材质对谐波减速器刚轮的耐磨性能影响

穆晓彪; 葛艺; 高明艳; 杨国强; 张朝磊

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.017

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

材质对谐波减速器刚轮的耐磨性能影响

试验分析 | 更新时间：2024-04-19

- 材质对谐波减速器刚轮的耐磨性能影响
- Influence of Material in Circular Splines of Harmonic Reducers on Wear Resistance
- 机械传动 2024年48卷第4期页码：126-130
- 作者机构：
  
  1.北京中技克美谐波传动股份有限公司，北京 101318
  2.北京科技大学碳中和研究院，北京 100083
- 作者简介：
  
  穆晓彪（1986— ），男，北京人，本科，高级工程师；主要研究方向为高性能谐波减速器的设计与生产制造；muxiaobiao@ctkmhd.com。
  张朝磊（1984— ），男，安徽郎溪人，博士，副教授；主要研究方向为谐波减速器关重件制造技术、先进钢铁材料研发等；zhangchaolei@ustb.edu.cn。
- 基金信息：
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.017
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2024-04-15，
  
  收稿日期：2023-01-13，
  
  修回日期：2023-02-06，
扫描看全文
穆晓彪,葛艺,高明艳等.材质对谐波减速器刚轮的耐磨性能影响[J].机械传动,2024,48(04):126-130.

Mu Xiaobiao,Ge Yi,Gao Mingyan,et al.Influence of Material in Circular Splines of Harmonic Reducers on Wear Resistance[J].Journal of Mechanical Transmission,2024,48(04):126-130.
穆晓彪,葛艺,高明艳等.材质对谐波减速器刚轮的耐磨性能影响[J].机械传动,2024,48(04):126-130. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.017.

Mu Xiaobiao,Ge Yi,Gao Mingyan,et al.Influence of Material in Circular Splines of Harmonic Reducers on Wear Resistance[J].Journal of Mechanical Transmission,2024,48(04):126-130. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.04.017.

摘要

采用3种谐波减速器用刚轮材料——2Cr13不锈钢、40Cr中碳合金钢、45钢，通过对其显微组织、硬度、三维及二维形貌的显微磨损、摩擦因数的分析，探究不同材料耐磨性能的差异。结果表明，2Cr13、40Cr的显微组织为回火索氏体，45钢的显微组织为铁素体与珠光体。2Cr13、40Cr硬度相近且远大于45钢。2Cr13磨损形貌为黏着与剥落，磨损机制为黏着磨损；40Cr、45钢磨损形貌为犁沟与剥落、犁沟与黏着，磨损机制为磨粒磨损。3种材料的摩擦因数相差可忽略不计。2Cr13、40Cr、45钢截面的磨损面积分别为5 008、1 645、6 535 μm

。硬度相近下，40Cr表现出比2Cr13更优异的耐磨性能。45钢与摩擦副材料的硬度值相差最大，耐磨性能最差。

Abstract

Three kinds of circular spline materials are studied for harmonic reducers

stainless steel 2Cr13

medium carbon alloy steel 40Cr

carbon 45 steel. Through the analysis of microstructure

hardness

three-dimensional and two-dimensional morphology in microwear and friction coefficient

the differences in wear resistance of different materials are attained. The results show that the microstructures of 2Cr13 and 40Cr are tempered sorbite

and the microstructure of 45 steel is ferrite and pearlite. The hardness of the 2Cr13 and 40Cr is similar and much larger than that of the 45 steel. The morphology of 2Cr13 is adhesion and spalling

and the wear mechanism is adhesion wear. The morphology of 40Cr and 45 steel is furrow and spalling

furrow and adhesion

and the wear mechanisms are abrasive wear. The friction coefficients' differences of the three materials are negligible

and the area of wear of 2Cr13

40Cr and 45 steel are 5 008 μm

1 645 μm

and 6 535 μm

. 40Cr exhibits better wear resistance than 2Cr13 with similar hardness. The hardness difference between 45 steel and the friction pair material is the largest

and the wear resistance of the 45 steel is the worst.

关键词

谐波减速器刚轮材质磨损机制耐磨性能

Keywords

Harmonic reducerCircular spline materialsWear mechanismWear resistance

references

胡佳丽，张朝磊，穆晓彪，等.谐波减速器柔轮热模锻中奥氏体晶粒演变［J］.塑性工程学报，2021，28（8）：148-153．

HU Jiali，ZHANG Chaolei，MU Xiaobiao，et al.Evolution of austenite grain during hot die forging of harmonic reduction flexure［J］.Journal of Plasticity Engineering，2021，28（8）：148-153.

NAM W K，HAM S H，OH S H.Structural analysis for silk hat type of the harmonic drive for precision robot［J］.Journal of the Korean Society for Power System Engineering，2011，15（5）：61-66.

PHAN A D，AHN H J.High precision reducers for industrial robots driving 4th industrial revolution：state of arts，analysis，design，performance evaluation and perspective［J］.International Journal Precision Engineering Manufacturing Green Technology，2018，5（4）：519-533.

陶孟仑，陈阳鹏，陈定方，等.谐波减速器测试技术研究现状及展望［J］.机械传动，2018，42（7）：175-180．

TAO Menglun，CHEN Yangpeng，CHEN Dingfang，et al.Research present status and outlook of harmonic reducer testing technology［J］.Journal of Mechanical Transmission，2018，42（7）：175-180.

王皓，陈根良.机器人型装备在航空装配中的应用现状与研究展望［J］.航空学报，2022，43（5）：49-71．

WANG Hao，CHEN Genliang.Research progress and perspective of robotic equipment applied in aviation assembly［J］.Acta Aeronautica et Astronautica Sinica，2022，43（5）：49-71.

李波，李瑞祥.超载条件下空间润滑谐波减速器传动性能及摩擦磨损性能研究［J］.摩擦学学报，2011，31（3）：216-220．

LI Bo，LI Ruixiang.Transmission behaviors and tribological properties of the solid and grease lubricated harmonic drivers at overload condition［J］.Tribology，2011，31（3）：216-220.

李波．空间润滑谐波减速器传动性能正交试验分析［J］.机械工程学报，2012，48（3）：82-87．

LI Bo.Orthogonal experiment analysis on transmission performance of space lubricated harmonic drive［J］.Journal of Mechanical Engineering，2012，48（3）：82-87.

郑宗勇，张智芳，方蒙生，等.月面环境下谐波减速器固液复合润滑寿命试验研究［J］.上海航天（中英文），2021，38（2）：125-130．

ZHENG Zongyong，ZHANG Zhifang，FANG Mengsheng，et al.Study on the life test of solid-liquid composite lubrication of harmonic reducer in lunar environment［J］.Aerospace Shanghai，2021，38（2）：125-130.

郭勤宇，陈永峰，张洪彪，等.40Cr钢方坯表面淬火工艺及组织转变规律［J］.钢铁，2022，57（2）：109-116．

GUO Qinyu，CHEN Yongfeng，ZHANG Hongbiao，et al.Surface quenching technology and microstructure evolution law of 40Cr steel billet［J］.Iron & Steel，2022，57（2）：109-116.

裴欣，周广武，王家序，等.柔轮凸齿廓半径对双圆弧谐波齿轮传动摩擦学性能的影响［J］.中南大学学报（自然科学版），2018，49（10）：2454-2461．

PEI Xin，ZHOU Guangwu，WANG Jiaxu，et al.Influence of convex tooth radius of flexspline on tribology of double circular arc harmonic gear transmission［J］.Journal of Central South University （Science and Technology），2018，49（10）：2454-2461.

夏田，杨世勇，何乃如，等.工业机器人用谐波减速器传动性能正交试验分析［J］.科学技术与工程，2017，17（19）：133-136．

XIA Tian，YANG Shiyong，HE Nairu，et al.Orthogonal experiment analysis on transmission performance of harmonic drive for industrial robots［J］.Science Technology and Engineering，2017，17（19）：133-136.

杨剑群，刘勇，王黎钦，等.PFPE脂润滑2Cr13钢摩擦副的真空摩擦磨损行为研究［J］.摩擦学学报，2014，34（5）：561-569．

YANG Jianqun，LIU Yong，WANG Liqin，et al.Friction and wear behavior of PFPE grease-lubricated 2Cr13 steel friction pair in vacuum［J］.Tribology，2014，34（5）：561-569.

黄翠环，秦树超，郭明仪，等.钻头用含硫XGML40Cr钢的开发及其切削性能的改善［J］.特殊钢，2017，38（4）：60-63．

HUANG Cuihuan，QIN Shuchao，GUO Mingyi，et al.Development of bearing sulfur steel XGML40Cr for drill bit and improvement of its cutting performance［J］.Special Steel，2017，38（4）：60-63.

赵勇桃，鲁海涛，王玉峰，等.不同钢中马氏体与贝氏体组织形貌［J］.钢铁研究学报，2018，30（11）：922-927．

ZHAO Yongtao，LU Haitao，WANG Yufeng，et al.Morphologies of martensite and bainite in different steels［J］.Journal of Iron and Steel Research，2018，30（11）：922-927.

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

谐波减速器中双圆弧柔轮的齿形修形及试验研究

锥束口腔CT谐波减速器柔轮有限元分析

机械臂迟滞刚度模型的建立及其运动精度分析

基于XFEM的谐波减速器柔轮裂纹扩展行为研究

忆阻迟滞模型与神经网络并联的谐波减速器混合迟滞建模研究