机械原理课程设计铰链式颚式破碎机说明书.docx
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机械原理课程设计铰链式颚式破碎机说明书
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:
姓名:
学号:
指导教师:
成绩:
2015年10月28日
一设计题目……………………………………………………………………1
二已知条件及设计要求…………………………………………………1
2.1已知条件……………………………………………………………………1
2.2设计要求……………………………………………………………………2
三.机构的结构分析…………………………………………………………2
3.1六杆铰链式破碎机………………………………………………………2
3.2四杆铰链式破碎机………………………………………………………3
四.机构的运动分析…………………………………………………………3
4.1六杆铰链式颚式破碎机的运动分析…………………………………3
4.2四杆铰链式颚式破碎机的运动分析…………………………………6
五.机构的动态静力分析……………………………………………………9
5.1六杆铰链式颚式破碎机的静力分析…………………………………9
5.2四杆铰链式颚式破碎机的静力分析…………………………………14
六.工艺阻力函数及飞轮的转动惯量函数……………………12
6.1工艺阻力函数程序……………………………………………………19
6.2飞轮的转动惯量函数程序……………………………………………20
七.对两种机构的综合评价……………………………………………20
八.主要的收获和建议…………………………………………………20
九.参考文献………………………………………………………………21
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1六杆铰链式破碎机
图2工艺阻力
图3四杆铰链式破碎机
图(a)所示为六杆铰链式破碎机方案简图。
主轴1的转速为n1=170r/min,各部尺寸为:
lO1A=0.1m,lAB=1.250m,lO3B=1m,lBC=1.15m,lO5C=1.96m,l1=1m,l2=0.94m,h1=0.85m,h2=1m。
各构件质量和转动惯量分别为:
m2=500kg,Js2=25.5kg·m2,m3=200kg,Js3=9kg·m2,m4=200kg,Js4=9kg·m2,m5=900kg,Js5=50kg·m2,构件1的质心位于O1上,其他构件的质心均在各杆的中心处。
D为矿石破碎阻力作用点,设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。
主轴1的转速n1=170r/min。
lO1A=0.04m,lAB=1.11m,l1=0.95m,h1=2m,lO3B=1.96m,破碎阻力Q的变化规律与六杆铰链式破碎机相同,Q力垂直于颚板O3B,Q力作用点为D,且lO3D=0.6m。
各杆的质量、转动惯量为m2=200kg,Js2=9kg·m2,m3=900kg,Js3=50kg·m2。
曲柄1的质心在O1点处,2、3构件的质心在各构件的中心。
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
六杆铰链式粉碎机拆分为机架和主动件①,②③构件组成的RRR杆组,④⑤构件组成的RRR杆组。
3.2四杆铰链式破碎机
四杆铰链式破碎机拆分为机架和主动件①,②③构件组成的RRR杆组。
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)分析
调用bark函数对主动件①进行运动分析。
见表4.1。
调用rrrk函数对由②③构件组成的RRR杆组进行运动分析。
见表4.2。
调用rrrk函数对由④⑤构件组成的RRR杆组进行运动分析。
见表4.3。
表4.1
形式参数
n1
n2
n3
k
r1
r2
gam
t
w
e
p
vp
ap
实值
1
2
0
1
r12
0.0
0.0
t
w
e
p
vp
ap
表4.2
形式参数
m
n1
n2
n3
k1
k2
r1
r2
t
w
e
p
vp
ap
实值
1
4
2
3
3
2
r34
r23
t
w
e
p
vp
ap
表4.3
形式参数
m
n1
n2
n3
k1
k2
r1
r2
t
w
e
p
vp
ap
实值
1
3
6
5
4
5
r35
r56
t
w
e
p
vp
ap
(2)编写程序
/*Note:
YourchoiceisCIDE*/
#include"graphics.h"
#include"subk.c"
#include"draw.c"
main()
{
staticdoublep[20][2],vp[20][2],ap[20][2],del;
staticdoublet[10],w[10],e[10],tdraw[370],wdraw[370],edraw[370];
staticintic;
doubler12,r23,r34;
doublepi,dr;
inti;
FILE*fp;
char*m[]={"p","vp","ap"};
pi=4.0*atan(1.0);
dr=pi/180.0;
r12=0.04;r23=1.11;r34=1.96;
w[1]=17*pi/3;e[1]=0.0;del=1;
p[1][1]=0.0;
p[1][2]=0.0;
p[4][1]=-0.95;
p[4][2]=2.0;
printf("\nThekinematicparametersofpoint3\n");
printf("NoTHETALT3W3E3\n");
printf("degmm/sm/s/s\n");
if((fp=fopen("6666yundong","w"))==NULL)
{
printf("Can'topenthisfile.\n");
exit(0);
}
fprintf(fp,"\nTheKinematicParametersofPoint3\n");
printf("NoTHETALT3W3E3\n");
printf("degmm/sm/s/s\n");
ic=(int)(360.0/del);
for(i=0;i<=ic;i++)
{
t[1]=(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);
printf("\n%2d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f",i+1,t[1]/dr,t[3],w[3],e[3]);
fprintf(fp,"\n%2d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f",i+1,t[1]/dr,t[3],w[3],e[3]);
tdraw[i]=t[3];
wdraw[i]=w[3];
edraw[i]=e[3];
if((i%16)==0){getch();}
}
fclose(fp);
getch();
draw1(del,tdraw,wdraw,edraw,ic,m);
}
(3)运行结果
TheKinematicParametersofPoint3
10.000-1.632-0.014-6.232
215.000-1.632-0.105-5.988
330.000-1.635-0.189-5.375
445.000-1.638-0.261-4.415
560.000-1.642-0.317-3.149
675.000-1.647-0.352-1.639
790.000-1.653-0.3640.030
8105.000-1.658-0.3511.746
9120.000-1.663-0.3133.384
10135.000-1.667-0.2534.807
11150.000-1.670-0.1745.894
12165.000-1.672-0.0826.545
13180.000-1.6720.0166.703
14195.000-1.6710.1136.358
15210.000-1.6690.2015.544
16225.000-1.6660.2744.339
17240.000-1.6610.3272.848
18255.000-1.6560.3571.192
19270.000-1.6510.362-0.501
20285.000-1.6460.343-2.117
21300.000-1.6410.301-3.553
22315.000-1.6370.240-4.731
23330.000-1.6340.163-5.591
24345.000-1.6320.077-6.098
25360.000-1.632-0.014-6.232
图1六杆机构颚板角位置、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)分析
调用bark函数对主动件①进行运动分析。
见表4.4。
调用rrrk函数对由②③构件组成的RRR杆组进行运动分析。
见表4.5。
表4.4
形式参数
n1
n2
n3
k
r1
r2
gam
t
w
e
P
vp
ap
实值
1
2
0
1
r12
0.0
0.0
t
w
e
P
vp
ap
表4.5
形式参数
m
n1
n2
n3
k1
k2
r1
r2
t
w
e
p
vp
ap
实值
1
2
4
3
2
3
r23
r34
t
w
e
p
vp
ap
(2)编写程序
/*Note:
YourchoiceisCIDE*/
#include"graphics.h"
#include"subk.c"
#include"draw.c"
main()
{
staticdoublep[20][2],vp[20][2],ap[20][2],del;
staticdoublet[10],w[10],e[10],tdraw[370],wdraw[370],edraw[370];
staticintic;
doubler12,r23,r34;
doublepi,dr;
inti;
FILE*fp;
char*m[]={"p","vp","ap"};
pi=4.0*atan(1.0);
dr=pi/180.0;
r12=0.04;r23=1.11;r34=1.96;
w[1]=17*pi/3;e[1]=0.0;del=1;
p[1][1]=0.0;
p[1][2]=0.0;
p[4][1]=-0.95;
p[4][2]=2.0;
printf("\nThekinematicparametersofpoint3\n");
printf("NoTHETALT3W3E3\n");
printf("degmm/sm/s/s\n");
if((fp=fopen("4444yundong","w"))==NULL)
{
printf("Can'topenthisfile.\n");
exit(0);
}
fprintf(fp,"\nTheKinematicParametersofPoint3\n");
printf("NoTHETALT3W3E3\n");
printf("degmm/sm/s/s\n");
ic=(int)(360.0/del);
for(i=0;i<=ic;i++)
{
t[1]=(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);
printf("\n%2d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f",i+1,t[1]/dr,t[3],w[3],e[3]);
fprintf(fp,"\n%2d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f",i+1,t[1]/dr,t[3],w[3],e[3]);
tdraw[i]=t[3];
wdraw[i]=w[3];
edraw[i]=e[3];
if((i%16)==0){getch();}
}
fclose(fp);
getch();
draw1(del,tdraw,wdraw,edraw,ic,m);
}
(3)运行结果
TheKinematicParametersofPoint3
10.000-1.632-0.014-6.232
215.000-1.632-0.105-5.988
330.000-1.635-0.189-5.375
445.000-1.638-0.261-4.415
560.000-1.642-0.317-3.149
675.000-1.647-0.352-1.639
790.000-1.653-0.3640.030
8105.000-1.658-0.3511.746
9120.000-1.663-0.3133.384
10135.000-1.667-0.2534.807
11150.000-1.670-0.1745.894
12165.000-1.672-0.0826.545
13180.000-1.6720.0166.703
14195.000-1.6710.1136.358
15210.000-1.6690.2015.544
16225.000-1.6660.2744.339
17240.000-1.6610.3272.848
18255.000-1.6560.3571.192
19270.000-1.6510.362-0.501
20285.000-1.6460.343-2.117
21300.000-1.6410.301-3.553
22315.000-1.6370.240-4.731
23330.000-1.6340.163-5.591
24345.000-1.6320.077-6.098
25360.000-1.632-0.014-6.232
图2四杆机构颚板角位置、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)分析
调用bark函数对主动件①进行运动分析。
见表4.1。
调用rrrk函数对由②③构件组成的RRR杆组进行运动分析。
见表4.2。
调用rrrk函数对由④⑤构件组成的RRR杆组进行运动分析。
见表4.3。
构件的质心7运动参数。
见表5.1。
构件的质心8运动参数。
见表5.2。
构件的质心9运动参数。
见表5.3。
构件的质心10运动参数。
见表5.4。
阻力的作用点11运动参数。
见表5.5。
调用rrrf对由④⑤杆组成的RRR杆组进行静力分析。
见表5.6。
调用rrrf对由②③杆组成的RRR杆组进行静力分析。
见表5.7。
调用barf对主动件①进行静力分析。
见表5.8。
表5.1
形式参数
n1
n2
n3
k
r1
r2
gam
t
w
e
p
vp
ap
实值
2
0
7
2
0.0
r27
0.0
t
w
e
p
vp
ap
表5.2
形式参数
n1
n2
n3
k
r1
r2
gam
t
w
e
p
vp
ap
实值
4
0
8
3
0.0
r48
0.0
t
w
e
p
vp
ap
表5.3
形式参数
n1
n2
n3
k
r1
r2
gam
t
w
e
p
vp
ap
实值
3
0
9
4
0.0
r39
0.0
t
w
e
p
vp
ap
表5.4
形式参数
n1
n2
n3
k
r1
r2
gam
t
w
e
p
vp
ap
实值
6
0
10
5
0.0
r610
0.0
t
w
e
p
vp
ap
表5.5
形式参数
n1
n2
n3
k
r1
r2
gam
t
w
e
p
vp
ap
实值
6
0
11
5
0.0
r611
0.0
t
w
e
p
vp
ap
表5.6
形式参数
n1
n2
n3
ns1
ns2
nn1
nn2
nexf
k1
k2
p
vp
ap
t
w
e
fr
实值
3
6
5
9
10
0
11
11
4
5
p
vp
ap
t
w
e
fr
表5.7
形式参数
n1
n2
n3
ns1
ns2
nn1
nn2
nexf
k1
k2
p
vp
ap
t
w
e
fr
实值
4
2
3
8
7
3
0
0
3
2
p
vp
ap
t
w
e
fr
表5.8
形式参数
n1
ns1
nn1
k1
p
ap
e
fr
tb
实值
1
1
2
1
p
ap
e
fr
&tb
(2)编写程序
#include"graphics.h"
#include"subk.c"
#include"subf.c"
#include"draw.c"
main()
{
staticdoublep[20][2],vp[20][2],ap[20][2],del;
staticdoublet[10],w[10],e[10];
staticdoublesita1[370],fr1draw[370],sita2[370],fr2draw[370],sita3[370],
fr3draw[370],tbdraw[370],tb1draw[370];
staticdoublefr[20][2],fe[20][2];
staticintic;
doubler12,r23,r34,r35,r56;
doubler27,r48,r39,r610,r611;
inti;
doublepi,dr;
doublefr6,bt6,we1,we2,we3,we4,we5,tb,tb1;
FILE*fp;
sm[1]=0.0;sm[2]=500.0;sm[3]=200.0;sm[4]=200.0;sm[5]=900.0;
sj[1]=0.0;sj[2]=25.5;sj[3]=9.0;sj[4]=9.0;sj[5]=50.0;
r12=0.1;r23=1.25;r34=1.0;r35=1.15;r56=1.96;
r27=r23/2;
r48=r34/2;
r39=r35/2;
r610=r56/2;
r611=0.6;
pi=4.0*atan(1.0);
dr=pi/180.0;
w[1]=-17*pi/3;e[1]=0.0;del=15;
p[1][1]=0.0;
p[1][2]=0.0;
p[4][1]=0.94;
p[4][2]=-1.0;
p[6][1]=-1.0;
p[6][2]=0.85;
printf("\nTheKineto-staticAnalysisofaSix-barLinkase\n");
printf("NOHETA1fr6bt6tbtb1\n");
printf("degNdegN.m(N.m)\n");
if((fp=fopen("6666li.txt","w"))==NULL)
{
printf("Can'topenthisfile./n");
exit(0);
}
fprintf(fp,"\nTheKineto-staticAnalysisofaSix-barLinkase\n");
fprintf(fp,"NOHETA1fr6bt6tbtb1\n");
fprintf(fp,"degNdegN.m(N.m)\n");
ic=(int)(360.0/del);
for(i=0;i<=ic;i++)
{
t[1]=(-i)*del*dr;
bark(1,2,0,1,r12,0.0,0.0,t,w,e,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);
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