1、机械原理课程设计说明书题目： 铰链式颚式破碎机方案分析班 级 ：机械 10032012 年 9 月 12 日目 录 一 设计题目1二 已知条件及设计要求12.1 已知条件12.2 设计要求2三. 机构的结构分析23.1 六杆铰链式破碎机 23.2 四杆铰链式破碎机 2四. 机构的运动分析34.1 六杆铰链式颚式破碎机的运动分析 34.2 四杆铰链式颚式破碎机的运动分析 5五.机构的动态静力分析85.1 六杆铰链式颚式破碎机的静力分析 85.2 四杆铰链式颚式破碎机的静力分析13六. 工艺阻力函数及飞轮的转动惯量函数 176.1 工艺阻力函数程序 176.2 飞轮的转动惯量函数程序 18七 .对
2、两种机构的综合评价 22八 . 主要的收获和建议 23九 . 参考文献 23东北大学机械与自动化学院 铰链式颚式破碎机方案分析1一 设计题目铰链式颚式破碎机方案分析二 已知条件及设计要求2.1 已知条件图(a)所示为六杆铰链式破碎机方案简图。主轴 1 的转速： n 1 = 170r/min。已知尺寸：固定铰链坐标：P 1x=1.0m=1.0m;P4x =1.94,P4y=0.0;P6x=0.0,P6y=1.85;杆长： r12=0.1m, r23=1.25m, r34 =1.15m, r56=1.96m, r611=2.5 m, 质心均在各杆的中心处.构件质量：m 1=0.0 kg, m2=5
3、00.0kg, m3=200.0kg, m4=200.0kg, m5=900.0kg.构件转动惯量：J 1=0.0kg, J2=25.5kg, J3=9.0kg, J4=9.0kg, J5=50kg,LO5D = 0.6m，破碎阻力 Q 在颚板 5 的右极限位置到左极限位置间变化，如图(b) 所示，Q 力垂直于颚板。图(c)是四杆铰链式颚式破碎机方案简图。已知尺寸：固定铰链坐标：P 1x=0.0m，P 1y =2.0；P 4x=0.0,P4y=1.85;杆长： r12=0.04m, r23=1.11m, r34 =1.96m, r411=0.6 m, 曲柄 1 的质心在O1 点处,质心均在各杆
4、的中心处.构件质量：m 1=0.0 kg, m2=200.0kg, m3=900.0kg.构件转动惯量：J 1=0.0kg, J2=9.0kg, J3=50kg.(a) 六杆铰链式破碎机 (b) 工艺阻力东北大学机械与自动化学院 铰链式颚式破碎机方案分析2(c) 四杆铰链式破碎机2.2 设计要求试比较两个方案进行综合评价。主要比较以下几方面：1. 进行运动分析，画出颚板的角位移、角速度、角加速度随曲柄转角的变化曲线。2. 进行动态静力分析，比较颚板摆动中心运动副反力的大小及方向变化规律，曲柄上的平衡力矩大小及方向变化规律。3. 飞轮转动惯量的大小。三. 机构的结构分析3.1 六杆铰链式破碎机+
5、 +3.2 四杆铰链式破碎机+东北大学机械与自动化学院 铰链式颚式破碎机方案分析3四. 机构的运动分析4.1 六杆铰链式颚式破碎机的运动分析（1）调用 bark 函数求 2 点的运动参数形参 n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实参 1 2 0 1 r12 0. 0. t w e p vp ap（2）调用 rrrk 函数求 3 点的运动参数形参 m n1 n2 n3 k1 k2 r1 r2 t w e p vp ap实参 1 4 2 3 4 2 r34 r23 t w e p vp ap（3）调用 rrrk 函数求 5 点的运动参数形参 m n1 n2 n3 k
6、1 k2 r1 r2 t w e p vp ap实参 1 3 6 5 4 5 r35 r56 t w e p vp ap（4）程序:对 5 点的运动轨迹分析#include “graphics.h“#include “subk.c“#include “draw.c“main()static double p202,vp202,ap202,del;static double t10,w10,e10,pdraw370,vpdraw370,apdraw370;static int ic;double r12,r34,r23,r56,r35,r611;double pi,dr;int i;FILE *
7、fp;r12=0.1; r34=1.0; r23=1.250;r56=1.96; r35=1.15; r611=0.6;pi=4.0*atan(1.0);dr=pi/180.0;w1=-170*2*pi/60; e1=0.0; del=5.0;p61=0.0; p62=1.85;p11=1.0; p12=0.85;p41=1.94; p42=0.0;printf(“ n The Kinematic Parameters of Point 11n“);printf(“No THETA1 t11 w11 e11n“);printf(“ deg rad rad/s rad/s/sn“);if(fp=
8、fopen(“file6“,“w“)=NULL)printf(“ Cant open this file.n“);东北大学机械与自动化学院 铰链式颚式破碎机方案分析4exit(0);fprintf(fp,“ n The Kinematic Parameters of Point 11n“);fprintf(fp,“No THETA1 t11 w11 e11n“);fprintf(fp,“ deg rad rad/s rad/s/s“);ic=(int)(360.0/del);for(i=0;i=ic;i+)t1=(i)*del*dr;bark(1,2,0,1,r12,0.0,0.0,t,w,e
9、,p,vp,ap);rrrk(1,4,2,3,3,2,r34,r23,t,w,e,p,vp,ap); rrrk(1,3,6,5,4,5,r35,r56,t,w,e,p,vp,ap);bark(6,0,11,5,0.0,r611,0.0,t,w,e,p,vp,ap); printf(“n%2d %12.3f%12.3f%12.3f%12.3f“,i+1,t1/dr,t5,w5,e5);fprintf(fp,“n%2d %12.3f%12.3f%12.3f%12.3f“,i+1,t1/dr,t5,w5,e5);pdrawi=t5;vpdrawi=w5;apdrawi=e5;if(i%16)=0)g
10、etch();fclose(fp);getch();draw1(del,pdraw,vpdraw,apdraw,ic);（5）数据:随主动件 1 变化的运动参数The Kinematic Parameters of Point 11No THETA1 t11 w11 e11deg rad rad/s rad/s/s1 0.000 -1.617 0.640 4.4172 15.000 -1.626 0.557 6.7533 30.000 -1.633 0.448 7.8344 45.000 -1.639 0.331 8.0305 60.000 -1.643 0.214 7.7746 75.000
11、 -1.645 0.102 7.4237 90.000 -1.646 -0.005 7.1918 105.000 -1.645 -0.110 7.1409 120.000 -1.643 -0.215 7.19010 135.000 -1.639 -0.321 7.15611 150.000 -1.633 -0.424 6.78812 165.000 -1.626 -0.518 5.82313 180.000 -1.618 -0.592 4.050东北大学机械与自动化学院 铰链式颚式破碎机方案分析514 195.000 -1.609 -0.632 1.36715 210.000 -1.600 -
12、0.628 -2.15616 225.000 -1.591 -0.566 -6.23117 240.000 -1.583 -0.444 -10.33018 255.000 -1.578 -0.266 -13.72919 270.000 -1.576 -0.048 -15.64520 285.000 -1.577 0.184 -15.48221 300.000 -1.581 0.397 -13.10422 315.000 -1.588 0.561 -8.96923 330.000 -1.597 0.656 -4.00924 345.000 -1.607 0.680 0.71925 360.000
13、 -1.617 0.640 4.417（6）线图:5 点水平位移，速度，加速度线图六杆机构颚板角位置、角速度、角加速度随曲柄转角的变化曲线4.2 四杆铰链式颚式破碎机的运动分析（1）调用 bark 函数求 2 点的运动参数形参 n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实参 1 2 0 1 r12 0.0 0.0 t w e p vp ap（2）调用 rrrk 函数求 3 点的运动参数形参 m n1 n2 n3 k1 k2 r1 r2 t w e p vp ap实参 1 2 4 3 2 3 r23 r34 t w e p vp ap东北大学机械与自动化学院 铰链式颚式
14、破碎机方案分析6（3）程序：对 3 点的运动轨迹分析#include “graphics.h“#include “subk.c“#include “draw.c“main()static double p202,vp202,ap202,del;static double t10,w10,e10,pdraw370,vpdraw370,apdraw370;static int ic;double r12,r34,r23,r47;double pi,dr;int i;FILE *fp;r12=0.04; r23=1.11;r34=1.96; r47=0.6;pi=4.0*atan(1.0);dr=p
15、i/180.0;w1=-170*2*pi/60; e1=0.0; del=15.0;p42=-0.95;p41=2.0;p11=0.0;p12=0.0;printf(“ n The Kinematic Parameters of Point7 n“);printf(“No THETA1 t3 w3 e3n“);printf(“ deg rad rad/s rad/s/sn“);if(fp=fopen(“file1“,“w“)=NULL)printf(“ Cant open this file.n“);exit(0);fprintf(fp,“ n The Kinematic Parameters
16、 of Point 3n“);fprintf(fp,“No THETA1 t3 w3 e3n“);fprintf(fp,“ deg rad rad/s rad/s/s“);ic=(int)(360.0/del);for(i=0;i=ic;i+)t1=(-i)*del*dr;bark(1,2,0,1,r12,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap);rrrk(1,2,4,3,2,3,r23,r34,t,w,e,p,vp,ap);bark(4,0,7,3,0.0,r47,0.0,t,w,e,p,vp,ap);printf(“n%2d %12.3f%12.3f%12.3f%12.3f“,i+1,
17、t1/dr,t3,w3,e3);fprintf(fp,“n%2d %12.3f%12.3f%12.3f%12.3f“,i+1,t1/dr,东北大学机械与自动化学院 铰链式颚式破碎机方案分析7t3,w3,e3);pdrawi=t3;vpdrawi=w3;apdrawi=e3;if(i%16)=0)getch();fclose(fp);getch();draw1(del,pdraw,vpdraw,apdraw,ic);（4）数据：随主动件 1 变化的运动参数The Kinematic Parameters of Point 3No THETA1 t3 w3 e3deg rad rad/s rad/
18、s/s1 0.000 2.157 0.224 5.2752 -15.000 2.161 0.292 3.9683 -30.000 2.166 0.339 2.3984 -45.000 2.171 0.362 0.6965 -60.000 2.176 0.360 -1.0056 -75.000 2.181 0.333 -2.5887 -90.000 2.186 0.285 -3.9588 -105.000 2.190 0.218 -5.0429 -120.000 2.192 0.138 -5.79310 -135.000 2.194 0.050 -6.18211 -150.000 2.194 -
19、0.042 -6.19512 -165.000 2.192 -0.131 -5.83113 -180.000 2.190 -0.211 -5.10414 -195.000 2.186 -0.279 -4.04415 -210.000 2.182 -0.329 -2.70016 -225.000 2.177 -0.358 -1.14317 -240.000 2.171 -0.362 0.53418 -255.000 2.166 -0.342 2.21819 -270.000 2.161 -0.297 3.78820 -285.000 2.158 -0.232 5.11821 -300.000 2
20、.155 -0.149 6.09422 -315.000 2.153 -0.054 6.62823 -330.000 2.153 0.044 6.66724 -345.000 2.155 0.139 6.20225 -360.000 2.157 0.224 5.275（6）线图:3 点水平位移，速度，加速度线图东北大学机械与自动化学院 铰链式颚式破碎机方案分析8四杆机构颚板角位置、角速度、角加速度随曲柄转角的变化曲线五.机构的动态静力分析5.1 六杆铰链式颚式破碎机的静力分析（1） 、 （2） 、 （3）步同运动分析 1、2、3（4）调用 bark 函数求 7 的运动参数形参 n1 n2 n3
21、 k r1 r2 gam t w e p vp ap实参 2 0 7 2 0.0 r27 0.0 t w e p vp ap（5）调用 bark 函数求 8 的运动参数形参 n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实参 4 0 8 3 0.0 r48 0.0 t w e p vp ap（6）调用 bark 函数求 9 的运动参数形参 n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实参 3 0 9 4 0.0 r39 0.0 t w e p vp ap（7）调用 bark 函数求 10 的运动参数形参 n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实参 6 0 10 5 0.0 r610 0.0 t w e p vp ap（8）调用 bark 函数求 11 的运动参数
