Курсовая работа: Механизм поворота руки промышленного робота (модуль М4)
Промышленный робот включает в себя следующие механизмы различного исполнения: поворота (М1); подъема и опускания (М2); выдвижения руки (М3); поворота кисти руки (М4).
ЧПУ позиционного типа обеспечивает управление перемещением руки в цилиндрической системе координат, цикловое управление движениями кисти и зажимом-разжимом схвата, подачу команд пуска циклов работы станков и другого технического оборудования, а также прем ответных команд после выполнения этих циклов.
Механизм поворота руки робота (модуль М4) содержит электродвигатель постоянного тока, зубчато-ременную и волновую передачи.
Задание на курсовой проект включает в себя упрощенную кинематическую схему механизма робота. Кинематическая схема фактически снимает необходимость обоснования выбора типа механической передачи. Однако для того чтобы решить, какой передаточный механизм предпочтительнее, необходимо учесть условия работы, допускаемые габариты, расходы на технологичность конструкции, стоимость механизма и ряд других факторов.
1. Выбор двигателя
Для того чтобы выбрать двигатель, необходимо определить его потребленную мощность по параметрам выходного элемента механизма, используем формулу:
Где F - усилие сопротивления перемещению, Н; V - скорость перемещения, м/с; hобщ - КПД всего механизма, равный произведению КПД передач, входящих в механизм hобщ =h1 h2 …hп .
Среднее значение КПД передач и других элементов механизма выбираю из таблицы3.1 (Учебное пособие “Проектирование механизмов роботов” В.И. Назин).
=0.96 - КПД зубчато-ременной передачи;
=0.8 - КПД волновой передачи;
=0.99 - КПД подшипников качения;
=0.98 - КПД подшипников скольжения;
По рассчитанной мощности выбираю двигатель. Мощность выбранного двигателя должна быть больше рассчитанной мощности, т.е. следует выбирать из каталога двигатель ближайший большей мощности.
Из конструкторских соображений я выбрала двигатель типа ДК1-3.5 Это маломощный электродвигатель постоянного тока с обычным пазовым якорем, коллектором и постоянным магнитами. Он относительно тихоходный, укомплектованный встроенным датчиком перемещениям и электромагнитным тормозом.
Двигатель ДК1-3,5
| Параметры | Размерности |
| Номинальная мощность, кВт | 0,36 |
| Номинальный момент, Нм | 3,5 |
| Номинальная частота вращения, мин-1 | 1000 |
| Номинальное напряжения, В | 65 |
| Номинальный ток, А | 7,5 |
| Кратность пускового момента | 5 |
| Момент инерции, 10-2 кгм2 | 2,45 |
| Масса, кг | 28,1 |
2. Расчет исполнительных механизмов
2.1 Расчет зубчатой ременной передачи
Перспективным видом гибкой связи является зубчатые ремни. Они имеют высокую тяговую способность и сравнительно большой КПД. Передачи этого типа работают без смазки, устойчивы к действию абразивных и агрессивных сред, позволяет синхронизировать движения входного и выходного звеньев, просты в эксплуатации.
В отличие от плоских, клиновых и поликлиновых передач в зубчатых ременных передачах движение передается посредством сил трения, а также зацеплением ремня и шкивов, т.е. устанавливается достаточно жесткая кинематическая связь между ведущими и ведомыми звеньями механизмов.
Простейшая передача с зубчатым ремнем состоит из ведущего 1, ведомого 2 шкивов и охватывающего их зубчатого ремня 3.
Вычисляем общее передаточного отношения механизма робота по формуле:
Так как в механизме две ступени, то мы принимаем UЗР =2, а UВП =114.
Определяем момент, мощность и частоту вращения на ведомом шкиве зубчато-ременной передачи: момент: Т2 =Т1 Ä UЗР Ählуч =1.7Ä2Ä0.99Ä0.96=3.231 НÄм, частота вращения:
Мощность Р2 =Р1 Ählуч =360Ä0.99Ä0.96=342,144 Вт. По величине крутящего момента на ведущем шкиве из справочника выбираем модуль зубчатого ремня m=3 мм.
Определим число зубьев малого шкива из справочника по модулю зубчатого ремня. Если m=3, то Z1 =14.
Зная передаточное отношения зубчатого ремня, определим число зубьев ведомого шкива. Z2 = Z1 Ä. UЗР =14Ä2=28.