78
Hình 3.31 – Biểu đồ mô men tác dụng lên khâu 1
Độ võng lớn nhất tại đầu B khâu 1 là:
∆ y B= E Jx
Điều kiện bền và điều kiện cứng: Do robot chỉ cần làm việc với tải trong tối đa là W = 200 (N) nên kết cấu của robot luôn thừa bền, để đảm bảo tính chính xác trong quá trình di chuyển đến đúng vị trí thao tác ta chỉ cần kiểm tra điều kiện cứng, tức là độ võng phải nhỏ hơn độ võng cho phép của khâu 1 ( [ f 1] mm có thể chọn dựa trên độ chính xác lặp theo trục z).
Độ võng lớn nhất trên khâu 1 là:
y 1=0,0097 ≤ [f 1 ]=0,01(3.19)
Từ công thức trên, ta chọn kích thước mặt cắt ngang của khâu 1 thỏa mãn độ võng cho phép.
3.3.4- Tính toán đường kính trục
+Chọn vật liệu: Thép C45
+ σ b=610( MPa)
79
+τ −Ứngsuất xoắncho phép, [τ ]=30( MPa)
+ σ −Ứngsuất cho phép, [σ ]=63( MPa)
Khối lượng tác động:M =P3 +m2 +mđc2 +m1=34,08(kg)
Thời gian 1 vòng chu kì khâu:t=0,29 /20 %=1,45( s)
Vận tốc khâu 1:v1 =450(° /s)
Vận tốc góc khâu 1:w1=75(vòng/ phút)=7,85( rad /s)
Gia tốc góc khâu 1:ε1=7,85/0,29(rad /s2 )=27,07(rad /s2) .
Chiều dài từ trọng tâm khâu 2 đến đường tâm trục làr =170(mm)
Gia tốc hướng tâm:an=w12. r=7,852 .0,17=10,48
Gia tốc tiếp tuyến:at=ε1. r =27,07.0,17=4,6
Lực quán tính ly tâm lớn nhất:F¿1=M . an=34,08.10,48=357(N )
Mô men xoắn lớn nhất:T1 max=M . at . r=34,08.4,6 .0,17=26,65( Nm)
Xác định đường kính trục sơ bộ:
3
d ≥
√
Sơ đồ lực tác dụng:
Hình 3.32 – Biểu đồ lực và mô men tác dụng trục 1
Từ biểu đồ, Mô men uốn lớn nhất:
M xmax=M . g . l+ F¿2. a /2=34,08.10 .170+ 357.90/2=74001(Nmm)
Tính chính xác đường kính trụcd1:
√
d1≥3
Với:
M tđ=√M 2xmax + α . M 2z=√M2xmax + α .T21 max (3.21)
Trong đó: + α=0,75; +l=170 (mm) ; +M xmax=74001 ( Nmm); +[σ ]=58; +T 1 max=26650(Nmm) M tđ =77561(Nmm); d1≥ 23,73(mm) d1=30 (mm );d =18(mm) 1 ω μ1 =217,92 (W )≈ 0,218(kW )
Với các thông số sau:W đc 2=0,218( kW ); vận tốc góc khâu 1 là 75 vòng/phút, chọn tỷ số truyền 1:2, Tốc độ quay của động cơ cần chọn là 150 vòng/ phút.
Chọn động cơ MSMD042P42N của hãng PANASONIC như động cơ khâu 2.
3.3.8- Tính chọn bộ truyền động đai răng. Chọn tương tự khâu 2:
81
3.3.5- Tính, chọn then cho trục số 1
Chọn then giống cho trục 2
3.3.6- Tính chọn ổ bi đỡ lăn cho trục 1
Chọn ổ lăn giống cho trục 2.Với đường kính trong ổ lăn d = 30 (mm).
3.3.7- Tính chọn động cơ khâu 1 Công
suất cho động cơ khâu 1:Wđc 1=T
Mô đun m = 4, bước răng p = 12,57 (mm). Bước răng b = 25 (mm).
Chiều rộng bánh đai: B = 29 (mm). Số răngz1=18 (răng).z2=36 (răng).
Đường kính bánh đai:D1=72 (mm); D2=144 (mm). Chọnzđ =50( mm).
Khoảng cách trục: a = 140 (mm)
Chiều dài đai:lđ = p . zđ =12,57.50=628(mm)
Đường kính ngoài của bánh đai:da1
=
70,4 (mm) ;da2
=
142,4 (mm ) Góc ôm đai:α ≈ 150 °
Số răng đồng thời ăn khớp trên bánh đai nhỏ:z0=7 (răng).