空间用谐波减速器加速寿命试验方法研究

加速寿命试验与额定寿命的关系研究摘要：本文介绍了加速寿命试验方法的分类和几种主要的加速寿命试验模型，以某接触器为研究对象，选取合理的加速寿命试验模型，制定了相应的加速寿命试验方案，对该产品的可靠性水平进行了快速评估，对于缩短产品的研制周期具有一定的参考价值。

关键词：加速寿命加速应力可靠性1 引言随着接触器寿命的提高，用正常寿命试验来估计其的可靠性特征量或鉴定产品的失效率等级，但是这种方法对于可靠性较高的产品来说，往往需要很长的试验周期和大量的样品，进行电寿命试验时，试验周期长，当抽样试品数量大时，试验将投入很大的人力、物力。

因此，采用加速电寿命试验，在不改变产品失效机理的条件下，用加大应力的方法进行寿命试验，使产品加速失效，从而缩短试验周期。

2 加速寿命试验分类按照试验应力的加载方式，加速寿命试验通常分为恒定应力试验、步进应力试验和序进应力试验三种基本类型。

（1）恒定应力试验其特点是对产品施加的“负荷”的水平保持不变，其水平高于产品在正常条件下所接受的“负荷”的水平。

试验是将产品分成若干个组后同时进行，每一组可相应的有不同的“负荷”水平，直到各组产品都有一定数量的产品失效时为止。

（2）步进应力试验该试验对产品所施加的“负荷”是在不同的时间段施加不同水平的“负荷”，其水平是阶梯上升的。

在每一时间段上的“负荷”水平，都高于正常条件下的“负荷”水平。

因此，在每一时间段上都会有某些产品失效，未失效的产品则继续承受下一个时间段上更高一级水平下的试验，如此继续下去，直到在最高应力水平下也检测到足够失效数 (或者达到一定的试验时间) 时为止。

（3）序进应力加速寿命试验序进应力试验方法与步进应力试验基本相似，区别在于序进应力试验加载的应力水平随时间连续上升。

3 加速寿命试验加速模型（1） Arrhenius 模型Arrhenius 模型广泛使用于加速的应力条件为温度，该模型表述如下：（4-1）其中，L 为某寿命特征；A 为一个正的常数；E 为活化能，单位为电子伏特；K 为 Boltzmann 常数，值为8.617×10-5eV/K ；T 为绝对温度。

-可靠性专辑•空间行波管长寿命加速评价法研究宋芳芳！王铁羊(工业和信息化部电子第五研究所，广东广州510610)摘要：本文开展了对高可靠长寿命空间行波管的长寿命评价技术的研究，提出了基于空间行波管电子枪短管的加速寿命试验及评价方法,对空间行波管短管试验样品开展了加速寿命试验，获得了相应的试验数据，并提出了短期无失效数据的寿命预估方法,基于上述加速寿命试验获得的数据，获得了在阴极支取电流密度为15A/cm2下某长寿命M型空间行波管的预估寿命为25.33年，从而实现了高可靠长寿命空间行波管的寿命评估。

关键词：行波管；阴极组件$加速试验；寿命评价中图分类号:TN124文献标识码:A文章编号:1002-8935(2020)06-0012-05doi：10.16540/11-2485/tn.2020.06.03Accelerated Test and Life Evaluation Method for Space Traveling Wave TubesSONG Fang-Cang#WANG Tie-yang(.China Electronic Produce Reliability and Environmental Testing Research Institute#Guangzhou510610,China) Abstract:Research on long-life evaluation technology of high reliability and long-life space traveling wavetubesiscarriedout.Anacceleratedlifetestandevaluation methodbasedontheshort-tubeelectron gunispresented.Thesamplesaretestedandthecorrespondingtestdataareobtained.Ashort-termzero-ailure-datalifeestimationmethodisputforward.Basedonthemethodandtheacceleratedlifedata,theli-etime of one type of space traveling wave tube with cathode current density of1.5A/cm2isestimatedto be25.33years.Theresearchenablesthelifetimeevaluationofhighlyreliableandlong-lifespacetraveling wavetubes.Keywords'Traveling wave tube,Cathode assembly,Accelerated test,Life evaluation拥有微波功率放大作用的电真空微波器件是卫星通信系统、电子系统、数传系统、微波成像系统所必须的部件，其中，作为空间系统核心器件于空环境的空间行波管，是导、通信卫星、探测卫星和侦空间系统的主要有效载荷，它决定整机系标性能的部件&，由于空间行波管要恶劣环境、高可靠、长的特点，其产品研制过程涉及了电磁场理论、物理电子学、真空电子学材料与工学学科，器件机理复杂、结样且制造工大#于空间行波管的品种多且各型号需求量小，很难形成大化生产线#成为了真空电子器件中设计及制造的至高点&近年来，通讯系统和空间通信对器件长寿要求的，国内研究人员来注长寿行波管的价方法研究，的影响和退化机理开展研究，并对阴极加速寿命试验的数据完成了初步分析［1，］，但并未进行行波管的整管验评价技术研究，亦未形成对应的评价型&国内的各电真空器件研制单位展了大量的行管加速验，完成了计方法的评价，同时开展了1:1整管「试验，但未系统地对行波管整管寿命的评价方法进行研究，未提岀规范、统一的价方法，暂时无法基金项目：工业和信息化部电子第五研究所重点实验室基金项目(JAS192800150)—2020-06响应整机系统对行波管寿命考核指标的要求3&而国外的研究机上世纪的70年展了空间行波管的验模型和试验方法的研究&美国的NASA在1971年便已启动阴极寿命试验的研究工作，他们研制了电子枪短管，并形式的器件针的结展了加速验,经历30000h的验后，发现M型发射没有发生下降⑷。

减速器齿轮疲劳寿命预测研究减速器是一种常见的机械传动装置，它主要由减速器壳体、传动齿轮、轴承等组成。

其中，齿轮是减速器中最重要的零部件之一，因为它承受着所有的传动负载。

然而，齿轮在长时间运行过程中会受到很大的载荷，容易出现疲劳现象。

疲劳齿轮在产生微裂纹后，很容易在高负荷和高频率条件下破裂，导致设备故障和事故。

因此，准确预测齿轮疲劳寿命非常重要。

一、减速器齿轮疲劳寿命的影响因素减速器齿轮的疲劳寿命受到多种因素的影响，这些因素可以分为外部因素和内部因素。

外部因素指的是机器工作条件，如温度、压力和湿度等；内部因素则是齿轮自身的设计和制造质量。

下面具体介绍几个影响齿轮疲劳寿命的因素。

1.载荷：齿轮的载荷是影响其疲劳寿命的关键因素之一。

载荷大的齿轮更容易产生疲劳裂纹，因此承受负荷的齿轮的疲劳寿命要比负载较小的齿轮短。

2.工作环境：齿轮长时间处于潮湿环境下，容易加快其多种腐蚀，例如：氢脆，干腐蚀，点蚀等，这些都会降低齿轮的疲劳寿命。

3.优质制造和适当维护：齿轮的疲劳寿命还受质量和维护的影响。

优质制造的齿轮具有均匀、紧密和高强度的齿面，而适当的维护可以延长其使用寿命。

二、减速器齿轮疲劳寿命预测方法在工程设计中，如何准确预测齿轮的疲劳寿命是十分重要的。

一般情况下,齿轮疲劳寿命预测方法有：基于经验公式法和受力分析法。

下面将对这两种方法分别进行介绍。

1.基于经验公式法：根据经验公式来预测齿轮的疲劳寿命。

这种方法不需要精确的计算，它可以提供一些用于初步设计和质量控制的技术指标。

经验公式法是一种基于经验、基于数据的方法，但是其普适性不强。

因为这种方法主要是基于试验数据的规律，只能预测一定条件下的疲劳寿命。

2.受力分析法：这种方法基于受力分析，通过数学模型来计算齿轮受到的载荷、应力和应变，然后获取其疲劳寿命。

这种方法比经验公式法更加准确和精确，但是需要高度的科学技术，分析齿轮的动力学和强度问题。

三、结语减速器齿轮的疲劳寿命预测是机械传动领域中一个重要的研究方向，它直接关系到减速器的使用寿命和安全性。

基于VC的小型谐波减速器测试装置的研制基于VC的小型谐波减速器测试装置的研制摘要：谐波减速器是一种结构简洁、传动效率高、精度高的新型减速器。

在其应用过程中，机械设计师们首先要了解谐波减速器的特点和性能指标。

然后对其相关参数进行测试和研究。

本文设计了一套基于VC的小型谐波减速器测试装置，能有效地测试谐波减速器的动态性能、静态性能以及控制性能等各项指标。

通过测试，可以快速准确地得出谐波减速器的性能参数，为机械设计师们提供有效的参考依据。

关键词：谐波减速器；性能测试；控制性能；VC1、引言谐波减速器是一种新型的减速器，具有传动效率高、减速比大、重量轻等优点。

在现代机械设备设计中得到广泛的应用。

为满足机械设计师对谐波减速器性能测试的需求，本文设计并研制了一套基于VC的小型谐波减速器测试装置，通过测试各项性能指标，为机械设计师提供参考。

2、谐波减速器的性能谐波减速器是一种利用弹性变形的原理实现减速的机构。

其性能指标包括动态性能、静态性能和控制性能等。

动态性能包括输出扭矩、速度调节性能和启动性能等；静态性能包括传动误差、负载扭矩流失、台架振动等；控制性能包括速度响应、抗干扰能力和网络通信等。

为了更好地了解谐波减速器的性能，需要对其性能指标进行测试和分析。

3、测试装置的设计为了测试谐波减速器的各项性能指标，本文设计了一套基于VC的小型谐波减速器测试装置。

该装置由电机、谐波减速器、负载电机、数据采集卡和计算机控制系统等组成。

4、测试装置的测试方法在测试装置中，采用速度闭环控制方式，通过控制电机的加速和减速来测试谐波减速器的动态性能。

同时，利用数据采集卡采集谐波减速器输出信号，分析其静态性能。

控制系统的响应速度、抗干扰能力和网络通信等指标也进行了测定。

5、测试结果分析通过测试，得出了谐波减速器的各项性能指标。

发现，在较高负载下，谐波减速器的传动误差增大，且抗干扰能力有所下降。

此外，在控制系统的响应速度和网络通信方面，测试结果也体现了装置的良好性能。

本技术涉及工业机器人减速机技术领域，尤其是一种工业机器人用谐波减速机性能试验方法，其方法步骤包括：加载运行前，应检查减速器的润滑和加载器的冷却是否正常；启动电机，在额定转速和额定负载下连续运转500h；在运行过程中，每0.5h检查一次样机温度，温升不得超过45℃；进一步分别进行空载跑合试验、负载跑合试验和超载性能试验。

本技术有益效果：本技术的减速器回转传动精度误差测量方法计算简单，测量参数少，求得其回转传动误差较为简便；试验台具有测量精度高，结构简单，操作简易的特点。

技术要求1.一种工业机器人用谐波减速机性能试验方法，其特征在于：其方法步骤包括：加载运行前，应检查减速器的润滑和加载器的冷却是否正常；启动电机，在额定转速和额定负载下连续运转500h；在运行过程中，每0.5h检查一次样机温度，温升不得超过45℃；进一步分别进行空载跑合试验、负载跑合试验和超载性能试验；其中，超载性能试验，超载50％时，能正常运转30min，超载150％时，能正常运转1min，超载性能试验必须在空载跑合试验和负载跑合试验的基础上进行；所述空载跑合试验将调试好的减速器，在额定转速下正、反转空载跑合各2h，检查接合处不得漏油，联接件不得松动，运转平稳，无异常响声；所述负载跑合试验将空载跑合完的减速器在额定转速下，施加额定负载的50％，75％，100％，均正反转各2h，检查项目同空载跑合试验。

2.如权利要求1所述的一种工业机器人用谐波减速机性能试验方法，其特征在于：所述超载性能试验将负载跑合完的减速器，在额定转速下，超载50％，正、反转各30min；超载150％，正、反转各1min，检查启动时不允许有滑齿现象，启动后应能正常运转。

3.如权利要求1所述的一种工业机器人用谐波减速机性能试验方法，其特征在于：所述减速器在超载运行时，不允许有异常的振动、噪声和零件的损坏。

4.如权利要求3所述的一种工业机器人用谐波减速机性能试验方法，其特征在于：进一步的试验后，将减速器拆洗干净，换油重新装配;检查启动转矩、刚度和传动精度应符合规定。

空间机械臂关节中谐波减速器的研制随着人类对太空探索的不断深入，空间机械臂在各种太空任务中扮演着越来越重要的角色。

机械臂关节作为空间机械臂的核心部件，其性能直接影响机械臂的整体运动精度和稳定性。

其中，谐波减速器是机械臂关节中的一个重要组成部分，具有高精度、高刚度、轻量化和长寿命等优点，对于提高机械臂的整体性能具有重要意义。

空间机械臂关节是连接机械臂和其他太空设备的关键部件，主要承受空间环境中的复杂载荷，因此对其性能要求十分严格。

在空间机械臂关节的设计中，需要重点考虑以下几个方面：刚度和精度：空间机械臂关节需要具有高刚度和高精度，以保证机械臂的稳定性和运动精度。

承载能力：空间机械臂关节需要承受一定的重量和冲击载荷，因此需要选择具有足够承载能力的材料和结构形式。

寿命和可靠性：在空间环境中，机械臂关节需要长时间稳定工作，因此需要选择具有长寿命和可靠性的零部件。

谐波减速器作为空间机械臂关节中的核心部件，其研制的关键技术主要包括以下几个部分：柔轮材料和结构设计：柔轮是谐波减速器中的关键零部件之一，其材料和结构设计直接影响到减速器的性能。

在材料方面，需要选择具有高强度、耐腐蚀、轻质等优点的材料；在结构设计方面，需要充分考虑柔轮的形状、尺寸和结构形式，以提高减速器的传动精度和稳定性。

刚度增强技术：由于空间机械臂关节需要承受复杂的载荷，因此需要采用一系列刚度增强技术来提高谐波减速器的整体刚度。

例如，可以通过采用高强度钢、铝合金等材料来增加减速器的强度和稳定性；同时，可以采用一体化结构设计、有限元分析等技术手段来优化减速器的结构形式，提高其刚度和承载能力。

润滑和密封技术：在空间环境中，润滑和密封是谐波减速器正常工作的关键因素之一。

因此，需要采用一系列润滑和密封技术，以保证减速器的正常运转。

例如，可以采用润滑脂或润滑油等润滑剂来减少零部件之间的摩擦和磨损；同时，可以采用密封圈、密封环等密封元件来防止润滑剂泄漏或外部杂质进入减速器内部。