Выполнить расчёт и разработать конструкцию механического захватного устройства промышленного робота

Р = = 4979Н 
 
 
 
 

5.Определение усилий привода и расчет захватного устройства на прочность

Усилие  привода – это один из основных параметров, по которому подбирается пневмо-, гидро- или электропривод захватного устройства. Минимальное усилие привода Р, необходимое для создания удерживающего момента М_Σ, определяется из равенства момента, создаваемого этим усилием относительно точек подвеса губок, и момента сил взаимодействия губок захватного устройства и детали относительно тех же точек с учетом потерь в механизме.

Минимальное усилие привода Р определяется по формуле:

                                                                                                   _(5.1)

где М_j – удерживающий момент, Н∙м, который определяется по формуле:

,                                                 (5.2)

где R – наибольшая сила взаимодействия, Н, (R=330 Н);

F – касательная составляющая силы Р, Н, (F=190 Н);

k – число точек контакта, (k=4).

Находим:

                β – угол между стороной  клина и вертикалью, град, (β=4...8^о);

 ρ – угол  трения, град, (ρ=1^о10’);

с – расстояние от точки подвеса рычага до оси  ролика, мм, (с=30 мм);

η –  КПД механизма, %, (η=0,9).

Получаем:

Так же для данной конструкции  захватного устройства необходимо выполнить расчеты на прочность рычага, который испытывает деформации изгиба и растяжения (сжатия), и оси, на которой укреплен рычаг, работающий на срез.

Чтобы определить опасное сечение рычага, необходимо построить эпюры изгибающих моментов М_и и продольных сил N, возникающих в его поперечном сечении .Как видно из эпюр, опасным является сечение I-I, ослабленное отверстием под ось рычага.

По условию  прочности при изгибе с растяжением, можно проводить проверочный  или проектировочный расчет рычага, которое записывается как:

,                                                                                              (5.3)

где W_и^max – изгибающий момент в опасном сечении, Н∙м, (W_и^max=140,4 Н∙м);

W_X – момент сопротивления рычага в сечении I-I, м³, который определяется по формуле:

                                                                                                     _(5.4)

где d – диаметр отверстия, м, (d=0,015 м).

Получаем:

N – продольная сила в опасном сечении, Н, (N=1686,8 Н);

 S – площадь поперечного сечения рычага в сечении I-I , м², которая определяется по формуле:

                                                                                                         _(5.5)

[σ] – допускаемое напряжение материала рычага, МПа, ( [σ]=150 МПа).

Получаем:

Условие прочности на срез имеет вид:

,

где Q_j – поперечная сила, действующая на шарнир со стороны j-ой губки, которая определяется по формуле:

                     _(5.6)

Получаем:

               

S_ср – площадь среза, равная площади поперечного сечения оси, умноженной на число плоскостей среза m, м², которая определяется по формуле:

                                                                                                            (5.7)                                                                                                  

где m – число плоскостей среза, (m=1).

Находим:

[τ] – допускаемое напряжение на срез, МПа, ([τ]=90МПа).

Получаем:

При расчете  оси и рычага следует учитывать, что нагрузки, приложенные к элементам  соединения, помимо среза вызывают смятие контактирующих поверхностей.

Условие прочности на смятие имеет вид:

,

где S_см – площадь смятия, для рычага и оси, м², которая определяется по формуле:

                                                                                                               _(5.8)

[σ_см] – допускаемое напряжение на смятие, МПа, ([σ_см]=300 МПа). 
 
 
 

Заключение

Произведен  анализ существующих конструкций промышленных роботов показаны их достоинства  и недостатки.В результате выполненного расчёта , разработана конструкция механического захватного устройства ПР для перемещения заготовки массой   кг, и скоростью перемещения.Также были определены усилия для определения мощности привода и рассчитано захватное устройство на прочность и подобрано поперечное сечение захвата.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

     

     Библиографический список 

     1.Веселков  Р.С. и др. Детали и механизмы  роботов. Основы расчета, конструирования и технологии производства. Учеб. Пособие. Киев: Вища школа. 1990. 343 с. 

2. Костюк В.И. и др. Промышленные роботы. Конструирование, управление  

и устройство. Киев: Вища школа. 1985. 359 с. 

3. Анишин С.С. и др. Проектирование и разработка промышленных роботов.  

М.: Машиностроение, 1989. 272 с. 

4. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: справочник. М.: Машиностроение ,  

1988. 392 с. 

5.Шахинкур  М. Курс Робототехники Мир. 1990. 527с

6.Юревич  Е.И.Основы робототехники М.,Машиностроение,1985,271 с.