Размещено на http://www.allbest.ru/

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовому проекту

На тему: «Проектирование и исследование механизма инерционного конвейера»

Содержание

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
• 2. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА
• 3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА
• 3.1 Синтез (проектирование) рычажного механизма
• 3.2 Определение скоростей и ускорений всех точек и звеньев механизма методом планов (построение плана скоростей и плана ускорений)
• 3.3 Определение перемещений, скоростей и ускорений ведомого звена методом построения кинематических диаграмм
• 4. СИЛОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА
• 4.1 Определение сил, действующих на звенья механизма
• 4.2 Определение реакций в кинематических парах
• 4.2.1 Силовой расчет структурной группы 4-5
• 4.2.2 Силовой расчет структурной группы 2-3
• 4.2.3 Силовой расчет ведущего звена
• 4.3 Определение уравновешивающей силы методом Н.Е. Жуковского
• Заключение
• ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Инерционный конвейер предназначен для перемещения сыпучих материалов в горизонтальном направлении на расстояние от 50-100 м. движение от электродвигателя 10 передается кривошипу 1 через планетарный редуктор 11 и зубчатую передачу z₄-z₅. Рычажный механизм, состоящий из кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3, кулисного камня 4 и ползуна 5, обеспечивает возвратно-поступательное движение транспортирующего желоба 6. Желоб при движении вправо увлекает насыпанный на него материал. Когда отрицательное ускорение желоба достигает критического значения, начинается относительное скольжение материала по желобу за счет накопленной ранее кинетической энергии. Далее материал движется со скоростью, убывающий по линейному закону до момента выравнивая скоростей материала и желоба при движении последнего влево. Материал должен перемещаться по желобу все время в одну сторону (вправо). Для этого положительное ускорение не должно превышать критического значения. Подача материала на желоб из бункера осуществляется кулачковым механизмом 7-8. Кулачок 7 получает вращение от кривошипного вала через цепную передачу 9 с передаточным отношением U=1. Для получения требуемой равномерности движения на кривошипном валу закреплен маховик 12.

кинематический инерционный конвейер рычажный



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. Механизм инерционного конвейера: а - схема планетарного механизма; б - схема механизма кулачкового; в - схема рычажного механизма инерционного конвейера; г - графики сил трения, приложенных к жёлобу (F_Т.П.. -- в направляющих желоба; F_Т.М. - материала по желобу)

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

Параметр	Обозначения	Числовые значения параметров
	Параметр	Единицы СИ
Ход желоба	?S	м	0,28
Коэффициент изменения средней скорости желоба	Кv	-	1,18
Частота вращения кривошипа	n1	об/мин	75
Угол размаха коромысла	ш	град	72
Угол, определяющий положение межосевой линии	в0	град	75
Номера положений для построения планов ускорений	-	-	3,5,8
Положение для силового расчета	-	-	5
Сила трения в направляющих желоба	FT.H.	кH	1,3
Коэффициент неравномерности движения	д	-	0,12
Сила трения материала по желобу	FT.M.	кН	3,9
Ход толкателя	lhmax	м	0,045
Фаза удаления = фазе приближения	цу=цп	град	75
Фаза дальнего стояния	цд.с.	град	20
Закон движения толкателя	-	-	косинусоидальный
Число зубьев колес	Z4 Z5	-	12 18
Модуль зубчатой передачи	m	мм	3,5
Перед. отношен. планет. редуктора	U1H	-	4,5
Тип зацепления	-	-	равносмещенное

Указания. За начало отсчета принять положение, при котором ползун 5 находится в крайнем левом положении. Кинематические диаграммы построить для штанги 5.

Для всех вариантов принять: 1) ?_СВ=0,6?_СD; ?_а= 0,25?_S; ?_S = 3м; 2) центры масс звеньев ?_АS2 = 0,5?_АВ; ?_СS3 = 0,5?_СD; 3) осевые моменты инерции звеньев J_S = 0.1m?² (кгм²); 4) массы звеньев m₂=q?_AB; m₃ = q?_CD; где q=60; m₅=100 кг; кривошип уравновешен; 5) допустимый угол давления ?_доп=30^о.

2. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА

Название звеньев:

1-кривошип; 2-шатун;

3-коромысло; 4-кулисный камень;

5-ползун; 6-опоры.

Определяем степень подвижности механизма:

n = 5 - количество подвижных звеньев,

р₅ = 7 - количество низших кинематических пар,

Р₄⁼ 0 - количество высших кинематических пар. Тогда

W= Зn - 2р₅ - р₄ =3·5 -2·7-0 = 1.

Структурная группа 4-5

ЙЙ 5 вид

W=3·2-2·3=0

Структурная группа 2-3

ЙЙ 1 вид

W=3·2-2·3=0

Механизм I класса

Й

W=3·1-2·1=1Й > ЙЙ > ЙЙ

Вывод: данный механизм ЙЙ класса

Все данные сводим в таблицы 2.1 и 2.2

Таблица 2.1 - Название звеньев

№ звена	Наименование звена	Подвижность звена	Число подвижных звеньев
1	Кривошип	Подвижное	n = 5
2	Шатун	Подвижное
3	Коромысло	Подвижное
4	Кулисный камень	Подвижное
5	Ползун	Подвижное
6	Опора	Неподвижное

Таблица 2.2 - Наименование кинематических пар

Обозн.	Соединяемые элементы	Тип пары	Индекс пары	Число пар
		вид движения	Хар-р соед.	подвижность		Одно подвижные	Двух подвижные
О	1,6	вращ.	низшая	одноподв.	В0(1,6)	Р5=7	Р4=0
А	1,2	вращ.	низшая	одноподв.	ВА(1,2)
В	2,3	вращ.	низшая	одноподв.	ВВ(2,3)
С	3,6	вращ.	низшая	одноподдв.	ВС(3,6)
D	3,4	вращ.	низшая	одноподв.	ВD(3,4)
D	4,5	пост.	низшая	одноподв.	ПD(4,5)
Е	5,6	пост.	низшая	одноподв.	ПЕ(5,6)

3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА

3.1 Синтез (проектирование) рычажного механизма

Данный типовой механизм является кулисным с качающейся кулисой.

Рассчитываем масштабный коэффициент длины:

м_? = ?_S/S = 0,28/100 = 0,0028 м/мм.

Определяем угол размаха кулисы:

и = 15 (град).

Чертежное значение кривошипа:

[O₁A]=([O₁B₀]-[O₁B^*])/2=(150-90)/2=30(мм).

Чертежные расстояния: а=25(мм); ОА=30(мм); АВ=120(мм); СD=85(мм); Ответ: ?_ОА=0,084 м; ?_АВ=0,336 м; ?_ВС=0,14 м; ?_СD=0,238 м.

3.2 Определение скоростей и ускорений всех точек и звеньев механизма методом планов (построение плана скоростей и плана ускорений)

Угловая скорость кривошипа

Определяем скорость кривошипа:

V_A1 = щ₁ ·?_оа= 7,85·0,084 =0,66 м/с.

Рассчитываем масштабный коэффициент для планов скоростей:

.

Уравнения для построения планов скоростей:

V_В2 = V_A1 + V_в2A1 + АВ V_D5 = V_D3 + V_D5D3 РР х-х

V_В3 =V_С + V_B3С РР А V_Е5 = V_Е6 + V_Е5Е6 РР у-у.

Скорость точки D определим по правилу подобия:

Определяем ускорение кривошипа:

Рассчитываем масштабный коэффициент для планов ускорений:

щ

Ускорение точки D определим по правилу подобия

V_B3A = (ab)*м_v=41*0,0165=0,68 м/с;

V_D3C=V=(P_vb)*м_v=14*0.0165=0.23 м/с;

щ₂=V_B2A/_AB=0.68/0.33=2 м/с²;

щ₃=V_B3C/_BC=0.23/0.14=1.6 м/с²;

V_D5D3=(d₃d₅)*м_v=11*0.0165=0.18 м/с;

V_E5E6=(P_Ve₅)*м_v=21*0.0165=0.35 м/с;

а_B=(P_ab)*м_a=33*0.1=3.3 м/с²;

а_Е=(P_ad₃)*м_a=55*0.1=5.5 м/с²;

a_BA^ф=(n₁b)*м_a=14*0.1=1.4 м/с²;

a_BC^ф=(n₂b)*м_a=33*0.1=3.3 м/с²;

?₂=a_AB^ф/_AB=1.4/0.33=4.3 с^-2;

3.3 Определение перемещений, скоростей и ускорений ведомого звена методом построения кинематических диаграмм

Рассчитываем масштабный коэффициент времени:

м_t = t_{действ.}/[0-12] = 0,8/240 = 0,003с/мм.

t_{действ.} = 2р/щ₁ = 6,28/7,85 = 0,8 с.

Рассчитываем масштабный коэффициент перемещения:

м_S ⁼ м_? ⁼ 0.0028 м/мм. Тогда

h₁ = S₁ = 5 мм,

h₂ = S₂ = 28 мм,

h₃ = S₃ = 60 мм,

h₄ = S₄ = 81 мм,

h₅ = S₅ = 94 мм,

h₆ ⁼ S₆ = 98 мм,

h₇ = S₇ = 92 мм,

h₈ = S₈ = 76мм,

h₉ = S₉ = 52 мм,

h₁₀ = S₁₀ = 26 мм,

h₁₁ = S₁₁ = 6,5 мм,

h₁₂ = S₁₂ = 0 мм,

Определяем максимум на диаграмме перемещения.

[А₆А^*]/[А₆А₅] = [6ч^*]/[6ч5] ? [6ч^*] = ([А₆А^*][6ч5])/[А₆А₅] = 40/35 = 1,2 мм.

Рассчитываем масштабный коэффициент скорости:

Рассчитываем масштабный коэффициент ускорения:

Значения перемещений, скоростей и ускорений сводим в таблицу:

Параметр	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Перемещение S, м	0	0,014	0,0784	0,168	0,227	0,263	0,274	0,258	0,213	0,146	0,073	0,018	0
Скорость V, м/с	0	0,68	1,32	1,28	0,8	0,44	0,04	0,52	0,96	1,2	1,2	0,72	0
Ускорение a, м/с2	6,9	15	4,5	6,6	6	5,1	6,9	7,8	4,8	3,6	3,6	9,6	9

4. СИЛОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА

4.1 Определение сил, действующих на звенья механизма

Определяем силы тяжести:

G₁= m₁g = 20,16*9,8 = 197,57 Н

G₃ = m₃g = 14,28*9,8 = 139,94 Н

G₅= m₅g = 100*9.8 =980 H

Ускорения центров масс:

Определяем силы инерции:

P_u2 = (-)m₂a_s2 =20,16*4,1 = 82,66 Н

P_u3 = (-)m₃a_s3 = 14,28*2,7= 38,56 Н

P_u5 = (-)m₅a_D = 100*5 = 500 H.

Определяем осевые моменты инерции:

J_S2 = m₂?_AB² = 0,1*20,16*0,336² = 0,228 кг·м²

J_S3 = m₃?_СD² =0,1*14,28*0,238² = 0,081 кг·м².

Определяем моменты инерции:

М_u2 = (-)е₂J₂ = 4,3*0,228 =0,98 Нм.

М_uз = (-)е₃J₃ = 23,6*0,238 =5,617 Нм.

4.2 Определение реакций в кинематических парах

4.2.1 Силовой расчет структурной группы 4-5

Реакции и определим из построения плана сил.

Выбираем масштабный коэффициент плана сил:

м_P = 10 Н/мм.

Высчитываем вектора сил в мм:

После построения определяем реакции:

4.2.2 Силовой расчет структурной группы 2-3

Заменяем М_и3 и Р_и3 одной силой , приложенной не в центре масс:

Тогда

Определяем реакцию R₁₂:



Реакцию R₆₃ определим из построения плана сил.

Определяем масштабный коэффициент плана сил:

м_P = 5 Н/мм.

Высчитываем вектора сил в мм:

После построения определяем реакцию:

4.2.3 Силовой расчет ведущего звена

Определяем уравновешивающую силу Р_ур:

Определяем реакцию R₆₁ в шарнире О:



Задаемся масштабом плана сил

м_P = 10 Н/мм.

После построения определяем реакцию:

4.3 Определение уравновешивающей силы методом Н.Е. Жуковского

Определяем погрешность между найденными уравновешивающими силами:

?% = (Р_ур.? Р_ур')/Р_Ур.·100%

?% = (128 ? 126)/128·100% = 1.6% < 5%

Заключение

Выполнение данного курсовой работы дало возможность понять основные понятия и задачи курса, ознакомиться с основами построения механизмов, рассмотренных в данной работе, уяснить принципы структурного, кинематического анализа и силового исследования механизма, проектирование механизмов с высшими и низшими кинематическими парами.

ЛИТЕРАТУРА

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. - М: Наука, 2010.

2. Кожевников С.Н. Теория механизмов и машин. - М.: Машиностроение, 1973.

3. Попов С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин. - М.: Высшая школа, 2006.

4. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин./ Под редакцией А.С. Кореняко, С.Д. Петровский, Л.И. Кременштейн - М.: ООО «МедиаСтар», 2009.

5. Теория механизмов и машин./ Под редакцией К.В. Фролова - М.; Высшая школа, 2007.

Размещено на Allbest.ru