Tính toán và thiết kế robot công nghiệp

Tính toán và thiết kế robot công nghiệp Tính toán và thiết kế robot công nghiệp Tính toán và thiết kế robot công nghiệp Tính toán và thiết kế robot công nghiệp Tính toán và thiết kế robot công nghiệp Tính toán và thiết kế robot công nghiệp Tính toán và thiết kế robot công nghiệp Tính toán và thiết kế robot công nghiệp Tính toán và thiết kế robot công nghiệp Tính toán và thiết kế robot công nghiệp Tính toán và thiết kế robot công nghiệp Tính toán và thiết kế robot công nghiệp Tính toán và thiết kế robot công nghiệp Tính toán và thiết kế robot công nghiệp Tính toán và thiết kế robot công nghiệp Tính toán và thiết kế robot công nghiệp Tính toán và thiết kế robot công nghiệp

MỤC LỤC Trang I Tổng quan robot công nghiệp Khái niệm robot Lịch sử phát triển robot Cấu trúc robot Phân loại robot công nghiệp Kết cấu robot Ứng dụng robot cơng nghiệp II.Phân tích thơng số kỹ thuật robot Kết cấu robot Nguyên lí hoạt động Chọn modun để thiết kế robot III Tính tốn thiết kế 2 8 10 11 Tính tốn động điều khiển mơ đun 11 Tính tốn truyền động 13 2.1 Giới thiệu số hệ dẫn động hay dùng robot công nghiệp 13 2.2 Thiết kế dẫn động cho khâu 15 2.2.1 Chọn động 15 2.2.2 Thiết kế giảm tốc 18 2.2.3 Tính tốn thiết kế khớp nối trục 26 2.2.4 Tính chọn ổ bi 43 I Tổng quan robot công nghiệp Khái niệm robot  Rơbot loại máy thực công việc cách tự động điều khiển máy tính vi mạch điện tử lập trình Robot tác nhân khí, nhân tạo, ảo, thường hệ thống khí-điện tử  Robot cơng nghiệp tay máy vạn năng, hoạt động theo chương trình lập trình lại để hồn thành nâng cao hiệu hoàn thành nhiệm vụ khác công nghiệp, vận chuyển nguyên vật liệu, chi tiết, dụng cụ thiết bị chuyên dùng khác  Robot công nghiệp máy tự động đặt cố định hay di động, bao gồm thiết bị thừa hành dạng tay máy có số bậc tự hoạt động thiết bị điều khiển theo chương trình, tái lập trình để hồn thành chức vận động điều khiển trình sản xuất Lịch sử phát triển robot  Trên giới -Vào năm 1921 Thuật ngữ “Robot” xuất phát từ tiếng Séc (Czech) “Robota” có nghĩa cơng việc tạp dịch kịch -Năm 1950 Mỹ thành lập viện nghiên cứu -Đầu năm 1960 công ty AMF cho đời sản phẩm có tên gọi Versatran -Từ năm 1967, Anh, người ta bắt đầu nghiên cứu chế tạo IR -Từ năm 1968, Châu Á, Nhật bắt đầu nghiên cứu ứng dụng IR, năm 1970, Robot ý nhiều bắt đầu xuất nước Đức, Ý, Pháp -Nhất vào năm 1990 số lượng Robot công nghiệp gia tăng với nhiều tính vượt bậc -Đến nay, giới có khoảng 200 cơng ty sản xuất IR Trong Mỹ Nhật chiếm đa số  Tại Việt Nam Nghiên cứu phát triển Robot công nghiệp có bước tiến đáng kể 25 năm vừa qua nghiên động lực học Robot khoa khí, chế tạo máy trường đại học viện nghiên cứu quan tâm với nhiều sản phẩm ấn tượng trường quốc tế  Trình độ phát triển robot ngày Robot ngày phát triển mạnh mẽ thành phần thiếu cách mạng công nghiệp toàn giới Hiện robot phát triển đến mức thay nhiều cơng việc người địi hỏi tính linh động thay hầu hết công việc người, chúng tự giao tiếp với người trí tuệ nhân tọa robot Sophia Cấu trúc robot Về mặt kết cấu, robot chế tạo khác biệt nhau, chúng xây dựng từ thành phần : (1) Tay máy (2) Nguồn cung cấp (3) Bộ điều khiển (4) Hệ thống cảm biến - Tay máy : cấu khí gồm khâu, khớp Chúng hình thành cánh tay để tạo chuyển động bản, cổ tay tạo nên khéo léo, linh hoạt bàn tay để trực tiếp hoàn thành thao tác đối tượnphần liên kết khâu động gọi khớp động hay gọi trục Tay máy gọi cánh tay khí robot cơng nghiệp thơng thường chuỗi động hở tạo thành từ nhiều khâu liên kết với nhờ khớp động Khâu cuối (hay khâu tác động cuối) tay máy thường có dạng tay gắp gắn dụng cụ công tác -Trung tâm điều khiển CPU chịu trách nhiệm quản lý thông tin nhớ, quản lý xuất nhập, xử lý thơng tin, tính tốn điều khiển đưa tín hiệu điều khiển cho phận chuyển đổi tín hiệu Ứng dụng CPU vào điều khiển khác nhà sản xuất -Cơ cấu chấp hành tạo chuyển động cho khâu tay máy Nguồn động lực cấu chấp hành động loại: điện, thuỷ lực, khí nén kết hợp chúng - Hệ thống cảm biến gồm sensor thiết bị chuyển đổi tín hiệu cần thiết khác Các robot cần hệ thống sensor để nhận biết trạng thái thân cấu robot sensor để nhận biết trạng thái môi trường Phân loại robot công nghiệp Phân loại theo kết cấu : Theo kết cấu (hay theo hình học), người ta phân robot thành loại: đề các, trụ, cầu, SCARA, kiểu tay người dạng khác (xem hình từ 1.4 đến hình 1.9) Phân loại theo điều khiển : Có kiểu điều khiển robot: điểu khiển hở điều khiển kín Điều khiển hở, dùng truyền động bước (động điện động thủy lực, khí nén,… ) mà quãng đường góc dịch chuyển tỷ lệ với số xung điều khiển Kiểu điều khiển đơn giản, đạt độ xác thấp Điều khiển kín (hay điều khiển servo), sử dụng tín hiệu phản hồi vị trí để tãng độ xác điều khiển Có kiểu điều khiển servo: điều khiển điểm – điểm điều khiển theo đường (contour) Với kiểu điều khiển điểm – điểm, phần công tác dịch chuyển từ điểm đến điểm theo đường thẳng với tốc độ cao (không làm việc) Nó làm việc điểm dừng Kiểu điều khiển dùng robot hàn điểm, vận chuyển, tán đinh, bắn đinh,… Điều khiển contour đảm bảo cho phần công tác dịch chuyển theo quỹ đạo bất kỳ, với tốc độ điều khiển Có thể gặp kiểu điểu khiển robot hàn hồ quang, phun sơn Phân loại theo ứng dụng : Cách phân loại dựa vào ứng dụng robot Ví dụ, có robot cơng nghiệp, robot dùng nghiên cứu khoa học, robot dùng kỹ thuật vũ trụ, robot dùng quân sự,… Kết cấu robot -Bậc tự tay máy :Thông thường tay máy có bậc tự Số bậc tự hay bậc chuyển động tay máy số khả chuyển động độc lập khơng gian hoạt động Trong lĩnh vực robot học (robotic) người ta hay gọi khả chuyển động (có thể chuyển động thẳng; dọc theo song song với trục, chuyển động quay quanh trục) trục, tương ứng theo toạ độ suy rộng dùng để xác định vị trí trục không gian hoạt động Mỗi trục tay máy có cấu tác động cảm biến vị trí điều khiển xử lý riêng Thông qua khảo sát thực tế, người ta nhận thấy để nâng cao độ linh hoạt tay máy sử dụng công nghiệp, tay máy phải có số bậc chuyển động cao Tuy nhiên, số bậc chuyển động không nên Lý với bậc chuyển động, bố trí hợp lý, đủ để tạo khả chuyển động linh hoạt khâu tác động cuối nhằm tiếp cận đối tượng thao tác (nằm vùng khơng gian hoạt động nó) theo hướng Ngoài ra, số bậc tự nhiều sáu khơng kinh tế khó điều khiển kể tính bậc chuyển động chuyển động khơng ảnh hưởng đến vị trí, toạ độ tay máy -Hệ tọa độ robot: robot thường bao gồm nhiều khâu liên kết với qua khớp tạo thành xích động học xuất phát từ khâu đứng yên Hệ tọa độ gắn với khâu gọi hệ tọa độ bản, hệ tọa độ gắn với khâu động gọi hệ tọa độ suy rộng Trong thời điểm hoạt động, tọa độ suy rộng xác định cấu hình robot cách chuyển dịch dài chuyển dịch góc khớp tịnh tiến khớp quay Hệ tọa độ suy rộng gọi hệ tọa độ biến khớp -Trường làm việc robot: tồn thể tích qt khâu chấp hành cuối robot thực tất chuyển động Trường cơng tác bị ràng buộc thơng số hình học robot ràng buộc học khớp Ứng dụng robot công nghiệp Công nghệ robot ứng dụng vào lĩnh vực đời sống, xã hội, mang lại nhiều thay đổi mạnh mẽ cho kinh tế Để ứng dụng hiệu công nghệ rô-bốt, bắt nhịp với cách mạng công nghiệp (CMCN) 4.0, doanh nghiệp Việt Nam cần có chiến lược rõ ràng để mang lại hiệu sản xuất Trong CMCN 4.0 việc ứng dụng tự động hóa, trí tuệ nhân tạo vào sản xuất, kinh doanh xu hướng tất yếu nhằm tạo suất lao động cao Trên giới có nhiều nhà máy sử dụng toàn hệ thống dây chuyền sản xuất tự động hóa, đưa rơ-bốt vào thay sức lao động người, tạo sản phẩm tốt, độ xác cao Trong đó, Việt Nam hầu hết dây chuyền sản xuất chưa tự động hóa, sử dụng công nghệ cũ, đưa công nghệ thông tin điều khiển, tự động hóa vào số cơng đoạn mức độ đơn giản Vì sản phẩm doanh nghiệp Việt Nam khó cạnh tranh với giới chất lượng hơn, không đồng bộ, giá thành cao số thay đổi nhận kết bước đầu TS Hồng Việt Hồng, Phó Tổng Giám đốc Cơng ty cổ phần Viện máy dụng cụ công nghiệp cho biết, đơn vị nghiên cứu, thiết kế chế tạo thành cơng hệ thống máy đóng bao tự động cho Cơng ty Supe Phốt phát Hóa chất Lâm Thao, nhờ giúp giảm lượng nhân cơng đáng kể, suất cao nhiều lần Công nghệ thay cho hoạt động cơng nhân đóng bao tay giúp tăng mỹ quan sản phẩm, giảm lượng bụi phát tán mơi trường vị trí kẹp bao, gấp bao làm ảnh hưởng trực tiếp sức khỏe người lao động II Phân tích thơng số kỹ thuật robot Kết cấu robot Robot gồm khâu khớp:      Khâu cố định Khâu quay quanh trục thẳng đứng Khâu quay quanh trục nằm ngang vng góc với mặt phẳng chứa khâu Khâu quay quanh trục nằm ngang vng góc với mặt phẳng chứa khâu khớp quay khơng có khớp tịnh tiến Cấu trúc động học tay máy có thông số động học chọn bảng 2.1: Bảng 2.1: x y z d1 0 57 a1 50 0 a2 42 0 Số bậc tự robot: Bậc tự robot đặc trưng cho khả làm việc tự robot Được tính thơng qua cơng thức: f =  ( n – k) + Trong đó: f i  fc  f p i 1  f : Là bậc tự cấu     :Là bậc tự không gian mà tay máy thực chuyển động n:Là số khớp động robot k : Là số khớp cấu trùng fi : Là số bậc tự khớp thứ i fc : Là số ràng buộc trùng    fp : Là số bậc tự thừa Từ ta tính bậc tự robot là: f = 6.(3 – 3) + + + = Nguyên lý hoạt động robot Bảng Denavit – Hartenberg: di i a1 90° a2 i q1 q2 d1 q3 Joint Ta có ma trận biến đổi DH hệ trục tọa độ: [ C1 S1 A1= 0 S1 0 −C 1 d1 0 ] [ C C −C S2 S S C −S S2 −C1 ; 0A2= S2 C2 0 0 10 a2 C1 C2 a S1 C d 1+a2 S ]   - Hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng kích thước tiết diện trục giới hạn mỏi theo bảng 10,8  1   198 ta có  = 0,92;  = 0,89 K K 10,8  1 K K - Hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xoắn Tra bảng 199 có :  = 1.46;  =1,54 Do ta có : 1, 46 1, 54 1, 06   1, 06  0,92 0,89    1, 79 K d 12 1, 65 K d 12 1 ; Từ kết tính tốn ta có : Tại vị trí bánh : 262  1  3,37 s 12  K d12 a12    mj 1,65.47, 07  0, 05.0 152 1 s 12   10 K d12 a12   m12 1, 79.8,  0.8 s s 3, 37.10  3,19  s  s12  12 12  s2 12  s212 3, 37 10 Vậy điều kiện bền mỏi thỏa mãn g) Kiểm tra độ bền tĩnh trục  Để đề phòng khả bị biến dạng dẻo lớn phá hỏng tải đột ngột cần tiến hành kiểm nghiệm có dạng :  td    3   Trong : M T   m ax3 ;   m ax ;    0,8   ch  464( Mpa) 0,1.d 0,2.d Tại tiện diện 1-1 : M x2  M y2 M 02  15400,712  19,25   max3  0,1d11 0,1d11 0,1.20  Tmax 41462,9   25,9 0, 2.d 113 0, 2.20  td    3  19,25  3.25,92  48,81     Thỏa mãn độ bền tĩnh Tại tiết diện 1-2 : 2 Mx My M max 8867,92  24698, 42   32,8; 3 0,1d12 0,1d12 0,1.20 T 22840,   m ax  14, 27; 0, 2.d 12 0, 2.20  37  td    3  32,82  3.14, 272  41,07     Thỏa mãn độ bền tĩnh h) Kiểm nghiệm độ cứng xoắn Do trục có rãnh then nên kiểm nghiệm độ cứng xoắn tính theo cơng thức : Tlk     GJ Trong : G – mơ đun đàn hồi trượt, với thép có G = 8.104 ( MPa ) J0 – mơ men qn tính độc cực, với chi tiết trịn đường kính d, l – chiều dài đoạn trục tính J0   d4 32 k 1/   4h / d  1/   4.0,5.4 / 20 1,67 J0   d  244  32572, 03(mm ) 32 32 Tlk 41462,9.78.1, 67   0o '7, 46 ''    GJ 8.104.32572, 03 Vậy trục thỏa mãn độ cứng xoắn i) Tải trọng tác dụng lên trục  F Ft 1699( N ) Lực vòng : t F Fr2 703, 75( N ) Lực hướng tâm : r1 Trục  chịu lực F 300( N ) j) Tính trục II T2 157575 3 31,6( mm) d 3 0,2    0,2.25 d 35mm b0 21mm Chọn Chiều dài mayơ bánh trụ: lm23 = (1,2 1,5)d Chọn lm23 = 45 (mm) Chiều dài mayơ nửa khớp nối lm22 = (1,4 2,5)d Chọn lm22 = 60 (mm) Tra bảng 10,3 189 [1] chọn k1 = 8(mm); k2 = 5(mm); k3 = 10(mm); hn = 15 (mm) Khoảng cách cơng xơn trục II tính từ khớp nối đến gối đỡ: lc22 = = 0,5(lm22 + b0) + k3 + hn = 0,5.(60 + 21) + 10 + 15 = 65,5(mm) Tính chiều dài đoạn trục: l22 = -lc22 = -65,5(mm) l23 = 0,5(lm23 + b0) + k1 + k2 = 0.5(45 + 21) + + = 46(mm) 38 l21 = 2l23 = = 2.46=92(mm) ì å F xII =Ft +Ft +Fx 21 =0 ï ïï å F yII =Fy 20 +Fr +Fy 21 +F =0 í ï å M x 20 =Fr2 l23 +Fy21l21 +F (l21 +l22 ) =0 ï ïỵ å M y 20 =Ft l23 +Fx 21l21 =0 ì ï ï ï ï í ï ï ï ï ïỵ Fx20 = – Ft2 – Fx21 =–1699 + 849,5 =–849,5 ( N ) Fy20 = – Fr2 – F – Fy21 =–703,7 – 300 + 865,46 =–138, 29 ( N ) - F l - F (l21 +l22 ) - 703,75.46 - 300.(92 +65,5) = =- 865 , 46( N ) Fy21 = r 23 l 21 92 -F l - 1699.46 Fx21 = t 23 = =- 849,5(N ) l21 92 39 40 Moment uốn tổng, moment tương đương đường kính: ì ï ï M j = M yj2 +M 2xj ( N mm) ï ï í M tdj = M j2 +0, 75.T j2 (M mm ) ï ï ï d = M tdj (mm ) ï j 0,1.[ ] ỵ Trong đó: +) Mj, Mtđj, dj moment uốn tổng, mơment tương đương, đường kính tiết diện j chiều dài trục +) Myj, Mxj moment uốn mặt phẳng yOz zOx thiết diện thứ j +) [ σ ] ứng suất cho phép chế tạo trục, tra bảng 10.5 [1] có [ σ ] = 55MPa 195 Tiết diện 2-3: M23 = 0(N.mm) Mtd23 = d23 ≥ √02 +0,75.1575752 √ 136463,95 0,1.55 = 136463,95 (N.mm) = 29,17(mm) Tiết diện 2-1: M21 = Mtd21 = d21 ≥ √196502+ 02 = 19650(N.mm) √196502+ 0,75.1575752 =137871,43(N.mm) √ 137871,43 0,1.55 =29,3(mm) Tiết diện 2-2: M22 = Mtd22 = d22 ≥ √25011,252 + 6154,432 = 25757,32 (N.mm) √39077+0,75.1575752 = 141948,66 (N.mm) √ 141948,66 0,1.55 = 29,55(mm) Tiết diện 2-0: M13 = 0(N.mm) Mtd13 = 0(N.mm) Chọn: 41 ì d 23 =28( mm) ïï í d 20 = d 21 = 30(mm ) ï ïỵ d 22 =34(mm ) k) Chọn kiểm nghiệm then trục II Chọn then trục nằm hộp giảm tốc 9.1 a 173 Tra bảng [1] được: b = 10mm; h = 8mm; t1 = 5mm; t2 = 3,3mm Chiều dài then lấy 0,8 ÷ 0,9 chiều dài may vị trí láp bánh chọn lt = 40 (mm) Kiểm tra độ bền dập điều kiện bền cắt then: h−t ¿ ¿ d lt ¿ 2T ¿ σ t = τ c 2T = d l b ≤[τ c ] t Trong đó: T – moment xoắn trục d – đường kính trục lt, b, h, t – kích thước then [ σ ] - ứng suất dập cho phép, tra bảng với đặc tính va đập nhẹ: [ σ d] = 100MPa [ τ ] - ứng suất cắt cho phép, thép C45 điều kiện va đập nhẹ: [ τ c 2.157575 σ d2 = 30.34 (10−5) τ c2 2.157575 30.34 = = 61,79 (Mpa) = 38,62(Mpa) ≤ ≤ [ σ ] = 50MPa c ] d [ τ c] Vậy then đủ bền l) Kiểm nghiệm trục II độ bền mỏi Kết cấu trục cần đảm bảo hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện: Sj = Sσ j S √S σJ τJ + S τj ≥ [S] Trong đó: [S] - Hệ số an toàn cho phép [S] = 2,5 42 S σ j S tj - Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp tiết diện j: σ K σdj σ aj Sσ j = S -1 + ψ σ σ mj τ -1 K τ dj τ aj + ❑ τdj = ψτ τ mj Trong đó: σ , τ -1 -1 giới hạn mỏi uốn mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng Với thép 45 có σ τ -1 -1 = 600 Mpa; σ = 0,58 σ -1 -1 = 0,436 σ b = 262 (MPa) = 152 (MPa) Các trục hộp giảm tốc quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng, đó: σ mj = 0; σ -1 = Mj Wj Tiết diện nguy hiểm trục II tiết diện lắp bánh (tiết diện 2-2) Theo công thức bảng 10.6 196 [1] tra thông số then bảng rãnh then ta có:  d2 bt1 (d22  t1 )  343 10.5.(34  5)    3240,28 2d2 32 2.34 W22 = 32 25757,32  8, 48 ⇒ σa22 = 3240,28 (Mpa) Khi trục quay chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động đó: τ mj = τ aj =  maxj   j 2Woj  d22 bt1 (d2  t1)  343 10.5.(34  5)2    7098,94 d22 16 2.34 Wo22 = 16 43 9.1 a 173 [1] với trục có τ τ = m22 157575 22,2 7098,94 (Mpa) a22 = ψσ ψτ hệ số kể đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏ tra theo bảng 10.7 197 [1] ψσ = 0,05; ψτ = Kσdj Kτdj hệ số xác định theo công thức: Kσdj = K  Kx   Ky Kτdj = K  Kx   Ky Trong đó: Kx - Hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công độ nhŸn bề mặt Tra theo bảng 10.8 197 [1] với yêu cầu trục gia công máy tiện, tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra = 2,5 ÷ 0,63 �m, chọn Kx = 1,06 Ky - Hệ số tăng bền bề mặt trục, không dùng phương pháp tăng bền có Ky = ��, �� - Hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi theo bảng 10.10 198 [1] ta có: �� = 0,88; �� = 0,81 Kσ Kτ - Hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xoắn Tra bảng 1,46; Kτ = 1,54 Do ta có: 1, 46  1,06  0,88 1,72 Kσd22 = 1,54  1,06  0,81 1,96 Kτd22 = Từ cắc kết tính tốn ta có: 44 10.12 199 [1] có: Kσ = Tại vị trí bánh răng: S σ22 = 262   17,96 K d 22  a1    mj 1,72 8, 48  0,05.0 152  1  3,5 K 22,  0.22,    1, 96    d 22 a 22 m 22 S τ22 = S 22 S 22 S 22 =  22 S   22 S 17, 96.3, 17, 96  3,  3,  [s ] Vậy điều kiện bền mỏi thỏa mãn m) Kiểm tra độ bền tĩnh trục II Để đề phòng khả bị biến dạng dẻo lớn phá hỏng tải đột ngột cần tiến hành kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh Cơng thức kiểm nghiệm có dạng: 2 Σtd =   3 [ ] Trong đó:  Mmax T   max 0,1d ; 0, 2.d ; [ ] = 0,8[ ch] = 464 (MPa) Tại tiết diện 2-1:   Mmax 0,1d 213 M x2  M y2 0,1d21 =  19650  5 0,1.34 Tmax 157575 20.04 0, d213 = 0,2.34  td    3  52  3.20.042  35, 06  [ ] Thỏa mãn độ bền tĩnh Tại tiết diện 2-2:   M max 0,1d 223 M x2  M y2 = 0,1d22  6154,43  25011, 25 9,54 0,1.30 ; Tmax 86905 16,09 0, 2.d 223 = 0,2.30 ;  td    3  9, 542  3.16, 09 29, 45  [ ] Thỏa mãn độ bền tĩnh 45 n) Kiểm nghiệm độ cứng xoắn trục II Tlk [ ] GJ Do trục có rãng then nên kiểm nghiệm độ cứng xoắn tính theo cơng thức: φ = Trong đó: G – mơ đun đàn hồi trượt, với thép có G = 8.104 (Mpa)  d4 J0 -mơmen qn tính độc cực, với chi tiết trịn đường kính d, J0 = 32 l- chiều dài đoạn trục tính k = 1/ [1-4 γ h/d] = 1/[1-4.0,5.4/30] = 1,36 j0 = π d4 32 φ= Tlk G J0 π 34 32 = = = 79521,56(mm4) 157575.85 1,36 104 79521,56 = 000’5,68’’ ≤ [ φ ] Vậy trục thỏa mãn độ cứng xoắn 2.2.4 Tính chọn ổ bi 1)Trục I a) Chọn loại ổ Trục I nối với động lắp bánh thẳng không chịu lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ dãy b) Kích thước ổ lăn Fr0 = √F x10 + F y10 = ❑2+¿ =524,38(N) √¿ Fr1 = √F x11 + F y 11 = √❑2+ ❑2 2 =1104,5(N) Ta chọn ổ bi đỡ dãy cỡ siêu nhẹ, vừa có đường kính 20mm: 46 P 2.7 254 Tra theo bảng Ký hiệu ổ 1000904 d (mm) 20 [1] có thơng số ổ lăn: D (mm) 37 B (mm) r (mm) 0,5 C(kN) 5,14 Kiểm nghiệm ổ theo khả tải động: Cd = Q √L m Với ổ bi đỡ: Q = (XVFr + YFa)ktkd V - hệ số kể đến vịng quay; với vịng quay có V = kt - hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, kt=l nhiệt độ θ = 105°C kd - hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3 215 [1] ta có kd = 1,1 X - hệ số tải trọng hướng tâm Y - hệ sổ tải trọng dọc trục Vì có lực hướng tâm nên X=1,Y=0 Q0 = (XVFr0 + YFa) ktkd = (1.1 524,38+ 0) 1.1,1 = 576,82 Q1 = (XVFr1 + YFa) ktkd = (1.1 1104,5+ 0) 1.1,1 = 1214,95 Chỉ cần kiểm nghiệm ổ có tải trọng lớn Cd = Q1 √L m Với m bậc đường cong mỏi, ổ bi có m = L – tuổi thọ (triệu vòng quay) L = 60n.Lh.10-6 = 60.120.15000.10-6 = 108 Cd = Q1 √ L = 1214,95 3√108 = 5785,84 (N) < C m Vậy thỏa mãn khả tải động Kiểm nghiệm ổ theo khả tải tĩnh Qt ≤ C0 Với: C0 - khả tải tĩnh ổ: C0 = 3,12 kN Qt - tải trọng tĩnh quy ước: Qt = X0Fr + Y0Fa Tra bảng 11.6 221 [1]ta có X0 = 0,6; Y0 = 0,5 Qt1 = X0Fr1 + Y0Fa1 = 0,6 1104,5+ 0,5.0 = 662,7 < C0 47 C0 (kN) 3,12 Vậy thỏa mãn khả tải tĩnh 2) Trục II a) Chọn loại ổ Trục I lắp bánh thẳng không chịu lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ dãy b) Kích thước ổ lăn Fr0 = Fr1 = √F √F x20 + F y 20 = √❑2+ ❑2 = 860,68 (N) x21 +F = √❑2+ ❑2 = 1212,5(N) y21 Ta chọn ổ bi đỡ dãy cỡ siêu nhẹ, vừa có đường kính 30mm: Tra theo bảng Ký hiệu ổ 1000906 d (mm) 30 P 2.7 254 [1] có thơng số ổ lăn: D (mm) 47 B (mm) r (mm) 0,5 C(kN) 5,95 Kiểm nghiệm ổ theo khả tải động: Cd = Q √L m Với ổ bi đỡ: Q = (XVFr + YFa)ktkd V - hệ số kể đến vịng quay; với vịng quay có V = kt - hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, kt=l nhiệt độ θ = 105°C kd - hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng 11.3 215 [1] ta có kd = 1,1 X - hệ số tải trọng hướng tâm Y - hệ sổ tải trọng dọc trục Vì có lực hướng tâm nên X=1,Y=0 Q0 = (XVFr0 + YFa) ktkd = (1.1 860,68 + 0) 1.1,1 = 946,75 Q1 = (XVFr1 + YFa) ktkd = (1.1 1212,5+ 0) 1.1,1 = 1333,75 Chỉ cần kiểm nghiệm ổ có tải trọng lớn Cd = Q1 √L m Với m bậc đường cong mỏi, ổ bi có m = L – tuổi thọ (triệu vòng quay) L = 60n.Lh.10-6 = 60.30.15000.10-6 = 27 Cd = Q1 √ L = 1333,75 3√27 = 4001,25 (N) < C = 5,74 (kN) m Vậy thỏa mãn khả tải động 48 C0 (kN) 4,06 Kiểm nghiệm ổ theo khả tải tĩnh Qt ≤ C0 Với: C0 - khả tải tĩnh ổ: C0 = 4,06kN Qt - tải trọng tĩnh quy ước: Qt = X0Fr + Y0Fa Tra bảng 11.6 221 [1]ta có X0 = 0,6; Y0 = 0,5 Qt1 = X0Fr1 + Y0Fa1 = 0,6 1212,5+ 0,5.0 = 727,5 < C0 Vậy thỏa mãn khả tải tĩnh 49 Tên gọi Chiều dày: Thân hộp, δ Biểu thức tính tốn δ =0,03 a +3 = 0,03.122+3 = 6,66 δ Kết = 8mm Chọn δ = mm δ = 0,9.8 = 7,2 mm δ = 7mm Nắp hộp, δ Gân tăng cứng: Chọn δ = mm Chiều dày, e e = (0,8 ÷ 1) Chiều cao, h h < 58 Độ dốc Đường kính: Khoảng 2° Khoảng 2° Bulơng nền, d1 d1 > 0,04.a+10=0,04.117+10=14,7 d1 = 16mm Bulông cạnh ổ, d2 d2 =(0,7 ÷ 0,8).d1 d2 = 12mm Bulơng ghép bích nắp thân d3 d3 =(0,8 ÷ 0,9).d2 d3 = 10mm Vít ghép nắp ổ, d4 d4 =(0,6 ÷ 0,7).d2 d4 = 8mm Vít ghép nắp cửa thăm dầu, d5 Mặt bích ghép nắp thân: d5 =(0,5 ÷ 0,6).d2 d5 = 6mm Chiều dày bích thân hộp, S3 S3 =(l,4 ÷ l,8).d3 S3 = 16 mm Chiều dày bích nắp hộp, S4 S4 =(0,9 ÷ 1).S3 S4 = 16 mm Bề rộng bích nắp thân, K3 Kích thước gối trục: K3 = K2 – (3 ÷ 5) mm K3 = 36 mm Đường kính ngồi tâm lỗ vít: Định theo kích thước nắp ổ δ =(6,4 ÷ 8) e = 7mm D3, D2 Bề rộng mặt ghép bulơng cạnh ổ: K2=E2+R2+(3 ÷ 5)mm K2 = 40mm K2 E2= 1,6.d2 = 1,6.12= 19,2 E2 = 20mm Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 C R2= 1,3.d2 = 1,3.12=15,6 R2 = 16mm (k khoảng cách từ tâm bulông h: xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ đến mép lỗ) bulơng kích thước mặt tựa Chiều cao h Mặt đế hộp: Chiều dày: Khi khơng có phần lồi S1 = (l,3-1,5) d1 S1 = 22mm S=1 K1 = 3.d1 =3.16 = 48 K1 = 48mm Bề rộng mặt đế hộp, K1 q Khe hở chi tiết: q >K1 + δ q = 70mm Giữa bánh với thành ∆ ≥ (1 ÷ 1,2¿ δ 50 ∆ = 9mm hộp ∆1 ≥ (3 ÷ 3,5¿ δ ∆ Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp Giữa mặt bên bánh Số lượng bu lông Z Z = (L + B)/(200 ÷ 300¿ Z=4 L,B: chiều dài rộng hộp 51 Z=4 = 30mm ... ) ] Tính tốn truyền động 2.1 Giới thiệu số hệ dẫn động hay dung cơng nghiệp Có nhiều loại hộp giảm tốc sử dụng thiết kế robot công nghiệp, phụ thuộc vào yêu cầu kĩ thuật, mục đích ứng dụng robot. .. số hình học robot ràng buộc học khớp Ứng dụng robot công nghiệp Công nghệ robot ứng dụng vào lĩnh vực đời sống, xã hội, mang lại nhiều thay đổi mạnh mẽ cho kinh tế Để ứng dụng hiệu công nghệ rô-bốt,... quan robot công nghiệp Khái niệm robot  Rơbot loại máy thực công việc cách tự động điều khiển máy tính vi mạch điện tử lập trình Robot tác nhân khí, nhân tạo, ảo, thường hệ thống khí-điện tử  Robot