Мехатроника

Iн=I₁+I₂+I₃

I1=mr²=36,3*1,1²=43,92 кг*м² 

I₂=m/3(r₁²-r₁r₂+r₂²)=9.15кг*м² 

I₃=md²/8=35*0.22/8=0.175кг*м² 

I_н=53,24 кг*м² 

Предварительный выбор  электродвигателя:

Примем коэффициент  запаса равным 2.5 (стр. 39 [5]) и общий  КПД равный 0.85.

Ориентировочное значение мощности электродвигателя:

Р_дв=F_нq'_н=6926,5 Вт.

По таблице 4, стр29 [6] в  качестве приводного двигателя выбираем электродвигатель постоянного тока серии 3SHAT-A тип 112L, у которого номинальная  мощность–8,6 кВт, номинальный момент-42 Нм; номинальная частота вращения-2000 об/мин; момент инерции–3*10^-2  кг*м, угловая скорость двигателя-209,44 рад/с.

Кинематический расчет.

Общее передаточное отношение

U_общ=209,44/1,57=133,4

Модуль поворота состоит  из червячной передачи, поэтому передаточное отношение ее равно общему передаточному  отношению всего модуля. Принимаем передаточное отношение передачи U_п=134

 

Статический расчет.

 

 Расчетный вращающий  момент на выходном валу модуля:

Проектный расчет передачи.

Методика расчета изложена в §9[4]

По рекомендациям §9.1[4] принимаем z1=1;  z2=z1*U=134

Определяем Т₁=Р₁/ U_п =8.6*10³/209.44=41.1 Нм

Т₂=Т₁U  =41.1*134*0.85=4405.92 Нм

В первом приближении  оцениваем скорость скольжения (стр. 211[4])

V₃=4/5*10^-4*n   T²=14/75 м/с

По рекомендации §9.7 и  таблицы9.4[4] назначаем материал колеса

БрАЖ9-4 ;червяк-сталь 40Х 

По рекомендации (стр. 201[4]) примем q=34

По формуле (9.20)[4] при  Е_пр=1.26*10⁵ МПа

находим:а_w=294.5мм

По ряду R_а примем а_w=300 мм.

По формуле (9.3)[4] определяем модуль m=3.57мм

принимаем модуль равный 4мм по рекомендациям на стр 201[4].

Определим основные размеры червяка и колеса:

d₁=qm=34*4=136мм

d₂=z2m=134*4=536мм

d_а1=d₁+2m=144мм;d _а2=d₂+2m=544мм

Ширина колеса по рекомендациям  на стр 202[4]

b₂=144*0.75=108мм.

Длину червяка ориентировочно принимаем равной диаметру червячного колеса 544мм

Динамический расчет.

 

Полный момент инерции  конструктивного модуля:

Полный момент на валу двигателя:

Т_д=Т_ст+Т_дин=27.02Нм

Расчитаное значение момента на валу двигателя не превышает  значение номинального момента на валу двигателя. Это говорит о том, что двигатель подобран правильно.

   Данные расчеты  модулей приведены для тех  случаев когда в движении находится  один из модулей, а другие  два находятся в статическом состоянии.

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

   В результате  работы получен робот манипулятор,  для транспортировки деталей  призматической формы на металлорежущий станок, установки детали в приспособление станка, съем готовой детали после обработки и транспортировка ее в приемное устройство. Так как станок полностью автоматизирован, применение робота манипулятора позволяет практически исключить человеческий труд на выполняемой операции.

    Это, в свою  очередь, позволит повысить эффективность  производства, его производительность, качество. А также это позволит  снизить издержки производства, а следовательно и себестоимость  детали, что в свою очередь повлечет за собой снижение себестоимости изделия в целом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы.

 

1.Кочергин А.И. Конструирование  и расчет металлорежущих станков станочных комплексов. Курсовое проектирование: Учебное пособие для ВУЗов.-Минск.:Высшая школа.,1991-382с.

 

2.Кинематика манипуляторов:  Методические указания.  
Мясников В.К.:ЯГТУ.-Ярославль.1997-32с.

 

3.Мясников В.К.:Расчет  электромеханических модулей промышленных  роботов:  Учебное пособие. - Ярославль,  ЯПИ. 1984-92с.

 

4.Иванов М.Н.: Детали машин: Учебник для студентов высших технических учебных заведений.-5-е издание, переработанное. -Москва: высшая школа,1991-383с.

 

5.Мясников В.К. Основы построения  мехатронных систем автоматизации:  Учебное пособие.-Ярославль,ЯГТУ,1997-66с.

 

6.Промышленные роботы в машиностроении: Альбом схем чертежей: Учебное  пособие для технических ВУЗов.-Москва, Машиностроение,1986-140с.

 

7.Мясников В.К., Тимошкин Л.А. -Проектирование  механизмов автоматических манипуляторов:  Учебное пособие. Ярославль, 
ЯПИ,1982-81с.