План

1 Описание исполнительного механизма и технологического процесса его работы......................................................................................................................... 2

2 Задание на курсовое проектирование........................................................ 3

2.1 Кинематический анализ механизма.......................................................... 3

2.2 Построение нагрузочной диаграммы скорости как функции угла поворота кривошипа....................................................................................................... 9

3 Построение планов скоростей.................................................................. 10

4 Расчёт моментов........................................................................................ 13

4.1 Расчёт статического момента.................................................................. 13

4.2 Расчёт динамического момента.............................................................. 14

6. Выбор муфт.............................................................................................. 18

8 Расчёт на статическую прочность выходного вала редуктора............... 21

Вывод............................................................................................................ 25

Список используемой литературы.............................................................. 26

1 Описание исполнительного механизма и технологического процесса его работы

В данном курсовом проекте рассматривается расчет привода подъёмно-качающегося стола. Стол предназначен для передачи слитка с одного ручья прокатного стана на другой. Слитки на стол подаются рольгангом в нижнем положении и снимаются с него в верхнем положениях. В исходное положение (нижнее) стол возвращается без слитка. Двигатель выключается до следующего поступления слитка на стол.

2 Задание на курсовое проектирование

2.1 Кинематический анализ механизма

Рассчитать привод подъёмно-качающегося стола, схема которого приведена на рис.1, нагрузочная диаграмма угловой скорости на рис.2

Рис. 1. Кинематическая схема подъёмно-качающегося стола:

1 - слиток; 2 - стол; 3 - штанга; 4 - трёхплечий рычаг;

5 - контргруз; 6 -шатун;7 - кривошип; 8 - редуктор.

В таблице 1 приведены значения параметров для варианта 1.

Таблица 1

1	Вес слитка, кН, G_сл	30
2	Вес стола, кН, G_ст	800
3	Вес контргруза, кН, G_гр	208
4	Длина слитка, м, L_сл	2,4
5	Расстояние О_зА, м, L_а	8,2
6	Длина стола, м, L_ст	10
7	Радиус кривошипа, м, r_кр	0,35
8	Длина шатуна, м, L_ш	3,0
9	Радиус 1 го рычага, м, r_l	0,65
10	Радиус 2 го рычага, м, r₂	0,7
11	Радиус 3 го рычага, м, r₃	1,7
12	Угол наклона рычагов к горизонту, град, γ	5
13	Число циклов в час, 1/ч, Z	170
14	Время работы, с, t_o_б	8,4
15	Угловая скорость двигателя, рад/с, ω_дв	75

По нагрузочной диаграмме угловой скорости (рис.2) определим:

значение угловой скорости ω_max;

зависимость угловой скорости от угла поворота φ кривошипа;

вычислим передаточное число редуктора.

Разобьем нагрузочную диаграмму на участки I, II, III.

Участок I

Время изменяется в пределах

движение равноускоренное, угол поворота определим по формуле

, (1)

где:

ε_I – угловое ускорение рад/с.,

t– время в с.,

φ – угол поворота.

ε_I-находим из условия, что к моменту 0.1t, ω_I= 0.7ω_max_, Так как в начальный момент ω= 0поэтомуω = εt, следовательно

(2)

Уравнение вращательного движения на I участке примет вид

(3)

Угол поворота φ на участке I к моменту 0.1t_o_б

(4)

Из выражения (3) выразим t.

, (5)

подставим в выражение (1) уравнение движения (5) и закон изменения угловой скорости (2), получаем

(6)

Отсюда:

(7)

УчастокII

Время изменяется в пределах

движение равноускоренное, угловое ускорение определим по формуле

. (8)

Где:

∆ω – изменение скорости за весь второй участок

1 ω_ma_x - 0,7 ω_ma_x = 0,3ω_ma_x;

∆t – изменение времени за весь второй участок

0,7t_o_б - 0,1t_o_б = 0,6t_o_б.

Уравнение вращательного движения на этом участке

φ= φ_о+ ω_о(t-t_o)+ ε(t-t_o)² /2

φ_о– угол поворота в начале участка II(конец участка I),

t_o– начальный момент времени для участка II,

ω_о– скорость вращения в начале участка II.

Подставляя все значения, получаем

φ = 0,035ω_maxt_o_б+0,7 ω_max(t - 0,1t_o_б)+ 0,5ω_max(t - 0,1t_o_б)²/2t_o_б(9)

Выражение (9)

при t=0,1t_o_б(начало участка II) даетзначение φ = 0,035ω_maxt_o_б

при t=0,7t_o_б(конец участка II) дает значениеφ = 0,545 ω_maxt_o_б

Закон изменения скорости на участке II примет вид

(10)

Подставим значение ω₀=0,7ω_maxи

получим

(11)

Отсюда

. Значение t подставим в выражение (9)

Из этого выражения выразимω_II

(14)

УчастокIII

Время изменяется в пределах

Так как движение равнозамедленное, отрицательное угловое ускорение определим по формуле

. (15)

Где:

∆ω – изменение скорости за весь третий участок ∆ω = ω_max;

∆t – изменение времени за весь третий участок ∆t= 1 - 0,7t_o_б.= 0,3 t_o_б

Закон изменения скорости на участке III примет вид

(16)

Уравнение вращательного движения на этом участке

φ= φ_о+ ω_о(t-t_o)+ ε_III(t-t_o)² /2

φ_о– угол поворота в начале участка III(конец участка II), φ = 0,545 ω_maxt_o_б

t_o– начальный момент времени для участка III,t_o= 0,7t_o_б

ω_о– скорость вращения в начале участка III- ω_о= ω_max.

Подставляя все значения, получаем

φ = 0,545 ω_maxt_o_б + ω_max(t - 0,7t_o_б) - ω_max(t - 0,7t_o_б)²/0,6t_o_б(17)

Выражение (17)

при t= 0,7t_o_б(начало участка III) даетзначение φ = 0,545 ω_maxt_o_б

при t= t_o_б(конец участка III) дает значение

φ= 0,545 ω_maxt_o_б+ 0,3ω_maxt_o_б - ω_max(0,09t_o_б²)/0,6t_o_б=0,695ω_maxt_o_б

Из выражения (16) выразим t

,(18)

и подставим в выражение (17). Преобразовывая, получим.

Из этого выражения выразимω_III

(18)

Значение ω_max определим из выражения (17) при t = t_o_б(конец участка III)φ=0,695ω_maxt_o_б. Полный оборот φ =2π выходной вал редуктораделает заt_o_б=8,4с, поэтомуω_max= 2π/0,695t_o_б= 1,05рад/с

Расчет динамических моментов (стр. 1 из 3)

1 Описание исполнительного механизма и технологического процесса его работы

2 Задание на курсовое проектирование

2.1 Кинематический анализ механизма