机器人关节轴承的摩擦磨损特性.pdfVIP

维普资讯 敝 扯 c- 、、 厶 一 2 ， _、、2； 华南理工大学 (510640) 朱文坚0 王 涛 r、 ／ ～ 一 TH |}7、| 机器人使用在各种不同的场合，它们的 机器人手臂通过 回转副和移动副实现构 运动有间歇的、摆动的和连续低速的运动，这 件预定的转动和移动 。回转副可采用关节轴 些轴承如果润滑不当，将 引起轴承过度磨损 ， 承和四点接触球轴承 (双半外圈或双半 内圈 产生位置误差 。 角接触球轴承)。该轴承除具有 一般轴承的薄 轴承的旋转精度不仅 由各个零件而定， 壁特点外，还有无间隙的特点。 而且也 由运行的间隙而定。如果在轴承 内或 关节运动时 ，在外力的作用下，基础表面 轴承支承部件存在过量的间隙，则即使高精 发生拉伸变形，而当滚动体沿变形基础表面 度轴承也不能保持位置精度 。 滚动时，在一整圈内滚动体的位移稍小于它 目前对误差分析 的处理方法 ，往往把关 的圆周长。另外基础表面的变形沿接触弧分 节轴承间隙、构件弹性变形等忽略，把构件抽 布不均 ，因而在滚动体和基础表面之间出现 象为刚体 ，把各种误差都折算为结构误差进 了相对滑移。此外在关节 (运动副)中存在滚 行补偿 ，这与机器人的实际工况差别较大 。 动摩擦 ，因此在关节(运动副)中产生磨损 本文用摩擦学理论分析了机器人运动副 滚动体移动了单位摩擦距离时所作的功 (关节)的运动特性及摩擦特性对机器人工作 在数值上等于滚动摩擦力。当实际接触斑点 性能的影 响，并提 出了适用于机器人运动副 上的局部压力很高时，将产生两个基本的外 的润滑条件 摩擦过程，这是 由于微凸体互嵌而形成接触 一 、 机器人关节 (运动副)摩擦 点，在磨合期微凸体被压平和在接触点上形 特性 的分析 成 “焊点结点”，因为接触斑点的总面积非常 机器人能摸拟人的动作是靠关节(运动 小，即使作用在摩擦副上的总载荷很小，压力 副)来实现的，例如工业机器人手臂有 4个 回 也裉大 。 转副 (图 1)，因此运动副的摩擦性能对机器 孽擦 时在法 向力和切 向力 的作用下 ，表 人工作性能影响很大。 层的材料处于变形状态，使材料承受交变循 环载荷 。由于接触面多次反复变形和温度变 化，接触区的材料结构和性能不断变化，在摩 擦力作用下，表层发热变形集中在薄层 内，而