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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 题题 目:目: 破碎机的设计 指导老师:指导老师: 哈丽毕努 学生姓名:学生姓名: 依西甫江赛依提 学学 号:号: 20102001435 所属院系:所属院系: 机械工程学院 专专 业:业: 机械设计制造及其自动化 班班 级:级: 机械10-2班 完成日期:完成日期: 2013年7月12日 新疆大学机械工程学院 机械原理课程设计 2 新疆大学新疆大学 机械原理课程设计机械原理课程设计任务书任务书 班级班级: : 机械机械 10-210-2 姓名姓名: :依西甫江依西甫江赛依提赛依提 课程设计题目课程设计题目: : 破碎机的设
2、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 指导教师指导教师: : 哈丽毕努哈丽毕努 机械原理课程设计 3 目录目录 前言 第 1 章 设计题目-破碎机 -7 1.1 方案一 -7 1.2 方案二 -8 1.3 方案三 -10 第 2 章 第二章设计方案的拟定-13 2.1 设计条件和要求-13 2.2 原始数
3、据即设计要求- 13 2.3.设计任务-14 2.4 结构造型- 14 2.5.机械系统运动方案的拟定与比较-15 2.6 所选机构的运动分析与设计-16 参考文献 -18 心得体会 -19 机械原理课程设计 4 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
4、程和建设上,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 300900 100350 50 100 100350 20100 515 机械原理课程设计 5 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
5、 d 之比来衡量破碎过程中物料尺寸变化情况,比值 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
6、级破碎的破碎比各是 ,。则总破碎 1i2iL Lni 比是 = 0i1i2iL Lni 由于破碎机构造和作用的不同,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 机械原理课程设计 6 尺寸等; 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
7、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 1mm 粒度的产品是通过磨碎作业完成的。 机械原理课程设计 7 第一章 设计题目-破碎机 1.1设计方案一 图 2.1.1 1.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
8、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 机械原理课程设计 8 上端略外倾)固定在机体前壁上,另一是活动颚板(动颚) ,位置倾 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)
9、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
10、 机械原理课程设计 9 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
11、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 10 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。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
12、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 11 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
13、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,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 1
14、2 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 13 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