前言：顎式破碎機是典型的曲柄搖杆機構，目前大多數設計仍採用傳統的設計方法來確定結構的幾何尺寸以及工作性能驗證，但傳統的設計方法往往不是最優設計方案。龍信重工本文選用大量應用於工程實踐的基於Matlab下的PE69顎式破碎
機為優化對象，以動顎的給、出料口的特性值為目標函數，利用Matlab工具箱中POWELL算法，實現顎式破碎機機構尺寸參數優化問題的求解，極大提高設計精度和生產效率。1顎式破碎機運動分析顎式破碎機機構簡圖如
圖1所示。設曲柄AB長度為l1,連杆BC長度為l2,搖杆(肘板)CD長度為l3,機架長度為l4,BE長度為l5,EG長度為l6,BF長度為l7,FM長度為l8,以偏心軸固定支座中心為坐標原點，水平方向為y軸，垂直方向為x軸。
ABCD為典型曲柄搖杆機構，其參數方程如下：圖1顎式破碎機機構模型l1sin1+l2sin2-l3sin3=0l1cos1+l2cos2-l3cos3-l4=0式(1)為一個非線性方程組，直接求解比較困難，利用幾何方法進行求解，連接BD,
可得lBD=l12+l42-2l1l4cos11=arcsin(l1lBDsin1)2=arccos(lBD+l3-l22lBDl3)(2)3=-1-22=arcsin(l3sin3-l1sin1l2)取M、G為進、排料口處動顎齒板的上、下端點，由幾何關係導出M、G點的運動方程為
YG=l1sin1+l5sin2+l6sin2XG=l1cos1+l5cos2-l6cos2YM=l1sin1+l7sin2+l8sin2XM=l1cos1+l7cos2-l8cos2當曲柄AB旋轉一周，按式(3)可以求得進、排料口點的運動軌跡，並能求得水平行程、垂直行程以及對應的
行程特性值。排料口M點水平行程和垂直行程分別為SMH=YMmax-YMminSMV=XMmax-XMmin排料口M點的行程特性值mM=SMV/SMH(5)同理可求得進料口G點水平行程和垂直行程以及行程特性值。(1)222(3)
(4)11M22BGEH3FCAD2破碎機優化數學模型的建立2.1設計參數破碎機的機構尺寸參數是指確定曲柄搖杆機構的各杆長度和齒板大小及位置等參數。為此選用l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7、l8這8個參數為設計變量。
並令X=[l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7、l8]T=[x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8]T(6)2.2目標函數行程比是顎式破碎機優化的主要目標，排料口的水平行程較大，有利於破碎物料，垂直行程較小，有利於降低齒板磨損。
因此在保證動顎有較大水平行程來破碎物料的同時，最大限度地減少垂直行程，減輕磨損。分別取給料口、排料口處的行程比為優化分目標函數。
F1(X)=max(xF)-min(xF)max(yF)-min(yF)(7)F2(X)=max(xG)-min(xG)max(yG)-min(yG)(8)minF(X)=0.4F1(X)+0.6F2(X)(9)式(9)中分目標的權重是根據其重要程度以及數量級相近的原則而確定的。
2.3約束條件(1)設計變量的約束考慮到原整機尺寸、機構合理性等要求，同時保證優化的順利進行，對設計的變量的取值範圍進行必要的限制。xminxixmax(i=1,2,…,8)(10)(2)曲柄存在條件根據曲柄搖杆成立
條件可知杆長必須滿足以下條件。l1l2,l1l3,l1l4,l1+l4l3+l2,l1+l3l4+l2,l1+l2l3+l4(11)(3)肘板中心位置約束為了保證原結構基本不變的原則，對肘板中心位置進行限制。