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薄壁四點(diǎn)接觸球軸承-腕部關(guān)節系統接觸動(dòng)力學(xué)分析

作者：趙寶旭,姚廷強,錢(qián)建偉,等. 日期：2024-05-24/span> 瀏覽：205 查看PDF文檔

薄壁四點(diǎn)接觸球軸承腕部關(guān)節系統接觸動(dòng)力學(xué)分析*
趙寶旭,姚廷強*,錢(qián)建偉,趙德春

(昆明理工大學(xué) 機電工程學(xué)院,云南 昆明 650500)


摘要:在機器人實(shí)際工況中,針對含有薄壁四點(diǎn)接觸球軸承的機器人腕部關(guān)節系統的運動(dòng)穩定性問(wèn)題,對腕部系統模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化設計和仿真研究。在考慮薄壁結構的彈性變形和動(dòng)態(tài)接觸作用耦合影響的基礎上,建立了剛柔耦合工業(yè)機器人腕部關(guān)節系統模型,分析了不同受載工況和正反轉驅動(dòng)下的變形規律和動(dòng)態(tài)特性。首先,基于多體動(dòng)力學(xué)和Hertz接觸理論,設計了包含薄壁四點(diǎn)接觸球軸承和中空軸及基座的腕部關(guān)節系統剛柔耦合接觸動(dòng)力學(xué)仿真模型;然后,考慮薄壁中空軸、基座、軸承套圈和保持架的結構彈性變形、鋼球和套圈滾道、保持架的動(dòng)態(tài)接觸作用,研究了機器人腕部關(guān)節系統兩種實(shí)際工況對保持架和鋼球角速度、保持架和薄壁基座振動(dòng)位移、鋼球與套圈的動(dòng)態(tài)接觸力的影響;最后,計算分析了兩種工況下腕部關(guān)節系統的動(dòng)態(tài)載荷規律和振動(dòng)響應特性。研究結果表明:在相對較大的徑向載荷作用下,保持架和鋼球會(huì )出現打滑現象,速度呈現周期波動(dòng),保持架和基座具有更好的運動(dòng)穩定性,其薄壁軸承內部載荷降低,主副接觸對均承擔聯(lián)合載荷,軸承內部載荷穩定性也更好。該仿真模型及結果可以為薄壁腕部關(guān)節系統的動(dòng)力學(xué)分析與設計提供參考。

關(guān)鍵詞:剛柔耦合工業(yè)機器人;腕部關(guān)節系統模型;薄壁四點(diǎn)接觸球軸承;結構彈性變形;振動(dòng)特性;動(dòng)態(tài)接觸;薄壁中空軸球軸承基座的剛柔耦合多體接觸動(dòng)力學(xué)模型

中圖分類(lèi)號:TH133.3;TP242.2;TH113文獻標識碼:A文章編號:1001-4551(2024)05-0870-08

本文引用格式:

趙寶旭,姚廷強,錢(qián)建偉,等.薄壁四點(diǎn)接觸球軸承-腕部關(guān)節系統接觸動(dòng)力學(xué)分析［J］.機電工程,2024,41(5):870-877.

ZHAO Baoxu, YAO Tingqiang, QIAN Jianwei, et al. Thin-walled four-point contact ball bearing-wrist joint system contact dynamics analysis［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,41(5):870-877.