機(jī)器人用薄壁角接觸球軸承試驗(yàn)研究及仿真分析.pdf

1、機(jī)器人用薄壁角接觸球軸承是機(jī)器人 RV減速器中的主軸承，屬于超精密軸承范疇。其性能對(duì)機(jī)器人的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、重復(fù)定位精度、動(dòng)作精確度和工作可靠性等關(guān)鍵指標(biāo)均有著十分重要的影響。本文以 RV減速器的主軸承 ZR76/82C為研究對(duì)象，在自主研發(fā)的軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置和專門設(shè)計(jì)的GM-DXJ-12-1軸承動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)機(jī)上分別進(jìn)行了機(jī)器人用薄壁角接觸球軸承的靜態(tài)試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，并基于 ADAMS和 LS-DYNA對(duì)該類軸承建立了剛性體和彈性體仿真模型

2、，進(jìn)行了相關(guān)的動(dòng)力學(xué)研究。主要研究工作如下：
　　設(shè)計(jì)了一臺(tái)軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置，可實(shí)現(xiàn)在軸向和傾覆力矩加載下，對(duì)多類型、多尺寸規(guī)格的軸承軸向位移與徑向位移變化的測(cè)量。用以驗(yàn)證軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置的使用性能以及測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可靠性，探究機(jī)器人用薄壁角接觸球軸承在不同傾覆力矩下對(duì)軸承軸向變形的影響。
　　采用型號(hào)GM-DXJ-12-1軸承動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)機(jī)，測(cè)試了機(jī)器人用薄壁角接觸球軸承 ZR76/82C在不同轉(zhuǎn)速、軸向載荷和徑向載荷作

3、用下的振動(dòng)情況。對(duì)4套機(jī)器人用薄壁軸承進(jìn)行精度壽命試驗(yàn)，制定出軸承運(yùn)轉(zhuǎn)三個(gè)階段，并制定出軸承的精度失效的判據(jù)。對(duì)軸承的失效指標(biāo)參數(shù)情況進(jìn)行了宏觀和微觀的分析，主要包括失效軸承的手感測(cè)試、油脂分析、洛氏硬度分析、接觸角分析、掃描電鏡分析（SEM）及能譜分析（EDS）。
　　對(duì)機(jī)器人用薄壁角接觸球軸承的振動(dòng)特性及動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了軟件仿真，利用軟件分析了該軸承的振動(dòng)特性、運(yùn)動(dòng)學(xué)特性、動(dòng)力學(xué)特性。采用 Workbench對(duì)機(jī)器人用薄壁軸承中

4、較薄的內(nèi)、外圈及較易損壞的保持架進(jìn)行了模態(tài)分析。采用ADAMS建立了軸承剛體模型，從運(yùn)動(dòng)過程的質(zhì)心位移、角速度、保持架質(zhì)心軌跡三個(gè)角度，分析了軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的穩(wěn)定性；將柔性化后的軸承外圈和保持架替換多剛體軸承的相應(yīng)部件，比較了剛體模型和剛?cè)崮Ｐ偷谋３旨苜|(zhì)心軌跡差別?；?LS-DYNA建立機(jī)器人用薄壁角接觸球軸承的有限元模型，考慮運(yùn)轉(zhuǎn)過程中碰撞、摩擦及相關(guān)的接觸問題，以及實(shí)際工況的邊界和載荷條件，分析了軸承鋼球組運(yùn)轉(zhuǎn)中的速度場(chǎng)情況、軸承