浙江工业大学颚式破碎机大作业

1、机械原理大作业1：题目：颚式破碎机机构设计及分析 班级： 姓名： 学号： 教师： 所用软件：Adams、Solidworks、Auto CAD 主要步骤：1、 机构自由度计算；2、 杆组分析；3、 Solidworks建模；4、 Admas建模；5、 仿真；6、 C点速度、加速度分析；7、 阻力矩分析；8、 检验： C点速度及加速度检验； 阻力矩检验；9、 飞轮设计： 飞轮转动惯量的计算； 飞轮尺寸设计；1.机构自由度计算：F=5*3-2*7=1 2.杆组分析：拆杆组得 3.用Solidworks根据颚式破碎机的所给数据，对处于工作行程极限位置1时的颚式破碎机进行简单建模，确定各点的精确坐标，

2、用于辅助Adams的模型构建，简单模型如下：单位：mmO2（0，0）；A（0.24，-100）；B（3.25，-1350）；O4（940，-1000）；C（-1120.63，-1106.28）；O6（-1000，850）；D（-1036.93，251.14）其中：DFO6C，DE为一水平线，用于辅助Adams的载荷附加。4.用Adams根据Solidworks所得数据构建颚式破碎机模型如下：此时对应于工作行程极限位置1。给予各构件相应的质量和转动惯量：给予颚式破碎机原动件驱动： （顺时针旋转）角速度：1020°/s=170r/min随后根据题目要求在杆6上添加载荷， （step函数）

3、step(time,0,0,0.1823529412,85000)+step(time,0.1823529412,0,0.1823529413,-85000)+step(time,0,0,0.3529411765,0)5.进行仿真操作：根据计算：运动周期T=2/=0.353s所以取终止时间为0.36，步长为0.01： 点击绿色按钮，进行仿真，原动件顺时针运转一周。6.C点的速度、加速度分析：按F8进入Adams/PostProcessor进行分析，得C点的位移图像：C点位移（m）找到杆6对应的角速度和角加速度。杆6作定轴转动，O6C角速度（rad/s） 由Vc=6×O6C得C点速度图

4、像C点速度（m/s）（蓝色X方向，粉色Y方向）下同 O6C角加速度（rad/s2） 由ac=6×O6C得C点加速度图像C点加速度（m/s2）7.阻力矩图： 由Admas/Postprocessor分析得到原动件处的动态等功阻力矩图形：单位：N·m 其中0.1s对应102°，0.2s对应204°，0.3s对应306° 8.检验：检验C点速度及加速度：用CAD建模：（solidworks辅助找点）取与位置1夹角90°时的位置分析速度、加速度：90°对应的时间为0.0882s，取0.088sAdams分析获得的数据：Vc=由计算可

5、得Vc=0.669m/s，误差为0.179%Adams分析获得的数据：ac=由计算得ac=6.465m/s2，误差为0.103 %取与位置1夹角135°时的位置分析速度、加速度：135°对应时间为0.132s，取0.132sAdams分析获得的数据：Vc=由计算可得Vc=0.314m/s，误差为0.146%Adams分析获得的数据：ac=由计算得ac=8.091m/s2，误差为0.222%由于以上两组手算数据与Adams分析所得数据之间的误差均小于5%，故Adams对该颚式破碎机的速度分析结果正确！得C点的位移、速度、加速度曲线如下：C点位移（m）C点速度（m/s）（蓝色X

6、方向，粉色Y方向）下同C点加速度（m/s2）检验阻力矩：由Adamas/Postprocessor分析可得各杆的加速度和角加速度图像：杆2质心加速度（m/s2）杆3质心加速度（m/s2）杆3质心角加速度（rad/s2）杆4质心加速度（m/s2）杆4质心角加速度（rad/s2）杆5质心加速度（m/s2）杆5质心角加速度（rad/s2）杆6质心加速度（m/s2）杆6质心角加速度（rad/s2）根据Adams的速度数据，计算各构件惯性力和惯性力距：已知G3=5000N； G4=2000N； G5=2000N； G6=9000NJs3=25.5kgm2； Js4=9kgm2；Js5=9kgm2；Js6

7、=50kgm2由Admas得各杆件质心加速度和角加速度：杆件3加速度：角加速度：杆件4加速度：角加速度：杆件5加速度：角加速度：杆件6加速度：角加速度：各杆惯性力、惯性力矩以及合成的总惯性力分析：各杆的静力分析：（CAD作图；Solidworks辅助作图）90°时：根据图形列出力平衡方程和力矩平衡方程：杆6：Fry+F46x-F06x=m6a6x F06y-Fry-F46y+G6=m6a6y 对0取矩：F46xl6x+0.5G6l6x+F46yl6y+0.306Frxl6y=J66 FI6=-2938.315N FIx6=-2934.550N FIy6=148.867N =arcta

8、n（FIx/FIy） MI6=-163.135N·m F06x+Fr*cos（4.96）+F46x-FI6*cos（4.96-）=0 F06x+Fr*sin（4.96）+FI6*sin（4.96-）+F46y-G6=0Fr*1.36+0.5l6*G6*sin（4.96）+F46x*l6*cos（4.96）=MI6+F46y*l6*sin（4.96）杆5：F05x-F5x=m5a5x F05y-F5y+G5=m5a5y对B取矩：F05xl5x-0.5G5l5x-F05yl5y=J55 FI5=-398.817N FIx5=-378.307N FIy5=126.266N =arctan（

9、FIx/FIy） MI5=-19.083N·m F05x-F5x-F4x-FI5*cos（）=0 F05y-F4y-F5y+FI5*sin（）-G5=0 0.5FI5*l5*sin（14.37+）+（F5x+F4x）*l5*sin（14.37）+MI5-（F5y+F4y+0.5G5）*l5*cos（14.37）=0杆4：F4x-F64x=m4a4x F64y-F4y+G4=m4a4y 对B点取矩：F64xl4y+0.5G4l4x-F64yl4x=J44 FI4=-1042.675N FIx4=-1030.430N FIy4=159.347N =arctan（FIx/FIy） MI4=

10、9.755N·m F4x-F64x-FI4cos（7.27-）=0 F4y-F64y+FI4sin（7.27-）-G5=00.5FI5*l4*sin（-7.27）-MI4-F64y*l4*cos（7.27）-F56x*l4*sin（7.27）-0.5G5*l4*cos（7.27）=0杆3：-F23x-F3x=m3a3x F23y-F3y+G3=m3a3y 对B点取矩：F23xl3x+0.5G3l3x-F23yl3y=J33 FI3=-9034.233N FIx=-9030.47N FIy=262.398N =arctan（FIx/FIy） MI3=571.634N·m F2

11、3x+F3x-FI3*cos（3.27+）=0 F23y+F3y-G3+FI3*sin（3.27+）=00.5FI3*l3*cos（3.27）+0.5G3*l3*sin（3.27）-MI3-F3y*l3*sin（3.27）-F3x*l3*cos（3.27）=0杆2：F02x-F32x=0 F02y-F32y=0通过列矩阵求解解得F02y=1446.359N，Mb=F02y*l2=144.636N·m由Admas得Mb=误差为：2.962%135°时：杆6：Fry+F46x-F06x=m6a6x F06y-Fry-F46y+G6=m6a6y 对0取矩：F46xl6x+0.5G

12、6l6x+F46yl6y+0.306Frxl6y=J66 FI6=-3723.519N FIx6=-3707.907N FIy6=340.439N =arctan（FIx/FIy） MI6=-206.860N·m F06x+Fr*cos（5.60）+F46x-FI6*cos（5.60-）=0 F06x+Fr*sin（5.60）+FI6*sin（5.60-）+F46y-G6=0Fr*1.36+0.5l6*G6*sin（5.60）+F46x*l6*cos（5.60）=MI6+F46y*l6*sin（5.60）杆5：F05x-F5x=m5a5x F05y-F5y+G5=m5a5y对B取矩：

13、F05xl5x-0.5G5l5x-F05yl5y=J55 FI5=-2198.657N FIx5=-552.593N FIy5=2128.085N =arctan（FIx/FIy） MI5=-193.398N·m F05x-F5x-F4x-FI5*cos（）=0 F05y-F4y-F5y+FI5*sin（）-G5=0 0.5FI5*l5*sin（9.08+）+（F5x+F4x）*l5*sin（9.08）+MI5-（F5y+F4y+0.5G5）*l5*cos（9.08）=0杆4：F4x-F64x=m4a4x F64y-F4y+G4=m4a4y 对B点取矩：F64xl4y+0.5G4l4

14、x-F64yl4x=J44 FI4=-2598.352N FIx4=-1376.574N FIy4=2203.739N =arctan（FIx/FIy） MI4=158.469N·m F4x-F64x-FI4cos（3.91-）=0 F4y-F64y+FI4sin（3.91-）-G5=00.5FI5*l4*sin（-3.91）-MI4-F64y*l4*cos（3.91）-F56x*l4*sin（3.91）-0.5G5*l4*cos（3.91）=0杆3：-F23x-F3x=m3a3x F23y-F3y+G3=m3a3y 对B点取矩：F23xl3x+0.5G3l3x-F23yl3y=J3

15、3 FI3=-13107.549N FIx=-7147.703N FIy=10987.192N =arctan（FIx/FIy） MI3=349.944N·m F23x+F3x-FI3*cos（1.24+）=0 F23y+F3y-G3+FI3*sin（1.24+）=00.5FI3*l3*cos（1.24）+0.5G3*l3*sin（1.24）-MI3-F3y*l3*sin（1.24）-F3x*l3*cos（1.24）=0杆2：F02x-F32x=0 F02y-F32y=0同理解得F02y=16263.565N，Mb=F02y*l2=1626.357N·m由Admas得Mb=

16、误差为：2.980%由于以上两组手算数据与Adams分析所得数据之间的误差均小于5%，故Adams对该颚式破碎机的速度分析结果正确！得颚式破碎机平衡力矩曲线如下：9.飞轮设计：飞轮转动惯量的计算根据Adams所得数据填写下表：位置0°510152025303540Mb（N·m）534.3680.4831.61039.21166.81364.11455.61499.31523.6位置455055606570758085Mb（N·m）1548.31484.11394.81271.61080.4831.0605.3355.6136.9位置9095100105110115

17、120125130Mb（N·m）-145.0-365.1-648.7-900.3-1150.0-1280.4-1402.7-1501.4-1587.8位置135140145150155160165170175Mb（N·m）-1637.3-1607.9-1596.1-1584.3-1502.6-1413.5-1295.7-1183.6-1062.2位置180185190195200205210215220Mb（N·m）-914.2-799.0-666.8-565.2-433.9-324.0-262.5-167.7-99.7位置22523023524024525025

18、5260265Mb（N·m）-55.6-24.917.533.330.127.824.00.2-15.2位置270275280285290295300305310Mb（N·m）-39.8-73.4-128.5-204.5-270.1-313.2-337.9-352.4-359.1位置315320325330335340345350355Mb（N·m）-362.1-322.0-285.7-227.5-144.8-55.381.0227.4351.9位置360Mb（N·m）534.3根据表格数据作出图，并根据图线做出驱动力矩图线：从而用数格数的方法做出一个运动周期内的盈亏功图线由图线可得最大盈亏功Wmax=2107N·m最后由公式JF=900*2107/2/1702/0.15=44.32kg·m2由于破碎机曲柄两端各