Классификация механических узлов промышленных установок и роботов

Механические узлы можно подразделить на основные группы:

1. Валы и направляющие движения (валы и оси, направляющие для поступательного движения).

2. Механические преобразователи движения (зубчатые, фрикционные, гибкой связью, прерывистого движения, кулачковые, винтовые, плоские рычажные).

3. Соединения деталей и узлов (неразъемные, разъемные).

4. Упругие элементы (винтовые пружины, плоские пружины).

5. Базовые конструкции [стойки(тумбы, пульты), рамы, панели,

ТЭЗы].

Требования, предъявляемые к конструкции механических систем.

Промышленные и робототехнические устройства представляют собой комплекс различных блоков, узлов, механизмов и деталей, которые электрически или механически связаны друг с другом и призваны выполнять заданные функции в определенных условиях и режимах эксплуатации. От правильного выбора материала, из которого изготовлены детали, их размещения, закрепления объединения, соответствия механическим требованиям зависят важнейшие характеристики робототехнических устройств, такие как масса, габариты потребляемая мощность, долговечность, себестоимость и др.

Рассмотрим требования, предъявляемые к деталям механических и электромеханических узлов. К ним относятся:

Жесткость – способность конструкции и ее элементов сопротивляться изменению своих первоначальных размеров и форм. Недостаточная жесткость приводит к возникновению вибраций и снижению точности.

Точность обуславливается допустимыми ошибками наложения и перемещения ведомых звеньев, соответствием механическим требованиям при работе элементов автоматики и привода.

Устойчивость – способность конструкции и ее элементов сохранять определенную начальную форму равновесия.

Надежность – это свойство устройства и его деталей выполнять в течение требуемого времени заданные функции при определенных условиях эксплуатации. Одним из показателей надежности работы деталей является отказ, т.е. частичная или полная утрата работоспособности и соответствия основным техническим параметрам. Причинами отказов могут быть: ошибки конструирования, технологические ошибки, неправильная эксплуатация и некачественный ремонт; естественные причины(износ, старение, изменение физико-механических, электрических и магнитных свойств во время эксплуатации), случайные ошибки. При оценке надежности устройств определяющими являются показатели надежности: наработка на отказ, среднее время восстановления.

Технологичность конструкции обуславливается возможностью изготовления детали, сборки узлов прогрессивными методами конкретного производства с наименьшими затратами времени, труда и материалов.

К элементам автоматики предъявляются требования высокой чувствительности, малой инерционности при работе в динамическом режиме, малой погрешности и т.д.; к приводам широкого диапазона простоты регулирования скорости вращения, малой инерционности, небольшого момента трения, возможность работать в следящем режиме, возможность развивать большие движущие моменты, простоты конструкции и обслуживания. В зависимости от назначения, к приводам могут предъявляться и специальные требования, такие, как например, возможность работать при повышенных температурах, во взрывоопасной среде, способность длительное время выдерживать нагрузки (работать в режиме источника момента) и т.д.

Основной задачей науки о сопротивлении материалов является разработка методов расчета надежных и наиболее экономичных в отношении веса и размеров различных элементов сооружений и машин.