基于正交试验法的薄壁角接触球轴承优化设计

对于机器人用薄壁角接触球轴承而言，在满足其一定寿命的基础上，接触刚度是轴承第一性能指标，轻量化是其另外一个重要指标，为此，以某机器人用薄壁角接触球轴承为对象，对其结构参数进行了多目标优化设计。首先，根据轴承的实际工况要求，建立了以内圈沟道曲率半径系数、外圈沟道曲率半径系数、滚珠直径、节圆直径和滚珠数为影响因素，以接触刚度、接触疲劳寿命和质量为目标函数的薄壁角接触球轴承优化数学模型，并采用数值模拟计算方法，得到了每个因素不同水平值所对应的目标值；然后，基于正交试验法对轴承结构参数进行了多目标优化设计；最后，通过极差分析和综合平衡分析法确定了轴承的最优结构参数。研究结果表明：针对一定寿命条件、较高刚度和轻量化的设计要求，采用正交试验法对轴承进行多目标优化设计是一种高效可行的方法，可对其他类型轴承的优化设计提供有价值的参考。