RV减速器主轴承拟静力学模型快速计算迭代方法

于东; 李小虎; 张进华; 洪军; 王煜; 王东峰

doi:10.7652/xjtuxb201604016

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

RV减速器主轴承拟静力学模型快速计算迭代方法

更新时间：2025-07-09

- RV减速器主轴承拟静力学模型快速计算迭代方法
- Quasi Statics Model Quick Iteration Method for RV Reducer Main Bearing
- 西安交通大学学报 2016年50卷第4期页码：100-107
- 作者机构：
  
  西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,西安,710049
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  : 2015-10-14。作者简介: 于东(1992—),男,硕士生;张进华(通信作者),男,副教授。基金项目: 国家高技术研究发展计划资助项目(2015AA043004)
- DOI：10.7652/xjtuxb201604016
  中图分类号： TH161
- 网络首发：2016-04-10，
  
  纸质出版：2016
- 稿件说明：
移动端阅览
于东, 李小虎, 张进华, 等. RV减速器主轴承拟静力学模型快速计算迭代方法[J]. 西安交通大学学报, 2016,50(4):100-107.

Quasi Statics Model Quick Iteration Method for RV Reducer Main Bearing[J]. 2016, 50(4): 100-107.
于东, 李小虎, 张进华, 等. RV减速器主轴承拟静力学模型快速计算迭代方法[J]. 西安交通大学学报, 2016,50(4):100-107. DOI： 10.7652/xjtuxb201604016.

Quasi Statics Model Quick Iteration Method for RV Reducer Main Bearing[J]. 2016, 50(4): 100-107. DOI： 10.7652/xjtuxb201604016.

摘要

针对具有多球特性的RV减速器主轴承较传统轴承的拟静力学模型拥有数倍规模的非线性方程组

导致其在极限工况下计算难以收敛的问题

建立了RV减速器主轴承5自由度拟静力学模型

结合Newton与Broyden算法

提出一种新的求解轴承拟静力学非线性方程组的组合式迭代算法。在轴承几何、运动关系简化的基础上

结合轴承静力学模型

推导了RV减速器主轴承拟静力学迭代初值

解决了传统轴承拟静力学迭代初值不够精确的问题。在不同联合载荷下将提出的组合式算法与Newton算法、Broyden算法进行算例比较

结果表明:所提组合式迭代法可有效克服当径向力大于等于3 kN时出现的复数解或不收敛问题

验证了所提组合算法的快速有效性; RV减速器主轴承每个球的载荷及其接触角大小关于外部径向力作用在轴承接触点的法线对称

并与其正向和球位置所成的夹角γ相关; 在同一轴向和径向联合载荷下

当γ为锐角时

每个对称部分的球载荷与γ成反比

反之接触角与夹角γ成正比。

Abstract

Compared with the traditional bearing analysis

quasi statics analysis for RV reducer main bearing with multi-ball features contains larger scale of nonlinear equations

which leads to the difficulty of convergence under extreme working conditions. A 5-DOF model of quasi statics of RV reducer main bearing is established

and a new iteration algorithm combining Newton's and Broyden's methods is chosen to solve the quasi statics nonlinear equations. Following the simplified bearing geometry and motion relations and employing the bearing statics model

the quasi static iterative initial value of RV reducer main bearing is obtained. The comparative results show that the proposed combined iterative method can effectively solve the difficulties of non-convergence and complex number solutions in the case of the radial force greater than or equal to 3 kN

and the rapidity and validity of the new iterative method are verified. It is also found that the load and contact angle of each ball in RV reducer main bearing get symmetrical about the normal through the external force contact point and are related to the angle γ between this line and the position of the ball; under the same axial and radial joint load

the load on each ball in symmetrical part is inversely proportional to acute angle γ

while the load is proportional to obtuse angle γ; the contact angle is proportional to γ.

关键词

Keywords

references

焦叶凡, 刘扬, 冯武雷. 工业机器人专用轴承的研究现状与发展趋势 [J]. 金属加工: 冷加工, 2015(1): 34-40.

JIAO Yefan, LIU Yang, FENG Wulei. The research status and development trend of industrial robots bearings [J]. Metal Working: Metal Cutting, 2015(1): 34-40.

贾秋生, 王朝光, 吴红庆. RV减速机非标准超轻系列精密角接触球轴承的研制 [J]. 哈尔滨轴承, 2011, 32(2): 5-7.

JIA Qiusheng, WANG Chaoguang, WU Hongqing. Development of a super light-duty precision angular contact ball bearing for RV reduction device [J]. Journal of Harbin Bearing, 2011, 32(2): 5-7.

GUPTA S, TIWARI R, NAIR S B. Multi-objective design optimisation of rolling bearings using genetic algorithms [J]. Mechanism and Machine Theory, 2007, 42(10): 1418-1443.

DEB K. A fast and elitist multiobjective genetic algorithm: NSGA-II [J]. IEEE Transactions on Evolutionary Computation, 2002, 6(2): 182-197.

HARRIS T A, KOTZALAS M N. Essential concepts of bearing technology [M]. Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 2006: 67-83.

陈玉春, 徐思远, 屠秋野, 等. 求解航空发动机非线性方程组的变步长牛顿法 [J]. 航空计算技术, 2009, 39(1): 39-44.

CHEN Yuchun, XU Siyuan, TU Qiuye, et al. Variable step Newton method for solving the nonlinear equations of aero turbine engines [J]. Aeronautical Computing Technique, 2009, 39(1): 39-44.

黄旭, 王占学, 张晓博. 基于Broyden改进算法的航空发动机性能模拟研究 [J]. 科学技术与工程, 2012, 12(21): 5231-5235.

HUANG Xu, WANG Zhangxue, ZHANG Xiaobo. Research of a corrected Broyden's method on the aero-engine performance simulation [J]. Science Technology and Engineering, 2012, 12(21): 5231-5235.

金海善, 朱爱斌, 陈渭. 利用改进牛顿-拉夫逊法的高速圆柱滚子轴承打滑分析 [J]. 西安交通大学学报, 2015, 49(1): 133-138.

JIN Haishan, ZHU Aibin, CHEN Wei. Skidding analysis of high-speed cylindrical roller bearings using improved Newton-Raphson method [J]. Journal of Xian Jiaotong University, 2015, 49(1): 133-138.

彭波, 王黎钦, 崔立, 等. 角接触球轴承分析模型的数值求解 [J]. 南京航空航天大学学报, 2009, 41(3): 370-374.

PENG Bo, WANG Liqin, CUI Li, et al. Numerical solution of analysis model for angular-contact ball bearings [J]. Journal of Nanjing University of Aeronautics Astronautics, 2009, 41(3): 370-374.

马子魁. 基于拟静力学方法的球轴承动力学特性研究 [D]. 杭州: 浙江大学, 2010.

赵春江. 高速滚珠轴承: 外转子系统静动态特性研究 [D]. 长春: 吉林大学, 2009.

陈传淼, 胡宏伶, 雷蕾, 等. 非线性方程组的Newton流线法 [J]. 计算数学, 2012, 34(3): 235-258.

CHEN Chuanmiao, HU hongling, LEI lei, et al. Newton flow method for nonlinear systems of equations [J]. Mathematica Numerica Sinica, 2012, 34(3): 235-258.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

三塔合一间接空冷系统结构参数对夏季运行特性的影响研究

融合物理信息与深度算子网络的变压器绕组热-流场快速计算方法

面向高海拔空冷发电机防晕性能演化规律的电热耦合研究

采用机器学习的大规模并行程序I/O性能建模与预测方法

水蒸气掺混对氨裂解气旋流燃烧与排放特性的影响研究