Задание № 3, вариант 1

МЕХАНИЗМ КАЧАНИЯ ПЛЕЧА РОБОТА С ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ

1. Задание на индивидуальную работу

Рис.1. Схема кинематическая

Схема кинематическая:1 – электродвигатель; 2 – соединительная муфта; 3-4 – зубчатая передача; 5 – шариковинтовая передача; I-II – валы; III – вал-винт; IV – палец для соеди-нения с рукой робота.

Исходные данные

Мощность, снимаемая с выходного вала III, Р_III=3 Вт.

Скорость вращения вала III, n_III =350 об/мин.

Тип зубчатой передачи 3,4: прямозубая.

Срок службы L=12000 часов

Производство единичное

2. Описание работы механизма

Вращение от электродвигателя 1 передается через соединительную муфту 2 на входной вал II одноступенчатого цилиндрического прямозубого редуктора. Входной вал редуктора II выполнен заодно с шестерней 3. Цилиндрическая прямозубая передача преобразует вращательное движение шестерни 3 во вращательное движение колеса 4 с уменьшением частоты вращения и увеличением крутящего момента на выходном валу редуктора III. Концевой участок выходного вала выполнен в виде винта, являющегося элементом шариковинтовой передачи 5, которая преобразует вращательное движение вала III в поступательное движение пальца IV, выполненного заодно с гайкой шариковинтовой передачи.

Для механизма качания плеча робота характерны частые пуски, реверсы и остановки

3. Предварительный выбор двигателя

По заданной мощности Р_III=3 Вт, снимаемой с выходного вала редуктора, с учетом КПД механизма η_pопределяем требуемую мощность двигателя Р_mp. Так как механизм еще не спроектирован и не известен его действительный КПД, задаемся его предварительным значением η_p=0,7 ([2], стр.208). При расчете мощности двигателя необходимо учесть режим работы механизма в составе промышленного робота, для которого характерны частые пуски, реверсы, остановки. Тогда требуемая мощность двигателя будет равна:

По найденному значению P_mp по условию P_∂в > P_mp.из каталога подбираем подходящий тип двигателя: универсальных коллекторный электродвигатель УМТ -12, у которого номинальная мощность P_∂в=10 Вт, частота вращения составляет n_дв=2000 об/мин.

4. Расчет редуктора

4.1. Кинематический расчет

Определим передаточное число редуктора, которое равно отношению частоты вращения входного вала к частоте вращения выходного вала:

Примем фактическое значение передаточного числа редуктора =5,7

Вычисляем частоты и угловые скорости вращения валов:

об/мин

Отклонение от заданной частоты вращения составляет:

, что меньше допустимых 1,5%

рад/с

4.2. Расчет размеров цилиндрической прямозубой передачи

При расчете геометрических размеров цилиндрической прямозубой передачи предварительно выбираем следующие параметры: модуль m=1 мм и число зубьев шестерни z₅=20.

Тогда число зубьев колеса определяется по выражению: