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1、- - 1 - - 河南理工大学机械原理课程设计 -鄂式碎石机 专业： 班级： 姓名： 学号： - - 2 - - 目录 一 机构简介与设计数据3 二 图 解 法 连 杆 机 构 运 动 分 析 及 动 态 静 力 分 析6 三 总结 15 - - 3 - - 四 参考文献 16 颚式破碎机 一、机构简介与设计数据一、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
2、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 - - 4 - - 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。 图 1.1 六杆铰链式破碎机 图 1.2 工艺阻力 （2）设计数据 - - 5 - - 设计内容 连杆机构的远动分析 符号 n2 Lo2AL1L2h1h2lABlO4BLBCLo6c 单位 r/min mm 数据170100100094085010001250100011501960 连杆机构远动的动态静力分析 飞轮转动惯量 的确定 IO6DG3JS3G4JS4G5JS5G6JS6
3、mm NKg m2NKg m2NKg m2NKg m2 600500025.520009200099000500.15 (3) 设计内容 连杆机构的运动分析 在 2#图纸上作 6 曲柄在 5 位置 （如图 1.3） 时的 机构运动简图，以及此位置时机构的速度和加速度多 边形。 连杆机构的动态静力分析 确定机构在 5 位置时的各运动副反作用力及需 加在曲柄上的平衡力矩。 - - 6 - - 图图 1.3 曲柄位置图曲柄位置图 二、图解法连杆机构运动分析及动态静力分析二、图解法连杆机构运动分析及动态静力分析 （一）机构运动简图 曲柄在 1 位置时， 构件 4 在最低位置， 以O2为圆心， 以 13
4、50mm 为半径画圆，以O4为圆心，以 1000mm 为半 径画圆，交于 B 点，连接 O2，B。以O2为圆心，100mm 为半径画圆，交 O2B 于点 A，此时 A 点的位置便是 1 位置，顺时针旋转 120便得到 5 位置，再通过给定 的数据确定其余构件的位置，做出机构运动简图 1.4。 - - 7 - - 1.4 机构运动简图机构运动简图 （二）连杆机构速度分析 1 速度分析速度分析 （1）B 点速度分析 n=170r/min=17/6 r/s VA=2LO2A=17.8X0.1=1.78m/s V VB = V VA + V VBA 大小：？ 1.78 ？ 方向：O4B AO2 AB
5、- - 8 - - 作出 B 点速度多边形 图图 1.5 B 点速度分析点速度分析 根据速度多边形,按比例尺=0.059(m/S)/mm,在图 1.5 中量取 VB和 VBA的长度数值: 则 VB=26.9=1.59m/s VBA=19=1.12m/s （2）C 点速度分析 V VC C = V VB B + V VCBCB 大小：？ 1.43 ？ 方向：O6C O4B BC 作出 C 点速度多边形 - - 9 - - 图图 1.6 C 点速度分析点速度分析 根据速度多边形, 按比例尺=0.059(m/S)/mm,在图 1.6 中量取 VC 和 VCB的长度数值: VC=7.6=0.45m/s
6、 VCB=25.9=1.53m/s （三）连杆机构加速度分析： aA= AO2 22 22 =31.7m/s2 anB = VB B 2/BO4 =2.53 m/s2 anBA= VBA BA2/ BA =1.0m/s2 a a B B= a anB nB + a + atB tB = a aA A + a + anBA nBA + a + atBA tBA 方向： 2.53 ？ 31.7 1 ？ - - 10 - - 大小： /BO4 BO4 /AO2 /BA AB 作出加速度多边形 图图 1.7 加速度多边形加速度多边形 根据加速度多边形图按比例尺=0.317(m/s2)/mm 量 取 a
7、 atB04 tB04 a atBA tBA和 a a B B 值的大小： a atB tB =49=15.53 m/s2 a atBAtBA =71 =22.51m/s2 a a B B=50 =15.85 m/s2 a anC nC = =V2c/CO6= =0.10m/s2 a an CB n CB= =V2CB/CB= =2.04m/s2 a aC C = a anC nC + a atC tC = a aB B + a an CBn CB + a at CBt CB - - 11 - - 大小： X X 方向：/O6C O6C CB /CB 在图 1.7 中作出加速度多边形， 根据加
8、速度多边 形按比例尺=0.317(m/s2)/mm 量取 aC、atC和 at CB 数值： aC = 32.8 = 10.40m/s2 atC = 32.7 = 10.37m/s2 at CB= 49.8 = 15.79m/s2 （四）连杆机构各运动副反作用力分析： 对各受力杆件列力平衡方程和力矩平衡方程： 杆 6 Fi6=-m6as6=-G6/gs6=-4774.4N Mi6=-Js6a6=-Js6atc/CO6=-264.5N.m hi6=Mi6/Fi6=55.4mm 杆 5 Fi5=-m5as5=-2199.6N Mi5=-Js5a5=-123.6N.m hi5=Mi5/Fi5=56.
9、2mm 杆 4 Fi4=-m4as4=-1617.3N Mi4=-Js4a4=-139.8N.m Hi4=Mi4/Fi4=86.4mm 杆 3 Fi3=-m3as3=-11418.5N Mi3=-Js3a3=-459.2N.m - - 12 - - Hi3=Mi3/Fi3=40.2mm 将整个机构拆分为 3、4,5、6 两个级杆组，并对其 进行受力分析： 图 1.7 5、6 杆组受力分析图 1.7 5、6 杆组受力分析 - - 13 - - 图 1.8 3、4 杆组受力分析图 1.8 3、4 杆组受力分析 在图 1.7 和 1.8 中分别量出 h1=3mm,h2=51mm,h3=28mm,h4
10、=14.5mm h5=21mm,h6=25mm,h7=24mm,h8=3mm 对构件 6，由MC=0 得： G6h1+FQCD+Rt16CO6-Fi6h2=0 Rt16=209107.8N 对构件 5，由MC=0 得： G5h3+Rt45BC-Fi5h4=0 Rt45=419.2N - - 14 - - 对构件 3，由MB=0 得： G3h8-Rt23AB+Fi3h7=0 Rt23=4624.7N 对构件 4，由MB=0 得： G4h6-Rt14BO4-Fi4h5=0 Rt14=320.7N 根据杆组 5、6 的平衡得： F F=R Rn16+R Rt16+F FQ+F Fi6+G G6+G
11、G5+F Fi5+R Rt45+R Rn45=0 作出力的多边形： 图图 1.9 杆组杆组 5、6 力的多边形力的多边形 图中连接 bj,gj，则 jbjb 和 gjgj 分别代表总反力R R16和 R R45，根据=2200N/mm 的比例量取图中 bj 和 gj 的长 度可得： R R16=94=206800N R R45=220=484000N 又由构件 6 的平衡条件F F= R R16+F FQ+F Fi6+G G6+R R56=0， 知 矢 量 ejej 代 表 反 力 R R56， 大 小 为 R56=221.3 =486860N - - 15 - - 根据杆组 3、4 的平衡得
12、： F F=R Rn23+R Rt23+F Fi3+G G3+G G4+F Fi4+R Rt14+R Rn14=0 作出力的多边形： 图图 1.10 杆组杆组 3、4 力的多边形力的多边形 图中连接 rl,rp，则 rlrl 和 rprp 分别代表总反力R R23和 R R14，根据=100N/mm 的比例量取图中 bj 和 gj 的长 度可得： R R23=59=5900N R R14=48.8=4880N 又由构件 3 的平衡条件F F= R R23+F Fi3+G G3+R R45=0，知 - - 16 - - 矢量mrmr代表反力R R23，其大小为R23=55=5500N （五）需要
13、加在曲柄上的平衡力矩 对构件 2 受力分析， 图图 1.11 杆杆 2 受力分析受力分析 知构件 2 受两个力R R32与R R12， 已经求得R R23， 则R R32=- R R23 ， 又由构件 2 力的平衡知，R R12与R R32大小相等方 向相反，这两个力构成一个力矩： M=R32h=55003.25=88000Nm 三、总结三、总结 经过本次课程设计，我初步了解掌握了机械原理课 程设计的方法和步骤。通过对颚式破碎机运动、速度 - - 17 - - 及工作简图的设计让我们进一步掌握了机械原理 ， 加深了对各知识点的理解和运用。 这次设计我本着认真.准确的原则， 使我增强了自信 心，
14、也为我将来工作打下良好基础。本次设计使我们 在实践、理论方面都有了很大的提高，也为机械设计 的课程做了充分的准备。本次设计的不是很完美，但 我坚信以后我将做得更好。在设计我真正懂得搞设计 的艰难，激励我以后更加的努力学习相关知识。 同时也谢谢张姗老师给的这次设计机会以及在本次设 计中给予的指导，同时对在本次设计中给予帮助的同 学在此表示感谢 四、参考文献四、参考文献 （一）郑文纬、吴克坚机械原理第七版，高等教 育出版社 1997.7 （二）姜琪主编，机械运动方案及结构设计机械 原理课程设计题例及指导，北京：高等教育出版社， 1991 （三）唐锡宽、金德闻编，机械动力学，北京：高等 教育出版社，1983
