考虑磨损与变形的谐波齿轮精度可靠性分析与优化设计

来源：计算机集成制造系统杂志2022年第2期北京时间：

作者：潘柏松, 方宽, 文娟, 项涌涌, 翁微妮

单位：1.浙江工业大学机械工程学院2.浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室3.博世电动工具(中国)有限公司

摘要：针对谐波齿轮减速器中存在的磨损和变形因素导致减速器传动精度低、可靠性差等问题,建立考虑磨损与变形的谐波齿轮减速器传动误差模型,并进行精度可靠性分析与优化设计。通过分析传动误差的影响因素建立了传动误差模型;基于磨损经验模型和试验数据,应用贝叶斯修正方法建立动态磨损模型,同时根据试验数据和高斯过程回归建立柔轮变形模型;综合获得的传动误差模型、磨损模型和柔轮变形模型建立谐波齿轮精度可靠性模型,并应用基于拉丁超立方抽样的Kriging代理模型和蒙特卡洛法求解某谐波齿轮减速器传动精度可靠度。最后采用序列二次规划法对谐波齿轮减速器进行优化设计。优化结果表明,在工况参数(输出端负载17.5 N·m,输入端转速100 r/min)下,优化后的谐波齿轮减速器在工作时间3 000 h处的可靠度达到99.02%,相比未优化前提升7.85%,而成本却只增加1.70%。

关键词：谐波齿轮减速器,动态磨损,柔轮变形,可靠性分析,可靠性优化设计

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51475425)。