ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Мехатронные системы»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАНИПУЛЯТОРА

Методическое указание к выполнению курсового проекта по учебному курсу «Прикладная механика»

Часть 1. Задание

Ижевск 2006

УДК 681.513.6

Изложены цель и задачи курсового проекта выполняемого в рамках учебного курса «Прикладная механика». Представлены требования к содержанию пояснительной записки и графической части курсового проекта. Даны схемы и варианты заданий, список рекомендуемой литературы для выполнения проекта.

Методическое указание предназначено для студентов специальностей «Роботы и робототехнические системы» и «Мехатроника», бакалавров направлений «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств» и «Системный анализ и управление».

Подготовлено кафедрой «Мехатронные системы» ИжГТУ. Рекомендовано к изданию ученым советом факультета «Управление качеством» ИжГТУ.

Ил. , табл. , библиогр. - 22 назв.

Составители: Щенятский А.В., Кулиш Е.В., Абашев М.М.

Рецензенты:

зав. кафедрой «Технология роботизированного производства» ИжГТУ, д.т.н., профессор В.И. Гольдфарб

зав. кафедрой «Автомобилестроение и металлообрабатывающее оборудование» ИжГТУ, к.т.н., доцент Р.С. Музафаров

ИжГТУ 2006

О Г Л А В Л Е Н И Е

1. Цель и задачи проекта 4

2. Структура пояснительной записки 5

3. Содержание графической части проекта 5

4. Варианты заданий 7

5. Список вопросов к защите курсового проекта 21

6. Список рекомендуемой литературы 22

1. Цель и задачи проекта

Цель проекта

Развитие навыков самостоятельной работы и закрепление знаний по курсу «Прикладная механика» применительно к пространственным механизмам, представляющих механическую часть манипулятора.

Задачи проекта

1. Провести структурный анализ заданной конструкции манипулятора;

2. Провести кинематический анализ механической части манипулятора. Составить векторные уравнения для определения положения схвата манипулятора при известных длинах звеньев и их перемещениях. Используя тензорно – матричный метод определить основные параметры зоны обслуживания. Составить векторные уравнения для определения угловых и линейных скоростей и ускорений звеньев, кинематических пар и схвата манипулятора. Используя тензорно – матричный метод определить скорости и ускорения для расчетного положения манипулятора. Построить для этого положения планы скоростей и ускорений. Реализовав алгоритм расчета скоростей и ускорений на ЭВМ, провести анализ скоростей и ускорений звеньев манипулятора, учитывая возможность одновременного движения двух и более звеньев.

3. Провести силовой анализ заданной конструкции манипулятора. Определить реакции в кинематических парах, приведенные силы и моменты.

4. Провести прочностной расчет звеньев манипулятора. Определить геометрические характеристики поперечных сечений с учетом характера и вида нагружения. Найти массу звеньев и уточнить результаты расчета п.3 и п.4.

5. Определить перемещение схвата манипулятора от действия сил тяжести, веса груза и сил инерции, полагая, что кинематические пары являются абсолютно жесткими и не вносят погрешность в деформацию всего механизма.

6. В программе Pole RE построить эпюры сил и моментов действующих в плоской модели манипулятора

7. Выполнение прочностного расчета крайнего звена манипулятора в конечноэлементном программном комплексе ANSYS с целью определения в звене эквивалентных напряжений и суммарных перемещений путем построения соответствующих эпюр.

8. Для одной из высших кинематических пар (зубчатого зацепления) провести расчет и построение сопрягаемых профилей.