颚式破碎机设计项目说明指导书.doc

目录
一、概述 1
二、工作原理 1
三、结构分析 2
四、设计数据 2
五、机构的运动位置分析 3
六、机构的运动速度分析 4
七、机构运动加速度分析 5
八、静力分析 6
九、与其他结构的对比 7
十、设计总结 9

一、概述
破碎机械是对固体物料施加机械力，克服物料内聚力，使之碎裂成小块物料设备。破碎机械所施加机械力，可以是挤压力、劈裂力、弯曲力、剪切力、冲击力等，在普通机械中大多是两种或两种以上机械力综合。对于坚硬物料，适当采用产生弯曲和劈裂作用破碎机械；对于脆性和塑性物料，适当采用产生冲击和劈裂作用机械；对于粘性和韧性物料，适当采用产生挤压和碾磨作用机械。在矿山工程和建设上，破碎机械多用来破碎爆破开采所得天然石料，使这成为规定尺寸矿石或碎石。在硅酸盐工业中，固体原料、燃料和半成品需要通过各种破碎加工，使其粒度达到各道工序所规定以便进一步加工操作。
二、工作原理

图（一）
如图（一）所示，1 颚式破碎机是一种用来破碎矿石机械，机器经带传动，使曲柄 2 顺时针方向回转，然后通过构件 3，4，5 使动颚板 6 作往复摆动 ,当动颚板 6 向左摆向固定于机架 1 上定额板 7 时，矿石即被轧碎；当动颚板 6 向右摆离定颚板 7 时，被轧碎矿石即下落。依照生产工艺路线方案， 在送料机构送料期间， 动颚板 6 不能向左摆向定颚板 7，以防止两颚板不能破碎矿石，只有当送料完毕时，两颚板才干加压破碎。因而，必要对送料机构和颚板 6、颚板 7 之间运动时间顺序进行设计，使三者有严格协调配合关系，不致在运动过程发生冲突。
由于机器在工作过程中载荷变化很大，将影响曲柄和电机匀速转动 ,为了减小主轴速度波动和电动机容量，在曲柄轴 O2 两端各装一种大小和重量完全相似飞轮，其中一种兼作皮带轮用。
三、构造分析

图（二）
如附图（二）所示，建立直角坐标系。机构中活动构件为2、3、4、5、6，即活动构件数 n=5。A、B、C、O2、O4、O6处运动副为低副（ 7个转动副，其中B 处为复合铰链） ，共 7个，即 Pl=7 。则机构自由度为： F=3n-2Pl=3Χ5-2Χ7=1。
拆分基本杆组：
（1）标出原动件 2，其转角为 φ1，，转速为 n2，如附图（二）（ a）所示；
（2）拆出Ⅱ级杆组 3—4，为 RRR杆组，如附图（二）（b）所示；
（3）拆出Ⅱ级杆组 5—1，为 RRR杆组，如附图（二）（c）所示。
由此可知，该机构是由机架 1、原动件 2和2个Ⅱ级杆组构成，故该机构是Ⅱ级机构。
四、设计数据
设计内容
连杆机构运动分析
符号
n2
LO2A
l1
l2
h1
h2
lAB
LO4B
lBC
lO6C
单位
r/min
mm
数据
170
100
1000
940
850
1000
1250
1000
1150
1960
连杆机构动态静力分析
飞轮转动惯量拟定
LO6D
G3
JS3
G4
JS4
G5
JS5
G6
JS6
δ
mm
N
kg•m2
N
kg•m2
N
kg•m2
N
kg•m2

600
5000
25.5

9

9
9000
50
0.15

五、机构运动位置分析
（1）曲柄在如图（三）位置时，构件2和3成始终线时，B点处在最低点，L=AB+AO2=1.25+0.1=1.35=1350mm以O2为圆心，以100mm为半径画圆，以O4为圆心，以1000mm为半径画圆，通过圆心O2在两弧上量取1350mm，从而拟定出此位置连杆3和曲柄2位置。再以O6 为圆心，以1960mm为半径画圆，在圆O6和O4圆弧上量取1150mm从而拟定出B点和C点位置。

图（三）
（2）曲柄在如图(四)位置时，在图（三）位置基本上顺时针转动 。以O2为圆心，以100mm为半径画圆，则找到A点。再分别以A和O4为圆心，以1250mm和1000mm为半径画圆，两圆下方交点则为B点。再分别以B和O6为圆心，以1150mmm和1960mm为半径画圆，两圆下方交点则为C点，再连接AB、O4B、BC和O6C。此机构各杆件位置拟定。

图（四）
（3）曲柄在如图（五）位置时，在图（三）位置基本上顺时针转动180°过A点到圆O4弧上量取1250mm，拟定出B点，从B点到圆弧O6上量取1150mm长，拟定出C，此机构各位置拟定。

图（五）
六、机构运动速度分析
如图（四）：
ω2=pn/30=3.14X170/30=17.8rad/s
V B = VA + VBA
X AO2·ω2 X
⊥O4B ⊥AO2 ⊥AB
VA= AO2·ω2=0.1X17.8=1.78m/s
依照速度多边形，按比例尺μ=0.025(m/S)/mm,在图1中量取VB和VBA长度数值:
则
VBA=23.87Xμ=0.597m/s
VB=60.4Xμ=1.511m/s
VC = VB + VCB
X √ X
⊥O6C ⊥O4B ⊥BC
依照速度多边形，按比例尺μ=0.025(m/S)/mm,在图2中量取VC 和VCB长度数值:
VC=16.41Xμ=0.410m/s
VCB=57.92Xμ=1.448m/s
七、机构运动加速度分析
如图(四)
ω2=17.8rad/s
a B=anB04 + atB04 = aA+ anBA + atAB
√ X √ √ X
//BO4 ⊥BO4 //AO2 //BA ⊥AB
aA= AO2× ω22 =31.7m/s2
anBA= VBA X VBA/ BA =0.3m/s2
anB04 = VB X VB /BO4=2.56 m/s2
依照加速度多边形图3按比例尺μ=0.5(m/s2)/mm量取atB04 atAB和a B 值大小：
atB04 =40.57×μ=20.3 m/s2
atAB =67.4′×μ =33.9m/s2
a B=40.82×μ =20.41 m/s2
ωO6C=VC/O6C=0.43/1.96=0.22rad/s
anC=ω2O6C×O6C=0.222×1.96=0.1 m/s2
ωBC= VCB/BC=1.45/1.15=1.3rad/s
anCB=ω2BC×BC=1.3×1.15=1.83 m/s2
aC= anO6c+ atO6C= aB+ at CB+an CB
√ X √ X √
//O6C ⊥O6C ⊥CB //CB
依照加速度多边形按图4按比例尺μ=0.5(m/s2)/mm量取aC、atO6C和at CB数值：
aC=12.11×μ =6.055m/s2
atCB=38.14×μ=19.07m/s2
a CB=38.31×μ =19.155m/s2
八、静力分析

对杆6
FI6=m6ac=9000×6.055/9.8=5561N
MI6=JS6α6=JS6atO6c/L6=50×6.055/1.96=154N.m
Hp6=MI6/FI6=154/5561=0.03m
在曲柄中量出2角度为2400则Q/85000=60/240得Q=21250N
∑MC=0
-Rt76×L6+ FI6×0.92-G6×0.094-Q·DC=0
Rt76=(-5561×0.92+9000×0.094+21250×1.36)/1.96 =12566N
对杆5
FI5=m5aBC=×19.155/9.8=3909N
MI5=JS5αBC=9×19.155/1.15=150N·m
Hp5=MI5/FI5=150/1909=0.038m
∑MC=0
Rt345×L5+G5×0.6-FI5×0.497=0
Rt345=(-×0.6+3909×0.497)/1.15=645.9N
对杆4
FI4=m4aB=×20.41/9.8=4165N
MI4=JS4α4=9×20.41/1=183.7N·m
Hp4=MI4/FI4=183.7/4165=0.044m
∑MB=0
Rt74×L4+G5×0.49-FI4×0.406=0
Rt74=(-×0.5+4165×0.406)/1=691N
对杆3
FI3=m3aA=5000×33.9/9.8=17296N
MI3=JS3α3=25.5×33.9/1.25=692N·m
Hp3=MI3/FI3 =692/17296=0.04m
∑MB=0
－Rt23×L3－G3×0.064-FI3×0.77=0
Rt23=(-17296×0.77－5000×0.064)/1.25=－10910.34N

九、与其她构造对比
方案一：

该方案长处是构造相对简朴，但是由于构造简朴因此对各个构件强度规定较高，构造运转时稳定性不高。并且只有三个杆件，因此在动鄂放大载荷很小，也就是说不能满足扩大传动力规定。
方案二：

该方案和方案一同样构造简朴，只需设计恰当凸轮轮廓，便可使从动件得到任意预期运动，并且构造简朴、紧凑、设计以便，但是凸轮接触应力较大，易磨损，只宜用于传力不大场合，并且凸轮轮廓加工困难，费用较高。
综合考虑，选取六杆鄂式破碎机更为合理。
虽然由于惯性力大，六杆鄂式破碎机机件所承受负荷大，振动大，因此对基本规定牢固（设备重量5～10倍）。当加料不均匀时易堵塞破碎腔，产品粒度不均匀且过大块（片状）较多。由于动鄂垂直行程较大，物料不但受到挤压作用，还受到某些磨剥作用，加剧了物料过粉碎现象，增长了能量消耗，鄂板比较容易磨损。
但是六杆鄂式破碎机破碎腔深并且无死区，提高了进料能力与产量；其破碎比大，产品粒度均匀；垫片式排料口调节装置，可靠以便，调节范畴大，增长了设备灵活性；润滑系统安全可靠，部件更换以便，保养工作量小；构造简朴，工作可靠，运营费用低；单机节能15%～30%，系统节能一倍以上；六杆鄂式破碎机排料口调节范畴大，可满足不同顾客规定；噪音低，粉尘少。并且构造相对前面两种方案来说复杂一点，多增长了几根杆链，这使得该构造运转更加稳定，同步对各杆规定强度较前两种要低。
十、设计总结
通过这次课程设计，使我更加理解和掌握了机械设计办法和环节。对机械原理这门课知识印象更加深刻，加强了对机械原理知识应用。通过研究设计这铰链式颚式破碎机，使我对连杆设计有了进一步理解。
刚开始时我以为这很容易，但是到真正做时我才发现真很难。需要诸多学科结合在一起使用。在结合过程中我发既有诸多知识衔接不上。有时甚至寸步难行，有一种无从下手感觉。但到日后随着越来越熟悉使用，我速度加快了诸多，将诸多学科结合起来再也不会浮现手忙脚乱状况了。在这次设计中我学到了诸多东西，这些东西坐在教室里咱们无法去学会，有些东西不是自己亲身体会光靠别人解说是无法去理解。
我真很高兴可以参加这次课程设计，我在其中学到了诸多东西，也得到了诸多高兴， 更结识到自己尚有诸多薄弱之处需要自己去加强。但愿自己在此后学习中努力学习充实自己，在后来课程设计中不会再浮现手忙脚乱状况。