Основные этапы проектирования

1. Проектирование кинематической схемы и определение размеров звеньев.

2. Решение прямой задачи кинематики механизма манипулятора, определение передаточных отношений, положений, скоростей и ускорений точек по соответствующим обобщенным координатам.

3. Уравновешивание манипулятора в нижнем положении. Определение реакций в кинематических парах основного механизма при максимальных ускорениях груза.

4. Динамическое исследование по определению зависимости необходимой движущей силы для воспроизведения заданного закона подъема груза.

5. Определение момента отключения двигателя и перехода в режим торможения при повороте, закона движения и оптимального передаточного отношения планетарного редуктора по критерию быстродействия.

6. Расчет рядовой зубчатой передачи и планетарного механизма. Проектирование планетарного механизма провести по согласованию с преподавателем.

7. Проектирование кулачкового механизма.

Основные результаты расчета следует приводить в пояснительной записке формата А4, графическую информацию — на четырех листах формата А1:

1-й лист - уравновешивание манипулятора;

2-й лист - динамическое исследование;

3-й лист - зубчатые передачи;

4-й лист - кулачковый механизм.

Примечание к расчету

Взаимосвязь вертикального и горизонтального перемещений схвата манипулятора основана на свойстве пантографа, по которому три его точки А, С, Е при любом положении механизма находятся на одной прямой. Для упрощения динамического расчета вспомогательные звенья, служащие для уравновешивания, не учитываются. В качестве примера рассмотрим пантограф (см. рис. 143, в). Передаточным отношением пантографа u_П является отношение скоростей схвата и точки начального звена. Например, для вертикального движения (см. рис. 143, б)

.

Из подобия треугольников ADE и ABC; ADE и CFE следует, что

поэтому передаточное отношение механизма пантографа u_п=V_E /V_A постоянно; его называют коэффициентом K пантографа.

Аналогичные движения происходят при постоянном положении точки А и перемещении точки С начального звена 6 по горизонтали (см. рис. 143, а). При проектировании часто принимают u_п = = 5 - 10, а длину DF, равной половине максимального перемещения схвата.

Т а б л и ц а 143.1

Исходные данные для проектирования

№ п/п	Величина	Обозначение	Числовое значение
1	Мощность двигателя привода Ду поворота платформы при n=1500 об/мин	Р	2,5 кВт
2	Грузоподъемность	mЕ	270 кг
3	Линейная плотность по длине звеньев	r	2,40 кг/м
4	Максимальная высота подъема груза	HE	1100 мм
5	Угол оси поворота платформы 5 вокруг вертикальной оси	j	180°
6	Максимальная скорость подъема груза	VE max	3,3 м/c
7	Максимальное ускорение груза	аE max	10 м/с2
8	Отношение тормозного момента к движущему	KM	2
9	Передаточное отношение прямозубой рядовой зубчатой передачи	u12=z2/z1	1,5
10	Число зубьев шестерни	z1	10
11	Модуль зубчатых колес z1 и z2	m	4 мм
12	Максимальный допустимый угол давления в кулачковом механизме	J	30°
13	Ход толкателя кулачкового механизма	HИ	0,01 м
14	Рабочий угол профиля кулачка	j1р	180°

Т а б л и ц а 143.2

Варианты заданий, определяющие условия перемещения груза по заданной траектории

№	Исходные данные	Варианты
п/п		А	Б	В	Г	Д
1	Номер графика ускорений при перемещении схвата по пособию [1]	15	14	13	12	4
2	Коэффициенты графика: K1 K2	0,3 0,5	0,4 0,6	0,4 0,4	0,5 0,5	0,3 0,5
3	Коэффициент пантографа Uп=CE/CA	4,0	4,5	5,0	4,2	5,5
4	Угол bE наклона траектории к оси x, град	90	80	70	85	60
5	Высота подъема схвата по оси y, мм	1000	800	900	1050	950
6	Предельное значение ускорения схвата при подъеме аE max, м/с2	4	8	8,5	4,5	9

Рис. 143