，這使 得該結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)更加穩(wěn)定，同時(shí)對(duì)各桿的要求強(qiáng)度較前兩種要低。該 機(jī)構(gòu)也是每碾壓一次出料口變大，有利于出料。綜合以上三個(gè)方案，方案三最優(yōu)

2、，故選擇方案三。二、原動(dòng)機(jī)的選擇、傳動(dòng)比計(jì)算和分配2.1 原動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)有很多種類，一般用得最多的是交流異步電動(dòng)機(jī)。它價(jià)格低廉， 功率范圍寬，具有自調(diào)性，其機(jī)械特性能滿足大多數(shù)機(jī)械設(shè)備的需要。它的同步轉(zhuǎn)速有 3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min、600r/min等五種規(guī)格。在輸出同樣的功率時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高， 其尺寸和重量也越小，價(jià)格也越低廉。但當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度很低時(shí)， 若選用高速電動(dòng)機(jī)，勢(shì)必要增大減速裝置，反而可能會(huì)造成機(jī)械系統(tǒng) 總體成本的增加。由于該機(jī)構(gòu)曲柄轉(zhuǎn)速170r/min，故綜合考慮選擇Y132S1-2，轉(zhuǎn)速為 2900r/min。2.2

3、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 2900r/min,而曲柄轉(zhuǎn)速要求為170r/min,所以 要采取減速傳動(dòng)裝置。設(shè)計(jì)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如下：2.3傳動(dòng)比計(jì)算和分配（1）總傳動(dòng)比：i匹2900 17.06ni170（2） 分配各級(jí)傳動(dòng)比：齒輪傳動(dòng)比在2-6之間，不能太大，也不能 太小，故設(shè)置齒輪1和齒輪2傳動(dòng)比為i12 2.5，齒輪2和齒輪3的傳 動(dòng)比為i23 3，齒輪4和齒輪5的傳動(dòng)比為i45 2.27，這樣總傳動(dòng)比i i12 ?i23 ?i45，經(jīng)過(guò)減速傳動(dòng)后達(dá)到預(yù)期轉(zhuǎn)速。三、結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下： 該機(jī)構(gòu)為六桿鉸鏈?zhǔn)狡扑闄C(jī)可拆分為機(jī)架和主動(dòng)件 2,構(gòu)件3和構(gòu)件4組成阿蘇爾桿組，構(gòu)件 5和構(gòu)件

4、6組成阿蘇爾桿組。圖如下：四、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)4.1機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介顎式破碎機(jī)是一種用來(lái)破碎礦石的機(jī)械,如圖9-4所示.機(jī)器經(jīng)帶 傳動(dòng)（圖中未畫出）使曲柄2順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，然后通過(guò)機(jī)構(gòu)3,4,5使動(dòng) 顎板6作往復(fù)擺動(dòng)，當(dāng)動(dòng)顎板6向左擺向固定于機(jī)架1上的定顎板7 時(shí)，礦石即被軋碎；當(dāng)動(dòng)顎班板6向右擺離定顎板7時(shí)，被軋碎的礦 石即落下.由于機(jī)器在工作過(guò)程中載荷變化很大，將影響曲柄和電機(jī)的 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，為了減少主軸速度的波動(dòng)和電動(dòng)機(jī)的容量，在曲柄軸02的 兩端各裝一個(gè)大小和重量完全相同的飛輪，其中一個(gè)兼作帶輪用。4.2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析符號(hào)n2Lo2Al 1l 2h1h2l ABLo4Bl

5、bcl O6C單位r/mi nmm數(shù)據(jù)170100100094085010001250100011501960連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確疋L06DGJs3GJS4GJs5GJs6mmNkg?mNkg?m2Nkg?2 mNkg?m2600500025.520009200099000500.15五、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置分析（1）曲柄在如圖（一）位置時(shí)，構(gòu)件 2和3成一直線時(shí)，B點(diǎn) 處于最低點(diǎn)，L=AB+AO2=1.25+0.1 = 1.35=1350mm 以 02 為圓心，以 100mm為半徑畫圓，以 04為圓心，以1000mm為半徑畫圓，通過(guò)圓 心02在兩弧上量取1350mm,從而確定出此

6、位置連桿 3和曲柄2的 位置。再以06為圓心，以1960mm為半徑畫圓，在圓 06和04的圓 弧上量取1150mm從而確定出B點(diǎn)和C點(diǎn)的位置。圖（一）（2）曲柄在如圖（二）位置時(shí)，在圖（一）位置基礎(chǔ)上順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)1500。 以02為圓心，以100mm為半徑畫圓，則找到 A點(diǎn)。再分別以A和 04為圓心，以1250mm和1000mm為半徑畫圓，兩圓的下方的交點(diǎn) 則為B點(diǎn)。再分別以B和06為圓心，以1150mmm和1960mm為半 徑畫圓，兩圓的下方的交點(diǎn)則為 C點(diǎn)，再連接AB、04B、BC和06C。 此機(jī)構(gòu)各桿件位置確定。圖（二）（3）曲柄在如圖（三）位置時(shí)，在圖（一）位置基礎(chǔ)上順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180過(guò)A

7、點(diǎn)到圓04的弧上量取1250mm，確定出B點(diǎn)，從B點(diǎn)到圓弧06上量取1150mm 長(zhǎng)，確定出C，此機(jī)構(gòu)各位置確定。圖（三）六、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度分析 如圖（二）：3 2= n/30=3.14X170/30=17.8rad/sV B =VA + V BAXAQ 2 X丄C4B丄AO丄ABVA= AC2=0.1 X17.8=1.78m/s根據(jù)速度多邊形，按比例尺卩=0.025（m/S）/mm,在圖1中量取VB和VBa的長(zhǎng)度數(shù)值：貝U Vba=23.87X 卩=0.597m/sV b=60.4X p, =1.511m/sVC =VB +VCBXV X丄C6C丄C4B丄BC根據(jù)速度多邊形，按比例尺p =0

8、.025（m/S）/mm,在圖2中量取 V 和Vb的長(zhǎng)度數(shù)值：VC=16.41Xp =0.410m/sVCB=57.92Xp =1.448m/s七、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)加速度分析如圖（二）32=17.8rad/sntna B=a B04 + a B04 = a A+ a BA + atAB/ BO4丄 BO / AQ / BA丄ABaA= AO2 x3 22 =31.7m/s 2VV Xa BA= VBA X V BA/ BA =0.3m/s2anB04= VB X VB/BO4=2.56 m/s2根據(jù)加速度多邊形圖3按比例尺卩=0.5(m/s 2)/mm 量取ta B04atAB和a b值的大小:a B

9、04 =40.57 Xp=20.3 m/s 2ta ab=67.4，x2=33.9m/s 22a B=40.82 xp =20.41 m/s 2co o6C=WO6C=0.43/1.96=0.22rad/sn 2 2ac=3 O6CX GbC=0.22 x 1.96=0.1 m/s3 bc= VcBC=1.45/1.15=1.3rad/s anCB= 3 2BCx BC=1.3x 1.15=1.83 m/sn t t naC= a O6c+ a O6C= a B+ a CB+a CB/O6C 丄 O6C丄CB/CB根據(jù)加速度多邊形按圖4按比例尺卩=0.5(m/s 2)/mm量取ac、a O6C

10、n a cb 數(shù)值:aC=12.11 xp =6.055m/sa cb=38.31 Xp, =19.155m/s八、靜力分析對(duì)桿 6FI6 = m6ac= 9000 X 6.055/9.8=5561NMI6 =Js6a 6=Js6a 06(/L 6=50X 6.055/1.96=154N.mHp6=MI6/FI6=154/5561=0.03m在曲柄中量出2角度為2400則Q/85000=60/240得Q=21250N刀 MC=0-R76X L6+ F i6 X 0.92-G 6X 0.094-Q DC=0Rt76=(-5561X 0.92+9000 X 0.094+21250 X 1.36)/

11、1.96=12566N對(duì)桿 5Fi5=m5aBC=2000X 19.155/9.8=3909NMk=Js5a bC=9X 19.155/1.15=150N mHp5=Mi5/Fi5=150/1909=0.038m刀 MC=0R345X L5+G5X 0.6-F i5X 0.497=0Rt345=(-2000 X 0.6+3909 X 0.497)/1.15=645.9N對(duì)桿 4Fi4=m4aB=2000X 20.41/9.8=4165NMl4=Js4a 4=9X 20.41/1=183.7N mHp4=Mi4/Fi4=183.7/4165=0.044m刀 MB=0R74X L4+GX 0.49

12、-F 14 X 0.406=0Rt74=(-2000 X 0.5+4165 X 0.406)/1=691N對(duì)桿 3FI3=m3aA=5000X 33.9/9.8=17296NMk=Js3a 3=25.5 X 33.9/1.25=692N mHp3=MI3/FI3 =692/17296=0.04m刀 MB=0R23X L3G3X 0.064-F I3X 0.77=0Rt23=(-17296 X 0.77 5000X 0.064)/1.25= 10910.34N九、飛輪設(shè)計(jì)已知機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的速度，不均勻系數(shù) ，由靜力分析得的平衡力矩 My， 具有定傳動(dòng)比的構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， 電動(dòng)機(jī)曲柄的轉(zhuǎn)速 n0 ，驅(qū)

13、動(dòng)力矩為 常數(shù)，曲柄各位置處的平衡力矩。要求：用慣性力法確定裝在軸02上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF。步驟：1)列表：在動(dòng)態(tài)靜力分析中求得的各機(jī)構(gòu)位置的平衡力矩My以力矩比例尺 m( N gm / mm) 和角度比例尺 (1/ mm) 繪制一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的動(dòng) 態(tài)等功陰力矩 MC Mc*( ) 線圖，對(duì) Mc*( ) 用圖解積分法求出一個(gè)運(yùn)動(dòng) 循環(huán)中的陰力功 AC* 線圖。2)繪制驅(qū)動(dòng)力矩Ma作的驅(qū)動(dòng)功Aa Aa()線圖，因M a為常數(shù)，且一 個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中驅(qū)動(dòng)力、功等于陰力功，故得一個(gè)循環(huán)中的Ac Ac()線 圖的始末點(diǎn)以直線相聯(lián)，即為Aa Aa()線圖。3)求最大動(dòng)態(tài)剩余功A，將Aa從)與A AC()兩線

14、圖相減，既 得一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的動(dòng)態(tài)剩余功線圖 A A()。該線圖縱坐標(biāo)最高點(diǎn) 與最低點(diǎn)的距離，即表示最大動(dòng)態(tài)剩余功A:My12358912N m140164440001694-214-744-1265通過(guò)圖解法積分法，求得，M=611.8 N m,圖中卩 m =0.026L/mm口 Mm =50N/mm卩 A= p, m X p, M X H= 50N m/mm所以A = p a X A測(cè)=52 X 85=4420 N m22Je=J s3 X ( 3 3/ 3 2 ) +m 3 X(V s3 / 3 1 ) +J s4 X2 2 2(3 4/ 3 2) +m 4 X (v s4 / 3 2)

15、 +J s5 X ( 3 5/ 3 2) +m 5 X2 2 2(v s5/ 3 2) +J s6 X ( 3 6/ 3 2) +m 6 X (v s6/ 3 2)=0.019+4.05+0.064+0.353+0.045+0442+0.0072 +0.13=5.56KgmJF =900 3 max / n2n2 8 卜 J e=900 X 4420/3.142 X170 2 X0.15-5.56=86.44Kgm2十、設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)， 使我更加了解和掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和步 驟。對(duì)機(jī)械原理這門課的知識(shí)印象更加深刻， 加強(qiáng)了對(duì)機(jī)械原理的知 識(shí)的應(yīng)用。 通過(guò)研究設(shè)計(jì)這鉸鏈?zhǔn)筋€式破碎機(jī)， 使我對(duì)連桿設(shè)計(jì)有了 進(jìn)一步了解。由于是第一次做課程設(shè)計(jì)， 剛開(kāi)始都不知道從何做起， 通過(guò)看書 一點(diǎn)一點(diǎn)研究， 終于開(kāi)始按照步驟一點(diǎn)一點(diǎn)開(kāi)始做了。 其中確實(shí)遇到 很多問(wèn)題，通