Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра инженерной графики

Расчетно-пояснительная записка

к индивидуальному заданию

МЕХАНИЗМ КАЧЕНИЯ ПЛЕЧА РОБОТА С ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ

Выполнил студент

группы

Принял

________

Минск 2009

Содержание

1 Задание на индивидуальную работу 3

2 Описание работы механизма 4

3 Предварительный выбор двигателя 5

4 Расчет редуктора 6

4.1 Кинематический расчет 6

4.2 Геометрический расчёт червячной передачи 7

5 Проверочный расчет требуемой мощности двигателя 8

6 Предварительный расчет валов 10

7 Расчет момента инерции редуктора 11

8 Расчет мертвого хода 12

9 Подбор и расчет подшипников выходного вала 13

10 Обоснование выбора применяемых материалов и типа смазки 15

Литература 16

1 Задание на индивидуальную работу

2Описание работы механизма

Механизм качания предназначен для изменения положения плеча робота. Конструктивно он состоит из трёх основных составляющих:

а) источник энергии (электродвигатель);

б) червячный редуктор;

в) захватное устройство в виде двух шатунов.

Кинематическая схема устройства представлена на рисунке 1.

Рис. 1 Кинематическая схема

1 – электродвигатель; 2 – соединительная муфта; 3 – 5 – червячные передачи; 6 – захватные устройства робота; I–IV– валы.

В качестве источника энергии используется электродвигатель. Соединение вала электродвигателя с валом редуктора осуществляется с помощью соединительной муфты. Полумуфты крепятся на входном валу редуктора и валу электродвигателя.

Редуктор представляет собой одноступенчатую разветвленную червячную передачу, заключённую в корпусе. Редуктор предназначен для передачи крутящего момента от электродвигателя с изменением направления, снижением частоты вращения и увеличением крутящего момента валу и увеличением усилия на захватных устройствах робота.

Опорами валов в корпусе редуктора служат подшипники качения. Расположение валов горизонтальное.

3 Предварительный выбор двигателя

Требуемая мощность P_тр определяем по формуле

(1)

где 2 – коэффициент увеличения мощности за счет наличия двух червячных колес приводимых в движение от червяка;

2,5 – коэффициент запаса мощности;

Р_вых = 9 Вт – мощность на выходном валу.

η_общ – предполагаемое КПД механизма выбирается согласно рекомендации [3, стр. 28]

Мощность двигателя выбирается исходя из условия

(2)

На основании полученных в результате расчетов данных выберем асинхронный электродвигатель АИР50B2 со следующими характеристиками [2, стр. 804]:

частота вращения вала двигателя n_дв= 3000 об/мин

номинальная мощность двигателя P_дв= 0,12 кВт

4 Расчет редуктора

4.1 Кинематический расчет

Общее передаточное число U_общ редуктора определяем по формуле [7, стр.7]

(принимаем U­_общ = 20) [4, стр. 63] (3)

где n_дв – частота вращения вала двигателя, об/мин;

n_вых – частота вращения выходного вала, об/мин.

4.2 Геометрический расчёт червячной передачи

Расчёт выполняем по формулам [4, стр. 63]

Исходя из рекомендаций [1, стр. 609] выберем нормальный модуль зацепления m =1 мм и угол обхвата – 90 °.

Исходя из выбранного модуля зацепления и следуя рекомендациям [1, стр. 609] выберем коэффициент диаметра червяка q = 16 мм.

По полученному передаточному числу Uобщ = 20 выберем число заходов червяка z₃ = 1.

Вычислим число зубьев червячного колеса z₄ формуле

(принимаем z₄ = 20) (4)

Вычисляем делительный диаметр червяка d₃

мм (5)

Диаметр выступов d_a3 вычисляем по формуле

мм (6)

Диаметр впадин червяка d_f3 вычисляем по формуле

мм (7)

Делительный диаметр червячного колеса d₄ вычисляем по формуле

мм (8)

Вычисляем диаметр окружности вершин зубьев червячного колеса d_a4

мм (9)

Вычисляем диаметр окружности впадин зубьев червячного колеса d_f4

мм (10)

Вычисляем расчетный шаг червяка p₃ по формуле

мм (11)

Вычисляем межосевое расстояние a₃₄, по формуле

мм (12)

Вычисляем наибольший диаметр червячного колеса d_am

мм (13)

Ширина венца колеса b₄, мм вычисляем по формуле

мм (14)

Принимаем значение b₄ = 14 мм

Вычисляем угол подъёма винтовой линии на делительном цилиндре

(15)

Вычисляем длину l₄ нарезанной части червяка

мм (16)

Принимаем значение l₄ = 15 мм