Механизм поворота руки промышленного робота (модуль М4)
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?са, кг28,1
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 UЗРhlуч=1.720.990.96=3.231 Нм, частота вращения:
Мощность Р2=Р1hlуч=3600.990.96=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. UЗР =142=28.
Диаметры ведомого и ведущего шкива:
1 = mZ1 =314=42 мм.2 = mZ2 =328=84 мм.
Вычисляем окружную скорость ремня Vокр используя зависимость:
Действительная частота вращения ведомого шкива:
Уточненное передаточное отношение:
Межосевое расстояние вычисляем как а=1,5 (d1+d2) =1,5 (42+84) =252 мм. Определяем длину ремня из формулы:
Число зубьев ремня (расчетное)
Количество зубьев ремня округляем до стандартного . Когда выбрали число зубьев, уточним длину ремня:
мм
Сила, передаваемая зубчатым ремнем:
Н
Коэффициент КF принят равным единице для спокойной пусковой нагрузки.
Расчетную допускаемую удельную силу на ремне определяем по зависимости: FY= [F] 0CUCzCp
Где U =1z=1p=0.9Y=9110.9=8,1 H/мм.
Число зубьев ремня, находящихся в зацеплении с ведущим и ведомым шкивами, вычислим:
Принимаем Z1з=7
Принимаем Z2з=15
Определим необходимую ширину ремня:
мм
Где q=410-4 кг/ (ммм) - погонная масса
Сш=1.05 - Коэффициент, учитывающий неполноту витков каната у боковых поверхностей ремня.
Принимаем ширину ремня в соответствии со стандартным рядом В=32мм.
Рассчитаем удельное давление на рабочих поверхностях зубьев ремня и сравним с допускаемым:
где - коэффициент концентрации нагрузки на зубьях, по их высоте и длине; h - высота зуба; [P] =0,75МПа - допускаемое давление на зубья ремня, зависящее от частоты вращения ведущего вала.
Условие удельного давления Р< [Р] 0,63МПа<0,75МПа выполняется.
Величину начального натяжения ремня F0 вычислили по эмпирической зависимости:
Н
Силу, действующую на вал передачи, определяем:
r=1.1 FT=1.180,95=89,045 H.
Для динамического анализа зубчатой ременной передачи рассчитываем критическую линейную скорость ремня в такой последовательности:
а) Из справочника для ремня с модулем m=3 находим собственную частоту с-1
б) Определим натяжение ведущей и ведомой ветвей ремня:
вщ = F0+0.5FT = 43,173+0.580,95 =83,65 Нвд = F0-0.5FT = 43,173-0.580,95 = 2,7 Н
в) Определим деформацию одного шага ведущей и ведомой ветви ремня:
a' =1410-4 мм2/Н - выбирается из справочника.
xс1 = aFвщ =4,37510-583,65 = 0.00366 мм;
xс2 = aFвд =4,37510-52,7 =0.000517 мм.
г) находим критическую скорость зубчатого ремня:
при КВ=0.5 (ZP-Z1З-Z2з) =0.5 (75-7-15) =26;
получаем для ведущей ветви ремня:
для ведомой ветви ремня:
Следовательно, передача работает в дорезонансной зоне, т.к. Vокр<Vкр и не требует корректировку параметров.
Основные параметры зубчатого ремня и шкивов.
ПараметрыОбозначенияРасчетные формулы и результаты расчета123Модуль зацепления, ммm3Число зубьев ремняZP75Шаг ремня, мм РР9,42Ширина зуба ремня, мм S3Высота зуба ремня, ммh2Толщина каркаса ремня, ммH4Расстояние от впадины зуба до нейтрального слоя ремня, ммd0.6Угол профиля зуба, градg40Ширина ленты, ммВ32Ширина зуба шкива, ммSш3,2Высота зуба шкива, ммhш3,0Межосевое расстояния, мма252Делительный диаметр ведущего шкива, мм d142Делительный диаметр ведомого шкива, ммd284Диаметр вершина зубьев ведущего шкива, мм da140.81Диаметр вершина зубьев ведомого шкива, ммda282,82Диаметр впадины зубьев ведущего шкива, ммdf135.41Диаметр впадины зубьев ведомого шкива, ммdf277,42Радиус закругления головки зубьев, мм r31.05Радиус закругления впадины зубьев, ммr41.2Длина зуба, ммВ335
2.2 Расчет волновой передачи
При конструировании модуля поворота руки робота необходимо выдержать ряд требований:
.Большое передаточное отношение при сравнительно небольшом количестве деталей.
2.Высокая нагрузочная способность зацепления.
3.Сравнительно высо