Модернизация экскаватора-бульдозера на базе МТЗ-92

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. В.Г. ШУХОВА» (БГТУ им. В.Г. ШУХОВА)

Транспортно-технологический институт

Кафедра «Подъемно-транспортных и дорожных машин»

Модернизация экскаватора-бульдозера на базе МТЗ-92

Выполнил:

студент гр. НСз-41

Колосов А.А.

Белгород 2022 г.

• Содержание
• Введение
• 1. Структурный анализ механизма
• 2. Кинематическое исследование плоских механизмов
• 2.1 Графоаналитический метод кинематического исследования
• 2.1.1 Построение плана механизма
• 2.1.2 Построение плана скоростей
• 2.2 Графический метод кинематического исследования
• 3. Синтез зубчатого зацепления
• Список используемой литературы
• Введение
• При производстве строительных материалов и изделий возникает необходимость разделения материала на отдельные фракции, отличающиеся друг от друга размерами частиц материала. Эта операция реализуется специальными машинами - грохотами путем просеивания материала через отверстия в рабочем органе грохота (решетах, ситах и т.п.).
• Кинематические схемы механизмов грохота показаны на рис. 1. Вращательное движение от двигателя 8 (рис. 1,б) через редуктор 9 и зубчатые колеса 10, 11 передается на вал кривошипа ОА рычажного механизма грохота. На выходном звене этого механизма - ползуне 5 крепится решето (рис. 1,а). Процесс просеивания осуществляется при ходе ползуна 5 в обе стороны. Силой сопротивления движению ползуна является постоянная сила трения в направляющих 6.
• Для ускорения процесса грохочения направляющие 6 ползуна приводятся в движение с помощью кулачка 7. При встряхивании частицы материала отрываются от поверхности решета, и происходит интенсивное их перемешивание. Кулачок 7 приводится в движение от двигателя 8 (см. рис. 4,б) через редуктор 9 и зубчатые колеса 10 и 12.
• Таблица 1. Исходные данные для задания №4

Параметр	Вариант 2
Размер звеньев рычажного механизма, м:
	0,62
	0,88
а	0,66
в	0,31
Ход ползуна, м	0,32
Частота вращения электродвигателя, мин-1	2600
Передаточное число редуктора	8
Число зубьев колес :	11
	19

• Рис. 1
• 1. Структурный анализ механизма
• На рис. 1.1 представлена структурная схема плоского рычажного механизма с двойным ходом ползуна.
• Число подвижных звеньев механизма п = 5, число одно подвижных кинематических пар р₅ = 7 (из них кинематические пары О, А, В, С, О₁ и D) - вращательные; кинематическая пара D' - поступательная). Число степеней подвижностей механизма, определенное по формуле (1.2),
• Рис. 1.1. Структурная схема плоского механизма
• Механизм состоит из двух структурных групп: группы звеньев 4-5 и 2-3. Механизм имеет одну основную подвижность и, следовательно, один первичный механизм, состоящий из звеньев 0 и 1.
• В соответствии с видами структурных групп, представленными на рис. 1.2, группа звеньев 4-5 является структурной группой 2-го класса 2-го вида, группа звеньев 2-3 является структурной группой 2-го класса 1-го вида. Первичный механизм из звеньев 0-1 относится к первому классу. Результаты структурного анализа изображены на рис. 1.2.
• Методы исследования механизмов находятся в прямой зависимости от типа наслаиваемых структурных групп. Приступая к проектированию механизма, изображенного в задании, для выяснения метода исследования механики этого механизма, следует предварительно изобразить его структурную схему. Наиболее простым является метод прямого изучения структуры, который начинается с первичного механизма и идет в порядке наслоения структурных групп.
• Поскольку группы должны присоединиться своими свободными элементами к различным звеньям имеющегося механизма, то наслаиваемая группа не может быть присоединена только к одному звену. В последнем случае она образовала бы одно твердое тело с этим звеном. Таким образом, первое наслоение может быть присоединено только к стойке и ведущему звену. Следующая группа может быть присоединена к образовавшейся схеме подобным же образом, т.е. свободными элементами к звеньям первичного механизма и первого наслоения (только не к одному звену). Аналогично все следующие наслоения присоединяются указанным способом к звеньям первичного механизма и ранее присоединенных групп
• Рис. 1.2. Схемы структурных групп и первичного механизма
• 2. Кинематическое исследование плоских механизмов
• 2.1 Графоаналитический метод кинематического исследования
• 2.1.1 Построение плана механизма
• Согласно задания, вычерчиваем план механизма в 12-ти положениях.
• Для построения принимаем масштабный коэффициент длины µ_l=0,005м/мм.
• Далее переводят все геометрические линейные размеры в масштабный коэффициент длин и получают величины отрезков, изображающие заданные геометрические параметры в составе соответствующей кинематической схемы.
• Таблица 2

	а	b	lO1B	lCB	lСD	H
Заданные размеры, м	0,66	0,31	0,62	0,124	0,88	0,32
Расчетные размеры, мм	124	176	132	24,8	62	64

• Длину кривошипа и коромысла находим из построения:
• Длину кривошипа находим из выражения
• мм
• Длину коромысла находим из выражения
• мм
• м
• м
• Используя полученные величины отрезков геометрических параметров механизма, методом засечек, строим его кинематическую схему.
• 2.1.2 Построение плана скоростей
• Рассмотрим положение 2.
• Построение плана скоростей для заданного положения механизма позволяет решить одну из задач кинематического анализа, а в частности определить величины и направления линейных, относительных и угловых скоростей характерных точек и звеньев механизма
• Частота вращения электродвигателя n= 2600 мин^-1
• Найдем частоту вращения кривошипа
• Угловая скорость кривошипа
• с^-1.
• Зная величину определяем модуль скорости точки A:
• Масштабный коэффициент плана скоростей
• Запишем векторные уравнения распределения скоростей, последовательно решая которые построим план скоростей.
• Вектор скорости точки А представляет собой геометрическую сумму векторов скорости точки O и скорости относительного вращательного движения точки A вокруг точки O :
• .
• Точка O в схеме механизма является неподвижной, следовательно, модуль её скорости равен нулю (). Вектор скорости направлен перпендикулярно оси кривошипа, а линия действия совпадает с направлением вращения ведущего звена.
• Точка B принадлежит двум звеньям, шатуну 2 и коромыслу 3, по этому для неё запишем два векторных уравнения.
• Вектор скорости точки B, принадлежащей шатуну 2, представляет собой геометрическую сумму векторов скорости точки A и скорости относительного вращательного движения точки B вокруг точки A.
• Для коромысла, вектор скорости точки B представляет собой геометрическую сумму векторов скорости точки O₁ и скорости относительного вращательного движения точки B вокруг точки O₁.
• Анализируя схему механизма видно, что точка O₁ в схеме механизма является неподвижной, следовательно, как и для точки O₁, модуль её скорости будет равен нулю (). Направление действия векторов и будет перпендикулярно осям соответствующих звеньев.
• Совместное графическое решение векторных уравнений для точки B позволит определить модуль и направление действия вектора скорости рассматриваемой точки.
• Решим систему графически и определим скорости. Для этого из точки a проводим прямую, которая будет перпендикулярна положению шатуна AB. С полюса проводим прямую, перпендикулярную к коромыслу BO₁. В месте пересечения получаем положение точки b.
• Скорости равны
• На схеме механизма точка С принадлежит коромыслу 3. Следовательно, и на плане скоростей точка с будет лежать на отрезке р_Vс в соответствии с теоремой о подобии. Отрезок р_Vс определяем из пропорции
• Скорость точки С равна
• Вектор скорости точки D, принадлежащей шатуну 4, представляет собой геометрическую сумму векторов скорости точки C и скорости относительного вращательного движения точки D вокруг точки C.
• С другой стороны вектор скорости точки D являет собой геометрическую сумму векторов скорости точки D₀ - точки, которая принадлежит направляющей и скорость которой равна 0, а также скорости относительного движения точки D относительно точки D₀.
• Система уравнений примет вид
• Решаем систему графически. Для этого из точки c проводим прямую, перпендикулярную звену CD, а с полюса прямую, параллельно движению ползуна. В месте пересечения получаем точку d.
• Скорости равны
• Определив значения относительных скоростей звеньев, находим величины их угловых скоростей:
• ;
• Аналогично строим планы скоростей для остальных положений.
• 2.2 Графический метод кинематического исследования
• Диаграмма перемещений. Для построения диаграммы перемещения точки D звена 5 по оси абсцисс откладывается отрезок b=159,5 мм, изображающий период Т одного оборота кривошипа, и делим его на 12 равных частей.
• Т=60/n_OA=60/188,2= 0,319 с
• От точек 1, 2, …, 11 диаграммы ц(t) откладываются перемещения проходимые точкой D от начала отсчета.
• Вычисление масштабов диаграммы перемещения
• ,
• ,
• Строится диаграмма изменения скорости точки точки D V(₁) путем графического дифференцирования кривой S_D(₁). Выбирается отрезок К₁ = 25 мм. Проводим из точки Р₁ касательную к S_D (₁) на соответствующих участках от 1 до 12. Точки их пересечения с осью ординат и дадут совокупность точек графика V_D(₁). Строится кривая.
• Аналогичным методом графического дифференцирования, но уже графика V_D(₁), строится график a_D(₁). Выбирается отрезок К₂ = 50 мм.
• Масштабы по осям
• 3. Синтез зубчатого зацепления
• Рассчитаем передачу z₁₀ =11, z₁₁=19
• Принимаем модуль передачи m=5
• Радиусы делительных окружностей:
• ,
• ,
• Радиусы основных окружностей:
• ,
• Шаг рейки по делительной окружности
• Относительный сдвиг инструмента
• т.к. Z>17
• Абсолютный сдвиг инструмента
• Толщины зубьев по делительным окружностям колёс:
• ,
• .
• Инволюта угла зацепления
• Угол зацепления по таблице приложения 5
• Радиусы начальных окружностей
• Межцентровые расстояния
• Радиусы впадин окружностей
• Радиусы окружностей головок зуба
• Дуга зацепления по основной окружности
• Шаг по основной окружности
• Радиус скругления ножек зуба
• мм
• Коэффициент перекрытия
• Т.к. коэффициент перекрытия входит в интервал от 1 до 2, то зубчатая передача будет работать без заклинивания.
• По вычисленным параметрам строим проектируемую зубчатую передачу.
• рычажный кинематический скорость зубчатый
• Список используемой литературы
• 1. Теория механизмов. В 2 ч. Ч. 1. Метод структурного, кинематического м силового анализа плоских механизмов: учеб. пособие / В.И. Суслов, С.И. Гончаров, В.И. Уральский, А.В. Шаталов; под ред. В.И. Суслова. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2007. - 121 с.
• 2. Теория механизмов. В2 ч. Ч. 2. Синтез механизмов и машин: учеб. пособие / В.И. Суслов, С.И. Гончаров, В.И. Уральский, А.В. Шаталов; под ред. В.И. Суслова. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2009. - 74 с.
• 3. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: Изд. 8 URSS. 2019. 640 с.
• 4. Иршин А.В., Некрутов В.Г. «Теория механизмов и машин»: Методические указания к курсовому проектированию / А.В. Иршин, В.Г. Некрутов - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2012. - 45 с.
• 5. Коловский М.З. Теория механизмов и машин: Учебник / М.З. Коловский. - М.: Академия, 2016. - 320 c.
• 6. Кудинов, Ю.И. Теория механизмов и машин. Учебно-метод. пос. КПТ / Ю.И. Кудинов, Ф.Ф. Пащенко. - СПб.: Лань КПТ, 2016. - 288 c.
• 7. Мкртычев О.В. Теория механизмов и машин: Практ. / О.В. Мкртычев. - М.: Вузовский учебник, 2019. - 320 c.
• Размещено на Allbest.ru