Проектирование и исследование механизмов грохота

Размещено на http://www.allbest.ru/

Транспортно-технологический институт

Кафедра «Технологические комплексы, машины и механизмы»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Теория механизмов и машин»

на тему «Проектирование и исследование механизмов грохота»

Выполнил: студент гр. НСз-31 Колосов А.А.

Принял: канд. техн. наук, профессор Уральский В. И.



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

строительный кинематический графоаналитический фракция

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. 4. Вращательное движение от двигателя 8 (рис. 4,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. 4,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.

Задание 4 Вариант№2



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

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.

	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.



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