МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ

Исследование оптимизации рельефа поверхностей для повышения долговечности редукторов RV промышленных роботов при термомеханическом нагружении

Авторы

  • Юнсин Сюе Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 195251, г. Санкт-Петербург, вн. тер. г. муниципальный округ Академическое, ул. Политехническая, д. 29, литера Б
  • Яоцзюнь Сюэ Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, 190005, город Санкт-Петербург, ул. 1-я Красноармейская, д. 1
  • Чэн Чжао Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, 190005, город Санкт-Петербург, ул. 1-я Красноармейская, д. 1

Как цитировать

ГОСТ Сюе Ю., Сюэ Я., Чжао Ч. Исследование оптимизации рельефа поверхностей для повышения долговечности редукторов RV промышленных роботов при термомеханическом нагружении // СТРОИТЕЛЬНЫЕ И ДОРОЖНЫЕ МАШИНЫ. 2026. Т. 70. № 9. С. 74-85. DOI: 10.25726/s7564-0893-3834-l
APA Сюе, Ю., Сюэ, Я. & Чжао, Ч. (2026). Исследование оптимизации рельефа поверхностей для повышения долговечности редукторов RV промышленных роботов при термомеханическом нагружении. СТРОИТЕЛЬНЫЕ И ДОРОЖНЫЕ МАШИНЫ, 70(9), 74-85. https://doi.org/10.25726/s7564-0893-3834-l

Аннотация

Долговечность редуктора RV в приводе сустава промышленного робота ограничена состоянием циклоидально-цевочного зацепления, а нанесение микрорельефа на рабочие поверхности предлагается как средство снижения трения и изнашивания; при этом остаётся неопределённым, на какие именно участки профиля циклоидального колеса рельеф допустимо наносить, если механическая нагрузка и тепловое состояние передачи рассматриваются совместно. Цель работы состоит в том, чтобы рассчитать распределение контактных, кинематических и смазочных характеристик вдоль рабочего профиля и выделить участки, на которых микрорельеф не повышает расчётного максимума контактного давления. Единицей моделирования служит точка рабочего профиля циклоидального колеса модельного редуктора RV; для 720 положений зацепления рассчитаны распределение нагрузки по цевкам, контактное давление по Герцу, скорости увлечения и скольжения, параметр толщины смазочной плёнки по формуле Доусона – Хиггинсона при базовой и повышенной объёмной температуре, а также удельная работа трения за один проход контакта. Расчётное максимальное контактное давление равно 1315 МПа на дуговой координате 3,31 мм от впадины, расчётный максимум удельной работы трения 10,30 кДж/м² отстоит от него на 0,01 мм, а рассчитанная доля профиля с граничной смазкой при нагреве возрастает с 55,9% до 65,8%. Допустимая для микрорельефа зона по критерию непревышения пикового давления занимает в модельном расчёте 91,8% длины нагруженного профиля и 66,9% работы трения. Участок наибольшей нагруженности профиля в модельном расчёте совпадает с участком наибольшего тепловыделения и наименьшей толщины плёнки, поэтому позиционно-зависимый рельеф размещается перед ним по ходу перемещения контакта, охватывая две трети работы трения при неизменном пиковом контактном давлении гладкого профиля.

Ключевые слова

редуктор RV циклоидально-цевочное зацепление промышленный робот микрорельеф поверхности контактное давление удельная работа трения толщина смазочной плёнки термомеханическое нагружение долговечность модельный расчёт

Финансирование

Авторы не заявили о внешнем финансировании исследования.

Библиографические ссылки

Нахатакян Ф.Г. Оценка срока службы зубчатой передачи по износу в условиях перекоса // Вестник машиностроения. 2021. № 4. С. 3-9.

Палочкин С.В., Синицына Ю.В., Эрастова К.Г. Влияние точности изготовления планетарно-цевочного редуктора на точность позиционирования робота параллельной структуры // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2021. № 11 (740). С. 13-21.

Петровский А.Н. Повышение коэффициента полезного действия внецентроидного циклоидального зацепления // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2021. № 9(738). С. 3-14.

Прокопец Г.А., Прокопец А.А. Формирование частично регулярного микрорельефа многоконтактной виброударной обработкой // Упрочняющие технологии и покрытия. 2022. Т. 18. № 1. С. 14-17.

Bobylev A.A. On regularities of contact interaction of surfaces with regular microrelief (plane problem) // Mechanics of Solids. 2025. Vol. 60. № 3. pp. 1578-1594.

Boidi G., Grutzmacher P.G., Kadiric A., Profito F.J., Machado I.F., Gachot C., Dini D. Fast laser surface texturing of spherical samples to improve the frictional performance of elasto-hydrodynamic lubricated contacts // Friction. 2021. Vol. 9. № 5. pp. 1227-1241.

Guan J., Han Z., Cui Z., Cai Y., Chen S., Li R., Meng X. Effects of roller profile on grease lubrication and fatigue properties of RV reducer crankshaft // Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. 2025. Vol. 19. № 1. Art. 2591797.

Hsu C.J., Stratmann A., Medina S., Jacobs G., Mucklich F., Gachot C. Does laser surface texturing really have a negative impact on the fatigue lifetime of mechanical components? // Friction. 2021. Vol. 9. № 6. pp. 1766-1775.

Jadhav S., Thakre G.D., Sharma S.C. Influence of MHD lubrication and textured surface in EHL line contact // Frontiers in Mechanical Engineering. 2019. Vol. 5. Art. 33.

Jin S., Shen J., Wang B., Yu F., Wang Y. Research on part tolerances for RV-40E reducer based on virtual prototype technology // Applied Sciences. 2025. Vol. 15. № 11. Article 5865.

Liu C., Shi W., Yu H., Liu K. Degradation law analysis and life estimation of transmission accuracy of RV reducer based on tooth surface and bearing wear // Lubricants. 2025. Vol. 13. № 8. Art. 362.

Lu P., Wood R.J.K. Tribological performance of surface texturing in mechanical applications – a review // Surface Topography: Metrology and Properties. 2020. Vol. 8. № 4. Article 043001.

Tao Y., Liu H., Wu M., Zheng N., Pei J. The effect of cycloid gear wear on the transmission accuracy of the RV reducer // Machines. 2024. Vol. 12. № 8. Article 511.

Wang Y., Wei B., Wang Z., Yang J., Xu J. Research on loaded contact analysis and tooth wear calculation method of cycloid–pin gear reducer // Lubricants. 2023. Vol. 11. № 10. Article 445.

Zakharov M.N., Ermolaev M.M., Zaitseva A.V. Nonuniform load distribution between the satellites of a cycloid gear // Russian Engineering Research. 2020. Vol. 40. № 9. pp. 720-725.

Выпуск

Раздел

МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ

Метрики

35 просмотров
0 скачиваний
Хотите опубликоваться?
Подать статью

Похожие статьи

1 2 > >> 

Вы также можете начать расширеннвй поиск похожих статей для этой статьи.