Несущая механическая система (НМС)

Основной задачей при проектировании НМС является выбор кинематической структуры, размеров звеньев, размеров соединительных узлов и стыков. На рис. приведены конструкции звеньев НМС.

При проектировании НМС необходимо учитывать следующее:

1) Поступательно движущиеся звенья имеют постоянное, а вращающиеся переменное поперечное сечение.

2) Податливость соединений соизмерима с податливостью звеньев.

3) Значения масс объекта манипулирования, звеньев, узлов НМС оказывают существенное влияние на ее деформацию, а расчет деформации необходимо производить в первую очередь при подходе к точке позиционирования.

Деформация НМС происходит под действием кинематического возбуждения, т.е. колебания системы вызываются движением по заданному закону звеньев системы.

Задача кинематического возбуждения сводится к задаче силового возбуждения с помощью принципа Даламбера.

Как показывают исследования, при расчете колебательного процесса НМС достаточно определить собственную частоту колебаний и учитывать кинематическое возбуждение только в начале движения и в конце.

Исходными данными для расчета деформации и колебаний НМС является:

1) Структурная схема НМС.

2) Скорости и ускорения звеньев НМС.

3) Масса объекта манипулирования.

4) Длины звеньев НМС.

5) Требования к траектории движения и погрешности позиционирования.

6) Законы изменения скоростей и ускорений.

Расчет НМС ведут к следующей последовательности:

1) Определяют размеры сечений и массу звеньев, ориентировочно задаваясь этими параметрами и выполнив предварительный расчет деформации.

2) Рассчитывают ориентировочную массу исполнительных механизмов.

3) Производят дискретизацию распределение масс звеньев.

4) Выбирают длины заделок и размеры тел качения в узлах соединения подвижных звеньев.

5) Разрабатывают расчетную схему НМС.

6) Находят перемещение исполнительного механизма от деформации НМС под действием инерционных сил без учета деформации стыков.

7) Находят перемещение исполнительного механизма от контактной деформации узлов соединения звеньев под действием инерционных сил при условии, что звенья являются абсолютно жесткими.

8) Находят частоты собственных колебаний.

9) Строят график зависимости перемещений при движении к точке позиционирования и сравнивают его с требованиями к точности позиционирования и быстродействия.

При неудовлетворительных результатах изменят жесткость звеньев и жесткость узлов соединения звеньев или изменяют закон движения, после чего расчет повторяют.