СФМЭИ

Кафедра ЭМС

Расчетное задание

по курсу АТП

Часть II

Вариант №3

Группа ЭП – 00

Студент Козлов Е.А.

Преподаватель Каштанов А.Ф.

Смоленск 2005 г.

Задание

1. Составить и описать наиболее тяжелый рабочий цикл ПР. Рассчитать тахо­грамму для каждой СП.

2. Для каждой СП:

А) Рассчитать потребную мощность приводного ЭДУ и выбрать их по ката­логу

Б) Рассчитать и выбрать передаточные устройства если они необходимы и составить кинематические схемы

В) Выбрать и обосновать место установки приводных устройств для каждой кинематической пары манипуляционной системы.

3. Разработать и обосновать структурные и принципиальные электрические схемы электроприводов СП.

1. Выбор типа ПР. Расчет тахограммы для каждой СП.

Для дальнейших расчетов примем разработанный ранее ПР универсального типа. Для универсальных роботов рабочий цикл не известен заранее, так как они могут использоваться для роботизации различных производственных процессов, поэтому приводные устройства должны обеспечить выполнение самых тяжелых рабочих циклов, исходя из предельных угловых и линейных перемещений с мак­симально возможной скоростью и максимальными величинами линейных и угло­вых ускорений.

Расчет тахограмм для каждой СП:

Для СП R_β:

Примем время разгона и торможения

с

Угол поворота за время разгона (торможения)

Угол поворота с установившейся скоростью

Время работы с установившейся скоростью

с

Время паузы t_п =1 с, тогда общее время работы по СП R_β равно

с,

Для СП R_α:

Значения аналогичны для СП R_β.

Для СП R_θ3:

Угол поворота за время разгона (торможения)

Угол поворота с установившейся скоростью

Время работы с установившейся скоростью

с

Время паузы t_п =1 с, тогда общее время работы по СП R_θ3 равно

c

Для СП R_θ2:

Значения аналогичны для СП R_β.

Для СП R_θ1:

Угол поворота за время разгона (торможения)

Угол поворота с установившейся скоростью

Время работы с установившейся скоростью

с

Время паузы t_п =1 с, тогда общее время работы по СП R_θ1 равно

c

Для СП R_φ:

Угол поворота за время разгона (торможения)

Угол поворота с установившейся скоростью

Время работы с установившейся скоростью

с

Время паузы t_п =1 с, тогда общее время работы по СП R_φ равно

c

Тахограммы для всех СП представлены на рис.1.

2. Расчет потребной мощности и выбор приводного устройства для каждой СП.

Структурно-кинематическая схема, при которой имеют место максимальные статические и динамические нагрузки по всем СП представлена на рис.2.

Рис.2

1. Расчет для СПβ.

Расчетная схема механической части для данной СП представлена на рис.3.

Рис.3

Из учета того, что робот универсаль­ный имеют место максимальные нагрузки, поэтому принимаем m_Г=m_сх+m_дет .Параметры рис.3 приведены в табл.1,

Табл.1

m­β,кг	mг,кг	l1,мм	l2,мм
25,74	16	53	87

где m­_β – масса звена данной СП (это звено и схват представляют одну деталь) m_г – масса груза

Так как движение по данной СП происходит в двух направления, то будем иметь два статических момента сопротивления, - при подъеме груза и при спуске.

Статический момент сопротивления при подъеме груза равен:

где f_тр=0,08 – коэффициент трения о сталь;

g=9,81 м/с² – ускорение свободного падения;

Статический момент сопротивления при спуске груза равен :

Динамический момент при спуске и торможении равен:

где

Тахограмма и нагрузочная диаграмма работы ЭДУ по СП R_β представлена на рис.4.

Рис.4

Из нагрузочной диаграммы определяем эквивалентный момент:

Определим расчетную мощность двигателя:

,

где 1/с² ― угловая скорость перемещения по СП R_β в радианах;

=0,98 ― КПД передаточного устройства.

Выбор двигателя осуществляем по условию

.

Исходя из этого, выбран двигатель ДП125.

Технические данные двигателя:

номинальный момент - М_н=0,29 Н м;

мощность - Р_н=90 Вт;

напряжение питания - В;

номинальная частота вращения - об/мин;

перегрузочная способность двигателя - 5

ток при номинальном моменте - I_ном = 3,5 А,

масса, при исполнении IM3089 - m = 1,9 кг.

Осуществим проверку двигателя по перегрузке по условию

,

где - максимальный момент нагрузки ЭДУ по нагрузочной диаграмме;

- передаточное число передающего устройства;

значит, данный двигатель подходит по условию перегрузки.

Для учета влияния массы приводного устройства на мощность следующей СП определим массу передаточного устройства.

где - коэффициент, учитывающий тип передачи (для волновой),

- коэффициент, учитывающий число ступеней передаточного механизма,

- коэффициент, учитывающий материал корпуса,

- коэффициент, учитывающий тип люфтовыбирающего устройства,

- вращающий момент на выходном валу редуктора

Общий вид соединения волнового редуктора и двигателя для обеспечения заданной СП представлен на рис.5.а. На рисунке 5.б представлен вид данного соединения без звена обеспечивающего СПα. На рис.5.в представлено соединение только двигателя и волнового редуктора, на выходном валу которого крепится шестерня.

Рис.5