Міністерство освіти і науки України
Національний аерокосмічний університет ім Н.Е.Жуковського
В«ХАІВ»
Кафедра 202
Пояснювальназаписка до курсового проекту
дисципліна Конструюваннямашин і механізмів
Розрахунок іпроектування механізму повороту керма
Виконавець:
студент В.Н. Поліщук
Харків - 2005
Реферат
Даний проект єперший конструкторської роботою. Робота є завершальним етапом в циклібазових загальнотехнічних дисциплін.
Основними завданнямиє:
1.розширити іпоглибити знання, отримані при вивченні попередніх курсів;
2.засвоїти принципрозрахунку і конструювання типових деталей і вузлів;
3.ознайомитися зГОСТами і т.п.
У ході курсового проектубули спроектовані механізм повороту плеча (модуль 2), конічна передачі одноступінчатогоконічного редуктора і додаткова клиноременной передачі, проведеніперевірочні розрахунки шестерні і колеса конічної передачі, а такожшвидкохідного і тихохідного валів, болтових з'єднань.
В ході розрахунків булирозроблені наступні креслення: складальне креслення одноступінчатого конічногоредуктора з додатковою клиноремінною передачею і його основних вузлів -тихохідного валу та зубчастого конічного колеса.
Вихідні дані
Кут повороту.
Кутова швидкість повороту.
Частота обертанняелектродвигуна.
Момент опоруповороту плеча.
Термін служби.
Введення
Маніпуляційний роботмістить дві органічно пов'язані частині пристрій керування і маніпулятор.Пристрій управління містить у собі чутливі пристрої, елементиобробки та зберігання інформації, пристрій керування приводами. Маніпулятор зточки зору механіки та теорії механізмів - складний просторовий керованиймеханізм з декількома ступенями свободи, що містить жорсткі і пружні ланки,передачі і приводи.
Рухи маніпулятораздійснюється від приводів, які можуть розташовуватися на рухомих ланках абона рухомому підставі. Число приводних двигунів зазвичай дорівнює числу ступенівсвободи маніпулятора, хоча під час виконання технологічних операцій насистему можуть накладатися додаткові зв'язки. Передача руху віддвигуна до ланок механізму виконується за допомогою передавальних механізміврізного виду. Система таких механізмів при розташуванні приводів напідставі може бути досить складною.
Технологічніможливості і конструкцію промислових роботів визначають наступні основніпараметри: вантажопідйомність, число ступенів рухливості, форма і розміриробочої зони, похибка позиціонування і тип системи управління.
У машинобудуваннівикористовують принципи агрегатно-модульної побудови промислових роботів.
Агрегатний модуль - цефункціонально і конструктивно незалежна одиниця, яку можна використовуватиіндивідуально і в поєднанні з іншими модулями з метою створити промисловіроботи із заданими компонувальними схемами, характеристиками та типом пристроюуправління.
Розглянемо промисловийробот для обслуговування верстатів з числовим програмним управлінням ЧПУ М20П40.01 з агрегатно-модульним принципом побудови. Він призначений дляавтоматизації операції В«установка-зняттяВ» заготовок і деталей, зміниінструменту та інших допоміжних операцій при обслуговуванні верстатів з ЧПУ.
Промисловий роботвключає в себе наступні механізми різного виконання: повороту (М1); підйомуі опускання (М2); висунення руки (М3); повороту кисті руки (М4).
ЧПУ позиційного типузабезпечує управління переміщенням руки в циліндричній системі координат,циклове управління рухами пензля і затиском-розтискаючи схвата, подачу командпуску циклів роботи верстатів та іншого технічного обладнання, а також премвідповідних команд після виконання цих циклів.
Механізм повороту кермаробота (модуль М2) містить електродвигун постійного струму, зубчасто-реміннуі конічну передачі.
Завдання на курсовийпроект включає в себе спрощену кінематичну схему механізму робота.Кінематична схема фактично знімає необхідність обгрунтування вибору типумеханічної передачі. Однак для того щоб вирішити, який передавальниймеханізм переважно, необхідно врахувати умови роботи, що допускаютьсягабарити, витрати на технологічність конструкції, вартість механізму і рядінших факторів.
Список умовних позначень,символів, скорочень
- ефективна потужність, кВт;
- потужність двигуна, кВт;
- діаметр троса, мм;
- діаметр барабана, мм;
- передавальне відношення;
- крутний момент, НММ;
- допустиме контактненапруга, МПа;
- згинальну допустима напруга,МПа;
- ділильний діаметр, мм;
- модуль зачеплення;
- міжосьова відстань, мм;
- діаметр вершин зубів, мм;
- діаметр западин зубів, мм;
- ширина зубчастого вінця, мм;
- базове число циклів змінинапружень;
- розрахункова кількість циклів змінинапружень;
- запас міцності по нормальнимнапруженням;
- запас міцності по дотичнимнапруженням;
- загальний запас міцності;
- окружна сила, H;
- радіальна сила, H.
1.Визначення основних параметрів складального вузла
1.1 Визначенняпотужності двигуна та елементів виконавчого органу
Потужність двигуна визначається, як
,
- ККД всього механізму, знаходитьсяза формулою:
де - ККД муфти,
- ККД підшипника,
- ККД конічної зубчастоїпередачі,
- ККД зубчастої ремінної передачі.
За розрахованої потужностівибираю двигун. Потужність вибраного двигунаповинна бути більше розрахованої потужності, тобто слід вибирати з каталогудвигун найближчий більшої потужності.
З конструкторськихміркувань я обрала двигун типу ПСПТ-12.
Таблиця 1 - Параметридвигуна ПСПТ-12
Параметри
Розмірності
Номінальна потужність, кВт
0,18
Номінальний момент, Нм
0,42
Номінальна частота обертання, хв-1
4000
Кратність пускового моменту
9,5
Момент інерції, 10-2 кгм2
0,25
Маса, кг
7,0
1.2 Визначенняпередавального відношення редуктора
Істинне передавальневідношення редуктора знаходимо за формулою:
.
Розбиваємо передавальне відношення на щаблі
,
де - передаточне відношеннязубчатоременной передачі;
- передавальне відношення конічної щаблі.
2. Розрахунок зубчастоїремінної передачі
Перспективним видомгнучкої зв'язки є зубчасті ремені. Вони мають високу тягову здатність іпорівняно великий ККД. Передачі цього типу працюють без мастила, стійкі додії абразивних і агресивних середовищ, прості в експлуатації.
На відміну від плоских,клинових та поліклинові передач в зубчастих ремінних передачах рухпередається за допомогою сил тертя, а також зачепленням ременя і шківів, тобтовстановлюється досить жорстка кінематичний зв'язок між провідними іведеними ланками механізмів.
Найпростіша передача ззубчатим ременем складається з ведучого 1, веденого 2 шківів і охоплює їхнєзубчастого ременя 3.
Розрахунок зубчатоременнойпередачі ведемо в наступній послідовності.
1. Визначаємо момент,потужність і частоту обертання на веденому шківі зубчатоременной передачі:
- обертаючий момент напровідному шківі:
.
