В10. Устройство конструктивного модуля. Основные характеристики.

В11. Проектирование конструктивного модуля (КМ). Выбор и обоснование кинематической схемы конструктивного модуля.

Исходные данные для проектирования КМ – обобщенные координаты ( ).

Этапы проектирования КМ:

1. Выбрать кинематич. схему: кинематич. схема м.б. условная или ангулярная, ортогональная (по справочнику Козырева)

2. Определить мощность двигателя: ; где k_д – коэффициент запаса (диномичности), учитывающий необходимость преобразования звеньями кинематич. цепи динамических нагрузок (для лин. КМ kд=2, 4-2, 6). При выборе электродвигателя определение мощности необходимо учитывать значение номинального крутящего момента, линейного значения момента инерции ротора, а также массу и габариты.

3. Определить частоту вращения двигателя: , где nд определяется по каталогу выбранного двигателя.

4. Определить общее передаточное отношение: . Для углового КМ: . Для лин. КМ: , где Р_шв=1-5 – число заходов шариковинтовой пары.

5. Статистический расчет КМ подразумевает определении: для зубчатоцепной передачи ղ =1-2, 3f(1/z₁=1/z₂), где f – коэффициент трения скольжения, для зубчатоременной передачи ղ =1-0, 2f, для ВЗП ղ =6000/(600+U), для червячной передачи ղ =1-(U/20), для передачи винг – гайка ղ =tgγ /tg(γ +ρ ) где γ – угол подьема винтовой линий, ρ – приведенный угол трения.

6. Определить крутящий момент двигателя Тд и редуктора Тр. Зная КПД можно опред. крутящий момент на валах ступеней редуктора и других звеньях кинематич. цепи по формула Т_дв=Р_дв/ω _дв и Т_ред=Т_двU_редղ _ред.

Полученные результаты кинематич. и статистического расчетов КМ используются при проектировании передач, направляющих, валов и осей, крепежных элементов и опорных конструкций. При этом одновременно выполняются резмещение элементов КМ в заданном объеме.

В12. Примеры кинематического и статистического расчета конструктивных модулей.

Задачей кинематического исследования манипуляторов является аналитическое описание пространственного расположения манипулятора в зависимости от времени и, в частности, установление связи между значениями координат звеньев манипулятора и положения его рабочего органа в пространстве.

Определение положения схвата манипулятора как функции обобщенных координат и линейных размеров произведем на основе условной кинематической схемы, представленной на рисунке 2.

Рисунок 2 – Кинематическая схема манипулятора.

На кинематической схеме во всех кинематических парах показываем:

- А, В и С – модули поворота, подъема и выдвижения руки манипулятора;

- q_1П, q_2П и q_3П – обобщенные координаты;

- S – неподвижная или инерциальная система координат;

- S₁, S₂ и S₃ – системы координат, жестко связанные с первым, вторым и третьем звеном;

- размеры мм и мм.

Найдем координаты т.Д схвата в неподвижной системе координат S при заданных обобщенных координатах q₁, q₂ и q₃, то есть решим прямую задачу кинематики. Составим матрицы преобразования систем координат в кинематических парах: – поворот вокруг O_z_; – подъем вдоль O_z; – перемещение вдоль O_y.

Составим матричное уравнение последовательности перехода от система S₃ к центральной системе S и произведем перемножение матриц:

Матричное уравнение произвольной точки захвата:

Таким образом, получаем уравнение в координатной форме

Найдем координаты т.Д схвата при , и : где уравнение координат x и y есть параметрические уравнения окружности.

Найдем перемещения, скорости и ускорения т.Д схвата, как функции от времени. Для этого нужно задать законы изменения обобщенных координат по времени и подставить их вместо q₁, q₂ и q₃.

Предположим, что в некоторый начальный момент времени все звенья манипулятора одновременно приходят в движение. Зададим синусоидальные законы движения для всех приводов звеньев манипулятора по формуле где t – время текущее, с; t_п – время перемещения исполнительного органа, с.

Подставим эти выражения в уравнение (9) и найдем координаты т.Д схвата в любой момент времени, то есть найдем траекторию движения т.Д схвата

Продифференцировав это уравнение по времени, надем проекции скоростей т.Д схвата на оси координат, а продифференцировав дважды – проекции ускорений. То есть и где V_x, V_y, V_z – проекции скоростей т.Д схвата на O_x, O_y, O_z; a_x, a_y, a_z – проекции ускорений.Д схвата на O_x, O_y, O_z.

Найдем изменение координат, проекций ускорений и скоростей т.Д схвата с шагом во времени с и построим графики соответствующих зависимостей , и где S_д – абсолютное перемещение т.Д схвата; V_д – абсолютная скорость т.Д схвата; а_д – абсолютное ускорение т.Д схвата.

⇐ Предыдущая 1 2 34