基于遗传算法的rv减速器多目标优化

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1、基于遗传算法的RV减速器多目标优化张景钰曹巨江陕西科技大学机电工程学院针对RV减速器的结构不够紧凑，传动效率低的问题，采用最优化理论与MATLAB遗传算法优化来解决。将体积与效率视作两个0标函数，多个0标应用加权法变成统一的一个目标函数，其次建立不同的约束条件.最后利用遗传算法进行优化计算得出优化解，达到优化设计参数合理，减速器体积小、材料节省、成本低，效率高等一系列优点.通过最终优化数据显示，此方案为RV减速器优化设计开创了一种新思路.关键词：RV减速器;遗传算法;优化设计;张景钰(1990-)，男，陕西咸阳人，在读研宂生，研宂方向:RV减速器理

2、论及应用技术基金：陝西省科技厅数控一代机械产品创新应用示范工程项目(2013BAF04B00)Multi-objectiveoptimizationdesignoftheRVreducerZHANGJing-yuCAOJu-jiangCollegeofMechanicalandElectricalEngineering，ShaanxiUniversityofScience&Technology;Abstract：AimingatthestructureofRVreducer,theproblemoflowtransmissionefficiency

3、issolvedbyoptimizingtheoptimizationtheoryandtheoptimizationofMATLABgeneticalgorithm.Considervolumeandefficiencyastwotargetfunctions,andtheweightedmethodofmultipletargetsbecomesaunifiedtargetfunction,andthendifferentconstraintsareestablished.Finallycalculatedusinggeneticalgorit

4、hmtooptimizeoptimizationsolution,tooptimizedesignparametersisreasonable,thegearreducerissmallinsize,materialsaving,lowcost,highefficiencyadvantages.TheoptimizationdesignofRVreducerwasdevelopedbythefinaloptimizationdata.Keyword：RVreducer;geneticalgorithm;optimizationdesign;0引言R

5、V传动是近年来运用在工业机器人领域的新型二级传动机构，由针齿与针轮传动研发出来，占体积很小、总重量轻、精度非常高、转化效率高.RV减速器己经是主流的工业机器人专用减速器.在许多需耍精密传动的地方，RV减速器应用颇多.对于工业机器人显得尤为重要Ul.RV减速器在结构上分为两部分:渐开线齿轮传动机构和针齿针轮传动机构，如图1所示.工作时，驱动力由中心齿轮输送给3个行星齿轮，行星齿轮啮合的曲轴带动针轮与针齿相互配合做行星运动，而减速器的输出由摆线针轮的自转带动行星架输出.机器人关节对于RV减速器有着特殊的要求，尽量在狭小的空间放置RV减速器.因为工业机器

6、人内部空间有限，而且对性能有一定的要求.所以优化设计是必要的.RV减速器的优化设计,对工业机器人性能的改进有着重要的意义.阁1RV减速器结构阁本文中以RV250为例拉1,推导出RV减速器体积公式和传动效率的公式，把体积和效率当作0标函数［3］，通过MATLAB调用遗传算法进行多0标优化设计.该减速器传动比i=101，行星齿轮模数m=2、行星轮齿轮齿宽b=13mm、太阳轮齿数Zal=21、针齿屮心阅直径Dz=229mm、针齿销直径dz=10mm、摆线轮宽度B=22mm、针轮齿数Zb2=40、短幅系数么=0.7682、许用接触应力［0」］=850MPa

7、,针齿许用弯曲应力Opp］=150MPa.1RV减速器优化设计数学模型1.1设计变量研宄RV减速器多目标优化问题，取影响目标函数的独立参数:行星齿轮模数m、行星轮齿宽b、太阳轮齿数Zal、针齿中心圆直径Dz、针齿销直径dz、摆线轮宽度B、针轮齿数^、短幅系数久作为设计变量.即：1.2目标函数(1)在满足工业机器人所需的功率和传动比的条件，把RV减速器的最小体积作为优化设计的目标函数，使减速器结构紧凑，降低成本.那么可得RV减速器的体积大小为其中:ZK1为行星轮齿轮齿数.所以体积为:式(4)中：针齿套壁厚，么=3min;S为摆线轮之间的间隔，_B;b

8、'为曲轴轴承宽度;i为RV减速器的传动比.(2)传动效率的大小是减速器工作能力高低的一个重要指标，所以，保证减速器高传动效