是实现其在空间应用的主要研究方向.作者对应用最广泛的油或脂润滑的谐波齿轮传动DOI:10.16078/j.tribology.1997.02.012第17卷第2期1997年6月摩擦学学报TRIBOLOGYVol17,No2Jun,1997研究简报(178～181)谐波齿轮传动减速器的固体润滑失效机理*翁立军汪晓萍李陇旭孙嘉奕孙晓军于德洋(中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑开放研究实验室兰州730000)摘要在同型号的谐波齿轮传动减速器和相同的试验条件下,考察了不同固体润滑薄膜体系的润滑性能和磨损特性;结合试验后柔轮和刚轮的工作表面形貌和磨粒的分析,初步探讨了固体薄膜润滑下谐波减速器的磨损机理及其润滑失效机理.结果表明,谐波减速器齿轮摩擦副的润滑薄膜配伍是影响谐波减速器润滑状态和运行寿命的重要因素.在分析研究的基础上,提出了改进谐波减速器齿轮副固体润滑的设想,并且研制出在给定条件下适用的固体润滑薄漠体系.关键词谐波传动齿轮固体润滑薄膜寿命试验失效机理分类号TH132.43随着空间技术的发展,50年代出现了谐波传动这一新型机械传动技术[1].与常规齿轮传动相比,谐波传动具有传动比大、体积小、质量轻和传动精度高等优点,但其缺点是由于油脂容易挥发和爬行,需要采取严格的密封措施,致使设备的体积增大、质量增加并使机构复杂化,不能满足空间机械轻量化和高可靠性的要求.因此,对谐波齿轮传动机构采用固体润滑,[2]减速器(简称谐波减速器)采用物理气相沉积(PVD)固体薄膜润滑进行了试验研究.通过对其工作表面磨损状况的显微分析,结合真空环境中模拟试验的运行情况,对这种类型谐波减速器的固体润滑失效机理进行了初步分析,为改善其摩擦学性能提供了实验和理论依据.1试验部分采用XB3-60扁平式谐波减速器(减速比为100),对其工作表面进行PVD镀膜之后组*国家自然科学基金资助项目/1996-08-08收到初稿,1997-04-04收到修改稿/本文通讯联系人翁立军.翁立军男,1966年4月生,浙江省龙游县人,1988年毕业于兰州大学材料科学系,目前主要从事物理气相沉积薄膜及其摩擦学研究,发表论文10余篇,现为中国科学院兰州化学物理研究所助理研究员.汪晓萍女,1956年11月生,安微省桐城市人,1993年毕业于兰州大学成人教育学院,目前主要从事物理气相沉积润滑薄膜工艺研究,发表论文10篇,现为中国科学院兰州化学物理研究所实验师.李陇旭女,1955年9月生,上海市人,1973年至今一直从事固体润滑薄膜工艺研究,发表论文10余篇,现为中国科学院兰州化学物理研究所实验师.孙嘉奕男,1971年5月生,辽宁省丹东市人,1993年毕业于合肥工业大学材料系,1995年至今在中国科学院兰州化学物理研究所攻读硕士学位,主要从事物理气相沉积薄膜摩擦学研究,发表论文4篇.孙晓军男,1965年7月生,甘肃省甘谷县人,1987年毕业于兰州大学物理系,目前主要从事物理气相沉积薄膜摩擦c.在3套齿轮副的表面分别溅射MoS2基双层复合润滑薄膜和软金属多层薄膜.效;当2套平稳运行到1.0×10r时,其摩擦Mo,余为Fe;在2套谐波减速器柔轮的齿面上发生的是磨损严重,产生了大量的磨屑;在3套柔轮的齿面上仅呈现出轻微的摩擦痕迹.显学性能研究,发表论文10余篇,现为中国科学院兰州化学物理研究所助理研究员.于德洋男,1937年10月生,山东省威海市人,1962年毕业于山东大学物理系,目前主要从事物理气相沉积薄膜及其摩擦学研究,发表论文60余篇,现为中国科学院兰州化学物理研究所研究员、硕士生导师.第2期翁立军等:谐波齿轮传动减速器的固体润滑失效机理179装成套,再在真空环境中进行模拟运行试验.1.1试验样品a.在1#套谐波减速器齿轮副的表面分别溅射MoS2基复合润滑膜和软金属多层膜;b.在2#套齿轮副的表面分别溅射MoS2基复合润滑薄膜和离子镀TiN薄膜;#1.2运行试验条件和方法试验条件:真空度为5mPa,谐波减速器输入轴的转动速度为75r/min,其输出轴的扭矩为6Nm,环境温度为室温.试验方法:通过监测驱动电机的输出功率(以驱动电机的电压表征)和谐波减速器温升的变化,考察谐波减速器的润滑状态.当谐波减速器的摩擦力矩明显增大并伴随产生明显的摩擦噪声时,判定为润滑失效.将运行试验后的谐波减速器各元件清洗干净,用高倍光学显微镜观察分析其工作表面形貌,用X射线能量色散谱仪(EDAX)分析磨屑成分.2试验结果2.1运行试验结果图1给...