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 1003姓 名 ：柳 成 冬学 号 ：指导教师 ：王 丹成 绩 ：2012 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
2、函数程序 176.2 飞轮的转动惯量函数程序 18七 .对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0一 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
3、在各杆的中心处.构件质量：m 1=0.0 kg, m2=500.0kg, 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
4、=0.6 m, 曲柄 1 的质心在O1 点处,质心均在各杆的中心处.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1(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
5、惯量的大小。三. 机构的结构分析3.1 六杆铰链式破碎机+ +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2四. 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 rrr
6、k 函数求 5 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 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,r
7、611;double pi,dr;int i;FILE *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(“ de
8、g rad rad/s rad/s/sn“);if(fp=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3exit(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;i0)东北大学机械与自动化学院 铰链式颚式破碎
9、机方案分析19yi=del*dr*td-del*dr/2.0*(tbdrawi+tbdrawi-1); eni=eni-1+yi;printf(“%10.3f%10.3fn“,yi,eni);for(i=0;ieni+1) x=eni;eni=eni+1;eni+1=x; emax=x;for(i=0;i0)yi=del*dr*td-del*dr/2.0*(tbdrawi+tbdrawi-1); eni=eni-1+yi;东北大学机械与自动化学院 铰链式颚式破碎机方案分析21printf(“%10.3f%10.3fn“,yi,eni);for(i=0;ieni+1) x=eni;eni=eni
10、+1;eni+1=x; emax=x;for(i=0;i25;i+)if(enieni+1) x=eni;eni=eni+1;eni+1=x; emin=x;jf=(emax-emin)/(w1*w1*0.05); fprintf(fp,“ jf=%10.3f kg*m*mn“,jf); #include “math.h“extf(p,vp,ap,t,w,e,nexf,fe)double p202,vp202,ap202,t10,w10,e10,fe202;double pi,dr;pi=4.0*atan(1.0);dr=pi/180.0;if(w30)fenexf1=(-t1/dr-147.
11、0)*(85000.0/180.0)*cos(-t3-pi/2);fenexf2=-(-t1/dr-147.0)*(85000.0/180.0)*sin(-t3-pi/2);elsefenexf1=0;fenexf2=0; （4）四杆铰链式颚式破碎机的转动惯量输出结果The Moment of Inertia Analysis of a Six-bar Linkase:jf= 43.669 kg*m*m七 .对两种机构的综合评价从运动角度分析：颚板的摆动范围：四杆机构 t=0.037rad，六杆机构t=0.069rad；颚板最大角速度：四杆机构 w3max=0.314357rad/s,六杆机构
12、东北大学机械与自动化学院 铰链式颚式破碎机方案分析22w5max=0.679758rad/s；颚板最大角加速度：四杆机构 e3max=6.712194rad/s2, 六杆机构 e5max=15.840246rad/s2。通过以上数据可以看出，角速度与角加速度较大，因此六杆机构可以提供最大角加速度更大，有利于破碎矿石。因此，从运动角度分析，六杆机构更为合理。从动态静力角度分析：四杆机构共两个固定铰支座，而六杆机构有三个；颚板摆动式对应的固定铰支座受力情况：四杆机构 FRmax=51740.886N；六杆机构FRmax=58424.813，六杆机构大于四杆机构。六杆机构主动件所需提供的最大力矩 1632.299 N.M 也比四杆机构 597.660 N.M 大很多。由上可知，六杆机构比四杆机构受力更大，更容易损坏，所以从力学分析看，四杆机构更为合理。八 . 主要的收获和建议收获：通过两周的学习，基本了解的机械结构分析的方法步骤，能够使用 c 语言程序分析较简单的结构。建议：两周时间有些短，较难完全接受所学内容。九 参考文献1 李树军等，机械原理. 沈阳：东北大学出版社，20002 王淑仁等，机械原理课程设计.北京：科学出版社，2006
