機(jī)器人用薄壁角接觸球軸承接觸特性研究.pdf

1、工業(yè)機(jī)器人作為先進(jìn)制造業(yè)中不可替代的重要裝備，是衡量制造業(yè)水平和科技含量的重要指標(biāo)之一。機(jī)器人用薄壁角接觸球軸承作為機(jī)器人的核心零部件，必須滿足機(jī)器人對其性能的要求：壁薄、承載能力高、精度高、摩擦力矩低、重量輕等。滾動軸承經(jīng)典理論都是以剛性套圈假設(shè)為前提，計(jì)算時(shí)不考慮套圈變形，但用于分析柔性套圈支承的薄壁軸承時(shí),誤差較大。本文以機(jī)器人用薄壁角接觸球軸ZR76/82C為研究對象，借助ABAQUS有限元仿真軟件在柔性約束下分析了其靜、動態(tài)接

2、觸特性并進(jìn)行了軸承的靜態(tài)接觸變形試驗(yàn)和動態(tài)性能試驗(yàn)，利用RomaxCLOUD云平臺對薄壁角接觸球軸承進(jìn)行了計(jì)及接觸剛度的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在RomaxDesigner系統(tǒng)建模分析軟件中研究了不同的支撐方式對軸承接觸特性的影響。該研究的結(jié)果可為薄壁軸承的分析計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸系設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。
　　建立薄壁角接觸球軸承 ZR76/82C的靜態(tài)有限元模型，分析在柔性約束下套圈的變形情況及壁厚對套圈變形的影響，并與剛性約束下的情況進(jìn)行了對比。

3、在課題組自主研發(fā)的軸承靜態(tài)試驗(yàn)裝置上進(jìn)行了該軸承的靜態(tài)接觸變形試驗(yàn)，完成了該軸承在軸向力下的軸向位移和徑向變形的測量，驗(yàn)證了有限元模型的正確性。
　　建立薄壁角接觸球軸承的動態(tài)有限元模型，利用分布耦合的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)套圈柔性化下的邊界條件的施加，完成了軸承在純軸向載荷及軸徑聯(lián)合載荷下不同工況的速度、位移、加速度、摩擦力矩、等效應(yīng)力的分析。采用軸承動態(tài)性能試驗(yàn)機(jī)，測試了軸承在不同工況下的振動、摩擦力矩指標(biāo)，對失效軸承利用激光共聚焦顯微鏡

4、進(jìn)行了失效分析。
　　借助 RomaxCLOUD云平臺對薄壁角接觸球軸承進(jìn)行計(jì)及接觸剛度的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出了薄壁角接觸球軸承的多目標(biāo)優(yōu)化方法，建立了以接觸剛度、接觸區(qū)最小油膜厚度、壽命最大為目標(biāo)的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。并對優(yōu)化后的軸承進(jìn)行了接觸剛度仿真分析，將RomaxCLOUD的計(jì)算結(jié)果與有限元解進(jìn)行了對比。
　　在 RomaxDesigner系統(tǒng)建模分析軟件中分別建立剛性套圈和柔性套圈軸承組件模型，對比分析了剛性模型和柔性模型在內(nèi)