1、东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 1 -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 1.1 六杆铰链式破碎机 图 1.2 工艺阻力图 1.3 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 = 25.5kgm2, m3 =
2、 200kg, Js3 = 9kgm2, m4 = 200kg, Js4 = 9kgm2, m5=900kg, Js5=50kgm2, 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
3、 力作用点为 D，且 lO3D = 0.6m。各杆的质量、转动惯量为 m2 = 200kg, Js2=9kgm2，m3 = 900kg, Js3=50kgm2。曲柄 1的质心在 O1 点处，2、3 构件东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 2 -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
4、杆铰链式粉碎机拆分为机架和主动件，构件组成的 RRR杆组，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，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）调用 bark函数对主动件进行运动分析。见表 4.1。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（2）调用 rrrk函数对由构件组成的 RRR杆组进行运动分析。见表4.2。表 4.2形式参数 m n1 n2 n3 k1 k2 r1 r2 t w e
5、p vp ap实值 1 4 2 3 3 2 r34 r23 t w e p vp ap（3）调用 rrrk函数对由构件组成的 RRR杆组进行运动分析。见表4.3。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东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 3 -（4）程序清单：#include “graphics.h“#include “subk.c“#include “draw.c“main()static double p202,vp202,ap202;static
6、 double t10,w10,e10,del;static double pdraw370,vpdraw370,apdraw370,wdraw370;static int ic;double r12,r23,r34,r35,r56;double pi,dr;int i;FILE *fp; r12=0.1; r34=1.0; r23=1.250;r35=1.15; r56=1.96; p11=0.0;p12=0.0;p41=0.94;p42=-1.0;p61=-1.0;p62=0.85;pi=4.0*atan(1.0);dr=pi/180.0;t1=0.0; w1=-17*pi/3; e1=0
7、.0; del=15; printf(“n The Kinematic Parameters of Point6n“);printf(“No THETA1 t5 w5 e5n“);printf(“ deg rad rad/s rad/s/sn“);ic=(int)(360.0/del);for(i=0;i=ic;i+)t1=(-i)*del*dr-90*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
8、);wdrawi=t1/dr;pdrawi=t5;vpdrawi=w5;apdrawi=e5;东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 4 -if(fp=fopen(“六杆运动 8888888.txt“,“w“)=NULL)printf(“Cant open this file./n“);exit(0);for(i=0;i=ic;i+)printf(“%12.3f %12.3f %12.3f %12.3fn“,wdrawi,pdrawi,vpdrawi,apdrawi);fprintf(fp,“%e %e %e %en“,wdrawi,pdrawi,vpdrawi,apdrawi)
9、;if(i%18)=0)getch();fclose(fp);getch();draw1(del,pdraw,vpdraw,apdraw,ic);运算结果：The Kinematic Parameters of Point5THETA1 t5 w5 e5deg rad rad/s rad/s/s-9.00000e+01 -1.63238e+00 -1.37677e-03 -1.01835e+01-1.05000e+02 -1.63348e+00 -1.45454e-01 -9.16482e+00-1.20000e+02 -1.63654e+00 -2.64803e-01 -6.90406e+0
10、0-1.35000e+02 -1.64108e+00 -3.45263e-01 -3.98081e+00-1.50000e+02 -1.64647e+00 -3.81662e-01 -1.00778e+00-1.65000e+02 -1.65210e+00 -3.77125e-01 1.51876e+00-1.80000e+02 -1.65741e+00 -3.40696e-01 3.29712e+00-1.95000e+02 -1.66202e+00 -2.84290e-01 4.23741e+00-2.10000e+02 -1.66573e+00 -2.19724e-01 4.43601e
11、+00-2.25000e+02 -1.66849e+00 -1.56345e-01 4.12137e+00-2.40000e+02 -1.67036e+00 -9.95969e-02 3.58405e+00-2.55000e+02 -1.67146e+00 -5.06328e-02 3.10541e+00-2.70000e+02 -1.67188e+00 -6.91431e-03 2.89782e+00-2.85000e+02 -1.67166e+00 3.64486e-02 3.06340e+00-3.00000e+02 -1.67078e+00 8.48847e-02 3.57078e+0
12、0-3.15000e+02 -1.66912e+00 1.42323e-01 4.24740e+00-3.30000e+02 -1.66655e+00 2.09172e-01 4.79134e+00-3.45000e+02 -1.66295e+00 2.80705e-01 4.81744e+00-3.60000e+02 -1.65832e+00 3.46484e-01 3.95596e+00-3.75000e+02 -1.65286e+00 3.91648e-01 2.00206e+00-3.90000e+02 -1.64698e+00 4.00498e-01 -9.32100e-01-4.0
13、5000e+02 -1.64131e+00 3.61788e-01 -4.35539e+00-4.20000e+02 -1.63658e+00 2.73734e-01 -7.50567e+00-4.35000e+02 -1.63346e+00 1.46198e-01 -9.61223e+00东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 5 -4.50000e+02 -1.63238e+00 -1.37677e-03 -1.01835e+01图 4.1 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）调用 bark函数对主动件进行运动分
14、析。见表 4.4。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（2）调用 rrrk函数对由构件组成的 RRR杆组进行运动分析。见表4.5。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（3）程序清单#include “graphics.h“#include “subk.c“#include “draw.c“main()static double p202,vp20
15、2,ap202;static double t10,w10,e10,del;static double pdraw370,vpdraw370,apdraw370,wdraw370;static int ic;东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 6 -double r12,r23,r34;double pi,dr;double r2,vr2,ar2;int i;FILE *fp;r12=0.04; r23=1.11; r34=1.96;p11=0.0;p12=0.0;p41=-0.95;p42=2.0;pi=4.0*atan(1.0);dr=pi/180.0;w1=-17*pi
16、/3; e1=0.0; del=15;printf(“n The Kinematic Parameters of Point6n“);printf(“No THETA1 t3 w3 e3n“);printf(“ deg rad rad/s rad/s/sn“);ic=(int)(360.0/del);for(i=0;i=ic;i+)t1=(-i)*del*dr-3*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);wdrawi=t1/dr;pdrawi=t3;vpdrawi=w3
17、;apdrawi=e3;if(fp=fopen(“四杆运动 8888888.txt“,“w“)=NULL)printf(“Cant open this file./n“);exit(0);for(i=0;i=ic;i+)printf(“%12.3f %12.3f %12.3f %12.3fn“,wdrawi,pdrawi,vpdrawi,apdrawi);fprintf(fp,“%e %e %e %en“,wdrawi,pdrawi,vpdrawi,apdrawi);if(i%18)=0)getch();fclose(fp);东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 7 -getc
18、h();draw1(del,pdraw,vpdraw,apdraw,ic);运算结果：The Kinematic Parameters of Point3THETA1 t3 w3 e3deg rad rad/s rad/s/s-3.00000e+00 -1.63161e+00 -4.05618e-03 -6.23548e+00-1.80000e+01 -1.63234e+00 -9.46782e-02 -6.02631e+00-3.30000e+01 -1.63436e+00 -1.79482e-01 -5.44663e+00-4.80000e+01 -1.63756e+00 -2.53165
19、e-01 -4.51911e+00-6.30000e+01 -1.64173e+00 -3.10889e-01 -3.28467e+00-7.80000e+01 -1.64661e+00 -3.48569e-01 -1.80535e+00-9.30000e+01 -1.65187e+00 -3.63197e-01 -1.65406e-01-1.08000e+02 -1.65717e+00 -3.53157e-01 1.53056e+00-1.23000e+02 -1.66213e+00 -3.18490e-01 3.16304e+00-1.38000e+02 -1.66642e+00 -2.6
20、1053e-01 4.60652e+00-1.53000e+02 -1.66972e+00 -1.84521e-01 5.74117e+00-1.68000e+02 -1.67178e+00 -9.42091e-02 6.46611e+00-1.83000e+02 -1.67245e+00 3.30455e-03 6.71231e+00-1.98000e+02 -1.67168e+00 1.00725e-01 6.45290e+00-2.13000e+02 -1.66953e+00 1.90711e-01 5.70852e+00-2.28000e+02 -1.66614e+00 2.66566
21、e-01 4.54585e+00-2.43000e+02 -1.66178e+00 3.22868e-01 3.06898e+00-2.58000e+02 -1.65676e+00 3.55913e-01 1.40521e+00-2.73000e+02 -1.65144e+00 3.63939e-01 -3.11702e-01-2.88000e+02 -1.64618e+00 3.47101e-01 -1.95669e+00-3.03000e+02 -1.64134e+00 3.07263e-01 -3.42418e+00-3.18000e+02 -1.63724e+00 2.47662e-0
22、1 -4.63297e+00-3.33000e+02 -1.63413e+00 1.72551e-01 -5.52594e+00-3.48000e+02 -1.63222e+00 8.68636e-02 -6.06671e+00东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 8 -图 4.1 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）调用 bark函数对主动件进行运动分析。见表 4.1。（2）调用 rrrk函数对由构件组成的 RRR杆组进行运动分析。见表4.2。（3）调用 rrrk函数对由构件组成的 RRR杆
23、组进行运动分析。见表4.3。（4）求各构件的质心 7、8、9、10 点及矿石破碎阻力作用点 11 点的运动参数。见表 5.1表 5.5。表 5.1 7点运动参数形式参数 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 8点运动参数形式参数 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 9点运动参数形式参数 n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实值 3 0
24、9 4 0.0 r39 0.0 t w e p vp ap表 5.4 10点运动参数形式参数 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 11点运动参数东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 9 -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（5）调用 rrrf对由杆组成的 RRR杆组进行静力分析。见表 5.6。表 5.6形式参数 n1 n2 n3 ns1 ns
25、2 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（6）调用 rrrf对由杆组成的 RRR杆组进行静力分析。见表 5.7。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（7）调用 barf对主动件进行静力分析。见表 5.8。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
26、 static double t10,w10,e10;static double sita1370,fr1draw370,sita2370,fr2draw370,sita3370,fr3draw370,tbdraw370,tb1draw370;static double fr202,fe202;static int ic;double r12,r23,r34,r35,r56;double r27,r48,r39,r610,r611;int i;double pi,dr;double fr6,bt6,we1,we2,we3,we4,we5,tb,tb1;FILE*fp; sm1=0.0;sm2=
27、500.0;sm3=200.0;sm4=200.0;sm5=900.0; sj1=0.0;sj2=25.5;sj3=9.0;sj4=9.0;sj5=50.0;r12=0.1; r23=1.25; r34=1.0; r35=1.15;r56=1.96;东北大学机械原理课程设计 铰链式颚式破碎机方案分析- 10 -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;w1=-170*2*pi/60; e1=0.0; del=15;p11=0.0;p12=0.0;p41=0.94;p42=-1
28、.0;p61=-1.0;p62=0.85; printf(“n The Kineto-static Analysis of a Six-bar Linkasen“);printf(“ NO THETA1 FR6 BT6 TB TB1n“);printf(“ (deg.) (N) (deg.) (N.m) (N.m)n“);if(fp=fopen(“六杆受力 8888888.txt“,“w“)=NULL)printf(“Cant open this file./n“);exit(0);fprintf(fp,“n The Kineto-static Analysis of a Six-bar Li
29、nkasen“);fprintf(fp,“NO THETA1 FR6 BT6 TB TB1n“ );fprintf(fp,“ (deg.) (N) (deg.) (N.m) (N.m)n“ );ic=(int)(360.0/del);for(i=0;i=ic;i+)t1=(-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);bark(2,0,7,2,0.0,r27,0.0,t,w,e,p,vp,ap);bark(4,0,8,3,0.0,r48,0.0,t,w,e,p,vp,ap);bark(3,0,9,4,0.0,r39,0.0,t,w,e,p,vp,ap);bark(6,0,10,5,0.0,r610,0.0,t,w,e,p,vp,ap);bark(6,0,11,5,0.0,r611,0.0,t,w,e,p,vp,ap);rrrf(3,6,5,9,10,0,11,11,4,5,p,vp,ap,t,w,e,fr);rrrf(4,2,3,8,7,3,0,0,3,2,p,vp,ap,t,w,e,fr);
