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题名薄壁四点接触球轴承-腕部关节系统接触动力学分析
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作者
赵宝旭
姚廷强
钱建伟
赵德春
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机构
昆明理工大学机电工程学院
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出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2024年第5期870-877,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(12162016)。
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文摘
在机器人实际工况中,针对含有薄壁四点接触球轴承的机器人腕部关节系统的运动稳定性问题,对腕部系统模型进行了简化设计和仿真研究。在考虑薄壁结构的弹性变形和动态接触作用耦合影响的基础上,建立了刚柔耦合工业机器人腕部关节系统模型,分析了不同受载工况和正反转驱动下的变形规律和动态特性。首先,基于多体动力学和Hertz接触理论,设计了包含薄壁四点接触球轴承和中空轴及基座的腕部关节系统刚柔耦合接触动力学仿真模型;然后,考虑薄壁中空轴、基座、轴承套圈和保持架的结构弹性变形、钢球和套圈滚道、保持架的动态接触作用,研究了机器人腕部关节系统两种实际工况对保持架和钢球角速度、保持架和薄壁基座振动位移、钢球与套圈的动态接触力的影响;最后,计算分析了两种工况下腕部关节系统的动态载荷规律和振动响应特性。研究结果表明:在相对较大的径向载荷作用下,保持架和钢球会出现打滑现象,速度呈现周期波动,保持架和基座具有更好的运动稳定性,其薄壁轴承内部载荷降低,主副接触对均承担联合载荷,轴承内部载荷稳定性也更好。该仿真模型及结果可以为薄壁腕部关节系统的动力学分析与设计提供参考。
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关键词
刚柔耦合工业机器人
腕部关节系统模型
薄壁四点接触球轴承
结构弹性变形
振动特性
动态接触
薄壁中空轴-球轴承-基座的刚柔耦合多体接触动力学模型
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Keywords
rigid-flexible coupling industrial robot
wrist joint system model
thin-walled four-point contact ball bearings
structural elastic deformation
vibration characteristics
dynamic contact
rigid-flexible coupling multi-body contact dynamic model of thin-walled hollow shaft-ball bearing-base
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分类号
TH133.3
[机械工程—机械制造及自动化]
TP242.2
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH113
[机械工程—机械设计及理论]
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题名滑动效应对球轴承滚动体缺陷频率影响的研究
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作者
侯新玉
范君
马俊杰
付献斌
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机构
唐山海运职业学院机电工程学院
河北环境工程学院信息工程系
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出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2024年第2期271-279,共9页
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基金
河北省自然科学基金资助项目(E2022415005)。
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文摘
在弹流润滑作用下,球轴承滑动效应引起的滚动体缺陷频率低于理论值,不利于对球轴承进行故障诊断,为此,建立了一种考虑弹流润滑作用下球轴承滑动效应的轴承动力学模型,研究了球轴承滑动效应对滚动体缺陷频率的影响。首先,基于轴承动力学理论和弹流润滑理论,分析了球轴承内各部件间的等效刚度与等效阻尼;然后,根据部件间受力关系,建立了考虑滑动效应的含滚动缺陷故障轴承动力学模型;最后,分析了弹流润滑作用下轴承滚动体与轴承内外圈间的滑动效应,获取了滑动效应对滚动体缺陷频率的影响,并通过试验对模型的正确性进行了验证。研究结果表明:由于球轴承滑动效应的存在,滚动体缺陷频率约为理论值的93.6%;通过增大载荷可抑制滑动效应对滚动体缺陷频率的影响,滚动体缺陷频率约为理论值的96.3%,但由于滑动效应始终存在,滚动体缺陷频率始终低于理论值。该研究结果为弹流润滑作用下球轴承的打滑抑制与故障诊断提供了参考依据,丰富了轴承故障动力学建模理论。
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关键词
深沟球轴承
轴承故障诊断
球轴承动力学模型
弹流润滑理论
滑动效应
滚动体缺陷频率
故障激励
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Keywords
deep groove ball bearing
bearing fault diagnosis
ball bearing dynamic model
elastohydrodynamic lubrication theory
sliding effect
rolling element defect frequency
fault excitation
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分类号
TH133.3
[机械工程—机械制造及自动化]
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