基于薄壁圆环理论的机器人用柔性轴承变形特征快速求解

• Published in: 农业工程学报 Vol. 35; no. 3; pp. 60 - 66
• Main Authors: 王亚珍, 汪安明, 赵坤, 宋丽
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 上海大学机电工程与自动化学院,上海,201900%宁波慈兴轴承有限公司,宁波,315301 01.02.2019
• Subjects: 预变形; 机器人; 轴承; 薄壁圆环理论; 模型
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.03.008

TH133.33%TH113; 谐波减速器内部柔性轴承是机器人关节的重要传动部件,因在工作中会产生较大的预变形而与普通轴承不同,导致传统轴承理论不适用,所以建立新的研究方法对其各项性能进行分析非常必要.该文通过建立柔性轴承的理论计算模型,求解计算柔性轴承工作时内部应力与变形特征,具体步骤包括:1)建立变形协调方程,并通过莫尔积分定理求解方程,得到变形过程中柔性轴承外圈的弯曲力矩;2)根据薄壁圆环理论,求得外圈的变形特征与内圈弯曲力矩;3)建立三弯矩方程,计算外载荷作用下柔性轴承外圈所承受的最大弯曲力矩.最后,建立柔性轴承有限元仿真模型对比验证理论模型,两者最大误差为7％,其中理论求解时间为5～8 min,有限元计算需4～5 h,通过理论模型可以快速求得柔性轴承内部变性特征与受力情况.计算结果表明,对于CSF-25-80型柔性轴承,外圈厚度设计在1.3～1.6 mm,宽度设计在9 mm左右,都可以有效改善外圈的应力状况.该研究可为对柔性轴承的设计和优化提供理论参考.