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薄壁轴承的预变形和预应力分析
来源:行业新闻 | 作者:天马轴承 | 发布时间 :2025-08-05 | 15 次浏览: | 分享到:

谐波减速器具有体积小、质量轻、定位精度高的优点,广泛应用于工业机器人关节、航空航天等领域。由谐波传动的原理可知,柔性轴承内外圈装配时会发生大挠度的弹性变形,存在较大的装配预应力和预变形,导致轴承载荷分布和接触应力会有较大的不同。因此研究装配预应力对柔性轴承载荷分布的影响,以及接触应力对柔性轴承承载能力和瘦劳寿命的影响,具有重要意义。

柔性轴承与凸轮的接触分析

柔性轴承与普通轴承很大的不同在于其内外圈的壁厚很薄,装配在波发生器凸轮上可以随凸轮的轮廓产生强制变形。

谐波减速器的柔性轴承装配到波发生器椭圆凸轮上时存在较大的预应力和预变形。在实际工作载荷和预应力及预变形作用下,对柔性轴承内外套圈进行分析,得到其变形、应力以及载荷分布规律。

1、柔性轴承内外圈的变形主要取决于波发生器凸轮的轮廓线,内圈在长轴处的径向变形大,短轴处径向变形小,而在近45,处为变形为0。外圈径向变形也成类似分布。外圈的预变形在长轴和短轴处的周向变形为。,而在近45。处为zui大值,分析结果符合薄壁圆环理论。内圈变形zui大值略大于外圈.这是由于滚动体与内、外圈之间存在接触变形,有一定的趋近量。

2、柔性轴承装配到椭圆轴凸轮后,内外圈的zui大预应力在椭圆长轴处较大,且内圈的zui大预应力较外圈的大,这主要是由于内圈的曲率半径比外圈小。承受的弯曲应力较大,与材料力学中的弯曲理论相符。

3、考虑预应力的情况下,相同径向载荷作用下,柔性轴承内外圈的等效应力较不考虑预应力的等效应力有较大的增加,这对柔性轴承的额定承载能力有较大影响。

4、根据L-P理论精确计算柔性轴承的疲劳寿命,结果表明,考虑预应力的情况下柔性轴承的疲劳寿命降低了30%,这对谐波减速器用柔性轴承的设计和制造提出了更高的要求。

也就是说,内外圈沟道处的等效应力主要取于其受到的周围向应力;内外圈的大等效应力和zui大径向应力发生在长轴处的球与内外沟道接触的区域。

薄壁轴承的安装

1.安装时先应检验轴圈和轴中心线的垂直度,将千分表固定于箱壳端面,使表的触头顶在轴承轴圈滚道上边转动薄壁轴承,边观察千分表指针,若指针偏摆,说明轴圈和轴中心线不垂直。箱壳孔较深时,亦可用加长的千分表头检验。

2.薄壁轴承安装正确时,其座圈能自动适应滚动体的滚动,确保滚动体位于上下圈滚道。若装反了,不仅轴承工作不正常,且各配合面会遭到严重磨损。由于轴圈与座圈和区别不很明显,装配中应格外小心,切勿搞错。

3.薄壁轴承的座圈与轴承座孔之间还应留有一定的间隙,用以补偿零件加工、安装不精确造成的误差,当运转中轴承套圈中心偏移时,此间隙可确保其自动调整,避免碰触摩擦,使其正常运转。否则,将引起轴承剧烈损伤。

薄壁轴承使用时注意事项

1.在使用时,需要保持轴承及周围的环境清洁、干燥。很多细小的灰尘,肉眼是看不到的,但只要进入到我们轴承中,就会增加轴承的磨损和噪音;

2.使用安装时要认真仔细,薄壁轴承精度高,安装时不适合强力冲压;更不适合用锤直接敲击轴承,否则会影响轴承的使用寿命,更严重的情况会是轴承直接损坏;

3.安装时的工具要谨慎,切记避免使用布类和短纤维之类的东西;

4.在夏季安装轴承需要做好防锈工作,因为在夏季手汗居多,直接用手拿取轴承,可能会导致轴承外部生锈,薄壁轴承的截面较薄,如生锈会影响寿命。建议戴上手套,或者充分洗去手上的汗液,并涂上优质矿物油后再进行操作。