谐波减速器加速寿命试验方法研究

目前,工程中亟需一种谐波减速器加速寿命试验方法来替代全寿命试验,以减少试验周期和成本。基于加速寿命试验原理,提出了一种基于谐波减速器失效特性的恒定应力加速寿命试验方案,以谐波减速器最易发生失效的柔轮为对象,给出了确定失效判定、加速应力、加速系数、加速模型的方法。在小样本试验数据处理中,通过采用极大似然法和马尔科夫蒙特卡洛法得到了更为准确的威布尔分布参数估计。样机的实验结果表明该方案能有效描述谐波减速器的寿命,其基本额定寿命的可靠度评价标准比中位寿命的评价标准高出62%,有效地评估了谐波减速器的寿命指标,研究结果具有一定的工程应用价值。     

RV减速器摆线轮轴承的受力分析与寿命校核

以RV减速器为研究对象,对RV减速器的传动转矩、曲柄轴、输出轴、摆线轮进行受力分析,确定摆线轮与针轮啮合的齿数,并对修形齿形摆线轮与针轮啮合时各齿的接触变形量及啮合作用力进行计算。对RV减速器摆线轮轴承的承载能力进行计算与分析,得到圆锥滚子轴承和保持架组件的径向载荷。根据圆锥滚子轴承的外载条件,应用Romax Designer软件对圆锥滚子轴承进行内部载荷分析与寿命校核,进而全面掌握摆线轮轴承在RV减速器中的承载能力和工作性能。研究结果表明,摆线轮轴承的载荷工况及可靠性对RV减速器的传动性能有重要影响。通过对RV减速器传动系统的载荷进行计算与分析,可以得到摆线轮轴承的内部载荷、接触应力、寿命,能够有效指导摆线轮轴承的设计。     

RV减速器工作频率理论计算与ADAMS仿真

根据RV减速器的传动原理和工作方式,基于行星齿轮传动比计算的转化机构法和轴承滚动体纯滚动假设,导出了RV减速器各工作频率的通用理论计算公式;并以RV-40E减速器为例,采用ADAMS软件进行仿真验算。结果表明,理论公式计算值与仿真值的最大误差为4.19%;曲拐轴承滚动体自转转速较高,增大曲拐轴承滚动体直径,可有效降低其自转转速,有利于提高寿命。研究结果为RV减速器各传动零件和滚动轴承部件旋转频率的计算提供了一种通用、快捷和有效的计算方法。     

机器人减速器疲劳寿命测试装置开发与研究

针对机器人减速器疲劳寿命测试需求,在机器人减速器疲劳寿命测试方法的基础上研制了机器人减速器疲劳寿命测试装置,对测试装置关键件进行了分析,并进行了试验验证。相比已有连续回转工作模式的测试装置,此测试装置采用往复摆动的惯性负载构件加载,可以模拟机器人减速器实际使用的运动方式,能高效、准确地进行加速疲劳寿命试验,并且测试精度高、成本低。     

自润滑向心关节轴承磨损寿命模型

以摩擦副为钢/PTFE编织物的自润滑向心关节轴承为研究对象,从磨损机理出发,基于组合磨损理论和稳定磨损中线磨损率保持不变的特征,通过对复合摆动条件下向心关节轴承的运动分析、接触和速度分析、受力分析、磨损量分析,进而推导出新的解析式寿命模型,可分别计算旋转摆动、倾斜摆动以及复合摆动三种摆动方式下的自润滑向心关节轴承磨损寿命,并提出其计算方法。通过算例计算,得出不同工况三种摆动方式下自润滑向心关节轴承磨损寿命比,与已有理论计算结果和试验结果相近,尤其在复合摆动工况下与已有理论计算值相差更小,相对误差小于6%。新建模型为向心关节轴承提供了一种新的寿命计算方法,可以弥补现有寿命计算公式大多仅考虑旋转摆动工况的不足。     

气缸加速寿命试验方法的研究

介绍了加速寿命试验的理论基础。对H公司生产的A系列气缸进行了故障机理分析，确定出了加速应力和故障模型，给出了加速试验谱和试验条件的设计原则以及故障判断基准的确定与检测，最后设计出了气缸加速寿命试验的实施方案，并通过对具体试验数据的分析及参数估计验证了该方案的可行性。     

基于主轴承寿命和RV减速器角刚度的主轴承预紧力优化

本研究首先对RV减速器主轴承的受力进行了比较全面的分析;然后借助于SKF仿真软件SimPro Expert,对主轴承寿命和RV减速器角刚度进行了计算;最后,以主轴承的寿命和RV减速器角刚度为优化目标,对主轴承的预紧力进行了优化。     

基于Adams对机器人减速器加速疲劳测试负载转矩的研究

精度和疲劳寿命是制约国产机器人减速器发展的重要因素，为了提高国产机器人减速器疲劳寿命测试的效率，选取合适的负载转矩进行加速寿命试验至关重要。为此，根据某种机器人减速器在工业机器人上工作的真实工况，经过计算与仿真，得到机器人减速器不失效情况下的最大负载转矩；以此为依据，完成了加速寿命试验。首先，利用SolidWorks软件搭建计算模型，计算最大静态转矩，初步选择合适的负载质量；然后，利用Adams软件模拟疲劳测试负载的摆动，得出负载转矩图象，根据最大静态转矩和最大动态转矩进行负载质量和转动加减速时间的调整，将二者组合设计正交试验，得出能够最高效率完成加速疲劳测试的负载质量和转动加减速时间，并通过试验验证了仿真计算的正确性。结果表明，负载静态转矩对于测试时间影响较大；机器人减速器在选取合适的负载质量和转动加减速时间后，测试时间明显缩短，提高了机器人减速器的测试效率。研究为机器人减速器的加速寿命试验提供了理论基础。     

机器人用RV减速器模态分析与试验

以机器人用RV250AII型减速器为研究对象,采用理论模态分析与模态试验相结合的方法对RV减速器进行动态特性研究,首先基于ANSYS建立RV减速器的力学模型并进行理论模态计算,得到RV减速器整机及其摆线轮、行星架的固有频率和相应振型,利用参考点响应数据对RV减速器进行试验模态参数识别,得到了真实环境中整机及摆线轮、行星架的固有频率和相应振型,理论模态参数与试验模态参数的偏差率小于8%。研究表明:用模态分析法可正确地得到RV减速器的动态特性数据,为提高RV减速器的寿命及进一步的动力学特性研究提供了理论依据。     

风力发电机主轴轴承加速寿命试验研究

主轴轴承是风电机组核心零部件之一，为保障机组可靠运行，防止轴承发生早期失效，在机组正式投入使用前，需要通过轴承加速寿命试验进行验证。以典型风电机组载荷为研究对象，分析了轮毂中心各方向载荷特征和分布规律，提出一种将工况载荷简化为试验载荷的等效方法。另外，虽然加速寿命试验可以通过提高试验载荷来缩短试验时间，但载荷超过一定限值会导致轴承发生塑形变形，影响试验结果判定，因此，基于轴承应力和载荷当量计算公式，通过逆向推导方式，完成轴承加速寿命试验过程中载荷限定条件的推导，并通过加速寿命试验对上述方法的有效性进行实际验证。     

PE挤出机减速器轴承承载分析及寿命计算

以PE装置挤出机减速器输入轴轴承为研究对象,并根据轴承实际承载情况,计算了滚子的最大载荷。在考虑输入轴载荷及转速等对疲劳寿命影响因素的同时,运用Lundberg-Palmgren寿命理论对该轴承的寿命进行了计算。结果表明,PE挤出机减速器输入轴双列调心滚子轴承寿命与实际相符。     

驱动桥主减速器工况载荷下寿命预估

针对机械产品寿命长价格昂贵,对这些机械产品做寿命试验十分困难。根据疲劳损伤累计原理,把实验的载荷、疲劳和实测工况的载荷、疲劳的关系建立起来,按照驱动桥主减速器的加速寿命试验推算出驱动桥主减速器在真实工况下的寿命。     

新型机器人用RV减速器测试平台的设计与试验分析

以机器人用RV减速器为研究对象,针对影响其主要精度和性能的项目指标,结合其结构特点,分析并设计新型机器人用RV减速器测试平台及相应的Pl C数据采集及控制系统。通过结构设计、理论分析和试验验证的方法,研究了测试平台的精度和测试效果。结果表明:该测试平台能够满足多型号RV减速器多项主要性能参数的测试要求,提高测试效率,降低测试成本;实际对比测试结果显示部分国产RV减速器在扭转刚度、回差和角度传递误差等方面均不及进口减速器水平;对比测试的结果与理论值接近,测试方法正确,可为其他类型机器人用精密减速器的测试提供参考和依据。     

基于传动性能退化数据的RV减速器可靠性评估

针对RV减速器的可靠性评估需求,进行了RV减速器的传动性能退化试验,利用试验获取的传动精度退化数据对其性能退化模型进行拟合优选,确定了RV减速器最优性能退化模型,并对RV减速器伪失效寿命进行评估;基于伪失效寿命数据,运用最大似然估计法建立了基于三参数威布尔分布的RV减速器失效概率分布模型,并对其可靠性进行评估。结果表明,线性退化模型与原始数据的相关系数最高,RV减速器最优精度退化模型为线性退化模型;利用拟合得到的可靠度函数,可以计算RV减速器在设定失效阈值下的平均无故障时间,实现RV减速器的可靠性评估。     

RV减速器参数化建模与模态分析

根据摆线针轮行星传动啮合理论,建立了考虑修形的摆线轮齿廓通用方程,提出了一种基于ANSYS参数化设计语言APDL、采用弹簧阻尼单元模拟轴承结合面的RV减速器参数化建模与模态分析方法,得到了RV-40E减速器的前4阶固有频率与振动模态,并通过模态试验加以验证,模态试验结果与理论计算的最大误差为14.7%。提出的参数化建模与有限元分析方法,具有重复建模工作量小、分析效率高、与模态试验结果吻合较好等优点,对影响RV减速器动态特性的因素及规律研究,具有重要的参考价值。     

RV减速器试验装置研制及测试分析

研制一台RV减速器试验装置,可以对RV减速器进行机械传动性能的测试,亦可对RV减速器进行故障诊断与监测和疲劳寿命试验。试验装置由机械系统、测控系统和软件系统组成,自动化测量机械传动性能参数和获取故障信号。利用本试验装置对国产SHPR-20E型RV减速器进行了传动效率、传动误差和回差试验,测量效率高、结果准确。验证了本试验台可以快速准确地测量RV减速器的相关性能,以期分析优化和提升RV减速器的整机性能。     

含裂纹大摆锤减速器行星齿轮的疲劳寿命分析

针对大型游乐设施大摆锤的减速器齿轮疲劳破坏情况,研究了在无损情况以及含裂纹情况下,大摆锤减速器非均布行星齿轮的疲劳寿命。建立了正常及含不同裂纹的行星齿轮轮系模型,根据断裂力学理论分析了裂纹应力强度因子和齿轮疲劳寿命的关系,联合利用有限元分析软件ANSYS Workbench和疲劳分析软件nCode DesignLife分析轮齿的应力变化情况和疲劳寿命情况,验证设计是否满足机械设计要求,得到裂纹对减速器疲劳寿命的影响。分析的结果可应用于减速器的结构优化、制造及其运行检测领域。     

小样本加速寿命试验设计与评估方法

针对工程上加速寿命试验仍然存在时间长、试样多的问题,提出一种小样本加速寿命试验设计与评估方法。该方法只需在两个加速应力水平下进行加速寿命试验,即可对产品在正常使用应力水平下高置信度、高可靠度的可靠寿命进行评估。文中首先利用工程上常用的线性加速模型（如阿伦尼斯模型、逆幂律模型和指数模型等）建立了正常使用应力水平下可靠寿命的单侧置信下限与两个加速应力水平下的可靠寿命置信限之间的数学关系式,给出了正常使用应力水平下高置信度、高可靠度的可靠寿命单侧置信下限评估方法。然后分别对指数分布、两参数Weibull分布和对数正态分布的定数截尾加速寿命试验情况进行了详细讨论,给出了相应的正常使用应力水平下高置信度、高可靠度的可靠寿命单侧置信下限计算公式。该方法计算简单,而且对完全数据、不完全数据以及各种分布均适用。大量工程算例和Monte Carlo模拟验证表明,与需要在多个加速应力水平下进行寿命试验的传统方法相比,本文方法不但可以节省大量试样和试验时间,而且理论上更加严谨,精度更高。     

RV减速器回差分析与实验测试研究

以自制的高精度RV减速器为研究对象,针对传动原理与结构特点,采用灵敏度指数分析,对RV减速器参数进行优化设计,得出了理论减速器的几何回差的理论值,通过实验验证了该方法的有效性。研究结果理论几何回差值计算为0.397'~0.859',而实验测试回差值为0.93'。通过实验验证测试结果与理论计算结果对比分析验证,该自制的RV减速器回差满足减速器的使用要求。该研究为RV减速器的研发提供了理论依据。     

关节轴承寿命试验机在线磨损量检测综合误差建模

为了提升关节轴承寿命试验机在线磨损量检测的精度,以自制的关节轴承寿命试验机为研究对象,对寿命试验机磨损量检测系统进行了分析和建模。介绍了关节轴承磨损量在线检测原理,分析了影响磨损量检测精度的误差因素。然后以多体系统运动学理论为基础,建立了关节轴承寿命试验机磨损量检测系统综合误差模型。通过实验检测得到磨损量检测系统由于载荷变化而产生的磨损量检测误差(简称载荷误差),并依据上述实验参数,采用有限元仿真的方法对载荷误差实验工况下的综合误差模型进行了验证。实验与计算结果表明,实验值与计算值最大相差0.028mm,除基准值外两者最小误差为0.012mm。计算值与实验值较为接近,验证了此工况条件下多体综合误差模型的正确性。