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

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.