颚式破碎机机构综合设计说明书

颚式破碎机的机构设计说明书

一 设计题目简介

右图为一简摆式颚式破碎机的结构示意图。当与带轮固联的曲柄1绕轴心O 连续回转时，在构件2、3、4的推动下，动颚板5绕固定点F 往复摆动，与固定颚板6一起，将矿石压碎。

颚式破碎机设计数据如表所示。

为了提高机械效率，要求执行机构的最小传动角大于650；为了防止压碎的石料在下落时进一步碰撞变碎，要求动颚板放料的平均速度小于压料的平均速度，但为了减小驱动功率，要求速比系数k （压料的平均速度/放料的平均速度）不大于1.2。采用380V 三相交流电动机。该颚式破碎机的设计寿命为5年，每年300工作日，每日16小时。

二 设计任务

1．针对两图所示的颚式破碎机的执行机构方案，依据设计数据和设计要求，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图，并分析组成机构的基本杆组；

2．假设曲柄等速转动，画出颚板角位移和角速度的变化规律曲线；

3．在颚板挤压石料过程中，假设挤压压强由零到最大线性增加，并设石料对颚板的压强均匀分布在颚板有效工作面上，在不考虑各处摩擦、构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩；

4．取曲柄轴为等效构件，要求其速度波动系数小于15％，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量；

5．用软件（VB 、MATLAB 、ADAMS 或SOLIDWORKS

等均可）对执行机构进行运动仿真，并

简摆式颚式破碎机

画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。

6. 图纸上绘出最终方案的机构运动简图（可以是计算机图）并编写说明书。

方案设计

三、方案分析

一凸轮摆杆机构：由于凸轮机构磨损严重，所以不适合破碎机。

二双摆杆机构：由于摆杆机构的主运动不好设计，所以不选用这种。

三曲柄滑块机构：曲柄滑块机构传动角较小，不适合受力大的机械。

机构原理分析

如图所示，机器经皮带（图中未画出）使曲柄2顺时针回转，然后通过构件3，4，5使动颚板6向左摆动向固定于机架1上的定颚板7时，矿石即被扎碎；当动颚板6向右摆动时，被扎碎的矿石即下落。

设计数据

设计内容连杆机构的远动分析

符号n2 Lo2A L1 L2 h1 h2 lAB lO4B LBC Lo6c

单位r/min mm

数据300 30 80 100 80 100 100 90 100 200

杆长计算

根据题目要求出料口的调整范围和颚板的长度，可以大概计算出颚板的摆动范围：

sinN=10~30/200

N=6~8°

为了方便设计先假设3，4，5杆的尺寸都为100mm。

四连杆机构的运动分析：

1）曲柄在1位置时，构件2和 3成一直线（构件4在最低位置）时，确定颚板6的位置，L=AB-AO2=90mm以O2为圆心，以30mm为半径画圆，以O4为圆心，以100mm为半径画圆，以C为圆心，以100mm为半径画圆，通过两圆交点和飞轮中心竖直线处找到距离等于100mm 的点，从而确定杆2的长度和B点的位置。

（2）曲柄在2位置时，在1位置基础上顺时针转动270°。以O2为圆心，以10mm为半径画圆，则找到A点。再分别以C和O4为圆心，以100mm和100mm为半径画圆，两圆的上方的交点则为B点。再以B和O2水平线找距离等于100mm的交点，从而确定杆2的长度和B 点的位置。

杆长计算

O2A=CB*sinN+AB-80=30~ 35

连杆机构速度分析

（1）位置2

ω2=n/30=3.14X300/30=31.4rad/s

VB4 = VA4 + VB4A4

X AO2·ω2 X

⊥O4B ⊥AO2 ⊥AB

VA4= AO2·ω2=0.01X31.4=0.314m/s根据速度多边形, 则VB4=3.88Xμ=0.0388m/s

VB4A4=178.97Xμ=1.79m/s

VC4 = VB4 + VC4B4

X √ X

⊥O6C √⊥BC

根据速度多边形:

VC4=1.44×μ=0.0144m/s

VC4B4=3.63×μ=0.0363m/s

ω2=17.8rad/s

a B4=anB404 + atB404 = aA4+ anB4A4 + atA4B4

√ X √√ X

//B4O4 ⊥B4O4 //A4O2 //B4A4 ⊥A4B4′ aA4= A4O2×ω22 =31.7m/s2

anB4A4= VB4A4 VB4A4/ B2A2 =0.3m/s2

anB404 = VB4 VB4 /BO4=2.56 m/s2

根据加速度多边形图4按比例尺μ=0.05(m/s2)/mm量取

t

B204 a t

A2B2和a B3值的大小：

a t B404 =be×μ=0.032 m/s2

a t A4B4 =ba′×μ=0.0055m/s2

a B4′=pb×μ=0.032 m/s2

a C4′= a n06C4′+ a t06C4′= a B4′+ a t C4B4′+a n C4B4

√ X √ X √

//O6C ⊥O6C √⊥CB //CB

根据加速度多边形按图3按比例尺μ=0.05(m/s2)/mm量取a C4′、a t06C4和a t C4B4数值：a C4′=pe×μ =0.004m/s2

a t06C4=pc×μ =0.0346m/s2

a t C4B4=bc×μ =0.031m/s2

静力分析：三位置

（1）杆件5、6为一动构件组（满足二杆三低副）参看大图静力分析：

(1)对杆6

F I6=m6a s6=9000×0.5×4.8/9.8=2204N

M I6=J S6α6=J S6a t o6c/L6

=50×4.8/1.96=122N.m