Конспект лекций по КМР

К передачам с гибкой связью относят ременную, цепную, тросовую передачи и передачу стальной лентой.

В этих передачах передачу вращательного движения от ведущего звена 1 к ведомому звену 2 (рис. 9.42, а) или преобразование поступательного (вращательного) движения ведущего звена 1 во вращательное (поступательное) движение ведомого звена 2 (рис. 9.42, б,в) осуществляют гибкой связью (ремнем, цепью, тросом, стальной лентой) 3.

Для передач с гибкой связью вводят понятие передаточного отношения. При передаче вращательного движения (рис. 9.42, а) передаточное отношение определяют в виде:

где w1 и w2 – угловые скорости ведущего и ведомого звеньев соответственно, с-1; D1 и D2 – диаметры ведущего и ведомого звеньев соответственно, мм.

а)

б)

в)

Рис. 9.42

290

При преобразовании поступательного движения во вращательное (рис. 9.42, б) передаточное отношение равно, м:

При преобразовании вращательного движения в поступательное (рис. 9.42, в) передаточное отношение находят по формуле, м-1:

Рассмотрим проектирование передачи с гибкой связью на примере тросовой передачи.

Тросовая передача. В тросовой передаче передачу вращательного движения между звеньями (ведущим 1 и ведомым 2 шкивами), а также преобразование поступательного движения во вращательное и наоборот осуществляют при помощи троса 3 (рис. 9.42). Тросы изготовляют плетением из оцинкованной стальной проволоки ма-

рок 50, 60, 65.

Из условия ограничения напряжения изгиба в тросе минимальный диаметр шкива, измеренный по дну канавки для троса, находят по условию:

где dт – диаметр троса, мм, выбирают из табл. 9.22 и соответствующих стандартов; – коэффициент, зависящий от режима работы передачи: при спокойной нагрузке =15...16; при умеренной динамической нагрузке =17...18; при резко динамической нагрузке

=19...20.

Диаметр меньшего шкива следует назначать минимально допустимым, т.е. D Dmin .

Перемещения ведущих звеньев для трех рассмотренных случаев соответственно равны:

291

где Т2 – крутящий момент на ведомом шкиве, Н мм; е=2,72 – основание натурального логарифма; f=0,1...0,2 – коэффициент трения скольжения между тросом и шкивом; К=1,05...1,2 – коэффициент запаса предварительного натяжения F0, гарантирующего работу передачи без проскальзывания и мертвого хода, возникающего из-за неплотного прилегания троса к шкивам.

В процессе работы тросовой передачи отдельные проволоки троса подвергаются растяжению, изгибу, кручению, смятию. При этом возникают нормальные и касательные напряжения. Кроме того на величину напряжений оказывают влияние конструкция и диаметр троса, размеры и конструкция шкивов, натяжение троса.

292

Ввиду сложности нахождения эквивалентного напряжения, расчет тросовых передач проводят по максимальному натяжению ведущей ветви троса. Условия прочности при:

передаче вращательного движения:

преобразовании поступательного движения во вращательное:

преобразовании вращательного движения в поступательное:

лие троса, Н, определяемое по табл. 9.22 и соответствующим стандартам; n =2...4 – коэффициент запаса прочности троса на разрыв; F2 – сила сопротивления на ведомом звене, Н; Fпр – усилие пружины, Н; Fтр – сила трения, между перемещающейся массой и опорой, Н.

Наилучшие условия работы троса обеспечивает полукруглая форма канавки шкива. При этом должно соблюдаться условие:

где Rк – радиус канавки шкива, мм.

294

Глава 10 МЕХАНИЗМЫ ВЫБОРКИ МЕРТВОГО ХОДА

При конструировании механизмов роботов к ним предъявляют повышенные требования в отношении точности их работы, что зависит от принятых и выполненных допусков на размеры сопрягаемых деталей, а также от величины мертвого хода. Мертвый ход приводит к ошибкам перемещения, поэтому его стремятся уменьшить или устранить. Этого можно достичь с помощью специальных регулировочных устройств-механизмов выборки мертвого хода (люфтовыбирающих механизмов).

10.1. Выборка мертвого хода в винтовых механизмах

Различают два способа выборки бокового зазора в винтовых механизмах – радиальное и осевое смещение гайки относительно винта. При радиальном способе осуществляют сжатие гайки в радиальном направлении, а при осевом способе – смещение гайки относительно винта в осевом направлении. Рассмотрим целесооб-

кового зазора (рис. 10.1) радиальные составляющие бокового зазора равны [52]:

для метрической резьбы с углом профиля М=600:

для трапецеидальной резьбы с углом профиля Т=300:

Осевые составляющие бокового зазора: для метрической резьбы

для трапецеидальной резьбы:

295

Следовательно, радиальный способ устранения мертвого хода целесообразно применять для метрических резьб (рис. 10.1, а), т.е. для резьб с большим углом профиля, а осевой способ – для трапецеидальных резьб (рис. 10.1, б) и резьб с малым углом профиля, а также для нестандартных резьб с прямоугольным или квадратным профилем витка, так как зазор, влияющий на значение мертвого хода в винтовой передаче, имеет в них только осевую составляющую.

Рис. 10.1

Устройства, обеспечивающие выборку радиальной составляющей бокового зазора, представляют собой разрезные гайки. Конструкция люфтовыбирающего механизма с разрезной гайкой показана на рис. 10.2. Две половинки гайки 1 стягиваются винтами 3 и обжимают винт 2. При этом создается неравномерное обжатие винта, что вызывает неравномерный износ резьбы гайки.

На рис. 10.3, а, в, г, д и на рис. 10.4, а-г приведены механизмы выборки радиальной составляющей бокового зазора, в которых необходимо периодически осуществлять подрегулирование, а в устройстве (рис. 10.3, б) подрегулирование происходит автоматически за счет пружины.

Устройства с разрезной гайкой и цанговым зажимом (рис. 10.3, г и рис. 10.4, б, в, г) обеспечивают более равномерное обжатие винта, что спо-

собствует равномерному его износу.

296

зазора, в котором выборку осевой составляющей бокового зазора осуществляют поворотом гайки 1. При этом обеспечивается одновременный контакт правых профилей резьбы винта 2 и левых профилей гайки 1, а также левых профилей резьбы винта 2 и правых профилей резьбы гайки 3 при сжатии витков винта (рис.10.5,в).

Люфтовыбирающий механизм на основе гайки с эластичной регулировкой осевого зазора показан на рис. 10.5, б. Выборку осевой составляющей бокового зазора осуществляет пружина 2, отжимая гайку 1 от гайки 4, обеспечивая двухпрофильный контакт резьбы винта 3 с резьбами гаек 1 и 4 (рис. 10.5, г).

Механизмы выборки мертвого хода на основе гаек с жесткой и эластичной регулировкой осевой составляющей бокового зазора обеспечивают высокую точность относительного перемещения винта и гайки при их движении как в прямом, так и в обратном направлениях.

Рис. 10.5

Конструктивные схемы механизмов для выборки осевой составляющей бокового зазора с периодическим подрегулированием путем затяжки дополнительных винтов 1 приведены на рис. 10.6, а, б, в, и, перемещения дополнительных гаек 1 по дополнительным резьбам – на рис. 10.6, г, д и с автоматическим подрегулированием за счет упругих элементов 1 – пружин, резиновых шайб – на рис.

298