38) Манипулятор. Переносные и ориентирующие движения. Зона обслуживания. Угол и коэффициент сервиса. Маневренность манипулятора.

Манипулятор – механическое устройство, предназначенное для воспроизведения рабочих функций рук человека. В основе манипуляторов незамкнутые кинематические цепи с несколькими степенями свободы.Каждая степень свободы управляется отдельным приводом.Все механические движения манипуляторов делятся на:1) Переносные2) Ориентирующие.

Переносные движения обеспечивают перемещение объекта манипулирования в требуемую точку пространства, а ориентирующие движения выполняют его ориентацию нужным способом.

Рабочая зона манипулятора будет объемной (пространственной), если число переносных степеней свободы .

Число ориентирующих степеней свободы обычно .

1) Манипулятор

Переносное движение и степени свободы:

- степени свободы.

Часть рабочей зоны, в которой рука манипулятора выполняет свои функции, называется зоной обслуживания.

Для каждой точки зоны обслуживания существует такой телесный (пространственный) угол , внутри которого схват может подойти к этой точке.

- угол сервиса.

- коэффициент сервиса в данной точке.

Маневренность манипулятора – число степеней свободы при неподвижном схвате.

41. Эта задача состоит в определении реактивных сил и моментов в кинематических парах, а также движущих сил и моментов приводных двигателей. Эта задача решается методом кинетостатики, основанном на принципе Даламбера.

Главный вектор сил инерции звена:

Главный момент сил инерции определяется в подвижной системе координат, связанной со звеном:

- тензор инерции в центре масс.

43. Общая нормаль, проведенная в точке контакта сопряженных поверхностей, проходит через линию центров О₁О₂ и делит эту линию на части, обратно пропорциональные отношению угловых скоростей.

Передаточное отношение

Механизм, машина. Звено, стойка. Входные и выходные звенья. Кинематич. пары и их классфифкация. Кинематич. цепи.

44. Эвольвента образуется путем перекатывания производящей прямой K_yN_y без скольжения по основной окружности радиуса r_b.

Радиус произвольной окружности – r_y. ON_y || 

Из треугольника ON_yK_y следует, что

(1)

Т.к. K_yN_y перекатывается без скольжения по основной окружности, то

r_b(_y + _y) = r_b^.tg _y

_y = tg _y - _y (2)

_y = inv _y

_y – инволюта;

Уравнения (1) И (2) являются уравнениями эвольвенты в параметрической форме.

Свойства эвольвенты.

Форма эвольвенты зависит от радиуса основной окружности. При стремлении r_b ,эвольвента превращается в прямую линию (пример рейка).

Производящая прямая K_yN_y является нормалью к эвольвенте в данной тоске.

Эвольвента начинается от основной окружности. Внутри основной окружности точек эвольвенты нет.

46. Свойства эвольвентного зацепления.

Эвольвентное зацепление молочувствительно к погрешностям изготовления, т.е. при отклонении межосевого расстояния от номинала передаточное отношение зубчатой передачи не изменится.

Линия зацепления N₁N₂ является общей нормалью к сопряженным эвольвентным профилям.

Контакт эвольвент осуществляется только на линии зацепления.

Эвольвентную зубчатую передачу составляют, как минимум, из 2-х зубчатых колес, при этом в рассмотрение вводится две начальные окружности радиусами r_w1 и r_w2.

Меньшее зубчатое колесо в обычной понижающей зубчатой передаче называется шестерня.

47. Одним из качественных показателей зубчатой передачи является коэффициент перекрытия , равный , где р_в – шаг по основной окружности. Коэффициент показывает сколько пар зубьев в среднем одновременно находится в зацеплении. Другим качественным показателем является коэффициент скольжения, который учитывает влияние геометрии передачи и её кинематики на скольжение и износ профилей, скользящих друг по другу

48. Зацепление между режущим инструментом и нарезаемым колесом называется станочным. В станочном зацеплении начальная окружность всегда совпадает с делительной. Производящий исходный контур – проекция режущей грани инструмента на плоскость, перпендикулярную оси вращения заготовки.

49. При нарезании нулевых колёс с малым числом зубьев может возникнуть явление врезания головок зубьев режущего инструмента в ножки зубьев колеса. Это явление называется подрезанием зуба условием отсутствия подрезания является соблюдение любого из неравенств:

52. Цилиндрические колёса с косыми зубьями применяются при передаче вращения между параллельными и перекрещивающимися осями. В передаче с параллельными осями углы βº обоих колёс равны по величине и противоположны по направлению при внешнем зацеплении и одинаковы по направлению при внутреннем зацеплении. Угол βº называется углом наклона зубьев по делительному цилиндру радиуса r.

В косозубом колесе различают торцовый m_t, нормальный m_n и осевой m_x модули, причём стандартное значение имеет нормальный модуль m_n, соответствующий размерам зуба, замеренным по нормали nn к его оси. Аналогично различают торцовый p_t, нормальный p_n и осевой p_x шаг связь между которыми определяется формулами: Большим достоинством зацеплений с косыми зубьями является возможность получения малогабаритных передач

54. Червячные передачи служат для передачи и преобразования вращательного движения между скрещивающимися в пространстве осями.

Передаточное отношение в червячных передачах определяется, как отношение числа зубьев червячного колеса к числу заходов

55. Кулачковые механизмы могут быть плоскими и пространственными ,осевыми (е=0) и внеосными (е≠0) с плоским, тарельчатым или роликовым толкателем, где ролик устанавливается для уменьшения трения и износа.

В процессе работы толкатель совершает в соответствии с рисунком 3 движения:

поступательно вверх – в этом случае толкатель взаимодействует с участком 01;

стоит на месте (выстой) –

контакт с участком 12.

Здесь постоянный радиус кривизны.

толкатель опускается (сближение) – контакт с участком 23.

В первой фазе подъему толкателя (фаза удаления) на профиле кулачка соответствует угол ψ_удал;

в фазе выстоя – ψ_выс;

в фазе сближения – ψ_сб.ψ_удал + ψ_выс + ψ_сб = ψ_раб – рабочий угол профиля кулачка.

_56/ Угол давления – угол между вектором линейной скорости выходного звена (толкателя) и реакцией, действующей с ведущего звена (кулачка) на выходное звено. Эта реакция без учета сил трения направлена по общей нормали к взаимодействующим поверхностям. Угол давления определяется экспериментально.

При достижении углов больше допустимого, возможен перекос оси толкателя в направляющей.

58. Заменяя кулачковый механизм стержневым (рис. 60, б), план ускорения которого можно построить из условия подобия (рис. 60, в):

∆КАЕ ~ ∆πkв,

получим ,

т. е. и или

.

рис. 60

Следовательно, просуммировав две диаграммы S(φ) и , построенные в одном масштабе , получим величину r_min