Курсовая Работа На Тему Промышленный Робот Манипулятор
Курсовая Работа На Тему Промышленный Робот Манипулятор
Факультет экономики и управления в машиностроении.
Кафедра инженерных наук и технологий.
Тема: Проектирование механической системы промышленного робота манипулятора
1) Часть №1: Проектный расчет вала редуктора
Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата, и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи.
Назначение редуктора - понижение угловой скорости и соответствен но повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Механизмы для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называют ускорителями или мультипликаторами. Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке и передаточному числу без указания конкретного назначения.
Редукторы классифицируют по следующим признакам: типу передачи, (зубчатые, червячные или зубчато-червячные), числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые), типу зубчатых колес (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические), относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные), особенностями кинематической схемы (развернутая, соосная, с раздвоенной ступенью).
Возможности получения больших передаточных чисел при малых габаритах обеспечивают планетарные и волновые редукторы.
Сборку редуктора производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов: на ведущий вал насаживают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают удерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтоф; затягивают болты, крепящие крышку корпуса.
Таким образом мы видим, что одной из важнейших составляющих редуктора является вал. В этой курсовой работе нам как раз предстоит спроектировать и сконструировать вал редуктора.
Предварительная конструктивная проработка вала и подшипниковых узлов выполняется на стадии эскизного проекта редуктора. Окончательное конструктивное исполнение этих узлов определяется по результатам расчета вала и подшипников по критериям их работоспособности. При известных нагрузках на вал эти расчеты можно произвести, составив расчетную схему вала.
Рассчитаем необходимый нам вал в соответствии с требованиями, изложенными в задании к курсовой работе.
Часть №1: Проектный расчет вала редуктора
F t
= 2200
H
F t
– окружная сила
F r
= 836
H
F r
– радиальное усилие
I
. Силу Fa и Ft переносим к центру тяжести вала
Момент М а
вызывает изгиб в вертикальной плоскости XOY.
Сила F a
вызывает растяжение, и в расчетах мы ее учитывать не будем.
Момент M t
вызывает кручение вала относительно оси OX.
II
. Изобразим пространственную схему вала
Схема представляет собой балку, лежащую на двух опорах.
Внешние силы лежат в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, поэтому составляющие реакции определим в тех же плоскостях, а затем подсчитаем результирующие реакции.
А)
Чертим расчетную схему в вертикальной плоскости XOY и определяем составляющие реакции.
–
R ay
∙ 2
l
+
F r
∙
l
–
M a
=0
285,66
H
– 836
H
+ 550,34
H
= 0
H
=>Решение верно!
Б)
Чертим схему вала в горизонтальной плоскости XOZ и определим составляющие реакции в этой плоскости.
1100
H
– 2200
H
+ 1100
H
= 0
H
=>Решение верно!
В)
Определим суммарную радиальную реакцию в опорах.
III
.
Строим эпюру изгибающих моментов
При X
1
= 0,16 м
M z
1
= 45,71
H
∙м
При X
2
= 0,16 м
M z
2
= 88,06
H
∙м
При X
1
= 0,16 м
M y
1
= 176
H
∙м
При X
2
= 0,16 м
M y
2
= 176
H
∙м
IV
.
Определение суммарных изгибающих моментов в сечении С
V
.
Строим эпюру М кр
. М кр
= -121 Н*м
VI.
Используя III и IV теории прочности, определяем эквивалентные (приведенные) моменты характерных сечений
VII.
Определим опасное сечение и выпишем величину моментов в этом сечении
Из таблицы нормальных линейных размеров выбираем d = 30 мм.
Ориентировочное значение диаметра вала редуктора определено из полного проектного расчета вала на статическую прочность с учетом работы вала на изгиб и кручение. d = 30 мм принимаем в качестве выходного диаметра вала.
При конструировании вала необходимо выполнять следующие основные требования:
Конструкция вала должна обеспечивать его легкое изготовление.
Необходимо обеспечить простоту сборки и разборки деталей, сидящих на валу. Необходимо помнить, что многие элементы и размеры являются стандартными и по возможности должны быть выбраны из ряда нормальных линейных размеров ГОСТ 6636-69 (Приложение 1).
В качестве опор валов используют подшипники – устройства, предназначенные для направления относительного движения вала, а так же для передачи нагрузок на корпус машины.
В современном машиностроении подшипники качения являются основными видами опор валов. Подшипники качения представляют собой наружные и внутренние кольца, с расположенными между ними телами качения (шарики и ролики).
Для предотвращения соприкосновения тел качения их отделяют друг от друга сепаратором.
Самый распространенный в машиностроении подшипник – шариковый радиальный однорядный подшипник ГОСТ 8338 – 78 (Приложение 2).
Диаметр вала под подшипник качения применяется на 5 - 8 мм больше чем d
вала
.
d
вала под подшипник
= 30 мм + 5 мм = 35 мм
d
вала под подшипник
должен заканчиваться на 0 или 5 и должен быть целым числом.
По ГОСТ 8338-78 выбираем подшипник №207:
d
вала под колесо
=
d
подшип
+3
r
= 35 мм + 2 мм ∙3 = 41 мм
r – радиус фаски, применяемый при выборе подшипника.
Полученное значение округляем до ближайшего стандартного нормального значения.
(110 мм ≥ 42 мм + 9 мм) => колесо надевается на вал и
изготовляется отдельно.
III. Определение диаметра буртика вала
Буртик – участок вала (утолщение), который служит для ограничений перемещений колеса вдоль оси вала.
d
буртика
≥
d
вала под колесо
+
8мм => d
буртика
≥
50мм.
Полученное значение округляем до ближайшего стандартного нормального значения. => d
буртика
=
50мм.
Для передачи крутящего момента от вала до ступицы колеса и фиксации детали на валу используется шпоночное соединение. Основная деталь соединения – шпонка, устанавливается в паз вала и соединяемой детали.
Размеры шпонок стандартизованы. Наиболее часто применяемые шпонки – призматические шпонки ГОСТ 22360-78 (Приложение №3). Размеры стандартной призматической шпонки (в, h, l) выбирают в зависимости от диаметра вала под колесо и длины ступицы под колесо.
l
ступицы
= (0,8мм…1,5мм) от диаметра вала под колесо
l
шпонки
=
l
ступицы
– (5мм…10мм)
l
ступицы
= 0,8 ∙
d
вала под колесо
= 0,8 ∙ 42мм = 33,6мм ≈ 34мм
l
шпонки
= 34мм ∙ (5мм…10мм)= от 24мм до 29мм
l
шпонки рабочая
=
l
шпонки
– в = 28мм – 12мм = 16мм
При действии на вал крутящего момента на шпонку действует напряжение смятия. После выбора размеров шпонки необходим проверочный расчет шпоночного соединения на прочность по напряжению смятия (сжатие в зоне контакта).
120,04МПа ≤ 190МПа => Условия прочности на смятие шпонки выполняются.
V
.
Определение длины концевого участка вала
d
= 30мм (из первой части расчета).
В соответствии с ГОСТ 12080 – 66 выбираем d
= 30мм, l
= 80 мм.
Нормальные линейные размеры, мм (ГОСТ 6636-69)
Шариковые радиальные однорядные подшипники (ГОСТ 8338 – 75)
Размеры, мм
Легкая
серия диаметров 2, узкая серия ширин 0
Средняя
серия диаметров 3, узкая серия ширин 0
Тяжелая
серия диаметров 4, узкая серия ширин 0
Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов , курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Название: Проектирование механической системы промышленного робота манипулятора
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа
Добавлен 06:19:16 15 апреля 2009 Похожие работы
Просмотров: 1523
Комментариев: 16
Оценило: 3 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно Скачать
Курсовая работа : Проектирование механической... - BestReferat.ru
Курсовая работа (Теория) на тему "Проектирование..."
Робот Манипулятор Сочинения и курсовые работы
Реферат – Разработка системы управления роботом ...
курсовая работа на тему Промышленный робот - манипулятор ...
Сочинение 9.3 Взаимовыручка По Тексту Михеевой
Нужен Ли Вывод В Сочинении Егэ
Курсовая Работа На Тему Золотая Свадьба
Контрольная Работа По Алгебре 9 Класс Потапов
Реферат Особенности Личности Ребенка С Алалией