基于Kriging代理模型的行星减速器结构可靠性分析

来源：机床与液压杂志2025年第6期北京时间：

作者：徐航，桂伟，崔江红，李优华，何元春，谢桂平，吴耀庭

单位：中原工学院,机械工业光学传感与测试技术重点实验室;中原工学院,智能机电工程学院（工业设计学院）；中原工学院,机械工业光学传感与测试技术重点实验室;中原工学院,智能机电工程学院（工业设计学院）；中原工学院,机械工业光学传感与测试技术重点实验室;中原工学院,智能机电工程学院（工业设计学院）；中原工学院,机械工业光学传感与测试技术重点实验室;中原工学院,智能机电工程学院（工业设计学院）；浙江夏厦精密制造股份有限公司；浙江夏厦精密制造股份有限公司；浙江夏厦精密制造股份有限公司

摘要：随着机器人传动精度需求的提升，对其重要组成零件之一的行星减速器提出了更高的可靠性要求。受多种失效模式的影响，分析行星减速器可靠性时所构建的性能函数极为复杂，且计算所需样本数据获取困难。针对这些问题，基于应力-强度干涉理论构建可靠度分析的功能函数，考虑模型的非线性问题，采用Kriging代理模型技术与Monte Carlo模拟法结合的可靠度主动学习算法，得到行星减速器的一般性可靠性分析方法。该方法利用学习函数进行样本点的更新，使得可靠度分析模型的拟合精度得到提升。利用有限元瞬态动力学仿真得到实际应力值，通过MATLAB进行函数求解，得到行星减速器的可靠度值以及各变量的灵敏度值，降低了样本点的迭代次数，提高了计算效率。对样机进行加速寿命试验，得到失效数据，仿真计算与试验偏差为7.1%，验证了模拟仿真方法的准确性，为进一步可靠性优化设计奠定基础。

关键词：行星减速器;Kriging代理模型;Monte Carlo模拟方法;加速寿命试验

基金资助：国家自然科学基金面上项目（52075561）