空間諧波減速器性能退化與壽命分析研究.pdf

1、課題來源于民用航天預(yù)研項(xiàng)目—“xxxxxx傳動(dòng)機(jī)構(gòu)技術(shù)”。隨著我國航天事業(yè)的發(fā)展,對(duì)空間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的使用壽命和可靠性等技術(shù)指標(biāo)有了更高的要求。各類航天器的使用方式正由“試驗(yàn)應(yīng)用型”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皹I(yè)務(wù)服務(wù)型”。這樣使用方式的轉(zhuǎn)變就要求在軌航天器有更長的使用壽命和更高的使用可靠度。
　　諧波減速器作為一類重要的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),其擁有優(yōu)異的綜合傳動(dòng)性能,廣泛使用于各類空間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中。但是對(duì)于諧波減速器在復(fù)雜空間環(huán)境綜合應(yīng)力作用下的動(dòng)態(tài)服役行為以及其失

2、效機(jī)理還未得到較為深入的研究和分析,也未建立一套科學(xué)合理的壽命試驗(yàn)方法和壽命可靠性的評(píng)價(jià)體系,這樣極大制約了諧波減速器在后續(xù)航天器機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用。
　　針對(duì)上述問題,本課題以諧波減速器為研究對(duì)象,模仿其空間環(huán)境下的服役狀態(tài)進(jìn)行相關(guān)的加速退化試驗(yàn),對(duì)其空間環(huán)境下的失效機(jī)理進(jìn)行研究,并建立空間環(huán)境下的性能退化和可靠性壽命分布模型。
　　論文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)分析了空間諧波減速器的失效機(jī)理。首先分析了諧波減速器在空

3、間環(huán)境下的特殊使用要求,并對(duì)其主要摩擦副的潤滑形式和失效原因進(jìn)行了分析。拆解并觀察了諧波減速器內(nèi)部的磨損情況并結(jié)合本團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)有的研究成果,分析得到了諧波減速的失效機(jī)理。
　　(2)進(jìn)行了空間環(huán)境下的諧波減速器性能加速退化試驗(yàn)?；诳臻g諧波減速器的失效機(jī)理,采取空間環(huán)境使用下的潤滑形式,在合理選擇加速應(yīng)力和加速因子的情況下,進(jìn)行了多組不同工況下的傳動(dòng)性退化的加速試驗(yàn),采集到了多工況下的性能退化參數(shù)和壽命分布參數(shù)。
　　(3)建立

4、了空間諧波減速器的性能退化失效模型。通過分析典型的加速退化模型以及影響諧波減速器傳動(dòng)性能的因素,建立了基于隨機(jī)退化量的布朗運(yùn)動(dòng)性能退化模型,并對(duì)模型進(jìn)行了參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析。建立了基于諧波減速器的潤滑失效的黏著磨損模型,分析了其在混合潤滑狀態(tài)下的磨損率,由此建立了失效加速方程。
　　(4)建立了空間諧波減速器可靠性壽命分布模型。在空間諧波減速器的失效機(jī)理基礎(chǔ)上,建立了基于 Weibull分布的空間諧波減速器的可靠性壽命分布模型,并從失效