ФГБОУ ВПО

«Уральский государственный горный университет»

Кафедра технической механики

Расчётно-графическая работа

по дисциплине прикладная механика

на тему «Плунжерный питатель с грохотом»

Вариант № 9

Студент: Зайцева Е. В.

Группа: ОПИ-11

Преподаватель: Двинина Л.Б.

Екатеринбург

2014

Содержание

С.

1.Исходные данные 3

2. Структурный анализ механизма 4

3. Кинематический анализ механизма 5

3.1. План механизма в масштабе 6

3.3. План ускорений 11

Список литературы 14

1.Исходные данные

Кинематическая схема механизма приведена на рис. 1.1

Плунжерный питатель с грохотом состоит из кривошипа 1, шатунов 2 и 4, сита грохота 5,плунжера (ползун) 3.

Центр масс кривошипа расположен на оси вращения, в т.О, а центры масс остальных звеньев – по середине их длин. Сила сопротивления движению плунжера 3 сохраняет постоянное значение F_p на протяжении всего рабочего хода (рабочий ход слева направо), при холостом ходе сила сопротивления F_x также постоянна.

Исходные данные приведены в табл. 1.1

Рис. 1.1. План механизма без масштаба

Таблица 1.1. Исходные данные

Частота вращения вала, n, об/мин		Геометрические размеры, мм
двигателя	кривошипа	a	b	OA	AB	BD	CE	CD
2870	190	1250	600	200	1700	700	500	560

2. Структурный анализ механизма

Под структурным анализом механизма понимается определение количества звеньев и кинематических пар, определение степени подвижности механизма (числа степеней свободы механизма), установление класса и порядка механизма.

Структурным синтезом механизма называется проектирование структурной схемы механизма, состоящей из неподвижного, подвижного звеньев и кинематических пар.

Определение числа свобод плоского механизма производится по формуле Чебышева:

S=3n - 2P₅ - 1P₄, где

n – количество звеньев; P_k – число кинематических пар (k – номер класса).

Группой Ассура называется кинематическая цепь, которая в случае ее присоединения элементами внешних пар к стойке получает нулевую степень подвижности.

Механизм содержит пять подвижных звеньев (n=5) и шесть кинематических пар V класса.

P₄ = 0, т.к. механизм плоский

n = 5

P₅ = О – А – D – B– C – E = 6

S = 3·5 - 2·6-0 = 3

Имеем механизм с 3 степенями свободы.

Разложим механизм на группы Ассура:

1-я группа Ассура 2-я группа Ассура 3-я группа Ассура

3. Кинематический анализ механизма

Кинематический анализ механизмов состоит в определении закона движения звеньев по заданному движению ведущих звеньев.

Основные задачи кинематического анализа:

• определение крайних положений звеньев и траекторий движения их отдельных точек с целью построения плана механизма в масштабе;

• определение величин и направлений угловых и линейных скоростей с целью построения плана скоростей механизма;

• определение величин и направлений угловых и линейных ускорений с целью построения плана ускорений механизма.

Решение этих задач проводят двумя методами: аналитическим и графическим. Аналитический метод обладает высокой точностью, но трудоемкий. Более простым и наглядным методом кинематического анализа является графический метод, который широко применяется при предварительных расчетах механизма.

Масштабным коэффициентом называется безразмерная физическая величина, служащая для изображения звена или механизма в уменьшенном или увеличенном виде.

Масштабный коэффициент равен отношению заданной размерной величины к длине отрезка, изображающего эту величину на чертеже.

Различают:

• масштабный коэффициент длины ;

• масштабный коэффициент скорости ;

• масштабный коэффициент ускорения .

3.1. План механизма в масштабе

Масштабный коэффициент длины выбираем по условию, что длина самого большого звена в исходных данных (AB =1,7 м) не превышала 200 мм.

Примем масштаб 1:10.

AB =1,7 м = 1700 мм : 10 = 170 мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

На рис. 1.2 изобразим план механизма в масштабе

Рис.1.2. План механизма в масштабе

3.2. План скоростей

Построение начинаем с определения модуля скорости точки А начального звена 1:

,

где − угловая скорость плоской фигуры, величина которой находится из формулы:

,

рад/с

м/с,

Изобразим вектор скорости из некоторой точки P_V, которая называется полюсом плана скоростей. Это вектор всегда направлен перпендикулярно начальному звену 1 в сторону его движения (план скоростей приведён на рис. 1.3).

В целях обеспечения требуемой точности построения длину этого вектора примем из интервала 30...80 мм, тогда масштабный коэффициент скорости равен:

В конце вектора поставим стрелку и точку а. Скорость точки В определяем в соответствии с векторным уравнением:

Для положения 1:

мм

м/с,

м/с

м/с

рад/с

рад/с

рад/с

Рис.1.3. План скоростей

3.3. План ускорений

При построении плана ускорений принимаем, что ведущее звено 1 движется с постоянной угловой скоростью. В этом случае полное ускорение точки А равно его нормальной составляющей и направлено от точки А к оси вращения звена − точке О, а по величине определяется:

м/с²

Перед началом построений выберем масштабный коэффициент, равный отношению ускорения к длине отрезка, изображающего эту величину.

Примем длину этого вектора равной 80 мм, тогда масштабный коэффициент ускорения равен:

Положение 1:

Изобразим вектор ускорения из некоторой точки Р_а, которая называется полюсом плана ускорений. Этот вектор всегда направлен параллельно начальному звену 1 (рис.1.4).

Ускорение точки В находим в соответствии с векторной формулой:

,

При этом вектор нормального ускорения направлен вдоль звена 2 от точки В к точке А:

м/с²

Длина вектора, изображающего это ускорение, равна величине этого ускорения, делённой на масштабный коэффициент:

мм

Из точки а на плане ускорений строим вектор а_n2 параллельно звену 2.

Находим положение точки d:

мм

Ускорение точки С определяется в соответствии с векторной формулой:

для звена 4:

м/с²

мм

Для звена 5:

мм

мм

Рассчитываем ускорения точек A,C,D:

м/с²

м/с²

м/с²

Рассчитываем угловые ускорения:

рад/с²

рад/с²

рад/с²

Рис. 4. План ускорений

Список литературы

1. Афанасьев А.И., Ляпцев С.А. «Курсовое проектирование по теории механизмов и машин» - УГГУ, 2000.