1.一种机器人用RV减速器主轴承受力分析计算方法,其特征在于,包括以下过程:步骤1,对RV减速器进行内部受力分析;
步骤101,获得摆线轮与针轮的接触作用力,具体过程为:通过以下公式确定摆线轮与针轮的初始啮合侧隙:式中,K1′表示短幅系数; 表示啮合相位角;△rrp表示等距修形量;△rp表示移距修形量;
通过以下公式确定摆线轮在其啮合点公法线方向上的位移量:δi=liβi (3)式中,βi为摆线轮弹性变形转角;li表示第i个针齿啮合点的法线至摆线轮中心的距离,可由摆线轮修形后的短幅系数K1′求得,具体公式为:式中,rc′=A(Zp-1);a表示偏心距;Zp表示针轮齿数;
运用赫兹接触公式,得到各针齿接触变形与啮合作用力的函数关系式Wi=f(Fi),用数值曲线拟合法使Fi=CiwiPi逼近wi=f(Fi),按照最小二乘法取偏差平方和最小,即:式中,n表示离散值数;
由 以及 推导出Ci、Pi的表达式,得到每个啮合齿的受力Fi大小;
步骤102,获得摆线轮与曲柄轴的接触作用力;
根据求得的摆线轮上各接触齿的作用力Fi,由平行四边形法则,计算切向力Ft与Fr,得到合力FD以及夹角αc:针齿作用在摆线轮的合力F(矢量)还可用矢量分力F1、F2表示:其中,单片摆线轮上的三个曲柄轴的作用力为:步骤103,获得曲柄轴与法兰盘的接触作用力,具体过程为:根据行星轮所受的切向和径向作用力Fgt与Fgr,便可通过力与力矩平衡方程算得法兰盘支撑轴承的受力大小:Fgr=Fgttanα (15)式中,r2′表示行星轮节圆半径;α表示渐开线齿轮压力角;
根据空间力系平衡条件,列出关于XZ平面与YZ平面的平衡方程;设逆时针方向为正,则曲柄轴A上支撑、输出法兰盘支撑轴承支反力计算如下:在XZ平面:
FG2r=Fgr-FG1r (17)在YZ平面:
曲柄轴B上支撑、输出法兰盘支撑轴承支反力计算如下:在XZ平面:
在YZ平面:
曲柄轴C上支撑、输出法兰盘支撑轴承支反力计算如下:在XZ平面:
在YZ平面:
按照法兰盘受力方向,计算三个曲柄轴上的支撑轴承传递给支撑、输出法兰盘的等效合力:FGZ1r=FG1r+FG3r+FG5r (28)FGZ1t=FG1t+FG3t+FG5t (29)FGZ2r=FG2r+FG4r+FG6r (30)FGZ2t=FG2t+FG4t+FG6t (31)综合式(28)~(31),输出、支撑法兰上的支撑轴承所受的径向力FZr1、FZr2为两个方向受力的矢量合:步骤2,对RV减速器进行外部受力分析;
步骤3,RV减速器主轴承优化设计。
2.根据权利要求1所述的机器人用RV减速器主轴承受力分析计算方法,其特征在于,步骤2,对RV减速器进行外部受力分析;
步骤201,分析主轴承承受的轴向力,具体过程为:主轴承在受到径向载荷FrA、FrB时会产生派生轴向力S1、S2;
S1=eFrA (34)S2=eFrB (35)式中,e表示轴向载荷影响的判断系数;
步骤202,根据派生轴向力大小,分析外部轴系受力:若S2>S1+Fw2,轴系的趋势是向右移动,主轴承A为紧边,主轴承B为松边,主轴承B受到的轴向力即为自身产生的派生轴向力FaB=S2,主轴承A受到的轴向力为FaA=S2-Fw2;
若S2<S1+Fw2,轴系的趋势是向左移动,主轴承A为松边,主轴承B为紧边,主轴承A受到的轴向力即为自身产生的派生轴向力FaA=S1,主轴承B受到的轴向力为FaB=S1-Fw2。
3.根据权利要求1所述的机器人用RV减速器主轴承受力分析计算方法,其特征在于,步骤3,包括以下过程:步骤301,主轴承基本尺寸参数优化设计:根据滚动体直径不同有如下两种优化数学模型:设计变量:
X=(Z,Dw,Dpw)T=(x1,x2,x3)T (38)目标函数:
约束条件:0
式中,bm表示材料和加工质量的额定系数;fc、f0表示与轴承零件相关系数,通过的算值取得;i表示滚动体列数;Z表示滚动体个数;Dw表示球直径;α0表示轴承的公称接触角。