1. Описание работы механизма. Проектируемый механизм предназначен для изменения положения плеча робота. Конструктивно он состоит из трёх основных составляющих:

а) источника энергии (электродвигатель);

б) редуктора;

в) шариковинтовой передачи.

В качестве источника энергии использован электродвигатель МП-261 (1). Соединение вала электродвигателя с валом редуктора осуществляется с помощью соединительной муфты (2). Полумуфты крепятся на входном валу редуктора (II) и валу электродвигателя (I).

Редуктор представляет собой одну коническую передачу (3,4), заключённую в корпусе. Редуктор предназначен для передачи крутящего момента от электродвигателя с изменением направления, частоты вращения и крутящего момента выходному валу (IV), который соединен с шариковинтовой передачей.

Редуктор конструктивно состоит из пары зубчатых колёс, насаженных на валы и заключенных в корпусе. Опорами валов в корпусе редуктора служат подшипники качения.

Исходные данные

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

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

Срок службы, L =12000часов.

Производство единичное

Рис. 1.1. Кинематическая схема привода.

1 - электродвигатель; 2 - соединительная муфта; 3,4 - Коническая передача; 5 - шарико - винтовая передача; I-II. Валы; III. Вал-винт; IV. Палец для соединения с рукой робота.

2. Предварительный выбор двигателя

2.1. Расчет требуемой мощности двигателя.

Требуемая мощность электродвигателя определяется по формуле [1, с.11 ]:

, (2.1)

где  – коэффициент запаса мощности. При расчете мощности двигателя необходимо учитывать режим работы механизма в составе промышленного робота, для которого характерны частые пуски, реверсы, остановки. Поэтому нужно обеспечить запас мощности в 1,2-2,5 раза [1, с.11 ]. Принимаем  = 1,2;

η- коэффициент полезного действия механизма. Так как механизм еще не спроектирован и не известен его действительный КПД, то примем предварительно ₁=0,99 – КПД пары подшипников [6, c. 5],₂=0,98 - предварительный КПД муфты, ₃=0,98 - предварительный КПД зубчатой конической пары=0,85- предварительный КПД шарико - винтовой передачи.

Рассчитаем общий КПД привода. Расчёт производится по формуле [1, с. 328]:

, (1.2)

P_вв – мощность снимаемая с выходного вала редуктора. По заданию P₃=9Вт.

.

2.2. Выбор двигателя.

Зная требуемую мощность =3,9 Вт, выбираем электродвигатель АДП-262 с частотой вращенияn_дв = 1850 об/мин и номинальной мощностью Р_ном=9,5Вт [1].

3. Расчет редуктора

3.1.Кинематический расчёт

Определяем передаточное число механизма [2, с. 43]:

u=n_дв /n_рм , (3.1)

где n_рм – заданная частота вращения приводного вала рабочего механизма, n_рм =350 об/мин;

Принимаем значение передаточного числа для редуктора согласно ГОСТ 12289-76 u= 5. [6 с.49]

Расчёт вращения валов производим по следующим формулам:

- частота вращения вала

(3.2)

- угловая скорость вращения вала:

(3.3)

- мощность, передаваемая валом

Р_i+1=, (3.4)

где - коэффициент полезного действия передачи.

В нашем случае ₁=0,99 – КПД пары подшипников [6, c. 5], ₃=0,98 - предварительный КПД зубчатой конической пары=0,85- предварительный КПД шарико - винтовой передачи.

Р₃ = Р₄ =

- крутящий момент передаваемый валом

Т_i=Р_i/(3.5)

Т₁=16/167,5=0,96Нм Т₃=13,09/67=0,195Нм

Полученные данные сводим в таблицу 1.

Таблица 1. Параметры вращения валов привода

Вал1	n1==nдв=1850об/м		Р1=Р2= =Рдв=9,5Вт	Т1=Т2= =Тдв= =0,049Нм
Вал3	n3=370об/мин.		Р3=8,94Вт	Т3=0,231Нм

Находим частоту вращения n валов привода, об/мин[2, табл. 2.4.]:

n_дв = n₁= n₂ = 1850 об/мин

n₃ = n₂ / u =1850/5= 370об/мин

Находим угловые скорости ω на валах привода [2, табл. 2.4.]:

ω_дв = ω₁ = ω₂ =2π*n_дв/30=3,14*1850/30= 193,63 с^-1,

ω₃ = ω₂ / u₁ =193,63/5=38,72с^-1.