2 Определение геометрических размеров захватного устройства

Рисунок 8 – Кинематическая схема для расчетов

На основании принципа возможных перемещений , где - элементарная работа силы F_iна возможном перемещении точки её положения.

Обозначим как P_nпроекцию силы P на нормаль к кулачку, 𝛿n- элементарное перемещение т. В, на котором P_nсовершает работу. Учтем, что механизм симметричный, тогда

- силовое передаточное отношение;

Так как точки В и С движутся по дуге окружности, то 𝛿S_l, 𝛿S₂ - элементарные перемещения точек В и С. Обозначим как L1 отрезок АВ, как L2 отрезок АС.

- силовое передаточное отношение;

- кинематическое передаточное отношение;

- сила захватывания.

3 Определение основных размеров звеньев механизма

Для нахождения основных размеров звеньев определим максимальное и минимальное раскрытие губок захватного устройства.

;

Рисунок 9 – Схема для определения основных размеров звеньев механизма.

На рисунке 9 представлена схема для определения основных размеров звеньев механизма. Точка В совершает вращательное движение вокруг точки А и при перемещении поршня на расстояние Р (ход поршня) переходит в точкуВ'. С другой стороны точка В перемещается вдоль клина, совершая поступательное движение вверх на ВН' и влево на В 'Н'.

ВН'=P·tgα, где α – угол клина, равный 4°…8°;

Треугольники АВВ' и АСС' подобны, поэтому ;

CH=Smax– Smin=25 мм;

;

1. Примем L₂=1,25L₁, тогда

2. L₂=2L₁, тогда

3. L₂=3L₁, тогда

4. L₂=4L₁, тогда

Для каждого полученного значения хода поршня выбираем пневмоцилиндр. Подставляя соотношение длин плеч и номинальную силу пневмоцилиндра в формулу передаточного отношения выбираем тот вариант, которым обеспечивается необходимая F₃. Выбираем третий вариант и пневмоцилиндр с номинальной силой 176H (ГОСТ 26059-89).

4 Выбор двигателя

В относительном движении соприкасающихся элементов кинематических пар, при наличии притормаживающих их сил, между этими элементами возникает трение, на преодоление которого затрачивается работа двигателя, приводящего в движение механизм. Трение между элементами кинематических пар изменяет величину и положение реакций тих пар.

, где N_дв – мощность привода к захвату; N_тр – потери на трение в кинематической парах.

Потери на трение в кулачке можно не учитывать, так как

Потери на трение во вращательной паре определяется по формуле, где – коэффициент трения скольжения во вращательной паре, R – нормальная составляющая реакции, – угловая скорость одного звена по отношению к другому.

Рисунок 10 – Схема для определения угловых и линейных скоростей.

На рисунке 10 представлена схема для определения угловых и линейных скоростей элементов захватного устройства.

– скорость точки В;

– Угловая скорость звена ВС;

- сила реакции опоры колеса;

– реакция во вращательной паре – потери на трение во вращательной паре

- КПД схвата.

5.Расчет на прочность элементов захватного устройства

Проверка на прочность рычага. На рисунке 10 приведены эпюры действующих сил и изгибающих моментов.

На рисунок 10 – эпюры действующих сил и изгибающих моментов

Опасное сечение находится там, где располагается концентратор напряжений – отверстие под вращательную кинематическую пару. Рассматриваемая деталь (рычаг) испытывает растяжение и изгиб.

Условие прочности при растяжении :

Условие прочности при изгибе :

Материал рычага сталь 45 с термообработкой. Предел текучести , коэффициент запаса прочности n_m=5. Также важным требованием является обработка рычага до твердости HRC= 49…52. Клин необходимо обрабатывать цементацией до HRC =58…62.

W_x=

Условие прочности в опасном сечении выполняется.

Проверка на смятие резьбы, соединяющей клин и шток пневмоцилиндра.

_см=0,8*_т=144МПа;

Вывод

В ходе лабораторной работы произведен расчет захватного устройства для промышленного робота. Это связано с большим разнообразием захватных устройств промышленных манипуляторов, и часто даже при использовании стандартных промышленных манипуляторов. в зависимости от объекта манипулирования приходится разрабатывать специальные захватные устройства.