Теория механизмов и машин и детали машин

Курсовая работа Задание №3 Вариант №2

МЕХАНИЗМ КАЧАЮЩЕГОСЯ ПИТАНИЯ

Механизм качающегося питателя – кривошипно-ползуный механизм- состоит из кривошипа 2, шатуна 3 и ползуна (каретки) 4. Кривошип 2 (коленчатый вал, эксцентрированый вал) получает вращение от электродвигателя 2 через плоскоременную передачу 6, двухступенчатый редуктор 5 и компенсирующую муфту 7. Кривошип через шатун 3 приводит в возвратно- поступательное движения ползун 4. Ползун представляет собой каретку, перекрывающею выпускное отверстие бункера угла. Каретка (ползун) перемещается по направляющей на катках. При возвратно-поступательном движении каретка часть угла, лежащая на каретки, сталкивается давлением угля в бункере на конвейер. Качающейся питатель обеспечивает перекрытие выпускного отверстия бункера и равномерно подачу угля на конвейер.

Включение питателя сблокировано с конвейером. Для предотвращения завала конвейера включение питателя производится после включения конвейера. При перемещении пот направляющим каретка преодолевает сопротивление смещение слоев угля в горловине бункера. Диаграмма сил сопротивления при движении каретки «вперед» и «назад» представлена на рисунке в задании.

Параметры	Обозначение	Ед. измерения	Вариант 2
Частота вращения		Об/мин
Длина кривошипа		мм
Длина шатуна		мм
Положение ЦМ шатуна		мм
Положение ЦМ ползуна		мм
Масса шатуна		кг
Масса ползуна		кг
Момент инерции шатуна		кгм
Момент инерции ползуна		кгм
Максимальное сопротивление		н
Срок службы		час

2.1 Кинематический расчет механизма.

2.1.1 Структурный анализ механизма.

Механизм (рис. 2.1) состоит из кривошипа 2, шатуна 3, ползуна 4 и стойки 1.

Рис 2.1.

Заданный механизм- центральный кривошипно- ползунный.

Звенья механизма образуют кинематические пары 5- го класса:

вращательные 1-2; 2-3; 3-4.

поступательную 4-1.

Степень подвижности механизма определим по формуле Чебышева W= 3п-2Р3-Р4 = 3*3-2*4-0=1,

где: п=3- число подвижных звеньев

Р3=4 и Р4=0- число кинематических пар 5- го и 4-го классов.

Выделим из механизма группу звеньев 3-4- это группа Ассура II класса, II порядка, II вида (рис. 2.2).

Рис. 2.2

Оставшиеся звенья 1 и 2 образуют механизм I класса (рис. 2.3).

Рис. 2.3

По классификации Ассура- Артоболевского механизм относится ко II классу.

Структурная формула механизма:

I (1,2) → II (3,4)

2.1.2 Построим в масштабе μ_с= 0,002 м/мм план положения механизма. Разбиваем траекторию т. А на 12 равных частей. При помощи засечек находим 12 положений точки В. Положение 2 выдилим жирными линиями. Покажем на пол. 2 центры масс (ЦМ) звеньев 3 и 4. 2.1.2. Построим в масштабе м/мм график перемещения т. В координаты графика замеряем (с учетом масштаба) с плана положения механизма.

Определим масштаб оси абсцисс.

Период движения механизма.

Принимаем, что период Т соответствует отрезок оси абсцисс длиной L=180 мм.

Масштаб оси абсцисс:

по времени с/мм

по углам поворота кривошипа рад/мм.

Обводим координаты точек главной кривой перемещения определим скорость т.В в различных положениях. Используем метод хорд. Из точки Р, находящейся на расстоянии Н=50мм от начала координат проводим лучи параллельно хордам каждого участка кривой .

Точки пересечения лучей с осью ординат переносим на середины соответствующих участков и обводим плавной кривой скорости т.В .

Масштаб скорости

Заменим ординаты скоростей для каждого положения и с учетом масштаба составим табл.2.1.

Табл.2.1

Пол.
Vв м/с		0,044	0,087	0,11	0,103	0,06		-0,06	-0,103	-0,11	-0,087	-0,044

2.1.5. Построим для полож.2 план скоростей по векторному уравнению

Модуль скорости т.А

м/с

Где -угловая скорость кривошипа

мм.

Из т.А проводим ┴ АВ линию до пересечения из полюса Р горизонтально (направление движение т.В). Точку пересечения В соединяем с полюсом.

Для определения скорости точки S₃ используем геометрическое подобие.

Так как отношение то на плане скоростей делим отрезок АВ точкою S₃ в такой же пропорции.

Значит,

мм.

Точку S₃ соединим с полюсом.

Из плана скоростей находим для пол.2

м/с; м/с; м/с;

Сравним для положения 2 величину полученную при помощи графика и плана скоростей.

Разница составляет

Что допустимо, так как меньше 5%.

Определим для пол.2 угловую скорость звена 3.

рад/с.

Для определения направления поместим вектор в точку В плана положения и наблюдаем, в какую сторону вращается т.В вокруг т.А.

2.1.6. Построим ля положения 2 план ускорений в масштабе

Ускорение т.А вследствие того, что

Модуль ускарения

м/c

Ускорение т. В находим из уровнения

Модуль нормального ускорения

м/с²

Из полюса Р_и проводим //ОА в направлении от А к О вектор , изображающий в масштабе . Длина вектора

мм.

Из точки А проводим параллельно АВ в направлении от В к А вектор аn, изображающий в масштабе ускорение . Из точки n проводим перпендикулярно АВ направление ускорение до пересечения с точкой В с горизонтальной линией, проведенной из полюса.

Вектор изображает ускорение .

Ускорение т. S₃ находим из геометрического подобия. Значит на плане ускорений мм.

Из плана ускорений находим: м/с²; м/с²; м/с².

Угловое ускорение шатуна 3, совершающего плоское движение

рад/с².

Для определения направления поместим вектор в т.В плана положения и наблюдаем, в какую сторону вращается т.В вокруг т.Аю

СИЛОВОЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА.

2.2.1. Построим в масштабе µ_р=50 н/мм график сил полезного сопротивления.

По данным графика составим табл.2.2.

Табл. 2.2.

Пол.

Р, Н

2.2.2. Силы, действующие на звенья механизма в пол.2.

Сила полезного сопротивления Р_nc=5200 Нм

Определим силы тяжести звеньев G=m^.g

где: g=10 м/с- ускорение силы тяжести

G₃=m₃^.g=17^.10=170 Н;

G₄=m₄^.g=20^.10=200 Н;

Силы инерции звеньев

Знак «минус» показывает, что сила инерции направления противоположно ускорению.

н

н

Момент силы инерции звена 3

Знак «минус» показывает, что противоположно ускорению .

- момент инерции звена 3 относительно оси проходящей через точку S₃.

кг/м, тогда Нм.

2.2.3. Выделим из механизма группу Ассура (звенья 2и3), приложим к точкам звеньев силы тяжести, инерции, полезного сопротивления и реакции отброшенных звеньев. Реакция разложим на 2 взаимно-перпендикулярные составляющие и .

Рассмотрим группу в равновесии, что мы имеем право делать по принципу Даламбера: если к движущейся системе кроме внешних сил приложить силы инерции, то систему можно рассматривать в равновесии.

;

Построим в масштабе µ_р=20 Н/мм план сил группы звеньев 3 и 4. При построении плана сил из-за небольшой величины силы и не учитываем. План сил- замкнутый многоугольник, у которого начало последующего вектора находится в конце предидущего.

План сил строим по векторному уравнению

Из плана сил находим

Н; Н.

Определим место положения реакции .

Для этого рассмотрим в равновесии звено 4

;

мм.

2.2.4. Определим уравновешивающую силу

;

Н.

2.2.5. определим реакцию в шарнире В из векторного уравнения

На плане сил группы Асоура (покажем пунктиром) находим

к

2.2.6. Определим реакцию в масштабе µ_р=50 Н/мм план сил кривошипа по уравнению

Из плана сил находим н.