Механізми хітного конвеєра

1. Динамічний синтез рычажного механизма.

Динамічний синтез рычажного механізму за коефіцієнтом нерівномірності руху зводиться до визначення моменту інерції маховика, забезпечує наближено рівномірний рух ланки приведения.

1.1. Вихідні дані Механізм хитного конвеєра (рис 1.).

Таблиця 1. |Розміри ланок рычажного |Частота |Частота |Маси ланок | |механізму |обертання |обертання |механізмів | | |электродвигат|кривошипа 1 | | | |еля | | | |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |Pc1 |Pc2 |(| |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |кН |кН | | |1,2 |0,5 |1,2 |40 |1,5 |4,0 |0,06 |.

[pic].

Малюнок 1.

1.2. Побудова положень механизма.

На виконання побудови планів механізму вибираємо масштабний коефіцієнт довжин, визначається по формуле:

[pic].

где lOA — справжня довжина ланки ОА, м; OA — який зображає її відрізок на кресленні, мм.

У лівої верхню частину аркуша будуємо 12 положень механізму, з кроком через 30 про. Перше початкове положення приймаємо таке становище, при якому ланки 1 і 2 утворюють одну пряму ВВ за довжиною рівну ОВ=ОА+АВ.

1.3. Побудова планів швидкостей й визначення дійсних значень швидкостей точек.

Знайдемо кутову швидкість ланки 1:

[pic].

Определяем лінійну швидкість точки А:

[pic] За умовою [pic], отже лінійна швидкість точки При всіх положеннях механізму буде одинаковой.

Будуємо план швидкостей на другому становища механізму (т.к. з першого становищі механізму житиме лише швидкість точки А, а інші швидкості точок дорівнюватимуть 0).

На аркуші креслення довільно вибираємо полюс швидкостей Pv, і з полюси проводимо відрізок довжиною 44 мм перпендикулярно ланці ОА, що є графічним аналогом швидкості точки А. Наприкінці вектора швидкості позначаємо точку а.

Призначаємо масштабний коефіцієнт плану швидкостей по формуле:

[pic].

Визначаємо швидкості точки У. Для визначення швидкостей точки У складаємо систему уравнений:

[pic] Вирішуючи систему рівнянь получим:

[pic].

где, VA-известно в напрямі і значенням; VBA-неизвестно за значенням, але відомо напрямку; VBCневідомо з значенням, але відомо направлению.

На плані швидкостей з кінця вектора VA проводимо пряму перпендикулярно ланці AB. З полюси швидкостей PV проводимо пряму перпендикулярно ланці ЗС. На перетині позначаємо точку b. Вектор abграфічний аналог швидкості VBA і вектор PVbграфічний аналог швидкості VBC=VB.

Знаходимо справжні значення VBA і VB:

[pic].

[pic].

Визначаємо швидкості точки D. Для визначення швидкостей точки D, складаємо уравнение:

[pic] де: VB-известно в напрямі і з значенням; VDBвідомо напрямку, але не відомо за значенням; VDвідомо напрямку, але невідомо з значенням. На плані швидкостей з точки b проводимо пряму, перпендикулярно ланці BD. З полюси швидкостей Pv з проводимо горизонтальну пряму (т.к. повзун 5, рухається поступально). На перетині цих прямих позначаємо точку d. Вектор PVDграфічний аналог швидкості VD і вектор bdграфічний аналог швидкості VDB.

Знаходимо справжні значення VD і VDB:

[pic].

[pic].

Визначаємо швидкості точок центрів мас ланок. По умови, центри мас (на схемою механізму є такі як S2, S3, S4, S5) перебувають посередині ланок [pic].

Визначаємо швидкість точки S2. З полюси швидкостей PV, проведемо пряму через середину відрізка ab і позначимо точку S2. Вектор PvS2, буде графічним аналогом швидкості VS2. Визначаємо дійсне значення швидкості VS2:

[pic].

Визначаємо швидкість точки S3. Швидкість точки S3 перебуватиме на середині відрізка PVb. Означимо точку S3. Вектор PvS3, буде графічним аналогом швидкості VS3. Визначаємо дійсне значення швидкості VS3:

[pic].

Визначаємо швидкість точки S4. З полюси швидкостей PV, проведемо пряму через середину відрізка bd і позначимо точку S4. Вектор PvS4, буде графічним аналогом швидкості VS4. Визначаємо дійсне значення швидкості VS4:

[pic].

Визначаємо швидкість точки S5. Оскільки точка S5 збігаються з точкою D, те й швидкості VD і VS5 дорівнюватимуть. Отже, швидкість VS5=0,74 м/с.

Визначаємо кутові швидкості (ланок механізму для даного становища. Ланка 1. За умовою (1 =const, отже у ланки 1 кутова швидкість переважають у всіх положеннях буде постоянной:

[pic] Ланка 2. Кутова швидкість ланки 2 визначається по формуле:

[pic] де: ab — довжина відрізка на плані швидкостей, мм; lAB — справжня довжина ланки 2, м; (V — масштабний коефіцієнт плану скоростей.

Звено 3. Кутова швидкість ланки 3 визначається по формуле:

[pic] де: cb — довжина відрізка на плані швидкостей, мм; lBC — справжня довжина ланки 3, м; (V — масштабний коефіцієнт плану скоростей.

Звено 4. Кутова швидкість ланки 4 визначається по формуле:

[pic] де: bd — довжина відрізка на плані швидкостей, мм; lBD — справжня довжина ланки 4, м; (V — масштабний коефіцієнт плану скоростей.

Аналогічно будуються плани швидкостей і визначаються швидкості ланок і точок інших положень механізму. Отримані значення заносимо в таблицю 2.

Таблиця 2. | |Положення механізму | |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |Pc1 |Pc2 | |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |кН |кН | |1,2 |0,5 |1,2 |40 |1,5 |4,0 | | | | | | | |.

[pic]Рисунок 2.

2.2. Визначення прискорень крапок і кутових прискорень звеньев.

Будуємо план швидкостей для заданого становища механізму ((V=0,01 [pic]). Визначаємо кутові швидкості звеньев.

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

Визначаємо прискорення точек.

Крапка А. Повне прискорення точка, А можна записати як рівняння: [pic].

[pic], где.

aO=0 і [pic].

[pic].

Для побудови плану прискорень приймаємо масштабний коефіцієнт [pic] Вибираємо полюс прискорень і проводимо з полюси пряму паралельно ланці ОА, ставимо точку а'. Вектор Раа' буде графічним аналогом нормального прискорення точки А.

Крапка У. Повне прискорення точки У можна записати як системи уравнений:

[pic][pic] Знаходимо нормальне прискорення точки У щодо точки А.

[pic] Проводимо пряму з точки а' паралельно ланці АВ і відкладаємо нормальне прискорення точки У щодо А. Ставимо точку n1. Знаходимо нормальне прискорення точки У щодо точки С.

[pic] Проводимо пряму з полюси прискорень паралельно ланці ВР і відкладаємо нормальне прискорення точки У щодо З. Ставимо точку n2. З точки п1 проводимо пряму перпендикулярно ланці АВ, та якщо з точки n2 проводимо пряму перпендикулярно ланці ЗС. На перетині цих прямих ставимо точку b'. Відтинок n1b' буде графічним аналогом тангенциального прискорення точки У щодо точки А, а відрізок n2b' буде графічним аналогом тангенциального прискорення точки У щодо точки З. З'єднуємо точки a' і b', відрізок a’b' буде графічним аналогом прискорення точки У щодо А. З'єднуємо полюс прискорень до точки b', відрізок Pab' буде графічним аналогом повного прискорення точки В.

Крапка D. Повне прискорення точки D можна записати як уравнения:

[pic] Знайдемо нормальне прискорення точки D щодо точки В.

[pic] Проведемо пряму з точки b' паралельно ланці BD і відкладаємо нормальне прискорення точки D щодо У. Ставимо точку n3. З точки n3 проводимо пряму перпендикулярно ланці BD, та якщо з полюси прискорень проводимо пряму паралельно напрямку руху повзуна 5. На перетині цих прямих ставимо точку d'. Відтинок n3d' буде графічним аналогом тангенциального прискорення точки D щодо точки У, а відрізок Pаd' буде графічним аналогом повного прискорення точки D. З'єднуємо точки b’d', відрізок b’d' буде графічним аналогом прискорення точки D щодо точки B.

Визначаємо прискорення точок центрів мас ланок. Проводимо пряму з полюси Pa через середину відрізка a’b', ставимо точку s2. Відтинок Pas2 буде графічним аналогом прискорення точки S2. Посеред відрізка Pab' ставимо точку S3, відрізок Pas3 буде графічним аналогом прискорення точки S3, Проводимо пряму з полюси Pa через середину відрізка b’d', на перетині ставимо точку S4. Відтинок PaS4 буде графічним аналогом прискорення точки S4. Прискорення точки S5 дорівнюватиме повного прискоренню точки D.

Отримані результати прискорень центрів мас і тангенциальных прискорень заносимо в таблицю 6.

Таблиця 6. |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] | |м/с2 |м/с2 |м/с2 |м/с2 |м/с2 |м/с2 |м/с2 | |6,35 |5,17 |10,41 |10,5 |11.61 |10.33 |0,72 |.

Визначаємо кутові прискорення ланок механизма.

[pic].

[pic].

[pic].

2.3. Визначення сил інерції і моментів сил інерції звеньев.

Сили інерції ланок визначаються по формуле:

[pic] де [pic]- маса ланки, [pic]- прискорення центру маси звена Сила інерції 2 ланки [pic] Сила інерції 3 ланки [pic] Сила інерції 4 ланки [pic] Сила інерції 5 ланки [pic].

Моменти сил інерції ланок визначаються по формуле:

[pic] де JSi — момент інерції ланки, (і - кутовий прискорення звена.

Момент сил інерції 2 ланки [pic] Момент сил інерції 3 ланки [pic] Момент сил інерції 4 ланки [pic].

На ланці 1 момент сил інерції дорівнює 0, оскільки кутовий прискорення одно 0.

2.4. Побудова планів сил. Визначення реакції в кінематичних парах механізму, і уравновешивающего момента.

Структурная група 4−5.

Зображуємо листку структурну групу 4−5 в заданому становищі щодо розрахунку. Докладаємо до ланкам всі діючі зовнішні сили, моменти, і реакції опор. Складаємо рівняння суми моментів всіх сил щодо точки D:

[pic] Знаходимо реакцію [pic].

[pic].

[pic].

[pic].

Вибираємо полюс для побудови плану сил. Визначаємо масштабний коефіцієнт плану сил по формуле:

[pic] де [pic]- дійсне значенні реакції (М), [pic]- довжина відрізка який зображує реакцію [pic](мм). Будуємо план сил з урахуванням масштабного коефіцієнта. З плану сил знаходимо невідомі реакції шляхом множення довжини відрізка який зображує реакцію на масштабний коефіцієнт. Результати заносимо в таблицю 7.

Таблиця 7. |[pic|[pic]|[pic]|[pic]|[pic]|[pic]|[pic]| |] | | | | | | | |зв |зв |зв |зв |зв |зв |зв | |365,|10 752|10758|10 758|9490,|9490,|2777,| |2 | | | |2 |2 |7 |.

Структурна група 2−3.

Изображаем листку структурну групу 2−3 в заданому становищі щодо розрахунку. Докладаємо до ланкам всі діючі зовнішні сили, моменти, і реакції опор. Складаємо рівняння суми моментів всіх сил щодо точки В:

Звено 2.

[pic] Знаходимо реакцію [pic].

[pic].

[pic].

[pic].

Звено 3.

[pic] Знаходимо реакцію [pic].

[pic].

[pic].

[pic] Будуємо план сил з урахуванням масштабного коефіцієнта. З плану сил знаходимо невідомі реакції шляхом множення довжини відрізка який зображує реакцію на масштабний коефіцієнт. Результати заносимо в таблицю 8.

Таблиця 8. |[pi|[pic] |[pic] |[pic] |[pi|[pic] |[pic] |[pic] | |з] | | | |з] | | | | |зв |зв |зв |зв |зв |зв |зв |М | |49,|19 113,|18 113,|18 113,|21,|17 072,1|17 072,1|18 140,2| |9 |78 |85 |85 |3 |6 |8 |2 |.

Структурна група Головний звено.

Изображаем листку структурну групу провідне ланка в заданому становищі до розрахунку. Докладаємо до ланкам всі діючі зовнішні сили, моменти, і реакції опор. Складаємо рівняння суми моментів всіх сил щодо точки О:

[pic] Знаходимо врівноважуючу силу РУ:

[pic].

[pic].

[pic] Знаходимо врівноважуючий момент по формуле:

[pic].

[pic].

2.5. Важіль Жуковского.

Візьмемо план швидкостей і повернемо його за 90(навколо полюси убік обертання ведучого ланки. Завдамо нею всі діючі сили. Сума моментів дасть нам врівноважуючий момент.

[pic].

[pic].

[pic] [pic].

[pic].

Порівняємо між собою момент отриманий при силовому розрахунок із моментом на рычаге:

[pic].

3. Проектування кинематической схеми планетарного редуктора й модульна побудова картини эвольвентного зацепления.

3.1. Вихідні данные.

Вихідні дані до розрахунку в таблиці 9. Схема планетарного редуктора та простий щаблі редуктора (Малюнок 2.).

Таблиця 9. |Частота |Частота |Модуль зубчастих |Кількість зубів |Модуль | |обертання |обертання на |коліс планетарної |простий |зубів | |двигуна |вихідному валу|ступени редуктора |передачі |z1 і z2 | | | | |редуктора | | |пДВ |n1 |mI |z1 |z2 |m | |1350 |70 |6 |13 |39 |10 |.

[pic].

Малюнок 3.

3.2. Розрахунок і проектування кинематической схеми планетарного редуктора.

Визначаємо передатне ставлення редуктора.

[pic] Визначаємо передатне ставлення простий пари 1−2.

[pic] Визначаємо передатне ставлення планетарного редуктора.

[pic].

З умови соостности [pic]и формули для передатного відносини [pic] висловимо ставлення [pic].

[pic] Визначаємося, що колесо 3 менше і задаємось значенням числа зубів z3 (з умови zмин ?15). Встановлюємо число зубів z3=17. Визначаємо число зубів z4.

[pic] Встановлюємо число зубів z4=37.

Определяем число зубів z5.

[pic].

Окончательно передатне ставлення U3H, буде равно:

[pic].

Визначаємо число сателітів з умови складання [pic], где q — ціле число.

[pic].

Проверяем число сателітів за умовою соседства.

[pic] Умова сусідства виконується, отже встановлюємо число сателітів 3.

3.2. Розрахунок й модульна побудова эвольвентного зацепления.

Окружний крок у делительной окружности.

[pic] Кутовий шаг.

[pic].

Радиусы ділильних окружностей.

[pic].

Радиусы основних окружностей (кут профілю зуба (=20().

[pic].

Относительные усунення інструментальної рейки при z117 [pic].

Толщина зуба по делительной окружности.

[pic].

Угол зачеплення Кут зачеплення визначається за таблицею инволют. Инволюта кута зачеплення визначається по формуле:

[pic].

по таблиці инволют визначаємо кут зачеплення [pic].

Радиусы початкових окружностей.

[pic].

Межосевое расстояние.

[pic].

Радиусы окружностей впадин.

[pic].

Радиусы окружностей вершин.

[pic].

Коэффициент перекрытия.

[pic].

где.

[pic].

окончательно коефіцієнт перекрытия.

[pic] По розрахованим даним будуємо картину эвольвентного зацепления.

4. Синтез кулачкового механизма.

4.1. Вихідні данные.

Вихідні дані до розрахунку в таблиці 10. Схема кулачкового механізму (малюнок 3), закон зміни аналога прискорення кулачкового механізму (малюнок 4).

Таблиця 10. |Довжина коромисла |Кутовий ход|Фазовые кути |Дозволений |Момент | |кулачкового |коромисла |повороту |кут давления|инерции | |механізму | |кулачка | |коромисла |.

L, мм |(мах |(п |(про |I (вв |(доп |Jk, кг (м2 | |110 |25(|60(|30(|60(|35(|0.02 | |.

[pic].

Малюнок 3.

[pic].

Малюнок 4.

4.2. Побудова графиков.

Будуємо графік графічного аналога прискорення [pic]. За віссю ординат відкладаємо аналог прискорення, а, по осі абсцис кут повороту кулачка (.

Определяем масштабний коефіцієнт [pic].

[pic].

[pic].

[pic].

Интегрируя графік аналога прискорення, будуємо графік аналога швидкості. Проинтегрировав графік аналога швидкості, побудуємо графік переміщення вихідного звена.

Определим масштабні коефіцієнти. Масштабний коефіцієнт для кутового ходу коромисла (мах.

[pic].

[pic] де, [pic]- максимальне значення з осі ординат, мм.

Масштабный коефіцієнт для аналога скорости.

[pic] де, h — полюсное відстань, мм.

4.3. Визначення мінімального радіуса. й модульна побудова профілю кулачка.

4.3.1. Визначаємо мінімальний радіус кулачка по допускаемому розі тиску (доп шляхом графічного визначення області можливого розташування центру обертання кулачка. З графіка визначаємо Rмин=120 мм. Будуємо центровою профіль кулачка. Визначаємо радіус ролики з условия.

[pic].

Після визначення радіуса ролика будуємо конструктивний профіль кулачка, як огинає сімейства окружностей радіуса rр, центри яких розташовані на центровом профиле.

Використана литература:

1. Артоболевский І.І. Теорія механізмів і машин. М.: Наука, 1998.

2. Курсове проектування з теорії механізмів і машин/ Під ред. Г. Н.

Девойнова. -Мн.: Высш. шк., 1986.

3. Левитский Н.І. Теорія механізмів і машин. — М., Высш. шк., 1990.

4. Левітська О.Н., Левитский Н.І. Курс теорії механізмів і машин.;

М.:Высш.шк., 1985.

5. Попов С. А., Тимофєєв Г. А. курсове проектування з теорії механізмів і машин. -М.:Высш.шк., 1998.

6. Теорія механізмів і машин і механіка машин/ Під ред. К. В. Фролова. — М.

.: Высш.шк., 1998. ———————————- [pic].

[pic].