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1、机械原理课程设计1机械原理课程设计机械原理课程设计说明书说明书课程设计题目课程设计题目: : 破碎机的设计破碎机的设计 课程设计完成内容课程设计完成内容: :设计说明书一份设计说明书一份(主要包括:运动方案设计、方案的决策与尺度综合、必要的机构运动分析和相关的机构运动简图)发题日期发题日期: : 20132013 年年 6 6 月月 2727 日日完成日期完成日期: : 20132013 年年 7 7 月月 1212 日日机械原理课程设计2目录目录前言第 1 章 设计题目-破碎机 -51.1 方案一 -51.2 方案二 -61.3 方案三 -8第 2 章 第二章设计方案的拟定-112.1 设计
2、条件和要求-112.2 原始数据即设计要求-112.3.设计任务-122.4 结构造型-122.5.机械系统运动方案的拟定与比较-132.6 所选机构的运动分析与设计-14参考文献 -16心得体会 -17机械原理课程设计3前言破碎机械是对固体物料施加机械力，克服物料的内聚力，使之碎裂成小块物料的设备。破碎机械所施加的机械力，可以挤压力、劈裂力、弯曲力、剪切力、冲击力等，在一般机械中大多是两种或两种以上机械力的综合。对于坚硬的物料，适宜采用产生弯曲和劈裂作用的破碎机械；对于脆性和塑性的物料，适宜采用产生冲击和劈裂作用的机械；对于粘性和韧性的物料，适宜采用产生挤压和碾磨作用的机械。在矿山工程和建设
3、上，破碎机械多用来破碎爆破开采所得的天然石料，使这成为规定尺寸的矿石或碎石。在硅酸盐工业中，固体原料、燃料和半成品需要经过各种破碎加工，使其粒度达到各道工序所要求的以便进一步加工操作。通常的破碎过程，有粗碎、中碎、细碎三种，其入料粒度和出料粒度，如表一所示。所采用的破碎机械相应地有粗碎机、中碎机、细碎机三种。表一表一 物料粗碎、中碎、细碎的划分（物料粗碎、中碎、细碎的划分（mm）类别入料粒度出料粒度粗碎中碎细碎30090010035050 10010035020100515工业上常用物料破碎前的平均粒度 D 与民破碎后的平均粒度 d机械原理课程设计4之比来衡量破碎过程中物料尺寸变化情况，比值
4、i 称为破碎比（即平均破碎比）dDi 为了简易地表示物料破碎程度和各种破碎机的方根性能，也可用破碎机的最大进料口尺寸与最大出料口尺寸之比来作为破碎比，称为公称破碎比。在实际破碎加工时，装入破碎机的最大物料尺寸，一般总是小于容许的最大限度进料口尺寸，所以，平均破碎比只相当于公称破碎比的 0.70.9。每各破碎机的破碎比有一定限度，破碎机械的破碎比一般是i=330。如果物料破碎的加工要求超过一种破碎机的破碎比，则必须采用两台或多台破碎机械串连加工，称为多级破碎。多级破碎0i时，原料尺寸与最终成品尺寸之比，称总破碎比，如果各级破碎的破碎比各是 ，。则总破碎1i2ini比是=0i1i2ini由于破碎机
5、构造和作用的不同，实际选用时，还应根据具体情况考虑下列因素；物料的物理性质，如易碎性、粘性、水分泥沙含量和最大给料尺寸等；机械原理课程设计5成品的总生产量和级配要求、据以选择破碎机类型和生产能力；技术经济指标，做到既合乎质量、数量的要求、操作方便、工作可靠，又最大限度节省费用。从矿山开采出来的矿石称为百年原矿。原矿是由矿物与脉石组成的，露天矿井开采出来的原矿其最大粒度一般在 2001300mm 之间，地下矿开采出来的原矿最大粒度一般在 200600mm 之间，这些原矿不能直接在工业中应用，必须经过破碎和磨矿作业，使其粒度达到规定的要求、破碎是指将块状矿石变成粒度大于 15mm 产品的作业，小于
6、 1mm 粒度的产品是通过磨碎作业完成的。机械原理课程设计6第一章 设计题目-破碎机1.1设计方案一图 2.1.11.定鄂 2.心轴 3.偏心轴 4.平地接触凸轮 5.动鄂 6.推力板 7 弹簧1.1.11.1.1 工作原理工作原理：电动机驱动皮带和皮带轮，通过偏心轴转动平平地接触凸轮使动颚上下运动，当动颚上升时肘板与动颚间夹角变大，从而推动动颚板向固定颚板接近，与其同时物料被压碎或劈碎，达到破碎的目的；当动颚下行时，肘板与动颚夹角变小，动颚板在拉杆，弹簧的作用下，离开固定颚板，此时已破碎物料从破碎腔下口排出。颚式破碎机的工作部分是两块颚板，一是固定颚板（定颚） ，垂直（或上端略外倾）固定在机
7、体前壁上，另一是活动颚板（动颚） ，位置倾机械原理课程设计7斜，与固定颚板形成上大小的破碎腔（工作腔） 。活动颚板对着固定颚板作周期性的往复运动，时而分开 ，时而靠近。分开时，物料进入破碎腔，成品从下部卸出；靠近时，使装在两块颚板之间的到挤压、弯折和劈裂作用而破碎。1.1.2.1.1.2.鄂式破碎机的结构：鄂式破碎机的结构：如图 1.1.1 所示，方案一由平底接触凸轮，定鄂，动鄂，心轴，偏心轴，弹簧，推力板机架（图上未标注）组成的。其中原动件是平地接触凸轮。平地接触凸轮按顺时针栓转运动，平地接触凸轮的从动件有两个矩形机架固定在几是稳定凸轮从动件的运动。弹簧的作用是使凸轮向上运动，保证凸轮旋转运
8、动。1.1.3 方案一的优缺点：1.1.3.1 优点凸轮机构有点是可实现高速化，结构紧奏，可靠性高；平底从动件与凸轮间方向不变，受力平稳。而且在高速情况下凸轮与平底件易兴成油膜而减小摩擦与磨损。1.1.3.2 缺点凸轮与动鄂板之间有高副接触。凸轮机构最大缺点是不可变，不能变更运动时间（角度） ；平底从动件缺点是不能具有内凹轮廓的凸轮配对使用；而且也不能移动凸轮和圆柱凸轮配对使用。1.2.1 方案二机械原理课程设计8图 2.2.1 偏心轮机构破碎机如图所示方案二为偏心轮机构破碎机。此机构中转动副 B 同心放大致其半径超过曲柄长度 LAB,此时曲柄变成几何中心为 B，回转中心为 A 的偏心圆盘，其
9、偏心距 e 即为曲柄长度 LAB。当曲柄顺时针旋转时引起偏心圆盘的转动。偏心圆盘通过构建连接滑块，滑块前端设计为一个破碎板。当滑块随偏心轮的旋转运动实现前后往复运动。滑块前端的破碎板也的前后运动。矿石，煤等固体物料从进口导入工作区，破碎板将把物料冲击固定的破碎墙实现物料的破碎。1.2.2 方案二的优缺点偏心轮就是指装在轴上的轮形零件,轴孔偏向一边轴旋转时,轮的外缘推动另一机件,产生往复运动。 偏心轮机构是由凸轮演化而成的。凸轮是指一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做机械原理课程设计9往复直线运动或
10、摆动，称为从动件。凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。但是凸轮的缺点就是其不善于传递动力。 偏心轮机构的使用场合多用来带动机械的开关、活门等。1.3 方案三1.3.1 机构结构和工作原理1.机构结构电机通过皮带轮传到下方的齿轮 1，齿轮 1 又传给齿轮2（上方的齿轮，图上未标注） 。偏心轮 7 与下方的齿轮固接，偏心轮与连杆 AB 相连。连杆 AB 与连杆 BC 相连。凸轮 5 与齿轮 2固接，偏心轮与连杆 BC 在 D 点高副接触。扇形齿轮 4 通过活动铰链相
11、连基座。扇形齿轮的一端通过铰链相连连杆 BC。扇形齿轮与齿条齿轮外啮合。齿轮齿条有两个夹在两个滑块之中使齿轮齿条的运动确定 齿轮齿条的下端做成球面形状易破碎物料.机械原理课程设计10图 2.3.1 破碎机1.几座 2.垂头 3.滑块 4.扇形齿轮 5.凸轮机构 6.外捏合齿轮机构 偏心轮机构2.工作原理电动机通过皮带轮运动传到齿轮一，齿轮一又把运动传到齿轮二。齿轮一固接一个偏心轮 7，偏心轮与连杆 AB 相连。偏心轮7 随齿轮一的旋转运动旋转引起连杆的上下运动。连杆 BC 通过活动铰链把运动传到连杆 BC,连杆 BC 又受凸轮自转的运动通过铰链把运动传到扇形齿轮。扇形齿轮通过活动铰链固接在几座
12、，可以完成 120 度的旋转运动。扇形齿轮与齿条齿轮外捏合使垂头上下运动实现物料破碎。1.3.2 方案三的优缺点该方案两处采用了齿轮机构，传动平稳，传动比精确，工作可靠，效率高，寿命长；偏心轮机构是由凸轮演化而成的。凸轮是指一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转机械原理课程设计11运动或往复直线运动。与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。该方案在齿轮二中才用
13、了凸轮机构其凸轮机构特点是结结构简单、紧凑、设计方便，可实现从动件任意预期运动构简单、紧凑、设计方便，可实现从动件任意预期运动，运动具有冲击性。机构中扇形齿轮的特点是传动平稳、工作台均具有良好的结构及传动刚性，保证机床的高精度、高可靠性和低噪音。扇形齿轮插齿机采用最佳曲线的双滚子凸轮让刀机构，可实现准确、稳定、低噪音的让刀运动。扇形齿轮插齿机可配置美观、安全、适用的全防护罩，可视性好，操作方便，便于维修。因为有齿轮啮合会产生噪音，凸轮接触的地方有点线接触易磨损，形成不大。机械原理课程设计12第二章设计方案的拟定2.1 设计条件和要求2.1.2.1.工作原理及工艺动作过程工作原理及工艺动作过程矿
14、石，燃煤等固体物料先用平输送带送到工作台上。破碎机要求实现两个执行动作：一是物料通过平输送带送到工作台上；二是送到工作台上的物料要被破碎机破碎。此过程中以电动机为动运动动员，实现物料的传送和破碎。2.22.2 原始数据即设计要求原始数据即设计要求A)物料的直径为 r:20mmr50mmB)碎片的直径为 R:0R20C)破碎时垂头作用最大距离为（上下方向）：700mm机械原理课程设计13D)垂头工作节拍：30 次/minE）电动机可选用 1440r/min。2.3.2.3.设计任务设计任务 1）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图。2）进行间歇运动机构和切口机构的选型，实现上述动作要求。3)
15、 机械运动方案的评定和选择。4）根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案。5）画出机械运动方案简图（机械运动示意图） 。6）对机械传动系统和执行机构进行尺度设计。2.42.4 结构造型结构造型1 1减速系统：减速系统：1.）齿轮机构：齿轮机构是应用最广泛、最重要的一种定传动比匀速转动机构，可用来传递空间任意两轴间的运动和动力。齿轮机构与摩擦轮机构、带传动机构相比较，具有传动力大、效率高、寿命长、传动平稳、可靠等优点。但要求较高的制造和安装精度、成本也较高。2.）链传动：链传动因多对齿同时啮合，承载能力大；传动效率高达0.960.97；可实现中心距较大的两轴间的传动；但传动不平稳、有冲击、振动和噪
