Проектирование рамы манипулятора с помощью современных САПР

Таблица 1 – Физические параметры рамы

Масса	1340.683 кг
Площадь	432198.055 мм^2
Объем	170570.302 мм^3
Центр тяжести	x = 960.000 мм
	y = 560.000 мм
	z = -416.320 мм

 

Таблица 2 – Силы и моменты в зависимостях

Имя зависимости	Сила реакции		Реактивный момент
	Величина	Компоненты (Fx,Fy,Fz)	Величина	Компоненты (Mx,My,Mz)
Зависимость фиксации:3	3563.596 Н	-1040.413 Н	20932.969 Н мм	7325.604 Н мм
		-132.306 Н		16821.149 Н мм
		3405.767 Н		10078.376 Н мм
Зависимость фиксации:1	3552.187 Н	-1048.441 Н	20726.804 Н мм	-7386.089 Н мм
		132.833 Н		16577.846 Н мм
		3391.336 Н		-10011.049 Н мм
Зависимость фиксации:2	3545.536 Н	1047.534 Н	19817.152 Н мм	-7076.748 Н мм
		131.721 Н		-15565.635 Н мм
		3384.693 Н		10017.493 Н мм
Зависимость фиксации:4	3529.971 Н	1041.320 Н	20241.290 Н мм	7121.225 Н мм
		-132.248 Н		-16043.250 Н мм
		3370.290 Н		-10080.283 Н мм

 

Таблица 3 – Сводка статического результата

Имя		Минимальная	Максимальная
Смещение		0.000 мм	0.003 мм
Силы	Fx	-1041.320 Н	1047.534 Н
	Fy	-260.843 Н	1048.441 Н
	Fz	-4.301 Н	3405.767 Н
Окончание таблицы 6
Моменты	Mx	-61035.827 Н мм	112195.707 Н мм
	My	-111706.824 Н мм	134751.196 Н мм
	Mz	-16671.472 Н мм	18608.528 Н мм
Нормальные напряжения	Smax	-0.500 MПа	0.358 MПа
	Smin	-0.870 MПа	-0.012 MПа
	Smax(Mx)	0.000 MПа	0.301 MПа
	Smin(Mx)	-0.301 MПа	-0.000 MПа
	Smax(My)	0.000 MПа	0.362 MПа
	Smin(My)	-0.362 MПа	-0.000 MПа
	Saxial	-0.564 MПа	0.001 MПа
Напряжения сдвига	Tx	-0.382 MПа	0.380 MПа
	Ty	-0.382 MПа	0.095 MПа
Напряжения при кручении	T	-0.546 MПа	0.489 MПа

 

 

Рисунок 2 – Диаграмма перемещений в узлах рамы манипулятора

Можно сделать вывод, проанализировав расчеты, что конструкция рамы крепления манипулятора, соответствует  прочностным и деформационным показателям.

 

3.Расчет отдельных элементов рамы манипулятора с помощью Solid Works 2013

 

Составив расчетную схему  для несущей балки в SolidWorks, мы с помощью данного САПРа, определили максимальные усилия возникающие в балке (рисунок 10), а также максимальные и минимальные перемещения (рисунок 11) и определили коэффициент запаса прочности (рисунок12).    

 

Рисунок 3 – Диаграмма возникающих усилий в балке

 

 

 

Рисунок4 – Диаграмма возникающих перемещений в балке

 

 

Рисунок 5 – Диаграмма показывающая участки с максимальным и минимальным запасом прочности

 

4.Сравнение результатов

На мой взгляд, оптимальная величина по которой можно сравнить результаты выданные двумя программами – это коэффициент запаса прочности, поскольку это основная величина, которая характеризует надежность конструкции.

SolidWorks 2013 показал, что запас прочности составляет 1,18

Autodesc Inventor 2012 показал, что запас прочности этой же рамы составляет 1,2

Составив пропорцию, мы узнаем на сколько процентов различаются результаты:

 

Можно сделать вывод, что результаты отличаются не значительно, а следовательно обе программы можно использовать при проектировании и расчете в машиностроении.

 

Заключение

Для успешного функционирования и конкурентоспособности промышленных предприятий в современных условиях абсолютно необходимы передовые информационные технологий. Они позволяют не только решать широкий круг задач в сфере автоматизации финансово-хозяйственной и управленческой деятельности, но и осуществлять комплексную автоматизацию основных технологических и производственных бизнес-процессов.

Потребности современного производства диктуют необходимость глобального использования информационных компьютерных технологий на всех этапах жизненного цикла изделия: от предпроектных исследований до утилизации изделия. Основу информационных технологий в проектировании и производстве сложных объектов и изделий составляют сегодня полномасштабные полнофункциональные промышленные САПР (CAD/CAM/CAE - системы).

 

Список литературы

1. Гнеденко В.Г., Гуленков В.Ю., Дукарский С.М. Номенклатура, назначение и обозначение классификаторов технико-экономической информации, используемых на предприятии/ Гнеденко В.Г., Гуленков В.Ю. – Москва: Совинстандарт, 1991. - 41 стр.

2. Дукарский С.М., Иноземцев В.Ф., Шляпников В.И., Автоматизированная система конструкторско-технологической классификации продукции машиностроения и приборостроения/ Дукарский С.М., Иноземцев В.Ф. – Москва: Классификаторы и документы. 1991. №1. С. 11-20.

3. Дукарский С.М., Рубин Г.Я. Автоматизированная система классификации технологической документации/ Дукарский С.М., Рубин Г.Я. – Москва :Классификаторы и документы. 1993. №3. С. 1-16.

4. Дукарский С.М., Иноземцев В.Ф., Рубин Г.Я., Автоматизированная система группирования изделий машиностроения/ Дукарский С.М., Иноземцев В.Ф. – Москва: Классификаторы и документы. 1994. №1. С. 5-9.