МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ПМИГ

курсовой проект

по дисциплине «Прикладная механика»

Тема: Расчет механических систем и объектов управления

Вариант 17.3

Графическая часть № 9

Студент гр. 6408		Нуртазин И.
Преподаватель		Белова Е.Ю.

Санкт-Петербург

2018

Оглавление

1. Задание на курсовое проектирование……………………………………………….….3

Введение………………………………………………………………………………….4

2. Расчёт манипулятора на прочность и жёсткость……………………………………....5

   1. Обоснование и построение расчётной модели манипулятора ПР для расчёта на прочность и жёсткость……………………………..……………………………...….5

Статистическая схема расчёта ……………………………………………………….…6

Подготовка исходных данных для расчёта конструкции манипулятора на ПК…….7

Исходные данные……………………………………………………………………….10

Результаты расчёта …………………………………………………………………….10

Эпюра нормальной силы R_x …………………………………………………………..12

Эпюра поперечной силы R_y …………………………………………………………..13

Эпюра изгибающего момента M_y…………………………………………………….14

2. Проверка на прочность и жесткость звеньев манипулятора …………...……15

1. Разработка кинематической схемы механизма передачи движения………………..17

2. Подбор двигателя привода ПР………………………………………………………....19

3. Расчёты для выполнения графической части…………………………........................21

Вывод по курсовому проектированию…………………………………………………....22

Список использованной литературы…………………………………….………………..23

1.Задание на курсовое проектирование.

Введение

Промышленные роботы (ПР) являются эффективным средством комплексной автоматизации производства. Сфера применения ПР постоянно расширяется: они внедряются во всех отраслях промышленности, сельском хозяйстве, медицине, сфере бытовых услуг.

Ознакомление с реально существующими моделями ПР позволяет будущему инженеру-электрику получить представление не только об объектах управления, но и решать задачи, необходимые для успешного проектирования и модернизации таких конструкций.

Целью курсового проектирования является закрепление следующих умений и навыков:

1. проектирования передаточных механизмов движения и определения требуемых механических характеристик двигателя;

2. выполнения расчетов прочности и жесткости элементов конструкций манипуляторов ПР;

3. разработки и выполнения конструкторских документов узлов и деталей ПР.

2. Расчёт манипулятора на прочность и жесткость

2.1. Обоснование и построение расчетной модели манипулятора пр для расчёта на прочность и жёсткость

При построении расчетной модели производят идеализацию конструкции манипулятора, пренебрегая факторами, не включающими на сопротивление деформации нагрузки.

При обосновании расчетной модели необходимо схематизировать:

1. Свойства материала звеньев манипулятора

2. Геометрию звеньев манипулятора.

3. Соединения звеньев между собой.

4. Соединения (опоры) звеньев с другими телами.

5. Внешнюю нагрузку.

Манипулятор - механизм для управления пространственным положением орудий и объектов. Звенья манипулятора чаше всего выполняются из стали, марка которой зависит от условий работы манипулятора. В процессе работы ПР не допускают пластических деформаций материала, поэтому считается, что поведение материала следует закону Гука.

Звенья манипулятора имеют сложную конструкцию и форму, предусматривающую возможность монтажа на них силовых и кинематических цепей, информационных кабелей. Однако анализ структуры манипулятора позволяет утверждать, что его звенья могут быть смоделированы стержнями, так как длины звеньев много больше линейных размеров их поперечных сечений. Поэтому манипулятор ПР можно трактовать как механизм, состоящий из звеньев-стержней, соединённых степенями подвижности.

При построении расчетных моделей опор необходимо рассмотреть возможные линейные и угловые перемещения, которые могут возникнуть в реальных пространственных опорах. При этом не забываем, что двигатели заторможены. Удобно провести системы координатных осей, совместив их с центрами опор. Далее показать стрелками перемещения вдоль и относительно координат, и зачеркнуть те из них, в направлении которых перемещения равны нулю. Например, окажется, что все перемещения равны нулю, то моделью опоры будет жесткая пространственная заделка. В некоторых конфигурациях манипулятора силы, действующие на его звенья, лежат в одной вертикальной плоскости. Поэтому реакции в опорах действуют в той же плоскости, и в этом случае модели реальных опор считают плоскими: шарнирно-неподвижной, шарнирно-подвижной опорами или жесткой заделкой.