Качающийся конвейер - ТММ

зад 8 вар 6 - 1й лист.cdw

Рисунок 1.1 План механизма
Рисунок 1.3 План ускорений
Рисунок 1.5 План сил звеньев 4-5
Рисунок 1.7 План сил звеньев 2-3
Рисунок 1.9 План сил начального звена
Рисунок 1.2 План скоростей
Курсовая работа по ТММ
Рисунок 1.4 Группа Ассура звеньев 4-5
Рисунок 1.6 Группа Ассура звеньев 2-3
Рисунок 1.8 Начальное звено

зад 8 вар 6 - 2й лист.cdw

Рисунок 2.1 Картина эвольвентного зацепления
Коэффициент высоты головки
Коэффициент радиального зазора
Коэффициент переходной кривой
Коэффициент смещения
Коэффициент перекрытия
Курсовая работа по ТММ
Рисунок 2.2 Схема и кинематическое исследование зубчатого механизма

8.6.docx

Механика машин является одним из многочисленных технических приложений теоретической механики. В ней на основании общих принципов и законов теоретической механики изучается движение особого класса механических систем известных в технике под общим названием машин приводов и механизмов. Механика машин состоит из двух дисциплин: «теория механизмов» и «теория машин».
Вторая группа проблем посвящена проектированию механизмов с заданными структурными кинематическими и динамическими свойствами для осуществления требуемых движений т.е. синтезу механизмов.
В теории машин рассматривается совокупность взаимно связанных механизмов образующих машину. Изучаются вопросы теории строения машин автоматического управления и регулирования.
Любые машины и сооружения представляют собой совокупность тел определенным образом связанных друг с другом и осуществляющих свой рабочий процесс посредством выполнения закономерных механических движений носителем которых является механизм.
Машина – это устройство выполняющее механические движения для преобразования энергии материалов и информации с целью замены или облегчения физического и умственного труда человека(под материалами понимаются обрабатываемые предметы перемещаемые грузы и т.д.).
Изучение механики машин начинается с раздела теории механизмов так как только изучив свойства отдельных механизмов и их видов можно переходить к изучению совокупности механизмов образующих машину т.е. к теории машин.
В настоящее время теория механизмов и машин занимается также решением задач оптимального проектирования и управления совместной работой машины и управляющих ЭВМ и разработкой необходимых для этого алгоритмов и программ исследованием устойчивости колебаний виброзащиты и др. Приемы и методы теории механизмов и машин пригодны для проектирования любой машины и любого механизма и не зависят от их технического назначения а так же от физической природы рабочего процесса осуществляемого машиной. Наиболее развита к настоящему времени та часть теории механизмов и машин которая называется теорией механизмов.
Разделение теории механизмов на анализ и синтез является в некоторой степени условным так как часто схему механизма и его параметры определяют путем сравнительного анализа различных механизмов воспроизводивших одни и те же движения. Этот сравнительный анализ возможных вариантов составляет основу методов синтеза с использованием ЭВМ. Кроме того в процессе синтеза приходится выполнять проверочные расчеты используя методы анализа.
Курс теории механизмов и машин является общетехнической дисциплиной; его изучение опирается на учебные дисциплины: теоретическую механику физику математику вычислительную технику и программирование.
Каждая подвижная деталь или группа деталей образующая одну жесткую подвижную систему тел носит название подвижного звена механизма. Все неподвижные детали образуют одну жесткую неподвижную систему тел называемую неподвижным звеном или стойкой. Таким образом в любом механизме мы имеем одно неподвижное звено и одно или несколько подвижных звеньев.
Механизм можно рассматривать как совокупность неподвижного и подвижных звеньев. Соединение двух соприкасающихся звеньев допускающее их относительное движение называется кинематической парой. Совокупность поверхностей линий и отдельных точек звена по которым оно может соприкасаться с другим звеном образуя кинематическую пару называется элементом кинематической пары. Система звеньев связанных между собой кинематическими парами называется кинематической цепью.
Техническое задание на курсовое проектирование
1 Входные параметры и схемы проектируемых механизмов
Рисунок 1– Схема рычажного механизма
Рисунок 2 – Схема зубчатого механизма
Таблица 1. Входные параметры:
Размеры звеньев рычажного механизма
Погонный вес звеньев
Сопротивление движению желоба
Число зубьев колес простой передачи
Модуль простой передачи
Число оборотов электродвигателя
Число оборотов кривошипа
Модуль планетарного редуктора
Число блочных сателлитов
2 Описание работы машины
Качающийся конвейер с постоянным давлением груза на желоб (рис. 5а) состоит из желоба 1 который опирается на катки 3 и может на них перекатываться совершая возвратно-поступательное движение которое задается приводом 2. Привод конвейера двухкривошипный (рис. 3б) что позволяет получить разные параметры движения (скорость и ускорение) груза и желоба при его прямом и обратном ходе (рис. 3в).
Качающийся конвейер с переменным давлением груза на желоб (рис. 4а) состоит из желоба 1 опирающегося на шарнирные или упругие стойки 4. Частота и амплитуда качания стоек задается однокривошипным приводом (рис. 4б). Желоб при этом совершает периодическое плоскопараллельное движение. Графики скорости ускорения желоба и скорости груза за один период качания желоба показаны на рис. 4в.
Рисунок 3 – Схема качающегося конвейера с постоянным давлением груза на желоб: а) общий вид; б) схема привода; в) графики скорости S’ж ускорения желоба S”ж и скорости груза Vг
Рисунок 4 – Схема качающегося конвейера с переменным давлением груза на желоб: а) общий вид; б) схема привода; в) графики скорости S’ж ускорения желоба S”ж и скорости груза Vг
Желоба инерционных конвейеров выполняются из листовой стали. При транспортировании абразивных материалов используют износостойкую сталь толщиной не менее 3 мм. Поперечное сечение желобов может быть прямоугольным или круглым открытым или полностью закрытым (трубчатым). В практике находят применение как однотрубные так и двухтрубные желоба (рис. 5).
Рисунок 5 – Схема двухтрубного виброконвейера: а) общий вид; б) схема привода
Упругие опоры или подвески конвейеров могут быть выполнены на цилиндрических или плоских пружинах из стали 60С2. Опоры на плоских пружинах часто выполняются как пакеты из листовой стали толщиной 2 6 мм.
Вибрационные конвейеры отличаются обязательным наличием упругой подвески транспортирующего желоба обеспечивающей собственную частоту колебаний желоба в расчетных пределах (9 50 Гц). Вибрационный конвейер опорного типа (рис. 8) состоит из транспортирующего желоба 1 с загрузочной 2 и разгрузочной 3 воронками упругих опор 5 вибрационного привода 6.
Рисунок 6 – Схемы вибрационных конвейеров подвесного и опорного типа
Приводы вибрационных конвейеров могут быть механическими электрическими пневмопоршневыми и гидропоршневыми. На рис. 7. а. показан механический дебалансный привод создающий возмущающую силу направление которой зависит в текущий момент от положения дебаланса относительно желоба.
Рисунок 7 – Схемы механических приводов: а) механический дебалансный; б) двухбалансный; в) кривошипно-шатунный
Недостаток такого привода заключается в том что возмущающая сила только уменьшает силу внешнего и внутреннего трения транспортируемого материала который начинает перемещаться (течь) по уклону желоба только под действием составляющей силы тяжести частиц материала.
Различные конструктивные решения позволяют возмущающую силу привода ориентировать относительно желоба определенным образом для активного воздействия на транспортируемый материал и тем самым повысить скорость его перемещения. На рис.7б показан двухбалансный привод у которого дебалансы кинематически связаны так чтобы центробежные силы дебалансов были противоположны по направлению. В этом случае проекции составляющих центробежных сил инерции на линию соединяющую оси вращения дебалансов взаимно уравновешены а составляющие перпендикулярные этой линии суммируются создавая направленную возмущающую силу.
Общий недостаток механического привода заключается в активном воздействии возмущающей силы на подшипниковые узлы что ведет к их интенсивному износу и повышенному шуму. Электромагнитные приводы вибрационных конвейеров (рис.8) имеют ряд существенных достоинств: малые размеры и массу простую конструкцию определенное направление возмущающей силы и возможность регулировать автоматически ее частоту и амплитуду отсутствие изнашивающихся частей. Недостатком электромагнитного привода является значительное уменьшение амплитуды колебаний и возмущающей силы при падении напряжения питающей сети.
Рисунок 8 – Схема электромагнитного привода вибрационного конвейера
Параметры работы и закон движения желоба в вибрационном конвейере (рис.11) должны быть такими чтобы груз перемещался вперед не только при прямом но и обратном ходе желоба. Идеальным является такой режим колебаний при котором частицы груза совершают микроперелеты. При этом время от начала движения частицы груза вместе с желобом до ее посадки на желоб после микрополета должно равняться периоду колебаний желоба. Такой режим колебаний характеризуется безразмерным коэффициентом режима работы конвейера Г.
Рисунок 9 – Схема перемещения груза в виброконвейере (а) и графики скорости перемещения желоба Ж и груза Г (б)
Структурный анализ механизма
1 Структурный анализ рычажного механизма
Рисунок 10 – Схема рычажного механизма
)Определим движение звеньев
) Определим число и класс кинематической пары
О (16) V класс вращательное движение
А (12) V класс вращательное движение
Д (36) V класс вращательное движение
B (23) V класс вращательное движение
C (34) V класс вращательное движение
E (45) V класс вращательное движение
E1 (56) V класс поступательное движение
) Найдем степень подвижности
) Разобьем на группы Ассура
Рисунок 11 – Группа Ассура звеньев 4-5
а) Найдем степень подвижности
Группа Ассура II-го класса 2-го порядка
Рисунок 12 – Группа Ассура звеньев 2-3
б) Найдем степень подвижности
Рисунок 13 – Начальное звено
в) Найдем степень подвижности
Механизм I-го класса
Формула образования механизмов
Механизм II-го класса
2 Структурный анализ кулачкового механизма
Пронумеруем все звенья в том числе и стойку входным звеном является кулачок – 1.
Рисунок 14 – Схема кулачкового механизма с пронумерованными звеньями
Определим название звеньев механизма в зависимости от характера движения:
Выпишем виды кинематических пар обозначив их буквами:
А (14) V класс вращательное движение
B (13) IV класс вращательно - поступательное движение
L (23) V класс вращательное движение
M (42) V класс вращательное движение
Найдем степень подвижности по формуле П.Л.Чебышева:
Степень свободы механизма равна 2. Из этого следует что в нём присутствует лишнее звено удаление которого не изменит схему движения механизма.
Рисунок 15 – Схема кулачкового механизма с удаленным звеном
Применим метод заменяющих механизмов и заменим высшую пару 4-го класса низшими парами 5-го класса и одним заменяющим звеном.
Рисунок 16 – Метод заменяющих механизмов
L (23) IV класс вращательно - поступательное движение
C (13) V класс вращательное движение
Разбиваем полученный механизм на группы Ассура.
Рисунок 17 – Группа Ассура звеньев 2-3
Группа Ассура II класса 2-го порядка
Рисунок 18 – Начальное звено
Формула строения механизма:
I (14)II (23) – механизм 2-го класса
Четырехзвенный кулачково-коромысловый механизм
Кинематический анализ рычажного механизма
1 Определение положений звеньев и точек механизма
Угол поворота кривошипа при рабочем ходе выходного звена
Из середины отрезка точки проводим прямую через центр качания коромысла (точка ). Строим (). Из точки радиусом проводим дугу которая будет геометрическим местом центров вращения кривошипа . И строим крайние положения шатуна АB.
Рисунок 19 – Схема синтеза рычажного механизма
Длину отрезка OA выбираем равной 145 мм поэтому масштаб схемы будет
Длины остальных отрезков на чертеже:
2 Определение скоростей точек и звеньев механизма
Находим линейную и угловую скорость начального звена.
Масштаб плана скоростей равен
Составляем систему уравнения состоящей из звеньев 2 и 3:
Находим из пропорции
Составляем систему уравнения состоящей из звеньев 4 и 5:
Неизвестные скорости:
Угловая скорость звена 2 равна
Угловая скорость звена 3 равна
Угловая скорость звена 4 равна
3 Определение ускорений точек и звеньев механизма
Нормальное ускорение точки А по модулю равно
Масштаб плана ускорений равен
Строим план ускорений группы 23. Построение ведем по следующей системе:
– нормальное ускорение точки B во вращении звена 2 относительно точки A равное по модулю
– касательное ускорение B относительно точки A в том же движении звена по модулю равное
и направленное перпендикулярно BA.
Отрезок (anBA) изображающий нормальное ускорение аnBA находим по формуле
– нормальное ускорение точки B во вращении звена 3 относительно точки D равное по модулю
– касательное ускорение B относительно точки D в том же движении звена по модулю равное
и направленное перпендикулярно DB.
Отрезок (nBD) изображающий нормальное ускорение аnBD находим по формуле
Точку C находим по правилу подобия из соотношения
Переходим к построению плана ускорений группы 45 по уравнения
– нормальное ускорение точки E во вращении звена 4 относительно точки C равное по модулю
– касательное ускорение E относительно точки C в том же движении звена по модулю равное
и направленное перпендикулярно CE.
Отрезок (cnEC) изображающий нормальное ускорение аnEC находим по формуле
Находим неизвестные ускорения
угловое ускорение звена 2 находится по формуле
угловое ускорение звена 3 находится по формуле
угловое ускорение звена 4 находится по формуле
Силовой анализ рычажного механизма
1 Силовой анализ группы Ассура 4-5
Механизм состоит из двух соединенных групп Ассура и механизма I-го класса:
Звенья 2 и 3 образуют группу II класса 2-го порядка; звенья 4 и 5 группу II класса 2-го порядка.
Выделяем группу 4-5 и прикладываем силы действующие на ее звенья а также реакции
Составляем уравнение моментов сил действующих на звено 4 относительно точки E:
Из этого уравнения определяем тангенциальную составляющую реакции в шарнире C.
Составляем уравнение равновесия сил действующих на звенья 4 5.
Назначаем коэффициент масштаба
2 Силовой анализ группы Ассура 2-3
Выделяем группу 2-3 и прикладываем силы действующие на ее звенья а также реакции
Составляем уравнение моментов сил действующих на звено 3 относительно точки B:
Из этого уравнения определяем реакцию в шарнире D.
Составляем уравнение моментов сил действующих на звено 2 относительно точки B:
Из этого уравнения определяем реакцию в шарнире A.
Составляем уравнение равновесия сил действующих на звенья 23.
3 Силовой анализ начального звена
Звено находится в равновесии под действием сил R21 Fu1G1Мур Rn61 R61.
Величину и направление уравновешивающего момента Мур определяем из уравнения моментов сил относительно точки О:
Составляем уравнение равновесия сил.
Список использованных источников
Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука 1988.- 639с.
Левитский Н. И. Теория механизмов и машин: Учеб.пособие для вузов.2-е изд. перераб. и доп. М. 1990.
Фролов К.В. Теория механизмов и машин. М.: Высш. шк. 2001. - 496с.
Белокоиев И.М. Бапан С.А. БелоконевК.И.Теория механизмов и машин. Конспект лекций: Учеб.пособие для вузов. 2-е изд. испр. и доп. М.: Дрофа 2004.- 172с.
Левитская О.Н. Левитский Н.И. Курс теории механизмов и машин: Учеб.пособие для механических специальностей вузов. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Высшая школа 1985.- 279с.
КорснякоА.С. Кременштейн Л.И. Петровский С.Д. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. - Киев: Вищашк. 1970. - 632 с.
Смелягин А.И. Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование: Учеб.пособие. М.: ИНФРА-М 2003.-263с.
Палев П.П. Тайманова Г.К. Филиппова Т.С. Курс теории механизмов и машин. Часть I. Структурный кинематический и силовой анализ плоских механизмов. Учеб.пособие. Караганда: КарГТУ 2004. -104 с.
Палев П.П. Тайманова Г.К. Филиппова Т.С. Курс теории механизмов и машин. Часть II. Методы проектирования схем основных видов механизмов. Учеб.пособие. Караганда: КарГТУ 2006. - 77 с.
Теория механизмов и машин: Метод указания и контр задания для студентов-заочников инженерно-технических специальностей вузов Н.И. Левицкий Л.П. Солдаткин В.Д. Плахтин Ю.Я. Гуревич. М.: Высш. шк. 1989.- 127с.
Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование.: Учеб.пособие Т.С.Филиппова Г.Ж.Орынтаева Б.С.Доненбаев; Карагандинский государственный технический университет. – Караганда: Изд-во КарГТУ 2018. – 97 с.

Пояснительная записка - 2 лист.docx

5 Синтез зубчатого механизма
1 Синтез планетарного редуктора
)Делительное межосевое расстояние
)Коэффициент суммы смещений
)Делительный диаметр
)Межосевое расстояние
) Коэффициент воспринимаемого смещение
) Коэффициент уравнительного смещение
)Диаметр вершин зубьев
)Толщина зуба по делительной окружности
)Коэффициент перекрытия
Где =ab-длина активной линии зацепа.
2 Синтез планетарного редуктора
Выбор чисел зубьев колес
Определяем требуемое передаточное отношение планетарного механизма
пл-передаточное отношение планетарного механизма;
пм-планетарное отношение простого механизма;
Частота вращения электродвигателя nдврадс
Частота вращения кривошипа n1радс
Определяем какое из колес 1 или 2 меньшее.
Из условия отсутствия подрезания зубьев для меньшего колеса назначаем число зубьев z117.
Определяем число зубьев 3-го колеса
определяем число зубьев 2-го колеса
Проверяем выполняется ли условие соседства
Проверяем условие сборки сателлитов
Определяем погрешность реализации требуемого передаточного отношения
Определим диаметры планетарного редуктора
3 Картины линейных и угловых скоростей зубчатого механизма
Определяем скорость двух точек колеса 1 - это 01 и Р12. Скорость точки контакта колес 1 и 2 Р12 - =. Вектор изображают отрезком Р12А.
Прямая 01А образует угол с вертикалью и является линией распределения скоростей колеса 1. Колесо 3 является неподвижным и через точку Р23 проходит ось мгновенного вращения сателлита 2. Прямая Р23А является линией распределения скоростей колеса 2 и образует с вертикалью угол . Скорость оси сателлита (точки О2) выражается отрезком О2В соединяя точку В с точкой О1 находим линию распределения скоростей водила Н и колеса 4 которая образует с вертикалью угол . Скорость точки контакта колес 4 и 5 выражается отрезком Р45С соединяя точку С с точкой О5 находим линию распределения скоростей колеса 5 которая образует с вертикалью угол .
Для получения наглядного представления об угловых скоростях строится пучок лучей из общей точки О1 каждый из которых составляет с вертикалью соответствующий угол . Так как катеты этих углов принадлежат угловым скоростям звеньев то точки 0 1 2 Н пересечения этих лучей с любой горизонтальной линией определяют отрезки 0102ОН длина которых пропорциональна угловой скорости соответствующих звеньев.
Масштабный коэффициент скоростей
Масштабный коэффициент угловых скоростей
Масштабный коэффициент
Список использованной литературы
Т.С. Филиппова Г.Ж. Орынтаева Б.С. Доненбаев . Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование.