Кинематическое и динамическое исследование механизма привода щековой дробилки

Федеральное агентство по образованию РФ

                     Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Амурский государственный университет

(ГОУ ВПО «АмГУ»)

Кафедра АПП и Э

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему:   Кинематическое и динамическое исследование механизма привода щековой дробилки.

по дисциплине Техническая механика

Исполнитель студент группы 644_______________                                        А.А.Матиенко

Руководитель

Зам. зав. кафедрой, канд. техн. наук_______________            С.П. Волков

Нормоконтроль зав. Лабораторией_________________                                      Н.Н. Гужикова

Благовещенск 2008

Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Амурский государственный университет

(ГОУ ВПО «АмГУ»)

Энергетический факультет                           

Кафедра АПП и Э

УТВЕРЖДАЮ

Зам. зав. кафедрой

___________С.П.Волков

“_____” _________2008г.

К курсовому проекту студента Матиенко Андрея Александровича. 

1. Тема курсового проекта:  Кинематика, динамика и конструирование привода щековой дробилки утверждена приказом от ___________________ №_____________________

2. Срок сдачи студентом законченного проекта __________________________

3. Исходные данные к курсовому проекту:

1) схема выбирается из варианта – 6

2) цифровые данные из варианта – 3

4. Содержание курсового проекта:

1) Провести кинематический анализ механизма щековой дробилки                  графическим и аналитическим методами. Выполнить динамический анализ машинного  агрегата.

2) Провести силовой расчёт механизма щековой дробилки.

3) Расчёты элементов редуктора.

5. Перечень материалов приложения:

Лист 1: Кинематический анализ рычажного механизма щековой дробилки:

1) планы положений механизма

2) планы скоростей

3) планы ускорений

4) диаграмма перемещений

5) диаграмма аналогов скоростей

6) диаграмма аналогов ускорений.

Лист 2: Силовой расчёт механизма щековой дробилки.

Лист 3: Сборочный чертёж редуктора.

Лист 4: Рабочие чертежи деталей:

1) крышка подшипников

2) крышка редуктора

3) тихоходный вал           

6. Консультант по проекту Волков С.П.

7. Дата выдачи задания:

Руководитель курсового проекта: Волков С. П. зам. зав. кафедрой, канд. техн. наук.

Задание принял к исполнению:___________________________________________

_____________

РЕФЕРАТ

Работа 72 с., 20 рисунков, 2 таблицы, 5 части, 5 источников, 2 приложения.

Рычажный  механизм, кинематика, динамика, редуктор, тихоходный вал, колесо, шестерня, подшипник, крышка редуктора.

Определение траектории движения точек звеньев механизма с помощью планов положений механизма, построение планов скоростей и ускорений. Расчет электродвигателя, обоснование выбора кинематической схемы редуктора. Разработка и расчет двухступенчатого редуктора, построение его сборочного чертежа. Изготовление рабочих чертежей деталей редуктора. Предоставлены технические характеристики на сборку, эксплуатацию и транспортировку редуктора.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение                                                                                                                 9                                                                         1 Кинематический анализ рычажного механизма                                        16                            

1.1 Структурная схема щековой дробилки                                                      16                          1.2 Структурный анализ рычажного механизма                                       16

1.3 Построение планов положений                                                                  19

1.4 Построение планов скоростей                                                                   21

1.5 Планы ускорений                                                                                        22

1.6 Построение диаграммы перемещений                                                       24

1.7 Построение диаграммы аналогов скоростей                                             25

1.8 Построение диаграммы аналогов ускорений                                             25

2 Силовой расчёт механизма щековой дробилки                                               27

2.1 Кинетостатический метод                                                                           27

2.2 Последовательность выполнения силового                                              28

расчёта механизма методом кинетостатики на примере механизма щековой дробилки                                               28

2.2.1 Выбор расчётногоположения механизма                                            29

2.2.2 Расчётсил веса звеньев                                                                          31

2.2.3 Определение сил инерции и моментов сил инерции звеньев                                                                                                    32

2.2.4 Построение картины силового нагружения механизма                     34

2.2.5 Выделение двухповодковых групп Ассура, входящих в состав механизма, и определение реакций в кинематических парах                                                                           34

2.3 Пример выполнения расчёта механизма щековой дробилки методом жёсткого рычага Н.Е. Жуковского                                             35

2.5 Расчёт погрешности                                                                                    37

3 Привод                                                                                                               38

3.1 Определение сил полезного сопротивления                                            38

3.2 Расчёт мощности электродвигателя                                                           44

3.3 Выбор электродвигателя                                                                                 45

3.4 Выбор схемы редуктора                                                                            45

4 Конструирование и расчет цилиндрического зубчатого редуктора              47                                                                                                           4.1 Расчет допускаемых напряжений                                                                       47

4.2 Расчет ступеней редуктора                                                                        48

4.2.1 Тихоходная ступень                                                                         48                                                                                                                4.2.2  Быстроходная ступень                                                                                        50

4.3 Фактическое передаточное число                                                             51

4.4 Делительные диаметры колеса и шестерни                                             51

4.5 Определение сил в зацеплении                                                                 52

4.6 Проектный расчет валов                                                                           53               

4.6.1 Быстроходны вал                                                                               53

4.6.2 Тихоходный вал                                                                               54

4.6.3 Промежуточный вал                                                                          55

4.7 Расчет шпоночного соединения                                                               55

4.7.1 Промежуточный вал                                                                        56

4.7.2. Быстроходный вал                                                                          56

4.7.3 Тихоходный вал                                                                                 57

4.8 Определение реакций опор                                                                      57     

4.9 Построение эпюр моментов                                                                     61      

4.10 Расчет тихоходного вала на прочность                                                 62

4.11 Посадки зубчатого колеса и подшипников на вал                                63

4.12 Выбор муфты                                                                                         64

4.13 Расчет деталей корпуса                                                                          65

4.14 Смазка и охлаждение                                                                               66

5 Сборка редуктора                                                                                             67

Заключение                                                                                                           68

Библиографический список                                                                                 69     

Приложение А. Спецификации                                                                           69                 Приложение Б. Компоновочная схема                                                                        72

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ

Основные обозначения:

а – межосевое расстояние, мм;

b – ширина зубчатого колеса, мм;

d – диаметр, мм;

F – сила, Н;

U – передаточное отношение;

К – коэффициент;

К_V – коэффициент динамичности;

К_a – коэффициент распределения нагрузки;

К_b - коэффициент концентрации нагрузки;

L – срок службы;

m – модуль, мм;

N – число циклов перемены напряжений;

n – частота вращения , об/мин;

w - угловая частота вращения;

Р – мощность, Вт;

Т – крутящий момент, Н×м;

V – окружная скорость, м/с;

z – число зубьев;

a - угол зацепления;

b - угол подъёма линии зуба;

s - нормальное напряжение, МПа;

y - коэффициент ширины зубчатого колеса;

Основные индексы:

1 – относящийся к шестерне;

2 – относящийся к колесу;

F – относящийся к изгибной прочности;

Н – относящийся к контактной прочности;

t – окружной;

r – радиальный;

a – осевой;

ср. – средний;

ном – номинальный;

вых – выходной;

общ – общий;

пред – предельный;

ф – фактический;

min – минимальный;

max – максимальный;

S - суммарный;

т – относящийся к тихоходной ступени;

б – относящийся к быстроходной ступени.

ВВЕДЕНИЕ

Дробилки – механические устройства, предназначенные для дробления образцов горных пород, керна, руды, щебня с целью получения равномерной фракции.

Практически весь щебень, используемый в дорожном строительстве, получается путем дробления горных пород на специализированном оборудовании, объединенном единым понятием - дробилки. Под этим единым названием подразумеваются машины, принцип действия которых отличается по существу. Единственно, что их объединяет, - это функциональное назначение - превратить фрагмент карьерного камня в полезный для строительства продукт. В основном‚ конструкции установок по переработке строительных отходов (от сноса домов или замены дорожного полотна) зависят‚ с одной стороны‚ от физико-механических свойств исходного материала, а с другой – от требований к конечному продукту. К отходам от сноса ветхих сооружений принято причислять кирпичную кладку‚ бетон и железобетон‚ строительный раствор‚ гипсовые плиты‚ дерево‚ обломки санизделий‚ фаянсизделий‚ изоляционные материалы. При переработке полотна подлежащих реконструкции дорог образуется строительный лом, состоящий из иных компонентов – асфальт‚ бетон‚ дегтевые субстанции‚ щебень‚ бортовой камень‚ брусчатка‚ песок и земля.  Изначально дробилки проектировались и изготавливались исключительно для переработки нерудных материалов‚ в большей степени – взорванной горной породы: гранитов или известняков. Эти типы материалов характеризуются практически неизменными физическими параметрами: