Качающийся конвейер

Зубчатое зацепление.cdw

График зон двухпарного зацепления
График скоростей скольжения
Диаграмма коэффициентов удельных скольжений
Начальная окружность R
Делительная окружность
Основная окружность R
Эвольвентное зубчатое

Кинематика.cdw

Кинематический анализ плоского
Рабочий ход механизма
Холостой ход механизма

записка мне2 окончат.doc

СИНТЕЗ И АНАЛИЗ ЗУБЧАТОГО МЕХАНИЗМА10
1 Вычисление геометрических параметров зубчатых колес10
2 Вычисление эвольвентного профиля зуба12
3 Вычисление коэффициентов удельных скольжений для шестерни и колеса13
4 Определение скорости скольжения в зацеплении13
СИНТЕЗ КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА16
1 Определение законов движения кулачка16
2 Определение перемещения аналогов скорости и ускорения16
3 Определяем основные размеры Ro и е кулачкового механизма17
4 Определяем полярные координаты действительного профиля кулачка для проверочного расчета18
5 Определяем действительный профиль кулачка18
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА19
1 Определение недостающих размеров механизма19
2 Определение скорости выходного звена механизма в заданном положении по плану скоростей19
3 Определение ускорения выходного звена механизма в заданном положении по плану ускорений20
4 Сравнение скоростей и ускорений получившихся при расчете на компьютере и по планам скоростей и ускорений21
5 Масштабные коэффициенты21
СИЛОВОЙ АНАЛИЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА22
1 Находим технологическую нагрузку22
2 Определяем величину реакций для группы звеньев 4 – 5 – 022
3 Определяем величину реакций для группы звеньев 1-2-3-023
4 Определяем величину реакций во внутренних кинематических парах 4-5 и 2-324
5 Масштабные коэффициенты24
6 Анализ и обобщение результатов силового исследования24
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА КАЧАЮЩЕГОСЯ КОНВЕЙЕРА
Качающийся конвейер (рис. 14-1) предназначен для перемещения сыпучего материала в горизонтальном направлении. В качестве привода использован электродвигатель 10 и зубчатая передача состоящая из планетарного редуктора 11 и простой зубчатой пара Z5 Z6. Подача материала на желоб 5 из бункера 9 осуществляется во время совместного движения желоба и материала механизмом подачи состоящим из кулачка 7 с толкателем 8. Закон изменения ускорения толкателя выбрать из предложенных.
Механизм транспортировки материала состоит из желоба 5 на роликовых опорах 6 совершающего возвратно-поступательное движение за счет движения звеньев основного шарнирно-рычажного механизма 1234. На валу О1 кривошипа закреплен маховик. Желоб при своем движении увлекает за счёт сил трения насыпанный на него материал. Движение материала совместно с желобом возможно при величине силы трения
Если ускорение желоба a>=aкр=fп·g то имеет место относительное движение материала вдоль желоба за счёт накопленной ранее кинетической энергии. В этот период между желобом и материалом существует сила трения Fжм=Gм·fд за счёт которой обеспечивается равнозамедленное движение материала по желобу до момента выравнивания их скоростей. Передвижение материала по желобу осуществляется со скоростью
где vотр - скорость желоба в момент отрыва материала при a'=fд·g.
Когда скорости материала и желоба сравняются по величине и направлению материал с желобом будет перемещаться опять вместе с одинаковой скоростью. Сила трения между желобом и роликовыми опорами Fн=(Gж+ Gм)·f1
Примечания: Моменты инерции звеньев подсчитывать по формуле Is=m·l2 [кг·м2] где m - масса стержня l - длина звена. 3. Положение центров тяжести считать посредине длин звеньев.
Исходные данные таблица 14-1
Численные значения для вариантов
Коэффициент изменения скорости ведомого звена 3
Вес материала в желобе
Коэффициент трения скольжения между материалом и желобом:
Приведенный коэффициент трения между желобом и роликовыми опорами
Число оборотов электродвигателя
Маховой момент ротора электродвигателя
Приведенный к валу кривошипа маховой момент планетарного редуктора зубчатой пары и коленчатого вала
Коэффициент неравномерности вращения кривошипа
Дуговое перемещение центра ролика
Максимальный угол давления в кулачковом механизме
Угол рабочего профиля кулачка
Число сателлитов в планетарном редукторе
СИНТЕЗ И АНАЛИЗ ЗУБЧАТОГО МЕХАНИЗМА
1 Вычисление геометрических параметров зубчатых колес
Число зубьев шестерни число зубьев колеса . С модулем m=5 мм
)Коэффициенты смещения:
)Делительные диаметры:
)Основные диаметры:
)Делительное межосевое расстояние:
)Межосевое расстояние:
)Передаточное число:
)Начальные диаметры:
)Коэффициент воспринимаемого смещения:
)Коэффициент уравнительного смещения:
)Диаметры вершин зубьев:
)Окружной делительный шаг:
)Окружные делительные толщины зубьев:
)Начальные окружные толщины зубьев:
)Угол профиля зуба на окружности вершин:
)Окружные толщины зубьев по вершинам:
)Радиусы кривизны эвольвенты на вершине зуба:
)Длина линии зацепления:
)Длина активной линии зацепления:
)Коэффициент перекрытия:
)Радиус кривизны эвольвенты в нижней точке активного профиля:
)Радиус кривизны эвольвенты в граничной точке эвольвенты:
Проверка на подрезание
Проверка выполнена подрезание отсутствует.
Полученные значения находятся в пределах рекомендуемых норм.
2 Вычисление эвольвентного профиля зуба
Для расчета профиля зуба вычислим ширину зуба различным окружностям.
Расчетная формула для нахождения ширины зуба:
Результаты вычисления профиля зуба шестерни.
Результат вычисления профиля зуба колеса.
3 Вычисление коэффициентов удельных скольжений для шестерни и колеса
где ρk1 – радиус кривизны эвольвенты шестерни в точке контакта.
Так как фактически зацепление происходит по активной линии зацепления то удельные скольжения целесообразно исследовать лишь в пределах g.
Результаты расчета коэффициентов удельных скольжений для шестерни и колеса.
4 Определение скорости скольжения в зацеплении
Величину скорости скольжения в зацеплении можно определить по формуле:
где VS – скорость скольжения в зацеплении ммс; – длина отрезка мм; 1 – угловая скорость шестерни радс; 2 – угловая скорость колеса радс.
Подставив в исходное уравнение вычисленные значения угловых скоростей а также измерив на чертеже длину отрезка получим:
Зоны двухпарного зацепления.
Шаг по основной окружности
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНЕТАРНОЙ ПЕРЕДАЧИ
Число оборотов вала двигателя nдв = 770обмин
Принимаем U1-H = 575
U1-H- передаточное отношение от входного вала редуктора к водилу
nH – число оборотов выходного вала редуктора
uпер – передаточное отношение вышерасчитанной зубчатой передачи
- пользуемся этими соотношениями.
Числа зубьев получились целыми выполняем проверку на сборку без натягов и на выполнение “соседства”.
Принимаем к=5 тогда - целое число значит сборка без натяга.
- условие соседства
Условия проверки выполняются окончательно принимаем:
СИНТЕЗ КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА
1 Определение законов движения кулачка
Угол рабочего профиля кулачка:
Фазовый угол удаления
Фазовый угол дальнего стояния
Фазовый угол возвращения
Максимально допустимый угол давления
Максимальное перемещение выходного звена h = 45мм
Замыкание высшей пары – силовое.
Закон перемещения толкателя – косинусоидальный.
2 Определение перемещения аналогов скорости и ускорения
Рассчитаем перемещение аналог скорости и аналог ускорения по соответствующим заданному закону формулам. На фазе удаления выходное звено движется по параболическому закону:
На фазе возвращения выходное звено движется по косинусоидальному закону: ; ; где мм; рад;
Результаты расчетов приведены в табл. 3.1.
3 Определяем основные размеры Ro и е кулачкового механизма
По условию ограничения угла давления только на фазе удаления так как высшая пара имеет силовое замыкание и кулачок вращается против часовой стрелки.
Принимаем мм; мм; Приняли на основании данных графика зависимости в функции угла поворота кулачка на фазе удаления..
Определяем по формуле угол давления только на фазе удаления так как высшая пара имеет силовое замыкание и заклинивание механизма может произойти только на фазе удаления (на фазе возвращения толкатель движется под действием пружины):
Результаты вычислений заносим в табл. 3.1. На основании полученных данных строим график зависимости в функции угла поворота кулачка на фазе удаления.
Построение центрового профиля ведем графическим способом с последующей аналитической проверкой.
Радиус ролика выбираем равным 18 мм
4 Определяем полярные координаты действительного профиля кулачка для проверочного расчета
где мм; на фазе удаления.
Проверку ведем по углу поворота соответствующему (i=9)
По расчету - по построению
Результаты расчетов заносим в табл. 3.1.
5 Определяем действительный профиль кулачка
Действительный профиль кулачка найдем как эквидистантную кривую отстоящую от центрового профиля на расстоянии равном радиусу ролика.
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА
1 Определение недостающих размеров механизма
Не заданные в задании размеры звеньев находим графическим способом путем построения механизма в двенадцати рабочих положениях соблюдая условие работоспособности и неразрывности звеньев.
Длина кривошипа OA=95 мм
Длина шатуна AB=296 мм
Длина коромысла CD=228 мм
Рабочий ход выходного звена SD=275
2 Определение скорости выходного звена механизма в заданном положении по плану скоростей
Изображаем эту скорость отрезком pa = 69 мм
Скорость точки D в поступательном движении вдоль оси Х
Скорость точки D в поступательном движении вдоль оси Y
Угловая скорость шатуна
Угловая скорость коромысла
3 Определение ускорения выходного звена механизма в заданном положении по плану ускорений
( т.к угловая скорость постоянна)
Изображаем отрезком pa
Ускорение точки D в проекции на ось Х мс2
Ускорения центров масс звеньев
Для сравнения произведем расчет скоростей и ускорений звеньев механизма при помощи программы ТММ Analizer (см. приложение 1)
4 Сравнение скоростей и ускорений получившихся при расчете на компьютере и по планам скоростей и ускорений
Результаты занесены в таблицу 4.1
5 Масштабные коэффициенты
Масштабный коэффициент для построения механизма:
Масштабный коэффициент для построения графика перемещения:
Масштабный коэффициент для построения графика скорости:
Масштабный коэффициент для построения графика ускорения:
СИЛОВОЙ АНАЛИЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА
1 Находим технологическую нагрузку
Fжм – сила трения между материалом и желобом во время движения материала совместно с желобом
Fн – сила трения в роликовых опорах желоба
где Gм – вес материала fп – приведенный коэффициент трения
Сила трения Fжм существует только при выполнении условия Fжм>Fин мат
- сила инерции материала
Находим величины сил и строим график технологической нагрузки на рабочем и холостом ходу.
Заносим результаты расчета в таблицу.
wy – составляющая ускорения по оси Y
wx – составляющая ускорения по оси X
Технологическая нагрузка
2 Определяем величину реакций для группы звеньев 4 – 5 – 0
С помощью принципа Даламбера составляем необходимые уравнения.
В проекции на ось Х:
Массу ползуна 4 принимаем m4=1 кг
По плану сил находим:По схеме сил находим:
Находим моменты инерции
Находим инерционные моменты
Составляем уравнения равновесия для шатуна и коромысла
Из плана сил получаем
3 Определяем величину реакций для группы звеньев 1-2-3-0
- реакция в подшипниках оси кривошипа
4 Определяем величину реакций во внутренних кинематических парах 4-5 и 2-3
Составляем уравнение для звеньев 4-5:
Составляем уравнение для звеньев 2-3:
Масштабный коэффициент для схем сил механизма:
Масштабный коэффициент для построения планов сил
6 Анализ и обобщение результатов силового исследования
Реакции в кинематических парах:
- со стороны шатуна на коромысло
- со стороны ползуна на вертикальную направляющую
- в подшипниках кривошипа
- в креплении коромысла к стойке
- со стороны кривошипа на шатун
- со стороны выходного звена на горизонтальные опоры
Реакции в четырех из семи кинематических пар превышают по величине технологическую нагрузку три оставшиеся реакции сопоставимы по величине с технологической нагрузкой.
В кулачковом механизме незначительно превышен угол давления ролика на кулачек.
Можно заключить что данная конструкция механизма не обеспечит надежной продолжительной работы в кинематических парах будет повышенный износ нагрев усталостные разрушения и как следствие – выход из машины из строя.
)С.А. Попов Г.А. Тимофеев Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин : учебник для вузов. -5-е изд. перераб. и доп. - М.: «Высшая школа» 2004. - 457 с.
)Курсовое проектирование по теории механизмов и машин Акулич В.К. Анципорович П.П. Астахов Э.И. и др. под редакцией Девойно Г.Н. – Минск: Высшая школа 1986. 285 с.
******************** КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ********************
Пользователь: Михайлов А.С
Руководитель: Филимонов И.Е.
*********************** Исходные данные ************************
Длина кривошипа L= 0095 м
Начальный угол поворота кривошипа FIO= 165000 (град.)
способ сборки = 1 Х=00000 Y=00000
звено присоединения =1 ХF=02915YF=00775
L1 = 02960;тета1 = 000;L2 = 01605;тета2 = 000
способ сборки = 1 Х=31416 Y=00000
звено присоединения =2 ХF=02915YF=00775
способ сборки =-1 Х=00000 Y=00000
звено присоединения =0 ХF=00000YF=-01050
L1 = 00000;тета1 = 000;L2 = 00000;тета2 = 000
***********************************************************************
В программе приняты следующие обозначения:
AJ - точка А j-ой группы BJ - точка B j-ой группы
FJ - угол FI1 j-ой группы PJ - угол FI2 j-ой группы
V и W - символы аналога скорости и ускорения таким образом:
VXA1 - проекция аналога скорости точки A1 1-ой группы на ось Х
MU1 и MU2 - углы передачи
*********************** Расчетные данные ************************
Векторные кинематические параметры получены в виде проекций на оси координат
Все угловые кинематические характеристики получены в градусах !
FI 1 1650 1950 2250 2550 2850 3150 3450 3750 4050 4350 4650 4950
XA 1 -009176 -009176 -006717 -002459 002459 006717 009176 009176 006717 002459 -002459 -006717
YA 1 002459 -002459 -006717 -009176 -009176 -006717 -002459 002459 006717 009176 009176 006717
VXA 1 -002459 002459 006717 009176 009176 006717 002459 -002459 -006717 -009176 -009176 -006717
VYA 1 -009176 -009176 -006717 -002459 002459 006717 009176 009176 006717 002459 -002459 -006717
WXA 1 009176 009176 006717 002459 -002459 -006717 -009176 -009176 -006717 -002459 002459 006717
WYA 1 -002459 002459 006717 009176 009176 006717 002459 -002459 -006717 -009176 -009176 -006717
F 1 3453 3539 3594 19 22 02 3547 3436 3303 3243 3273 3355
P 1 -22 -22 -20 -17 -14 -11 -09 -10 -14 -17 -20 -22
VF 1 032167 023912 013008 004384 -002622 -011347 -026830 -046014 -035834 -003442 020708 031910
VP 1 -000356 024043 045736 057356 058308 046861 013348 -046188 -076229 -061715 -040202 -020962
WF 1 -008814 -020656 -019218 -014113 -013702 -021313 -038575 -020000 054195 058554 033179 010369
WP 1 043399 047366 032800 011790 -008497 -038313 -094159 -110247 -001027 041761 038526 036447
MU 1 675 625 676 808 982 1163 1316 1381 1315 1162 980 807
XA 2 -009176 -009176 -006717 -002459 002459 006717 009176 009176 006717 002459 -002459 -006717
YA 2 002459 -002459 -006717 -009176 -009176 -006717 -002459 002459 006717 009176 009176 006717
VXA 2 -002459 002459 006717 009176 009176 006717 002459 -002459 -006717 -009176 -009176 -006717
VYA 2 -009176 -009176 -006717 -002459 002459 006717 009176 009176 006717 002459 -002459 -006717
WXA 2 009176 009176 006717 002459 -002459 -006717 -009176 -009176 -006717 -002459 002459 006717
WYA 2 -002459 002459 006717 009176 009176 006717 002459 -002459 -006717 -009176 -009176 -006717
F 2 3453 3539 3594 19 22 02 3547 3436 3303 3243 3273 3355
P 2 -22 -22 -20 -17 -14 -11 -09 -10 -14 -17 -20 -22
VF 2 032167 023912 013008 004384 -002622 -011347 -026830 -046014 -035834 -003442 020708 031910
VP 2 -000356 024043 045736 057356 058308 046861 013348 -046188 -076229 -061715 -040202 -020962
WF 2 -008814 -020656 -019218 -014113 -013702 -021313 -038575 -020000 054195 058554 033179 010369
WP 2 043399 047366 032800 011790 -008497 -038313 -094159 -110247 -001027 041761 038526 036447
MU 2 675 625 676 808 982 1163 1316 1381 1315 1162 980 807
XA 3 015322 017000 021406 026828 032487 038257 042553 040388 032949 026103 020753 016907
YA 3 -010500 -010500 -010500 -010500 -010500 -010500 -010500 -010500 -010500 -010500 -010500 -010500
VXA 3 -000102 006332 009849 010637 010998 010682 003750 -011626 -014516 -011577 -008891 -005548
VYA 3 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000
WXA 3 012556 008075 003324 000819 -000960 -005151 -022022 -088592 -606779 -3004535 -2484589 -120910
WYA 3 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000
XB 3 015322 017000 021406 026828 032487 038257 042553 040388 032949 026103 020753 016907
YB 3 -010500 -010500 -010500 -010500 -010500 -010500 -010500 -010500 -010500 -010500 -010500 -010500
VXB 3 -000102 006332 009849 010637 010998 010682 003750 -011626 -014516 -011577 -008891 -005548
VYB 3 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000
WXB 3 012556 008075 003324 000819 -000960 -005151 -022022 -088592 -606779 -3004535 -2484589 -120910
WYB 3 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000
MU 3 675 625 676 808 982 1163 1316 1381 1315 1162 980 807
Fmax= 042794 Fmin= 015322

Кулачек.cdw

Определение коэфф. упругости
Определение минимального радиуса кулачка
Профилирование кулачка