Транспортные средства и оснастка

Курсовая работа

Конструкция ПР определяется большим числом факторов, зависящих от его назначения и условий применения.

В робототехнике развиваются 2 основных направления конструирования ПР. Первое из них связано с разработкой специализированных роботов, предназначенных для оснащения оборудования, выполняющего технологические операции одного вида, и специальных, предназначенных для оснащения конкретной модели оборудования и выполняющих определенные технологические операции. Второе направление состоит в разработке многофункциональных, универсальных ПР, которые могут применяться в широком диапазоне изменения параметров технологического процесса. Эти роботы обладают большим числом степеней подвижности, по сравнению с первыми, но обеспечить в них высокую точность позиционирования и надежность, значительно труднее, причем себестоимость их изготовления значительно выше.

Агрегатно-модульный принцип построения роботов (из типовых узлов и модулей) разрешает эти противоречия. Роботы этого типа на обладают избыточностью степеней подвижности и в то же время универсальны. ПР агрегатно-модульного типа широко используется при создании гибких производительных модулей и станочных комплексов.

Методы конструирования роботов основаны на результатах анализа кинематики, динамики, синтеза их механизмов. В процессе конструирования эти результаты объединяются и дополняются опытом конструктора. при конструировании робота выделяют отдельные узлы и механизмы и решаются вопросы проектирования, объединяя затем эти элементы в систему. Узлами и агрегатами являются механическая рука, механизмы вращения и поступательного перемещения, схваты, демпферы, приводы и т. д.

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

Робот для использования в конкретных производственных условиях выбирают по следующим основным технологическим характеристикам:

номинальная грузоподъемность ПР,

усилие зажима (захвата) объекта манипулирования схватом;

  • число степеней подвижности ПР – сумма возможных координатных движений объекта манипулирования относительно основания робота;
  • рабочая зона ПР – пространство, в котором может перемещаться исполнительное звено (схват);
  • погрешность позиционирования ПР – отклонения положения исполнительного звена робота от заданного;
  • мобильность – способность ПР совершать разные по характеру движения.

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

11 стр., 5144 слов

Робота з електронною поштою

... тексту, адресат отримує його на свій комп'ютер через деякий період часу, і знайомиться з ним, коли йому буде зручно. Електронна пошта схожа на звичайну пошту, маючи ті ж ... корисна, якщо немає повноцінного доступу (on-line) до Інтернету. Через електронну пошту можна отримати послуги інших сервісів мережі. Електронна пошта - типовий сервіс відкладеного зчитування (off-line). Після відправлення ...

т ь а

Техническое задание на курсовую работу

Тип робота – напольный (базовый – М20П40.01).

Рассчитать и спроектировать захватное устройство, ориентирующий механизм и механизм горизонтального перемещения руки манипулятора (выбрать электро- и пневмодвигатели, рассчитать механизмы приводов, выполнить чертеж одного из механизмов).

i=1- количество станков;

  • m=2 – количество накопителей заготовок;
  • ТМ1= 2.5 мин – машинное время станка;
  • mТ= 60 кг – масса траверсы;
  • mс= 15 кг – масса схвата;
  • VГ=0.5 м/с – скорость горизонтального перемещения штанги

εЗ=300 рад/с2 – угловое ускорение ориентирующего механизма;

  • l3= 350 мм – параметры стационарного робота;
  • l4= 200 мм – параметры стационарного робота;
  • l5= 1000 мм – параметры стационарного робота;
  • tЗ = 8 с.

Рис. 1 Чертеж детали

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

1.Разработка компоновки ГСС

Основные размеры рабочей зоны робота определяются из анализа взаимного расположения робота, основного и вспомогательного технологического оборудования, кинематики движения детали в пространстве, подходов исполнительного органа в рабочую зону оборудования и кинематического анализа компоновки робота.

Рациональные расстояния между технологическим оборудованием внутри станочной системы выбираем из условия получения минимальных перемещений руки ПР, а также удобства доступа к оборудованию обслуживающим персоналом (рис.2).

Анализ проводится в следующем порядке:

1. Определяются типы основного и вспомогательного оборудования, их габариты;

2. Определяются кинематика движения объекта манипулирования и рациональные подходы его в рабочую зону станков;

3. Выбирается компоновка ПР;

4. Разрабатывается планировка станочной системы;

5. Определяются размеры рабочей зоны ПР и величины перемещения по степеням подвижности.

Напольная компоновка ПР определяет круговое расположение оборудования и габариты. Под рабочей зоной технологического оборудования понимают часть рабочего пространства станка (либо накопителя), куда схват робота вводит, устанавливает, снимает с установочных баз, выводит заготовку или деталь.

Состав ГСС

1 –Станок токарный патронно-центровой с ЧПУ;

2 — проектируемый напольный робот:

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

3- тактовый стол;

4 — система ЧПУ:

5 — зона обслуживания.

Рисунок 2 – Гибкая станочная система

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

2.Разработка алгоритма работы ГСС И расчет времени

обслуживания

После разработки компоновочной схемы ГСС и вычертив ее в масштабе, можно составить алгоритм работы ГСС. Зная величины каждого перемещения и задаваясь рациональной скоростью этого перемещения можно составить алгоритм работы ГСС.

На основании известных практических данных все холостые ходы руки ПР — без объекта манипулирования, будем выполнять на максимально возможных скоростях. При перемещении объекта манипулирования скорости принимаем в два раза меньше максимальных.

5 стр., 2062 слов

Робота зі скаргами незадоволених клієнтів

... 21 4. Система роботи зі скаргами у мережі готелів Promus. 22 5. Система обслуговування клієнтів в Microsoft 23 6. ... в базах даних (якщо існують), а проблеми пов'язані зі скаргами, залишаються поза увагою менеджерів по маркетингові та торгового персоналу ... клієнтів. 16 2.4. Технічний бік роботи відділу з роботи з клієнтами.. 17 2.5. Зробити те щоб замовник міг звернутися після того зі своїми скаргою. ...

Считаем, что исходное положение схвата манипулятора находится над загрузочной позицией тактового стола в верхнем положении.

Алгоритм работы промышленного робота

Исходные данные:

Скорость угловых перемещений:

1) руки относительно вертикальной оси – 60 град/с

2) кисти относительно продольной оси – 60 град/с

3) скорость линейных перемещений:

3.1) по вертикальной оси – 0,1 м/с

из диапазона 0,005 – 0,5

3.2) по горизонтальной оси – 0,2 м/с

из диапазона 0,008 – 1,0

Высота центров станка – 1100мм

Высота центров манипулятора – 780мм

Высота накопителя – 900мм

Расстояние от станины станка до оси шпинделя – 270мм

Время каждого перемещения определяем по формуле:

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

S м

T  сек

V МС

Первоначальное вертикальное положение робота – 1350мм

1) Вертикальное перемещение опускание на 90 мм:

0.09

t  0.9c ;

0.1

2) Захват заготовки: t = 8с;

3) вертикальное перемещение подъем на 10мм:

0.06

t  0.6c ;

0.1

4) Поворот ориентирующего механизма на 90° по часовой стрелке:

  • t  1.5c ;

5) Вертикальное перемещение опускание на 270 мм:

0.27

t  2.7c ;

0.1

6) Поворот руки на 138° против часовой стрелки:

  • t  2.3c ;

7) Выдвижение руки на 485мм:

0.485

t  2.43c ;

0.2

8) Дослать заготовку в патрон: t = 0,6 с;

9) Зажим патрона: t = 1 с;

10) Разжим схвата: t = 8 c;

11) Задвижение руки на 485 мм:

0.485

t  2,43c ;

0.2

12) Поворот руки на 70° по часовой стрелке:

t  1,17c

13) Закрыть защитное ограждение: t = 3c;

14) Работа станка: t = 150 c;

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

15) Защитное ограждение открыть: t = 3 c;

16) Поворот руки на 70° против часовой стрелки:

  • t  1,17c ;

17) Выдвижение руки на 485мм:

0,485

t  2,43c ;

0.2

18) Захват детали: t = 2 с;

19) Разжим патрона: t = 1 с;

20) Отвод детали от патрона: t = 0,6 с;

21) Задвижение руки на 485 мм:

0.485

t  2,43c ;

0.2

22) Подъем на 270 мм:

0,27

t  2,7c

0.1

23) Поворот ориентирующего механизма на 90º по часовой стрелке:

t  1,5c

24) Поворот руки на 91° по часовой стрелке:

  • t  1,52c ;

25) Вертикальное перемещение опускание на 10 мм:

0,01

t  0,1c ;

0,1

26) Разжим схвата: t = 8 с;

27) Вертикальное перемещение на 90 мм:

28) Поворот руки на 48º по часовой стрелке:

t  0.78c

Время цикла: TЦ = 176,26с

Время обслуживания: TОБСЛ = ТЦ – ТВЫД = 206,26 — 120 = 86,26

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

Для того, чтобы определить область рационального использования спроектированной ГСС, необходимо, задаваясь различными значениями машинного времени, построить циклограмму, по которой можно определить коэффициенты использования станков и коэффициенты использования манипулятора и сравнить их с допустимыми значениями. Однако, этот процесс достаточно трудоемок, поэтому чаще всего проводят анализ ГСС на основе теории массового обслуживания.

11 стр., 5276 слов

Курсовая работа эксплуатация и обслуживание станков с чпу

... Система эксплуатации и ремонта токарно-винторезного станка с ЧПУ модели 16К20Т1 Одним из условий эффективной организации работы любого предприя-тия является наличие отлаженного механизма выполнения ремонтных работ. Чем меньше удельный вес расходов на ремонт, обслуживание и ...

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

3.Анализ ГСС на основе теории массового обслуживания

Время цикла и время обслуживания станков определяют из условия, что заявка на обслуживание носит случайный характер. Поэтому средняя частота или интенсивность поступления заказов на обслуживание в единицу времени определяют по следующей формуле:

  •  ;

T ц

где Т ц  T Т — время обработки данной детали.

mСР обСР

Tmcр — среднее машинное время обработки детали на каждом из станков.

Интенсивность обслуживания станков, определяющая среднее число выполняемых в единицу времени заказов на обслуживание:

  •   ;

T об

Задачей теоретического анализа структуры ГСС является выбор варианта с минимальными потерями на обслуживание станков. При этом предполагается, что каждая заявка станка на обслуживание удовлетворяется. В случае, когда манипулятор занят, заявка ставится на очередь и станок ожидает, пока манипулятор не освободится. При наличии нескольких заявок приоритет остается за ранее поданной заявкой.

В станочной системе число заявок на обслуживание может быть равно К = 0,1,…,m, где т — общее число станков и других рабочих позиций. Поэтому возможны следующие состояния системы:

  • Еo(К = 0) — все станки работают, манипулятор простаивает;
  • Е1(К= 1) — все станки, кроме одного, работают, манипулятор обслуживает станок, от которого поступила заявка на смену заготовок;
  • Еm(К= т) — все станки стоят, один станок обслуживается манипулятором, остальные ожидают очереди обслуживания.

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

Вероятность того, что одно из этих состояний системы к моменту времени t0 изменится, зависит от следующих факторов:

1) находится ли манипулятор в работе к моменту времени t0 ;

2) поступает ли заказ на новое обслуживание;

3) какое время требуется для обслуживания.

Задачей анализа станочной системы является определение вероятностей Рk ее нахождения в каждом из возможных состояний E1…Em, и численных значений показателей, характеризующих производительность. В качестве таких показателей используют:

1) Среднее использование манипулятора Am, %.

2) Среднее использование одного станка Аc, %.

3) Коэффициент простоя при многостаночном обслуживании Kc,%.

Допустимыми считаются следующие значения этих показателей:

A m

 20 % ; A c

 80 % ; K c

 2 %.

Исходными данными для расчетов являются: интенсивность заявок на

обслуживание , число станков и вспомогательных позиций т и интенсивность обслуживания  .

Расчеты выполняются для конкретной структуры станочной системы. Для расчетов и дальнейшего анализа будем определять отношение средней интенсивности заявок к средней интенсивности обслуживания:

31 стр., 15223 слов

Технологический процесс изготовления детали «Корпус подшипника»

... чертежу, но так как сборочный чертеж отсутствует, делаю предположение, что деталь «корпус подшипника», предназначена для установки подшипника, поверхность 2 - служит для установки стопорного кольца, поверхность 7,9- ... 22 1 2,5 11 нетехнологична Итого 43 Выполняю качественный анализ детали Коэффициент унификации Куэ определяю по формуле Куэ = Qуэ/Qэ (1) где Qуэ - число унифицированных поверхностей ...

 ;

Вероятность того, что все станки работают, а манипулятор простаивает, рассчитывают по формуле:

  • P  ;



0 m

m!

1 m    

k

k 1 m  k !

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

где К=0, 1,…m — число заявок на обслуживание;

  • т — общее число станков.

Вероятность простоя манипулятора:

m

Am   Pk;

  • где Рk — вероятность нахождения системы в одном из возможных состояний;

P  m!/m  k !   P0

k

k

Коэффициент простоя одного станка из-за ожидания при многостаночном использовании:

1 m

Kc    k  1  Pk ;

m k 2

Среднее использование одного станка:

1 m

Aс    m  k   Pk

m k 0

Для анализа рассматриваемой станочной системы зададимся несколькими средними значениями машинного времени Ттср =1,2,4,6,8,10,12 мин и рассчитаем основные показатели, характеризующие производительность ГСС.

Для T  1мин :

mCР

 Т об 0,52

    0.52

 Т 1

mСР

P   0.5

1  1 0.52  1!/(1  1)!  0.521

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

Pk  1  0  0.52  0.5  0.26

A m

 0.26  0.26  26%  20%

  1  0.5  0.5  50%  80%

A C

K C

 1  1  0.26  0.26  26%  2%

Для T  2мин :

mCР

 Т об 0,52

    0,26

 Т 2

mСР

P   0.66

1  1  0.26  1! /(1  1)!  0.261

Pk  1  0  0.26

 0.66  0.17

A m

 0.17  17%  20%

  1  0.66  0.66  66%  80%

A C

K C

 1  1  0.17  0.17  17%  2%

Для T  4мин :

mCР

 Т об 0,52

    0.13

 Т 4

mСР

P   0.7

1  1  0.13  1! /(1  1)!  0.131

Pk  1  0  0.13

 0.7  0.091

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

A m

 0.09  9%  20%

  1  0.7   0.7  70%  80%

A C

K C

 1 1  0.09  0.09  9%  2%

Для T  6мин :

mCР

 Т об 0,52

    0.08

 Т 6

mСР

P   0.86

1  1  0.08  1! /(1  1)!  0,08

Pk  1  0  0.08  0.86  0.06

A m

 0.06  6%  20%

A C

 86%  86%

K C

 6%  2%

Для T  8мин :

mCР

 Т об 0,52

    0.06

 Т 8

mСР

P   0.9

1  1 0.06  1!/(1  1)!  0.061

Pk  1  0  0.06

 0.9  0.05

A m

 0.05  5%  20%

  1  0.9   0.9  90%  80%

A C

K C

 1  1  0.05  0.05  5%  2%

4 стр., 1667 слов

Коэффициент избытка воздуха

... / (V сг – ) = 1/(1–). (19) Окончательно кислородная формула по расчету коэффициента избытка воздуха принимает вид: α = 21/(21– ). (20) По газовому анализу продуктов ... видам занятий Номер и название раздела (темы) Наименования тем практических занятий Кол-во часов для форм обучения ... значение α. Б. Азотная формула расчета . В формуле (19) объем подошедшего на горение воздуха V в можно выразить ...

Для T  10мин :

mCР

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

 Т об 0,52

    0.052

 Т 10

mСР

P   0.91

1  1  0.052  1! /(1  1)!  0.0521

Pk  1  0  0.052

 0.91  0.04

A m

 0.04  4%  20%

  1  0.91  0.91  91%  80%

A C

K C

 1  1  0.04  0.04  4%  2%

Для T  12мин :

mCР

 Т об 0,52

    0.04

 Т 12

mСР

P   0.94

1  1  0.04  1! /(1  1)!  0.041

Pk  1  0  0.04

 0.9  0.036

A m

 0.036  3%  20%

  1 0.94  0.94  94%  80%

A C

K C

 1 1 0.036  0.036  3%  2%

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

Рисунок 3 – Зависимости основных показателей производительности

ГСС,

обслуживаемой однозахватным манипулятором, от среднего времени

Тm.

По полученным результатам расчета и графических зависимостей, можно сделать вывод, что использование данной ГСС целесообразнее при среднем машинном времени Tmср1 от 6 до 12 минут. При этом все показатели производительности находятся в пределах допустимых значений.

При Tmср1<6 мин коэффициент простоя возрастает свыше 2%, это приводит к некоторому снижению производительности, что в принципе допустимо в случае крайней необходимости на некоторый промежуток времени.

В заключении отметим, что использование проектируемого ПР в данной ГСС считается целесообразным, т.к. обработка ступенчатого вала происходит

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а в пределах Tmср1 от 6 до 12 минут, что, как отмечалось выше, является наиболее оптимальным вариантом.

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

4. Расчет ПР

4.1 Определение номинальной грузоподъемности ПР

Номинальная грузоподъемность рана сумме масс объекта манипулирования и схвата.

Ориентировочно грузоподъемность определяем по формуле:

m H  k C  k П  m0 ,

где kC = 1,1…1,35 – коэффициент, учитывающий массу схвата;

  • принимаем kC = 1, если масса схвата задана;
  • kП – коэффициент, учитывающий тип привода схвата (kП = 1,3 для пневмопривода, kП = 1,1 для гидравлического, kП = 1,15 для вакуумного и магнитного) принимаем kП = 1,3;
  • m0 – масса объекта манипулирования, т.е. массу детали определяем по формуле:

m0    V ,

где ρ – плотность материала детали в г/см3

ρ = 7,8 г/см3

V – объем детали, см3

Объем детали определяем исходя из размеров детали по формуле:

V    r12  h1  r22  h2 ,

где r1, r2 – радиус основания заготовки, см

r1 = 20 см, r2 = 10 см.

h1, h2 – высота оснований заготовки, см

h1 = 10 см, h2 = 10 см.

 

V  3.14  20 2  10  10 2  10  9420 cм 3

m0  7,8  9420  73,476  73,5кг

mH  1  1,3  73,5  95,55 кг

29 стр., 14014 слов

Расчет аэродинамических коэффициентов крылатой ракеты типа Tомагавк

... названия аэродинамических коэффициентов: аэродинамические коэффициенты лобового сопротивления, подъем боковой силы; аэродинамические коэффициенты моментов крена, ... курсовом проекте для дальнейших исследований в качестве прототипа ЛА будет рассмотрена крылатая ракета типа «Tомагавк». [1] 1.2 Крылатая ракета ... отработка, стендовые и натуральные испытания. Работы по созданию современных образцов КР ...

Поученную грузоподъемность (кг) округляют до ближайшего большего значения из предпочтительного ряда (ГОСТ 25204-82).

Для станочных

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а роботов: 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,2; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160.

Из приведенного ряда принимаем mН = 100кг.

4.2 Расчет захватного устройства

Схваты ПР служат для захватывания и удержания объекта манипулирования во время его транспортировки. Основными требованиями, предъявляемыми к схватам, являются надежность захватывания и удержания объекта, точность ориентирования и базирования, а также невозможность разрушения и повреждения детали. В настоящее время разработано больше количество конструкторских схватов, имитирующих кистью человека, с пневмо- или электромеханическим приводом.

Проектирования схватов проводят в следующей последовательности:

1) выбирают тип схвата.

2) Определяют усилие схвата.

3) Определяют необходимое перемещение губок схвата.

4) Определяют усилие привода.

5) Определяют усилие в кинематических элементах схвата, рассчитывают их размеры.

При выборе типа схвата необходимо учитывать множество факторов, основными из которых являются масса, форма и свойства объекта манипулирования, изменение этих характеристик в процессе обработки, требования к времени захвата и точности позиционирования, свойства захватываемой поверхности.

Для тел вращения выбираем однопозиционный схват.

Усилие, действующие на губки определяем, исходя из условий равновесия по формуле:

l c c

R1   F0 , R2   F0 ,

l l

где F0  m0 , g = сила веса детали, Н

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

F0  73,5  9.8  720 ,3H

принимаем ширину губок l = 50мм;

с = 25 мм

50  25

R1   720,3  360,15Н

25

R2   720,3  360,15H

Рис. 4 Схема захвата детали

При проектировании схватов за расчетные принимают усилия, включенные с учетом ускорения при перемещении по формуле:

F  m0  g  a   K1  K 2

K1 – коэффициент, зависящий от положения заготовки по отношению к губкам схвата и направления действия силы тяжести:

K1  f,

Где f – коэффициент трения. Для незакаленных пальцев без насечки

(сталь марок 45, 50) f = 0,12-0,15.

Принимаем f = 0.15;

K1   0,15  0,075

К2 = 1,3 – 2 коэффициент запаса, принимаем К2 = 1,5

а — ускорение при запуске двигателя

а ,

tp

tp = 0,3 – 0,5, принимаем tp = 0,4

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

tp – время разгона

υ – скорость горизонтального перемещения, м/с

 0,5

a   1,25 м / с 2

tp 0,4

F  73,5  9,8  1,25   0,075  1,5  91,36 H

При использовании плоской губки удерживающие усилия вычисляем по формуле:

FN1  FN 2  F /(2 f )  91,36 /(2  0.15 )  304 .53 H

4 стр., 1840 слов

Барометрическая формула. Закон Больцмана распределения частиц

... в 1908 году применил барометрическую формулу к распределению по высоте частичек эмульсии, что позволило ему непосредственно определить значение постоянной Больцмана. Барометрическая формула показывает, что плотность газа ... друга. Барометрическая формула записывается в этом случае в виде: (в м), где -- средняя температура слоя воздуха между точками измерения, -- температурный коэффициент объёмного ...

где f — коэффициент трения

Сила трения:

FTi  FNi  f

FT 1  FN 1  f  304 ,53  0.15  45,68 H

FT 2  FN 2  f  304 ,53  0.15  45,68 H

Рис. 5 Схема определения величин нормальных усилий, действующих

на деталь.

Определяем Fn усилие привода захватного устройства. Для схвата с реечным механизмом по формуле:

n

2 FN

Fn  N 1

mC  zC  

где тс — модуль передачи,

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

zс — число зубьев колеса (на окружности соответствующего колеса).

Обычно zc= 15… 18,

n – число пар губок схвата,

η – КПД механизма, принимаем =0,95,

Радиус зубчатого сектора определяется по известным формулам

R  mc z c / 2  2  17 / 2  17

В свою очередь, модуль передачи

mc  14 YF k FBT /( z c2 bd [ F ])  14 1  1,07  975  0,25 /(17 2  0,4  270)  1,2

Принимаем модуль равный 2

где YF- коэффициент формы зуба; kFB — коэффициент, учитывающий распределение нагрузки на ширине венца; T — вращающий момент, равный удерживающему для рассчитываемого сектора, Н·м;  bd — коэффициент ширины колеса; [  F ] — допускаемые напряжения изгиба, МПа.

zC = 17

η = 0,95

n=1

2  304 ,53  304 ,53 

Fn   37 ,71Н

2  17  0,95 

Определяем диаметр поршня пневмопривода по формуле:

4  Fn

d ,

  p  П  С 

где ηП – КПД механического привода

ηС — КПД схвата

р – давление пневмосистемы; р = 0,4 МПа

принимаем ηП = 0,9; ηС = 0,9.

4  37,71

d  12,17 мм ,

3.14  0.4  0.9  0.9

Принимаем диаметр поршня по стандартному ряду d = 14 мм

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

4.3 Расчет ориентирующего механизма руки

Ориентирующие механизмы (ОМ) роботов предназначены для ориентации объекта манипулирования и обычно имеют от 1 до 3 степеней подвижности, которые чаще всего представляют собой механизмы с вращательными парами. Вращение звеньев осуществляется с помощью различных механических передач (зубчатых, волновых, планетарных, червячных и т.д.) от электродвигателей постоянного тока, либо от пневмодвигателей.

У современных роботов максимальные скорости перемещения ОМ лежат в пределах 90 – 150 град/с, а ускорение – в пределах 450 – 1500 град/с2.

Определяем фактический момент от смещения осей центра тяжести объекта манипулирования и схвата по формуле:

TCT  m  g  l ом ,

где m – масса объекта манипулирования и исполнительного механизма,

g = 9,8 м/с2

lОМ = 37.72+40=77.72мм

TCT  73,5  15   9,8  0,07772  84 ,92 Н  м

По найденному значению момента выбираем поворотный пневмодвигатель лопастной серии ПДЛ.

ПДЛ 3,2-3,

У которого номинальный крутящий момент 90 Н·м.

4.4 Расчет механизма горизонтального перемещения руки.

В ПР применяют пневмо-, гидро- и электроприводы. Пневмоприводы применяются в основном для ПР с относительно небольшой грузоподъемностью, т.к. они имеют низкие жесткостные характеристики.

32 стр., 15596 слов

МЕХАНИЗМЫ ПОДЪЕМА И ТЕЛЕЖКИ МОСТОВОГО КРАНА

... механизма передвижения крана; 6. произвести проверочные расчеты Лист ВКР 44.03.04 110 ПЗ 5 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 1. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАБОЧЕГО ВАРИАНТА МОДЕРНИЗАЦИИ МОСТОВОГО КРАНА ... нагрузок, усилиях перекоса, технологических нагрузках, а также число проведенных циклов работы крана. При расчете по СРПС значения коэффициентов надежности по всем нагрузкам принимаются как у ...

Гидроприводы по сравнению с электроприводами обеспечивают более высокие параметры ПР, однако их эксплуатационные расходы значительно выше. Поэтому в последнее время чаще применяются электроприводы с двигателями постоянного тока.

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

Расчетная мощность двигателя 12, механизма выдвижения штанги 13 (см. расчетную схему):

Р ПМ

PДВ  К 1  ,

 ПМ

где ηПМ – КПД механизма перемещения, зависящий от КПД опор, ременной передачи 14, направляющей скольжения15, шариковой винтовой пары;

  • РПМ — мощность привода механизма, кВт;
  • К1 — коэффициент конструкции;
  • при а <
  • 0,5g К1 = 1;

ηПМ = 0,9·0,93=0,837 – для шариковой винтовой пары, где:

η = 0,9…0,92 — для зубчатой ременной передачи

η = 0,93…0,95

принимаем ηШВ=0,9; ηЗР=0,93.

PПМ  10 3  FOC   ,

Где:  — скорость выдвижения штанги с грузом, м/с;

FOC – осевая сила на ходовом винте: FOC  FИН  FТР ,

Где:

  • FИН – сила инерции штанги с грузом;
  • FТР – сила сопротивления перемещению;

FИН  К 1 m0  mc  mш   а ,

где мш – масса штанги; а – ускорение

а ;

tp

tp= 0,3 – 0,5 с – время разгона

Принимаем tР = 0,4с

FТР  RC  RD   f ,

где RC и RD – реакции в опорах С и D, которые определяются при максимальном взлете схвата без учета осевой силы в винтовой паре из условия равновесия;

  • где f – коэффициент трения;

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

f = 0.05…0,1, принимаем f = 0.05.

RC 

m0  mC   g  l5  mш  g  l 4 

l3

RD 

m0  mC   g  l3  l5   mш  g  l 4  l3  .

l3

Проверку двигателя проводят по приведенному моменту инерции:

 n   V 

J ПР    mi     ,

 i 1    ДВ 

n

где m

i 1

i  m ш  m 0  mC .

RC 

73,5  15   9,8  0,9  60  9,8  0,2  2566 ,28 Н ,

0,35 м

RD 

73,5  15   9,8  0,35  0,9  60  9,8  0,2  0,35   3420 Н ,

0,35 м

FТР  2566 ,28  3420   0,05  299 ,345 Н ,

 0.5

а   1,25 м / с 2  0.5 g  0.5  9.8  4.9 м / с 2 .

tP 0.4

Сила инерции штанги с грузом находим по формуле:

FИН  1  73,5  15  60   1,25  185 ,625 Н ,

FОС  185 ,625  299 ,345  484 ,97 Н ,

Р ПМ  10 3  484 ,97  0,5  0,24 кВт ,

0,24

PДВ  1   0,289 кВт

0,837

n

m i 1

i  73,5  60  15  148 ,5кг .

 ,

tP

    t P  300  0.4  120 рад с ,

 0,5 

J ПР  148,5   0,0025781кг 2 .

 120  м

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

По каталогу выбираем двигатель постоянного тока серии ДК1 – 1,7 100АТ номинальная мощность 0,18 кВт и nном=1000об/мин.

Рис. 6 Расчетная схема напольного ПР типа М20.П40.01

4.5 Расчет шариковой винтовой пары механизма горизонтального

перемещения руки.

С точки зрения динамики частота собственных колебаний механической части не должна превышать частоту собственных колебаний двигателя. поэтому для электрогидравлического привода f0=80-90 Гц, а для привода с тиристорным преобразователем и двигателем постоянного тока f0=70-80 Гц. в свою очередь, частота собственных колебаний и жесткость связаны зависимостью:

4 2  f 02  m

j  ,

10 7

где j  — суммарная осевая жесткость механической системы, даН/мкм;

  • f0 – собственная частота механической системы, Гц;

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т

Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

m – масса перемещаемого груза, кг.

4  3,14 2  80 2  15

j   0,504 даН / мкм

10 7

Вычисленную по этой формуле жесткость при указанных выше значениях f0 проверяют исходя из условия точности обработки. Предварительно выбираем профиль резьбы, который может быть полукруглым, арочным, прямоугольным и соответственно с двух-, трех- и четырех точечным контактом шарика и дорожки качения.

Выбираем полукруглый профиль, как наиболее простой, он имеет предпочтительное применение.

Диаметр окружностей центров шариков d0 определяем исходя из условия, что отношение длины винта к его диаметру не должно превышать 30.

l

d0  ,

где l – длина винта:

d0   30 мм .

Полученное значение округляем до стандартного значения: d0 = 32мм.

Шаг винта выбираем в зависимости от диаметра винта и стандартного ряда: p = 5мм.

Диаметр шариков dШ выбирается из стандартного ряда значений в зависимости от шага винта по соотношению dШ ≈ 0.6p.

dШ ≈ 0,6·5=3мм.

Радиус профиля резьбы rn выбирается близким к радиусу шарика из соотношения rn равно (0,51…0,53)·dШ.

rn = 0,52·3 = 1,56мм.

Угол винтовой линии резьбы λ рассчитывается по формуле:

p 5

tg    0.05 ;

  •   d 0 3.14  32

λ=2,86°.

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т

Изм Лис № докум. Подпис Дат

т ь а

Глубина профиля резьбы, равна h1  0.3… 0.35   d ш  0,33  3  0,99 .

Общее число шариков в одном витке гайки:

 d 3.14  32

z io    33 .

dШ 3

Число рабочих шариков в одном витке гайки:

kВ  p 35

z i  z io   33   28 ;

dШ 3

где kВ – число рабочих витков, принимается 2…3.

число рабочих шариков в одной гайке:

  • z  k В  z i  3  28  84 ;

расчетное число шариков в одной гайке zP:

z P  0.7  z  0.7  84  59

Лис

ПГУ 1.15.03.02.06 ПЗ т

Изм Лис № докум. Подпис Дат