2 Краткое описание кинематической схемы исполнительного механизма

Рисунок 1 – Кинематическая схема привода исполнительного механизма

1 – исполнительный механизм (конструкция направляющих перемещения)

2 – исполнительный двигатель

3 - муфта

4 - редуктор

5 – реечная пара

Движение на исполнительный механизм подается через механизм муфт, редуктор, необходимый для получения требуемой частоты вращения и реечную пару, преобразующую вращательное движение в поступательное

3 Расчет сил трения и силового заклинивания в направляющих поступательного движения исполнительного механизма

При расчете привода следует учитывать силы сопротивления движению исполнительного механизма. Величина сил трения зависит от величин нормальных реакций в опорах, определяемых весом подвижных частей, схемой приложения внешних сил и конструкцией направляющих.

Значение силы трения определяется по формуле

, (1)

где F_i – сила трения в i - ой опоре, n - число опор, F_∑ - сумма модулей нормальных реакций в опорах, µ - коэффициент трения скольжения или качения.

Рисунок 2 – Конструкция направляющих используемая в механизме радиального перемещения робота

Уравнение равновесия исполнительного органа можно записать в виде

, (2)

,

где G – вес исполнительного органа с объектом манипулирования т.е. вес схвата плюс вес заготовки (детали);G=1020,24;

q – распределенная нагрузка, создаваемая весом G₁ направляющей;

G₁₌ 559,17; q=448,05;

R_A и R_B реакции в соответствующих опорах А и В.

Из уравнений равновесия можно определить реакции в опорах

. (3)

H.

. (4)

H.

Условие отсутствия заклинивания для приводов радиального перемещения имеет вид

, (5)

где F_T = (R_A+R_B)*µ; F_T = (4054,2+5626,7)*0.18=1742,562 H.

F>1764,562 H.

Если принять tgα=G/F_T ; tgα=0.58; β=h/b ; β=3.33; k=G₁/G ; k=0.54, F=1765, условие заклинивания запишется выражением

. (6)

При соответствующем конструктивном исполнении направляющей весом G₁ последним можно пренебречь, если G₁ << G, то к=0 и формула (6) принимает вид

. (7)

.

Анализ формул (6) и (7) показывает, что наличие или отсутствие заклинивания зависит от:

- отношения весов подвижных частей исполнительного механизма;

- внешней нагрузки;

- конструктивных параметров b и h.

Рисунок 3 - Конструкция направляющих используемая в механизме радиального перемещения робота при приложении внешнего усилия к исполнительному органу

Если внешнее усилие F приложено к исполнительному органу на расстоянии а от оси направляющей и действует параллельно оси, как показано на рисунке 2, то решение уравнений равновесия относительно реакций позволяет записать

. (8)

. (9)