河南理工大学机械原理课程设计颚式破碎机之欧阳光明创编

河南理工大学机械原理课程设计

欧阳光明（2021.03.07）

---鄂式碎石机

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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)

四参考文献 (16)

颚式破碎机

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

(3)设计内容

①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。

②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。

图1.3 曲柄位置图

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1350mm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。

1.4 机构运动简图

（二）连杆机构速度分析

1 速度分析

（1）B点速度分析

n=170r/min=17/6 r/s

VA=ω2L O2A=17.8X0.1=1.78m/s

V B = V A + V BA

大小：？ 1.78 ？

方向：⊥O4B ⊥AO2⊥AB

作出B点速度多边形

图 1.5 B点速度分析

根据速度多边形,按比例尺μ=0.059(m/S)/mm,在图1.5中量取VB 和VBA的长度数值:

则VB=26.9×μ=1.59m/s

V BA=19×μ=1.12m/s

（2）C点速度分析

VC = VB + VCB

大小：？1.43 ？

方向：⊥O6C⊥O4B ⊥BC

作出C点速度多边形

图1.6 C点速度分析

根据速度多边形, 按比例尺μ=0.059(m/S)/mm,在图1.6中量取VC 和VCB的长度数值:

VC=7.6×μ=0.45m/s

VCB=25.9×μ=1.53m/s

（三）连杆机构加速度分析：

a A= AO2×ω22 =31.7m/s2

a n B= V B2/BO4 =2.53m/s2

a n BA= V BA2/ BA =1.0m/s2

a B= a n B + a t B= a A + a n BA + a t BA

方向：2.53？31.7 1？

BO4⊥BO4 //AO2//BA ⊥AB

大小：//

作出加速度多边形

图 1.7 加速度多边形

根据加速度多边形图按比例尺μ=0.317(m/s2)/mm量取a t B04 a t BA和a B值的大小：

a t B =49×μ=15.53 m/s2

a t BA=71′×μ=22.51m/s2

a B′=50×μ=15.85 m/s2

a n C=V2c/CO6=0.10m/s2

a n CB=V2CB/CB=2.04m/s2

a C= a n C+ a t C= a B+ a n CB+ a t CB

大小：√X √X√

方向：//O6C ⊥O6C√⊥CB //CB

在图 1.7中作出加速度多边形，根据加速度多边形按比例尺μ=0.317(m/s2)/mm量取a C′、a t C和a t CB数值：

a C= 32.8×μ = 10.40m/s2

a t C=32.7×μ =10.37m/s2

a t CB=49.8×μ =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/g×μ×πs’6=-4774.4N

Mi6=-Js6a6=-Js6×a t c/CO6=-264.5N.m

hi6=Mi6/Fi6=55.4mm

杆5 Fi5=-m5as5=-2199.6N

Mi5=-Js5a5=-123.6N.m

hi5=Mi5/Fi5=56.2mm

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

Hi3=Mi3/Fi3=40.2mm

将整个机构拆分为3、4,5、6两个Ⅱ级杆组，并对其进行受力分析：

图1.7 5、6杆组受力分析

图1.8 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=14.5mm

h5=21mm,h6=25mm,h7=24mm,h8=3mm

对构件6，由∑MC=0得：

G6·h1+FQ·CD+R t16·CO6-F’i6·h2=0

R t16=209107.8N

对构件5，由∑MC=0得：

G5·h3+R t45·BC-F’i5·h4=0

R t45=419.2N

对构件3，由∑MB=0得：

G3·h8-R t23·AB+F’i3·h7=0

R t23=4624.7N

对构件4，由∑MB=0得：

G4·h6-R t14·BO4-F’i4·h5=0

R t14=320.7N

根据杆组5、6的平衡得：

∑F=R n16+R t16+F Q+F’i6+G6+G5+F’i5+R t45+R n45=0