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        機器人諧波減速器柔性球軸承

        發布時間:2019-03-28瀏覽次數:920

          柔性軸承不同于普通軸承,它的外環很薄,容易產生徑向變形,在未裝入凸輪之前環是圓形的,裝上之后為橢圓形。


          隨著高性能控制系統的發展,對機械傳動動態性能提出了日趨嚴格的要求。因而對機械傳動的動力學行為進行完整分析和研究已成為當今機械動力學領域內的一個熱門課題諧波傳動以其獨特的傳動機理,和由此而帶來的一系列優點,在高技術領域內的應用占有特殊的地位。但由于諧波傳動中柔性元件的存在而導致的在動力學研究帶來的困難,使得國內外在這方面的研究涉足甚少,其中對作為波發生器主要元件的柔性滾動軸承的動力學研究基本上處于空白,這就嚴重地影響了諧波傳動動態性能研究的進展。因此對柔性滾動軸承進行較全面的動力學分析,研究它對系統性能的影響,具有較大的理論意義和應用價值。


          諧波傳動變速器包括三個基本構件:波發生器、柔輪、剛輪及柔性軸承。其中柔性軸承是核心部件,變速器通過軸承的彈性變形達到高減速比的性能要求。


          柔性軸承在工作中,內圈安裝在橢圓形的凸輪上,工作中承受循環應力載荷,外圈安裝在柔輪上,工作中隨凸輪的轉動而發生彈性變形,不僅承受循環應力載荷,而且承受交變應力載荷。


          這些特點對軸承內圈和外圈以及保持架的設計和制造提出了極高的要求,國外也僅有日本、美國等少數國家可以生產。河北精密柔性軸承有限公司諧波傳動變速器用柔性軸承的設計制造水平,已完全達到國際先進水平。柔性軸承的設計已形成一套完整的理論體系,產品的制造工藝日趨完善、成熟,產品質量日趨穩定。3E系列諧波傳動減速器專用柔性軸承質量可靠性能穩定,已成功應用于"神舟"、系列飛船的諧波傳動驅動裝置中,為我國的載人航天事業作出了貢獻。


          由于柔性滾動軸承的內圈與波發生器的剛性凸輪緊套在一起。故可視為剛性的橢圓環;滾動體(一般為球)則為通過彈簧與內外圈相連接的具有集中質量的質點;而外圈為一彈性薄壁環,其原始曲線為柔輪原始曲線的內等距曲線。


          柔性軸承是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運動和動力,柔性軸承一般應用于諧波減速器中,諧波減速器包括三個基本構件:波發生器、剛輪、柔輪,波發生器由柔性軸承、凸輪及其他構件組成,其中柔性軸承是核心部件,減速器通過柔性軸承的彈性變形來達到高減速比的性能要求。目前,諧波減速器中波發生器是通過柔性軸承內圈與橢圓形凸輪過盈配合、柔輪內壁與柔性軸承外圈壓緊的方式來迫使柔輪按照相應變形方式來實現運動的傳遞。


          但是,現有的這種結構存在以下缺陷:由于凸輪在諧波減速器實際使用過程中軸向是固定的,如圖1所示,當其旋轉時,實線部分示出了凸輪長軸作用下柔輪1和柔性軸承2外圈的變形情況,虛線部分示出了凸輪短軸作用下柔輪1和柔性軸承2外圈的變形情況,可以看出,柔性軸承2外圈端面與柔輪1端面二者間在凸輪長軸作用時產生的軸向距離L小于在凸輪短軸作用時產生的軸向距離l。也即,凸輪旋轉時,通過其長、短軸迫使柔性軸承2和柔輪1發生變形,并導致了柔性軸承2的外圈在柔輪1中的位置產生軸向移動,而柔性軸承2的外圈與柔輪1的相對位移使得軸承外圈與柔輪產生摩擦,由此會帶來能量的損失,減小整個諧波減速器的傳動效率。


          齒輪系統的動力學行為包括輪齒動態嚙合力和動載系數,以及齒輪系統的振動和噪聲特性等。隨著齒輪傳動日益向高速重載的方向發展,齒輪傳動的動態特性研究已成為當前齒輪研究的主要課題,人們對系統動力學分析有了更高的要求,提出了柔性多體動力學問題,即同時考慮結構本身的彈性變形與系統的宏觀剛體運動。


          齒輪傳動是應用最為廣泛的一種傳動形式,是典型的系統動力學問題。多剛體系統的建模理論已經相當成熟,而在多柔體系統建模方面,盡管國內外許多學者做了大量的研究,但仍有一些問題未能得到有效解決。嚴格來說,實際工程問題大多屬于柔性多體動力學問題,系統既存在構件大范圍的剛體運動,又存在彈性變形,但為使問題易于求解,以往的多體動力學分析往往將其簡化為多剛體動力學問題來處理。


        常用機器人諧波減速機柔性軸承:

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