成果介紹
(1)機器人用薄壁軸承的接觸特性研究
基于有限元分析軟件,建立機器人用薄壁角接觸球軸承\交叉滾子軸承\深溝球軸承的三維有限元分析模型,分析不同載荷條件下軸承內部接觸區域的接觸應力、接觸角、接觸應力的變化規律,為機器人用薄壁軸承的性能分析及結構優化提供理論依據;
(2)機器人用薄壁軸承變工況下的動態特性研究
利用ADMAS軟件仿真出對軸承運轉過程中,各部件的質心位移響應曲線,如保持架的質心軌跡、滾動體質心位移等;利用LS-DYNA對軸承運轉過程中各個部件之間碰撞進行較為準確的仿真模擬。
(3)柔性支承條件下的滾動軸承優化設計研究
建立了機器人用薄壁交叉圓柱滾子軸承、薄壁角接觸球軸承的動態軸系仿真模型,實現套圈柔性化下的邊界條件的施加,完成了軸承在不同工況的速度、位移、加速度、摩擦力矩、等效應力的分析,對比了剛性化與柔性化軸承模型中兩接觸對應力分布,滾動體與滾道的局部接觸變形量以及套圈彎曲變形對軸承載荷分布及變形的影響,以額定動載荷和剛度進行雙目標的優化設計,利用VC6.0軟件編寫機器人薄壁軸承的計算機優化設計程序。
(4)機器人用薄壁軸承性能試驗研究
利用自行研制的機器人軸承靜態剛度測量試驗機(圖1)、薄壁柔性支承軸承動態性能試驗機(圖2)進行了機器人軸承試驗技術研究——在不同載荷、轉速條件下完成角接觸軸承的振動、溫升、變形等的測量,通過試驗數據處理驗證仿真分析的結果,為下一步制定軸承成品的試驗規范及標準提供理論依據。
成果應用案例介紹
技術先進性
突破現有軸承設計的套圈剛性結構假設,考慮軸承套圈的結構彈性變形,考慮支承結構彈性對軸承特性的影響,利用有限元技術,研究和完善軸承內部變形、接觸特性分析模型、軸承配合的接觸彈性變形分析模型,獲得軸承內部承載區域的接觸特性的變化規律,從而指導機器人軸承的設計及應用。
應用領域
工業機器人軸承制造企業及工業機器人減速器生產企業。
專利專有技術等
項目已申請專利4項:發明專利2項,實用新型專利2項;國內核心期刊發表論文6篇;自行研制具有自主知識產權的機器人軸承靜態剛度測量試驗機、薄壁柔性支承機器人軸承動態性能試驗機各一臺。