Tính toán thiết kế robot 11

Tính tốn thiết kế robot Mục lục GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Trang Lời nói đầu CHƯƠNG I PHÂN TÍCH VÀ CHỌN KÊT CẤU Số bậc tự cần thiết Các phương án thiết kế cấu trúc khâu khớp Phân tích, chọn, thiết kế cấu trúc chọn CHƯƠNG GIẢI BÀI TOÁN ĐỘNG HỌC 2.1 Khảo sát toán động học thuận Robot 2.2 Thiết lập phương trình động học robot 10 2.3 Bài toán động học thuận 12 2.4 Bài toán động học ngược 18 CHƯƠNG TĨNH HỌC ROBOT 21 3.1 Phân tích lực 21 3.1.1 Tính lực momen khâu 21 3.1.2 Tính lực momen khâu 22 3.1.3 Tính lực momen khâu 23 3.2 Tính tốn lực momen lớn trạng thái tĩnh 24 CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT 25 4.1 Xây dựng cấu trúc động lực học 25 4.1.1 Xác định robot 26 4.1.2 Xác định Ma trân Jacobi tịnh tiến Jacobi quay 26 4.2 Xác định động Robot 27 4.3 Xác định ma trận Clioris 28 4.4 Xác định lực suy rộng 30 4.5 Phương trình vi phân chuyển động robot 30 CHƯƠNG TÍNH CHỌN THIẾT BỊ DẪN ĐỘNG ROBOT 32 Phần A BỘ TRUYỀN VITME ĐAI ỐC BI 32 5.1 Các thông số đầu vào 32 Bước vitme l 33 Tìm lực cắt Robot gia cơng 33 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tính tốn thiết kế robot GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Điều kiện làm việc thơng số tính chọn 33 5.2 Chọn trục vít 34 5.2.1 Tính tốn lực dọc trục 34 5.5.2 Tính toán tải trọng động Ca 35 5.2.3 Chiều dài trục vít-me 35 5.2.4 Chọn đường kính trục vít 36 5.2.5 Chọn series 37 5.3 Tính chọn ổ bi đỡ 37 5.4 Tính toán kiểm nghiệm 38 5.4.1 kiểm nghiệm trục vít 38 5.4.2 Kiểm nghiệm ổ lăn 40 5.5 Chọn động 42 5.5.1 Momen phát động 42 5.5.2 Chọn động 44 PHẦN B BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CHO KHÂU 45 5.1 Thông số đầu vào 45 5.2 Tính tốn động học 45 5.3 Thiết kế truyền 47 5.3.1 Chọn vật liệu 47 5.3.2 Xác định ứng xuất cho phép 48 5.4 Tính toán thiết kế truyền bánh 51 5.4.1 Xác định khoảng cách trục 51 5.4.2 Xác định thông số ăn khớp 52 5.5 Kiểm nghiệm truyền bánh 53 5.5.1 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 53 5.5.2 Kiểm nghiệm độ bền uốn 55 5.5.3 Kiểm nghiệm tải 56 5.5.4 Tổng kết thông số truyền 57 5.6 Tính tốn thiết kế khớp nối 58 5.6.1 Tính chọn khớp nối 58 5.6.2 Kiểm nghiệm khớp nối 60 5.6.3 Tổng kết thông số nối trục vòng đàn hồi 60 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tính tốn thiết kế robot GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản 5.7 Tính toán thiết kế trục 61 5.7.1 Chọn vật liệu 61 5.7.2 Xác định lực sơ đồ đặt lực 61 5.7.3 Hệ phương trình cân lực momen 62 5.7.4 Xác định đường kính trục 64 5.7.5 Tính mối ghép then 66 5.7.6 Kiểm nghiệm độ bền trục 67 5.8 Chọn ổ lăn 72 5.8.1 Ổ lăn trục I 72 5.8.2 Ổ lăn trục II 75 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tính tốn thiết kế robot GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Lời nói đầu Nền khoa học kỹ thuật ngày phát triển mạnh mẽ, dẫn tới thay đổi lớn lao sản xuất Đó thay đổi lực lượng sản xuất nghành nghề việc thay sức lao động người máy móc nhằm đảm bảo tăng suất lao động, sản lượng chất lượng sản phẩm Do việc sử dụng tay máy hay cịn gọi Robot cơng nghiệp vào sản xuất ưa chuộng chúng đáp ứng yêu cầu Như biết Robot có nhiều ưu điểm đặc biệt chất lượng độ xác, ngồi cịn phải kể đến hiệu kinh tế cao, làm việc mơi trường độc hại mà người làm được, công việc yêu cầu cẩn thận không nhầm lẫn,thao tác nhẹ nhàng tinh tế địi hỏi trình độ thợ bậc cao, quan trọng Robot không bị căng thẳng người nên làm việc suốt ngày Ngày việc viết chữ khắc chữ vật liệu người nhu cầu cần thiết , việc viết đẹp thời gian dài điều khó khăn người, mà việc nghiên cứu chế tạo thiết bị cánh tay robot để làm việc có ý nghĩa lớn Việc tìm hiểu nghiên cứu Robot khn khổ mơn học tính tốn thiết kế robot sở để chúng em tính tốn, thiết kế điều khiển loại Robot công nghiệp phục vụ sản xuất Cụ thể, chúng em chọn đề tài tính tốn, thiết kế Robot viết chữ phục vụ việc khắc chữ sản phẩm công nghiệp LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tính tốn thiết kế robot GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản CHƯƠNG I PHÂN TÍCH VÀ CHỌN KÊT CẤU Số bậc tự cần thiết Đề u cầu tính tốn thiết kế Robot khắc chữ mặt phẳng ngang với hướng viết tùy ý khơng gian làm việc 50×70cm, từ ta hình dung cần bậc tự để xác định tọa độ điểm mặt phẳng, bậc tự để xác định chiều cao khơng gian, số bậc tự tối thiểu mà Robot cần có bậc tự Dưới số cấu dung để xác định vị trí khơng gian Cơ cấu robot tọa độ Đecac: Là tay máy có chuyển động tịnh tiến theo phương trục hệ tọa độ gốc (cấu hình TTT) Khơng gian làm việc bàn tay có dạng khối chữ nhật Hình 1.1 Cơ cấu tọa độ Đecac Cơ cấu robot tọa độ trụ: Không gian làm việc robot có dạng hình trụ rỗng Thường khớp thứ chuyển động quay Hình 1.2 Cơ cấu tọa độ trụ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tính toán thiết kế robot GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Cơ cấu robot tọa độ cầu: Không gian làm việc robot có dạng hình cầu Hình 1.3: Cơ cấu tọa độ cầu Các phương án thiết kế cấu trúc khâu khớp Phương án 1: Robot 4DOF TTRR Phương án : Robot 3DOF RRR Phương án 3: Robot 3DOF RRT Phương án 4: Robot 4DOF TTRR LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tính tốn thiết kế robot Phương án 5: Robot 4DOF RTRR GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Phương án 6: Robot 3DOF RTR Phương án : Robot 3DOF TTR Phân tích thiết kế cấu trúc chọn Với kết cấu 4, 5, bậc tự do, Robot trở nên linh hoạt hơn, di chuyển Robot uyển chuyển đồng thời việc tính tốn thiết kế phức tập chi phí cho Robot lớn Để tiết kiệm mặt kinh tế đảm bảo yêu cầu toán đặt ra, ta lựa chon phương án 7: Robot bậc tự TTR, Robot có khâu tịnh tiến xác định vị trí điểm mặt phẳng khâu cuối chuyển động quay để xác định tọa độ theo chiều cao hướng viết hệ tọa độ Dề Các Do việc lựa chọn phương án hồn tồn thỏa mãn u cầu tốn cần thao tác mặt phẳng với hương viết tùy ý Kết cấu 3D sơ Robot thiết kế sau LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tính tốn thiết kế robot GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Hình 1.4 phương án thiết kế cho robot TTR Khớp khớp tịnh tiến dọc chiều dài miền làm việc theo yêu cầu , khớp khớp tịnh tiến ngang miền làm việc, với khớp ta đủ để xác định vị trí điểm mặt phẳng thao tác Khớp khớp quay để điều chỉnh độ cao bút vẽ so với mặt bàn ngang Khâu khâu dùng vít me ổ bi tịnh tiến Khâu dùng ổ bi Phần tính chọn vít me , ổ bi thông số chi tiết cho kết cấu trình bày kĩ phần thiết kế khí tính chọn vít me ổ bi bên Với kết cấu theo nhóm phù hợp với yêu cầu đề Sau lựa chọn kết cấu chọn sơ khâu, khớp tiến hành giải tốn động học, động lực học,chọn động cơ, mô LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Tính tốn thiết kế robot CHƯƠNG GIẢI BÀI TỐN ĐỘNG HỌC 2.1 Khảo sát tốn động học thuận Robot Với mơ hình tính tốn bên ta đặt hệ trục tọa độ theo quy tắc Denevit – Hatenberg có sơ đồ hệ trục hình vẽ: Hình 2.1 sơ đồ hệ trục robot Sau có sơ đồ ta thiết lập bảng DH: Bảng 2.1 Bảng tham số động học robot khâu 𝜃𝑖 𝑑𝑖 𝑎𝑖 𝛼𝑖 q1 a1 900  q2 900 q3 a3 Trong q1 , q2 , q3 biến khớp , a1 , a3 số Và X=[x1,x2,x3]T véc tơ biểu diễn vị trí bàn kẹp hệ cố định q  [q1,q2 ,q3 ] góc xoay tịnh tiến biến khớp - Dạng tổng quát ma trận Denavit-Hartenberg cho khâu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Tính tốn thiết kế robot cosθ i  sin θ i i-1 Ai=      sin θi cosαi cosθi cosαi sin θi sin αi  sin αi cosθi sin αi cosαi a i cosθi  a i sin θi   di     2.0  Ma trận Denavit-Hartenbergcủa khâu 1: 1 0 A1   0  0 0 a1  1   q1   0 1  2.1 Ma trận Denavit-Hartenbergcủa khâu 2:  1 0 A2   0  0 0 0  q2   0 1 0  2.2  Ma trận Denavit-Hartenbergcủa khâu 3: cos q3  sin q 2 A3       sin q3 a3.cos q3  cos q3 a3.sin q3     0   2.3 2.2 Thiết lập phương trình động học robot Từ ma trận (2.1) (2.2) ta xác định ma trận biến đổi tọa độ khâu so với trục hệ tọa độ cố định 𝑂0 𝑥0 𝑦0 𝑧0 :  1  1 0 A2  A1 A2   0  0   cos q3   sin q 0 A3  A1 A2 A3      0 a1  q2   q1    (2.4) sin q3 a3.cos q3  a1   cos q3 a3.sin q3  q2    q1  0  (2.5) 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Tính tốn thiết kế robot Truc I 5081 3617 4631 225 1808 1808 9937 Mx 18080 My 2250 13k6 13k6 12k6 50810 Hình 11 Biểu đồ Moment trục I 63 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Tính tốn thiết kế robot 22637 9937 Truc II 350 3617 994 10931 18670 36170 Mx 154000 340700 99370 94400 89430 45k6 45 H7 k6 45k6 My Hình 12 Biểu đồ Moment trục II 5.7.4 Xác định đường kính trục Đường kính đoạn trục tính theo cơng thức 64 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Tính tốn thiết kế robot M tdj dj  0,1  Trong đó:   - ứng suất cho phép chế tạo trục M j - Mô men uốn tổng M j  M yj2  M xj2 M tdj - Mô men tương đương M tdj  M 2j  0,75M xj2 Vậy ta có d  M yj2  M xj2  0, 75.T j2 0,1    ứng suất cho phép thép chế tạo trục Chọn thép 40Cr tơi có    95(MPa) Trục I -Vì nối với trục động có ddc  15mm nên đường kính trục khớp nối chọn theo tiêu chuẩn lấy tối thiểu dkn =(0,8 1,2)ddc  (12 18) mm Chọn d kn  12mm -Tại tiết diện chỗ lắp ổ lăn: Chọn đồng d01  d02  12mm -Tại tiết diện chỗ lắp bánh 1: Vì đường kính chân bánh d f  14,5mm nên chọn đường kính trục tương ứng để chế tạo liền trục, chọn theo dãy d1  13mm Trục II Tại tiết diện lắp ổ lăn phía bên phải momen lớn bên trái nên ta cẩn tính cho ổ lăn bên phải: dol  M y2  M x2  0,75T22 0,1  3 3407002  894302  0,75.6732752  41,54(mm) 0,1.95 Chọn theo Catalog ổ lăn SKF dol  45(mm) Tại tiết diện ổ lăn đặt trọng lực khâu 3: 65 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Tính tốn thiết kế robot d2  M x2  M y2  0, 75T22 0,1  1540002  944002  0, 75.6732752  40, 05(mm) 0,1.95 3  Chon d  45(mm) 5.7.5 Tính mối ghép then Do trục nằm hộp giảm tốc nên chọn then b t2 h t1 d Hình 13 Kết cấu then d: đường kính trục lắp then b: chiều rộng then h: chiều cao then t1: chiều sâu rãnh then trục t2 : chiều sâu rãnh then lỗ Trục II Theo bảng 9.1a 1 với đường kính chỗ lắp then d= 45 ta có then 173 b  14; h  9; t1  5,5; t2  3,8; 0,25  r  0,4 Chiều dài then chọn theo dãy lt1  (0,8 0,9)k3  (0,8 0,9).10  (8 9) chọn theo dãy lt1  Kiểm tra độ bền then theo công thức 9-1 9-2 /173[1] d  2T1   d  dlt (h  t1 ) c  2T1   c  dlt b Trong T - momen xoắn trục 66 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Tính tốn thiết kế robot d - đường kính trục lt , b, h, t - kích thước then  d  - ứng suất dập cho phép tra bảng 9.5 1 với điều kiện tĩnh ta có  d   150 178  c  - ứng suất cắt cho phép, thép C45 điều kiện tĩnh vừa lấy  c  50  d1  2T 2.88338   140, 21   d   100 dlt1 (h  t1 ) 45.8.(9  5,5)  c1  2T 2.88338   35, 05   c   50 dlt1.b 45.8.14 Vậy then đủ bền 5.7.6 Kiểm nghiệm độ bền trục a Kiểm nghiệm độ bền mỏi Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi yêu cầu hệ số an toàn chi tiết nguy hiểm thỏa mãn điều kiện sau: s j  s j s j s2 j  s2 j   s Trục I Vì đường kính trục chọn phù hợp với đường kính trục động nên ta cần kiểm nghiệm tiết diện trục Xét tiết diện lắp ổ lăn nguy hiểm (bên trái): Điều kiện độ bền mỏi s1  s2 1.s   s  s  s Trong đó:  s  - hệ số an tồn cho phép, thơng thường  s   1,5 2,5  1   s  K     d a1  m1 s , s - hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp, tiếp   1 s    K d 1. a1  r  m1 với  1  1 giới hạn mỏi uốn xoắn xoắn ứng với chu kì đối xứng,   0, 436.  0, 436.1200  523  b với thép 40Cr có  b  1200 MPa   1   0,58   1 1  0,58.523  303 Biên độ trị số trung bình ứng suất pháp: 67 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Tính tốn thiết kế robot M   a   max  W     m với W  d3 32   123 32  170 M 2x  M y M1 02  22502    13, →  a1   max1  W1 W1 170 Biên độ trị số trung bình ứng suất tiếp: T1   a   max1  W02     m2 với Wo2   d 23 16 →  a   max    123 16  339 T1 88338   261 W02 339   ,   hệ số đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi Tra 10.7 1 ta có: 197    0, 05     K d1 , K d1  hệ số xác định theo công thức   K d   K /    K x  1 / K y    K d  ( K /   K x  1) / K y với K x - hệ số tập trung ứng suất trạng thái bè mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công độ nhẵn bề mặt.Tra 10.8 1 với bề mặt mài , b =1200Mpa có K x  197 K y - hệ số tăng bền bề mặt trục, phụ thuộc vào phương pháp tăng bền bề mặt, tính vật liệu Tra 10.9 1 với trục tập trung nhiều ứng suất, b =1200Mpa 197 có K y  2,1 68 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Tính tốn thiết kế robot  ,  - hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi.Tra    0,92    0,92 10.10 1 với thép hợp kim có 198 K , K -hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xoắn, phụ thuộc giới hạn bền vật liệu trục Tra 10.12  K  1, 76 1 có   199  K  1,54  K   K /   K x  1 / K y  (1, 76 / 0,92   1) / 2,1  0,9 Vậy có   d   K d  ( K /   K x  1) / K y  (1,54 / 0,92   1) / 2,1  0,  1 523   s  K     0,9.13,  0, 05.0  44,   d a1  m1   1 303 s    1, 1  K d 1. a1  r  m1 0, 7.261  0.0 Vậy Thay vào s1  s2 1.s  s  s 44, 0.1, 44, 02  1, 72  1,   s   (1,5 2,5) Thỏa mãn điều kiện bền mỏi Trục II Tại tiết diện lắp bánh 2, momen Mx =My =0 nên thừa bền không cần kiểm nghiệm Xét tiết diện nguy hiểm ổ lăn (bên phải): Kiểm nghiệm tượng tự ta có:  1  0, 436. b  0, 436.1200  523  1  0,58. 1  0,58.523  303  b  1200 MPa   Biên độ trị số trung bình ứng suất pháp: M   a   max  W     m →  a   max với W2   d 23 32   453 32  8942 M 2x  M y M2 3407002  894302     39, W2 W2 8942 Biên độ trị số trung bình ứng suất tiếp: T2   a   max  W02     m2 với Wo2   d 23 16   453 16  17892 69 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Tính tốn thiết kế robot →  a   max  T2 673275   37,6 W02 17892 Các hệ số chọn tương tự:    0,05      K  1,76   K  1,54    0,92    0,92 K x    K y  2,1  K d   K /   K x  1 / K y  (1,76 / 0,92   1) / 2,1  0,9   K d  ( K /   K x  1) / K y  (1,54 / 0,92   1) / 2,1  0,7 Vậy  1 523   s  K     0,9.39,  0, 05.0  14,8   d a1  m1   303 1 s    11,5 1  K d 1. a1  r  m1 0, 7.37,  0.0 Thay vào s1  s2 1.s  s  s 14,8.11,5 14,82  11,52  9, 08   s   (1,5 2,5) Thỏa mãn điều kiện bền mỏi b Kiểm nghiệm độ bền tĩnh 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:  td    3    Trục I  td    3    Với   M max / (0,1d )   Tmax / (0, 2d )    0,8 ch Xét tiết diện 1-1:   M max / (0,1d )  M x2  M y2 / (0,1d )  02  22502 / (0,1.123 )  13,02   Tmax / (0, 2d )  88338 / (0, 2.123 )  255,60    0,8 ch có  ch  580 từ 6.1 1 →    0,8 ch  0,8.580  464 92 70 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Tính tốn thiết kế robot   td    3  13,022  3.255,62  442,90     464 Thỏa mãn độ bền tĩnh Xét tiết diện 1-2:   M max / (0,1d )  M x2  M y2 / (0,1d )  180802  50812 / (0,1.133 )  85, 48   Tmax / (0, 2d )  88338 / (0, 2.123 )  255,60    0,8 ch có  ch  580 từ 6.1 1 →    0,8 ch  0,8.580  464 91 →  td    3  85, 482  3.255,602  450,89     464 Thỏa mãn độ bền tĩnh Kiểm nghiệm tương tự với trục II thỏa mãn c Kiểm nghiệm độ cứng xoắn Kiểm nghiệm độ cứng xoắn theo công thức:   Tl / (GJ )  0 Với G- mơ đun đàn hồi trượt, với thép có G  8.104 (MPa) J - mơmen qn tính độc cực, với chi tiết trịn đường kính d, J   d (mm4 ) 32 l - chiều dài đoạn trục tính Đối với đoạn trục có rãnh then tính  theo cơng thức   Tlk / (GJ )    với k  1/ 1  4 h / d  Với h chiều sâu rãnh then  hệ số, 0,5 có rãnh then Góc xoắn cho phép lấy    0o30' với trục hộp giảm tốc Thực kiểm nghiệm cho trục I Tiết diện 1-1 lắp ổ lăn nên kiểm nghiệm theo công thức:   Tl / (GJ ) Tra Catalog SKF b01  10 , lấy chiều dài l  b01  10 , d11  12 →   Tl / (GJ )  88338.10 / (8.104  12 32 )  5, 42.103  000 '19,53''  0o30 ' 71 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Tính tốn thiết kế robot Thực kiểm nghiệm cho trục II Tiết diện 2-2 có then nên kiểm nghiệm theo cơng thức:   Tlk / (GJ )    Lấy chiều dài l  d22  45 , , h  , k  1/ 1  4 h / d   1/ 1  4.0,5.9 / 45  1,67    Tlk / (GJ )  673275.45.1, 67 / (8.104  454 32 )  1,57.103  0o0 '5, 66 ''     0o30 ' Vậy trục I, II thỏa mãn độ cứng xoắn 5.8 Chọn ổ lăn 5.8.1 Ổ lăn trục I a Chọn loại ổ lăn Trục I nối động lắp bánh thẳng không chịu lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ dãy b Chọn kích thước ổ lăn Theo tính tốn phần kích thước trục, ta chọn ổ lăn có d  12(mm) Tra Catalog SKF ta thông số: 72 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Tính tốn thiết kế robot Hình 14 Catalog ổ lăn trục I Chọn: Thông số d(mm) D(mm) B(mm) C(kN) C0(kN) Giá trị 12 37 12 10,1 4,15 c Kiểm nghiệm khả tải động ổ Khả tải động ổ kiểm nghiệm theo cơng thức: Cd  Q m L Trong đó: Q - tải trọng quy ước L - tuổi thọ tính triệu vòng quay m -là bậc đường cong mỏi thử ổ lăn, m=3 với ổ bi Tính L: Gọi Lh tuổi thọ  tính giờ: L 60.n1.Lh 106 73 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tính tốn thiết kế robot GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản với Lh  (10 25)103 tính hộp giảm tốc, chọn Lh  10000 n=120(vg/ph) số vòng quay trục Vậy L  60.n1.Lh 60.120.10000   7, ( triệu vòng quay) 106 106 Xác định tải trọng động quy ước Q Q  ( X V Fr  Y Fa ) Kt Kd Trong Fr , Fa tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục V hệ số kể đến vòng quay, vòng quay →V=1 K t hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ Kt  1(t o  100o ) K d hệ số kể đến đặc tính tải trọng Tra 11.3 1 , với va đập nhẹ: K d  215 X ,Y hệ số tải trọng hướng tâm dọc trục Lực hướng tâm ổ: Kết Fx10 , Fx11 sử dụng tiếp cho phần tính ổ lăn: Fr  Fx210  Fy210  46312  18082  4971 N  Fr1  Fx211  Fy211  50812  18082  5093  N  Lực dọc trục Fa = Vì có lực hướng tâm nên X=1, Y=0 Tải trọng quy ước ổ là: Q0   XVFr  YFa  kt kd  1.1.4971  0.0  1, 2.1  4971( N ) Q1   XVFr1  YFa1  kt kd  (1.1.5393  0.0).1, 2.1  5093( N ) Ta cần kiểm nghiệm ổ lăn chịu lực lớn hơn, có tải trọng động quy ước Q  Q1  5093( N ) Vậy => Cd  Q m L  5093.103 7,  9,8  C  10,1(kN ) Vậy ổ lăn chọn thỏa mãn khả tải động d Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ Nhằm tránh tượng biến dạng dư ta tiến hành chọn ổ theo khả tải tĩnh 74 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tính tốn thiết kế robot GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Kiểm nghiệm khả tải tĩnh theo công thức: Qt  C0 Tra 11.6 1 với ổ bi đỡ dãy →Xo=0,6 221 Kiểm nghiệm với ổ lăn chịu lực lớn Fr1  5093( N ) : Qtb  X Fr1  Y0 Fa1  0,6.5093  3055  N   3,0(kN )  C0  4,15(kN ) Vậy ổ lăn chọn thỏa mãn khả tải tĩnh 5.8.2 Ổ lăn trục II a Chọn loại ổ lăn Do tính chất hoạt động linh hoạt theo phương cánh tay robot nên có lúc sinh lực dọc trục khớp (ví dụ chuyển động cắt tịnh tiến theo phương Z0 khâu sinh lực dọc trục lên khớp 3) Vậy ta chọn ổ bi đỡ-chặn dãy b Chọn kích thước ổ lăn Theo tính tốn phần kích thước trục, ta chọn ổ lăn có d  45(mm) Tra Catalog SKF ta thông số: 75 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Tính tốn thiết kế robot Hình 15 Catalog trục II Chọn: Thông số d(mm) D(mm) B(mm) C(kN) C0(kN) Giá trị 45 100 25 61 40,5 Kiểm nghiệm khả tải tĩnh động tương tự ổ ta kết thỏa mãn 76 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tính tốn thiết kế robot GVHD: Th.S Đinh Khắc Toản Hình 16 Mơ hình Robot 77 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... cứu chế tạo thiết bị cánh tay robot để làm việc có ý nghĩa lớn Việc tìm hiểu nghiên cứu Robot khn khổ mơn học tính tốn thiết kế robot sở để chúng em tính tốn, thiết kế điều khiển loại Robot công... thỏa mãn yêu cầu toán cần thao tác mặt phẳng với hương viết tùy ý Kết cấu 3D sơ Robot thiết kế sau LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tính tốn thiết kế robot GVHD: Th.S... Phương án 1: Robot 4DOF TTRR Phương án : Robot 3DOF RRR Phương án 3: Robot 3DOF RRT Phương án 4: Robot 4DOF TTRR LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tính tốn thiết kế robot Phương