行星摆线减速器的可靠性直接影响工业机器人的整体性能和使用寿命,其中,两级传动子部件的可靠性对减速器整机可靠性具有重要影响。以某型重载行星摆线减速器为研究对象,基于两级传动系统子部件的受力分析,分别构建各子部件的可靠性数学模型,并通过Copula函数对可靠度进行相关性耦合,构建了考虑失效相关性的系统可靠性模型;在此基础上,构建体积最小、可靠度最高的多目标优化模型,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(Non-dominated sorted genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)进行求解,并与考虑独立性假设的系统可靠性模型做了对比分析。结果表明,优化后,减速器体积减小了11.27%,可靠度提高了5.29%;考虑失效相关性的优化设计方法可以有效提高行星摆线减速器的可靠性,并具有更高的综合性能。

根据系统功能基本原理,提出了一种新的齿轮啮合过程摩擦功耗计算方法。假设两圆盘在滚动过程中存在相对滑动,圆盘间摩擦力矩将对圆盘做功而产生摩擦功耗。据此原理,建立了齿轮啮合过程的摩擦功耗计算模型。在对齿轮啮合过程中摩擦因数分析的基础上,对外啮合齿轮摩擦功耗进行了分析计算。计算结果表明,齿轮在啮合过程中,双齿啮合区的摩擦功耗起主导作用。将计算结果与Velex的试验结果对比显示,提出的齿轮啮合过程摩擦功耗的计算模型是可行的。