Mathcad - Projekt.mcd

Pohybový mechanismus inspirován
živočichem
Autor: Martin Kozák
Úvod:
Mechanická konstrukce robota je inspirována součástmi a pohybovými možnostmi lidských
nohou. Každá noha je tvořena velkým stabilním chodidlem, dvouosým kotníkovým kloubem,
holení, jednoosým kolenním kloubem, stehnem a tříosým kyčelním kloubem, navazujícím
na nohy spojující pánevní desku. Klouby jsou otáčeny v každé ose stejným typem
servomotoru. Každá noha obsahuje 6 os otáčení, celý robot má tedy sám o sobě 12 stupňů
volnosti.
Výpočty:
Maximální dovolený ohybový moment působící na hřídel ložisek:
Délka hřídele:
l := 9.6⋅ mm
Průměr hřídele:
d := 5 ⋅ mm
Materiál hřídele: 11 500
Wo :=
π⋅d
6
MPa := 10 ⋅ Pa
σ DO := 150⋅ MPa
3
−8
Wo = 1.227 × 10
32
3
m
Momax := Wo⋅ σ DO
Momax = 1.841 N⋅ m
Pevnostní podmínka pro ohyb:
σ OMax :=
Momax
Wo
σ OMax ≤ σ DO
σ OMax = 150 MPa
σ OMax ≤ σ DO
....................Pevnostní podmínka splněna.
Hřídel může být zatížena maximálním ohybovým momentem Momax = 1.841N ⋅ m
Maximální přípustná síla působící na hřídel ložisek:
S :=
π⋅d
τ DS := 100⋅ MPa
2
4
−5
S = 1.963 × 10
2
m
2
F :=
d ⋅ π ⋅ τ DS
2
3
F = 3.927 × 10 N
Pevnostní podmínka ve střihu:
τ S :=
τ S :=
F
2⋅ S
≤ τ DS
F
2⋅ S
τ S = 100 MPa
τ S ≤ τ DS ............................... Pevnostní podmínka splněna.
3
Hřídel může být zatížena maximální přípustnou silou F = 3.927 × 10 N
Odkazy:
Použitý servomotorek:
Hitec HSR-5995TG (Katalogový list, Leták výrobce).
Podklady pro vypracování:
Katedra řídící techniky FEL ČVUT.