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, Gсл
30 2
Вес стола, кН, Gст
800 3
Вес контргруза, кН, Gгр
208 4
Длина слитка, м, Lсл
2,4 5
Расстояние ОзА, м, Lа
8,2 6
Длина стола, м, Lст
10 7
Радиус кривошипа, м, rкр
0,35 8
Длина шатуна, м, Lш
3,0 9
Радиус 1 го рычага, м, rl
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, toб
8,4 15
Угловая скорость двигателя, рад/с, ωдв
75
По нагрузочной диаграмме угловой скорости (рис. 2) определим:
значение угловой скорости ωmax;
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:
εI – угловое ускорение рад/с.,
t – время в с.,
φ – угол поворота.
εI -находим из условия, что к моменту 0.1t, ω I = 0.7ωmax, Так как в начальный момент ω= 0 поэтому ω = ε t, следовательно
(2)
Уравнение вращательного движения на I участке примет вид
(3)
Угол поворота φ на участке I к моменту 0.1toб
(4)
Из выражения (3) выразим t.
, (5)
подставим в выражение (1) уравнение движения (5) и закон изменения угловой скорости (2), получаем
(6)
Отсюда:
(7)
Участок II
Время изменяется в пределах
,
движение равноускоренное, угловое ускорение определим по формуле
. (8)
Где:
∆ω – изменение скорости за весь второй участок
1 ωmax - 0,7 ωmax = 0,3ωmax;
∆t – изменение времени за весь второй участок
0,7toб - 0,1toб = 0,6toб.
Уравнение вращательного движения на этом участке
φ= φо+ ωо(t-to)+ ε(t-to)2 /2
φо– угол поворота в начале участка II(конец участка I),
to– начальный момент времени для участка II,
ωо– скорость вращения в начале участка II.
Подставляя все значения, получаем
φ = 0,035ωmax toб+0,7 ωmax(t - 0,1toб)+ 0,5ωmax(t - 0,1toб)2/2toб (9)
Выражение (9)
при t=0,1toб (начало участка II) дает значение φ = 0,035ωmax toб
при t=0,7toб (конец участка II) дает значение φ = 0,545 ωmax toб
Закон изменения скорости на участке II примет вид
(10)
Подставим значение ω0=0,7ωmax и получим
(11)
Отсюда . ............
