Курсовая работа: Проектирование и исследование механизма качающегося конвейера

Курсовая работа: Проектирование и исследование механизма качающегося конвейера

БЕЛГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

Инженерный факультет

Кафедра общетехнических дисциплин

Расчетно-пояснительная записка

К курсовому проекту по ТММ

на тему: «Проектирование и исследование механизма качающегося конвейера»

Задание  16           Вариант

Выполнил студент: инженерного 

факультета 2-го курса 21 (1 ) гр.

              Проверил: доцент Слободюк А.П.

БЕЛГОРОД 2004

ВВЕДЕНИЕ

Механизм привода конвейера предназначен для осуществления возвратно-поступательного движения ползуна для перемещения лотка или ленты с транспортируемым материалом. Для осуществления сепарирования и перемещения материала характер движения ползуна конвейера должен быть различным в обе стороны.

Кривошип 1 механизма приводится от электродвигателя через редуктор и совершает вращательное движение. Далее, через шатун 2 движение передается на коромысло 3, которое при работе механизма совершает качающееся движение относительно оси D.

Затем, через шарнир С, движение передается на шатун 4, совершающий сложное движение. Шатун 4 соединен с ползуном 5 – лотком конвейера. Ползун, совершая возвратно-поступательное движение, позволяет выполнять рабочий процесс.

В целом механизм привода конвейера можно отнести к исполнительным механизмам технологической машины.

1.  СТРУКТУРНОЕ И КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА

1.1. Структурный анализ рычажного механизма

Степень подвижности механизма определим по формуле Чебышева

W = 3n - 2p1 - p2 ,

 где n - число подвижных звеньев, p1 - число одноподвижных кинематических пар, p2 - число двухподвижных кинематических пар.

В рассматриваемом механизме 5 подвижных звеньев (т.е. n = 5), и все кинематические пары одноподвижные (т.е. p1=7, p2=0). Тогда

W = 3·5 - 2·7 = 1.

Так как подвижность механизма получена отличной от нуля, то механизм работоспособен.

Разбиваем механизм на группы Ассура: группа II класса 1-го порядка (шатун 2 - коромысло 3) и группа II класса 2-го порядка (шатун 4 - ползун 5) [2].

Структурная формула механизма I(0-1) – II1(2-3) – II2(4-5)

В целом механизм является механизмом II класса.

1.2. Построение кинематической схемы

Построение кинематической схемы начинаем с разметки неподвижных опор рычажного механизма. Принимаем на чертеже масштабный коэффициент схемы ml = 0.004 м/мм. В принятом масштабе

LОА = ОА/ml = 0.11/0.004 = 27.5 мм

За нулевое принимаем такое положение механизма, при котором  ползун 5 занимает крайнее левое положение (в соответствии с условием). При этом шатун АВ находится на одной прямой с кривошипом ОА (см. лист 1 графической части). В этом положении достраиваем кинематическую схему в выбранном масштабе.

Разбиваем траекторию движения точки А кривошипа на 12 равных дуг, начиная от нулевого положения и в каждом из этих положений выстраиваем кинематическую схему механизма. Строим кинематическую схему во втором крайнем положении. Положение конца рабочего хода определяет точка Акрх. Рабочий ход составляет φрх= 210º = 3.67  рад.

1.3. Построение планов скоростей

Построение плана скоростей начинаем от входного звена - кривошипа ОА. Угловая скорость кривошипа ω1 =16  1/с. Скорость точки А

VA = ω1·ОА = 16×0,14 = 2,24 м/с

Из точки р, принятой за полюс плана скоростей (см. лист 1), откладываем в направлении вращения кривошипа 1 вектор ра = 56 мм скорости точки А, принадлежащей кривошипу.

Масштабный коэффициент плана скоростей

μv = VA/ра = 2,24/56 = 0,04 м/с/мм

План скоростей для группы Ассура (2-3) строим, графически решая систему векторных уравнений

VА3 = VA + VВA

VВ = VС + VВС

В этой системе VВ обозначен вектор скорости точки В, принадлежащей шатуну 2; VВA - вектор относительной скорости точки В относительно точки А. VВС - вектор относительной скорости точки В относительно точки С. Также имеем VС = 0 (так как в точке С находится опора), VВA┴AВ , VВС║ВС.

Построение. Из точки а плана проводим линию, перпендикулярную шатуну AВ  - направление VВA. Из полюса р (поскольку VС = 0) проводим линию, перпендикулярную кривошипу 3 - направление VВD. Точка b пересечения этих линий дает конец вектора искомой скорости VB.

Чтобы построить план скоростей для группы Ассура (звенья 4-5), необходимо найти скорость точки D  коромысла из условия подобия

VD/VB = СD/BС,

или, учитывая, что масштабный коэффициент μv остается постоянным,

pd/рb = СD/ВС .

Например, для положения 2 (φ1 = 60º)

pd = pb·СD/BС = 55.54·0.35/0.25 = 77.76 мм .

Вектор VD выходит из полюса p, параллелен вектору рb и направлен в ту же сторону (т.к. точка В – шарнир, в котором прикрепляется шатун 2 – лежит между точкой  D и неподвижной опорой С коромысла).

Для группы Ассура (4-5) составляем систему векторных уравнений

VE = VD + VED

VE = горизонталь ,

где VED ^ ЕD – относительная скорость точки Е вокруг D.

Через точку d плана проводим линию, перпендикулярную звену ЕD. Через полюс p проводим линию, направленную горизонтально. Точка е пересечения этих линий дает точку конца вектора скорости VE. Вектор pе представляет вектор скорости любой точки ползуна 5 (т.к. ползун 5 совершает поступательное движение).

Чтобы определить скорость любой точки звена механизма, необходимо, исходя из подобия, найти соответствующую точку на одноименном отрезке плана скоростей и из полюса в эту точку провести вектор, который и будет вектором скорости данной точки.

Например, для положения 2 (φ1=60º) определим скорости точек Si (точки центров масс звеньев, расположенные по условию на звеньях):

VS4 = ps4·μv = 70.4·0.0088 = 0.62 м/с.

VS5 = VD = pd·μv = 65.3·0.0088 = 0.57 м/с.

Сводим определенные из планов величины скоростей точек  S2, S3 , S4 и точки S5, принадлежащей ползуну, в таблицу 1.1.

Чтобы определить угловые скорости звеньев 2, 3, 4 необходимо величины относительных скоростей точек в относительном движении разделить на длины соответствующих звеньев.

Например, для положения 2 (φ1=60º):

ω3 = VВС/ВС = pc·μv /ВС = 0.04/0.14= 17.1 1/с.

ω4 = VCD/CD = cd·μv /CD = ·0.04 /0.57 = 2.98 1/с.

Для остальных положений вычисления аналогичны. Результаты сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1   Линейные скорости центров масс и угловые скорости звеньев

Страницы: 1, 2, 3, 4