[发明专利]一种多失效模式下工业机器人RV减速器的可靠性分析方法

权利要求书

1.一种多失效模式下工业机器人RV减速器的可靠性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对工业机器人RV减速器的失效模式进行分析，选取主要失效模式作为可靠性分析对象；具体为：

根据工业机器人RV减速器的故障与维修统计数据，对工业机器人RV减速器的失效模式进行总结和分析；并根据RV减速器的FMEA报告表，对各种失效模式的风险评估做出分析，确定判断标准，得到RV减速器的主要失效模式，具体包括：行星齿轮齿面磨损，行星齿轮轮齿断裂，摆线轮齿面磨损，滚动轴承磨损；

S2、分析步骤S1中主要失效模式对应的零部件及失效原因，确定失效物理模型和不确定因素，建立主要失效模式的功能函数；具体包括以下分步骤：

S21、根据步骤S1中确定的主要失效模式，确定主要失效模式对应的失效零部件，并分析失效原因；

S22、根据步骤S21中确定的主要失效模式对应的零部件及失效原因，确定对应的失效物理模型；

S23、根据步骤S22中确定的失效物理模型，结合RV减速器的实际情况，分析失效原因中的不确定因素；

S24、根据步骤S23中得到的不确定因素，量化步骤S22中确定的失效物理模型中的变量，并确定变量的分布类型与分布参数，建立主要失效模式的功能函数；

所述步骤S24中行星齿轮齿面磨损失效模式的功能函数具体表示为：

其中，σ_Hlim表示试验齿轮的接触疲劳极限，Z_N表示寿命系数，Z_R表示齿面粗糙度系数，Z_V表示速度系数，Z_W表示工作硬化系数，Z_L表示润滑剂系数，Z_X表示尺寸系数，Z_H表示节点区域系数，Z_E表示弹性系数，Z_ε表示重合度系数，Z_β表示螺旋角系数， k _p表示行星轮间载荷分配不均衡系数，P表示输入功率，d表示齿轮分度圆直径，b表示齿宽，n_p表示行星轮个数，n_μ表示输入转速，u表示传动比，K_A1表示齿面磨损失效模式下的使用系数，K_V1表示齿面磨损失效模式下的动载系数，K_Hβ表示齿面磨损失效模式下的齿向载荷分布系数，K_Hα表示齿面磨损失效模式下的齿间载荷分布系数；

所述步骤S24中行星齿轮轮齿断裂失效模式的功能函数具体表示为：

其中，σ_Flim表示试验齿轮的弯曲疲劳强度，Y_ST表示试验齿轮的应力修正系数，Y_NT表示寿命系数，Y_δrelT表示相对齿根圆角敏感系数，Y_RrelT表示相对齿根表面状况系数，Y_X表示弯曲强度计算的尺寸系数，m_n表示法向模数，Y_Fa表示载荷作用于齿顶时的齿形系数，Y_Sa表示载荷作用于齿顶时的应力修正系数，Y_ε表示重合度系数，Y_β表示螺旋角系数，K_A2表示轮齿断裂失效模式下的使用系数，K_V2表示轮齿断裂失效模式下的动载系数，K_Fβ表示轮齿断裂失效模式下的齿向载荷分布系数，K_Fα表示轮齿断裂失效模式下的齿间载荷分布系数；

所述步骤S24中摆线轮齿面磨损失效模式的功能函数具体表示为：

其中，σ_Hlim表示试验齿轮接触疲劳极限，σ_H0表示计算接触应力的初值，K表示计算系数，K_H表示齿间载荷分配系数，K_A3表示齿面磨损失效模式下的使用系数，K_V3表示齿面磨损失效模式下的动载系数；

所述步骤S24中滚动轴承磨损失效模式的功能函数具体表示为：

其中，C_r表示轴承的额定动载荷，P_r表示轴承的当量动载荷，n_μ表示输入轴转速，n_v表示输出轴转速，ε表示寿命系数；

S3、确定Kriging模型中的学习函数及学习停止条件，建立Kriging模型；

S4、根据步骤S2中主要失效模式的功能函数及步骤S3中的Kriging模型，建立多失效模式下工业机器人RV减速器的基于Kriging模型和MonteCarlo仿真法的AK-MCS可靠性分析模型，得到多失效模式下的失效概率及可靠度。