本發(fā)明涉及一種減速器優(yōu)化方法，具體涉及一種孔銷式少齒差行星減速器的多目標(biāo)優(yōu)化方法，屬于減速產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

孔銷式少齒差行星減速器由于獨(dú)特的內(nèi)嚙合少齒差特性，傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、承載力大、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，被廣泛運(yùn)用在國防、冶金、工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域，不過精密傳動(dòng)始終受到銷軸與銷孔接觸強(qiáng)度的制約，直接影響整個(gè)減速器的傳動(dòng)精度與疲勞壽命，銷軸與銷孔的接觸問題是此類減速器的關(guān)鍵薄弱環(huán)節(jié)，也是減速器運(yùn)轉(zhuǎn)過程的振動(dòng)噪聲的主要來源，針對(duì)此類碰撞接觸問題，目前提出了基于多種假設(shè)條件下的接觸理論方法；根據(jù)減速器的運(yùn)動(dòng)規(guī)律利用彈性力學(xué)和有限元方法對(duì)銷軸和銷孔的接觸應(yīng)力作了一定范圍內(nèi)的定量計(jì)算以及危險(xiǎn)區(qū)域的劃分；通過將銷軸簡化為超靜定梁，利用材料力學(xué)的方法計(jì)算了銷軸的端部擾度以及與銷孔之間的作用力；通過銷軸在運(yùn)動(dòng)過程中的彈性變形利用單位功積分方法計(jì)算了銷軸與銷孔之間的最大載荷；現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于接觸作用力的定量計(jì)算方法較多，但如何對(duì)該關(guān)鍵薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化從而達(dá)到進(jìn)一步增強(qiáng)減速器承載能力延長減速器壽命的研究尚未見諸報(bào)端，同時(shí)在設(shè)計(jì)此類減速器時(shí)由于參數(shù)多計(jì)算復(fù)雜，往往是在達(dá)到給定傳動(dòng)條件后就確定設(shè)計(jì)參數(shù)，并沒有考慮減速器的緊湊性進(jìn)一步對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以滿足精密領(lǐng)域?qū)w積極小化的實(shí)際需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

（一）要解決的技術(shù)問題

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種孔銷式少齒差行星減速器的多目標(biāo)優(yōu)化方法，減小減速器體積同時(shí)提高承載能力、降低運(yùn)轉(zhuǎn)沖擊。

（二）技術(shù)方案

本發(fā)明的孔銷式少齒差行星減速器的多目標(biāo)優(yōu)化方法，包括以下步驟：

第一步：基于Hertz接觸理論，引用銷軸和稍孔外廊參數(shù)和材料參數(shù)建立兩者法向接觸力的數(shù)學(xué)模型；

第二步：選取減速器的5個(gè)尺寸參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，構(gòu)造8個(gè)非線性約束方程，建立起優(yōu)化法向接觸力和減速器體積的多目標(biāo)優(yōu)化模型；

第三步：運(yùn)用評(píng)價(jià)函數(shù)法和罰函數(shù)法求解計(jì)算實(shí)例，對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行驗(yàn)證；對(duì)比優(yōu)化前后結(jié)果表明，減速器體積和法向接觸力分別得到了13.1%和24.0%的優(yōu)化率；

第四步：利用ADAMS對(duì)法向接觸力進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，得到優(yōu)化前后的時(shí)域和頻域仿真圖，結(jié)果表明其平均優(yōu)化率達(dá)到29.4，與理論結(jié)果基本吻合。

（三）有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的孔銷式少齒差行星減速器的多目標(biāo)優(yōu)化方法，減小減速器體積同時(shí)提高承載能力、降低運(yùn)轉(zhuǎn)沖擊。

具體實(shí)施方式

一種孔銷式少齒差行星減速器的多目標(biāo)優(yōu)化方法，包括以下步驟：

第一步：基于Hertz接觸理論，引用銷軸和稍孔外廊參數(shù)和材料參數(shù)建立兩者法向接觸力的數(shù)學(xué)模型；

第二步：選取減速器的5個(gè)尺寸參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，構(gòu)造8個(gè)非線性約束方程，建立起優(yōu)化法向接觸力和減速器體積的多目標(biāo)優(yōu)化模型；

第三步：運(yùn)用評(píng)價(jià)函數(shù)法和罰函數(shù)法求解計(jì)算實(shí)例，對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行驗(yàn)證；對(duì)比優(yōu)化前后結(jié)果表明，減速器體積和法向接觸力分別得到了13.1%和24.0%的優(yōu)化率；

第四步：利用ADAMS對(duì)法向接觸力進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，得到優(yōu)化前后的時(shí)域和頻域仿真圖，結(jié)果表明其平均優(yōu)化率達(dá)到29.4，與理論結(jié)果基本吻合。

本發(fā)明的孔銷式少齒差行星減速器的多目標(biāo)優(yōu)化方法，基于Hertz接觸理論，從銷軸和銷孔實(shí)際運(yùn)動(dòng)的外廓參數(shù)出發(fā)，結(jié)合兩者的材料特性建立銷軸與銷孔法向接觸力的數(shù)學(xué)模型，為兩者的接觸碰撞優(yōu)化提供了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；多目標(biāo)優(yōu)化模型包括5個(gè)設(shè)計(jì)變量、8個(gè)約束方程和2個(gè)目標(biāo)函數(shù)；通過權(quán)重系數(shù)轉(zhuǎn)化多目標(biāo)優(yōu)化方程，并運(yùn)用內(nèi)罰函數(shù)法對(duì)計(jì)算實(shí)例進(jìn)行求解；優(yōu)化結(jié)果表明法向接觸力降低了約24%，體積減小了約13.%；很好地達(dá)到了減小減速器體積同時(shí)提高減速器承載能力和使用壽命的優(yōu)化目的；利用ADAMS軟件對(duì)計(jì)算實(shí)例優(yōu)化前后模型的法向接觸力進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真；結(jié)合仿真時(shí)域圖和頻域圖比較分析，法向接觸力平均降低了29.4%仿真優(yōu)化結(jié)果與理論結(jié)果很好地吻合，進(jìn)一步驗(yàn)證了多目標(biāo)優(yōu)化模型的可行性和有效性。

上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。