机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (15): 334-349.doi: 10.3901/JME.260163
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周焕辉1,2,3, 胡瑞1,2,3, 汪淑君2,3, 秦蕊丽2,3, 施金芳2,3, 魏沛堂1, 朱才朝1
ZHOU Huanhui1,2,3, HU Rui1,2,3, WANG Shujun2,3, QIN Ruili2,3, SHI Jinfang2,3, WEI Peitang1, ZHU Caichao1
摘要: 面向人形机器人对反向式行星滚柱丝杠副(IPRSM)功率密度的严苛要求,承载能力成为决定其性能的关键指标。安装误差不可避免,加剧载荷分布不均匀性,引发螺纹牙过度磨损甚至压溃,成为导致IPRSM提前失效的重要原因。针对安装误差与滚柱间的载荷分布关联规律不清的问题,提出了一种考虑安装误差的IPRSM多滚柱载荷分布计算方法。基于啮合原理计算了考虑安装误差的螺纹轴向接触间隙,利用等效接触理论获取了多滚柱的等效接触力和变形,建立了螺纹牙多点接触变形–力平衡关系,并开发了迭代算法求解滚柱上的载荷分布。通过与有限元仿真的对比分析,验证了其有效性。最后,开展了安装误差和外载荷对载荷分布的参数化影响分析。结果表明,越靠近轴线偏移误差方向,滚柱承担的总载荷增加,同时加剧滚柱上的载荷分布不均匀性。轴线倾斜误差增大会造成部分滚柱上的最大轴向接触力逐渐从一端向另一端转移。安装误差过大可能导致部分滚柱或螺纹牙脱离啮合。外载荷越小,滚柱间的载荷分布均匀性越差。
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