本发明属于机械设计制造，具体涉及一种摆线轮齿廓修形的优化方法。
背景技术：
1、rv减速器是由日本帝人公司研究开发的一种由渐开线和摆线组成的二级减速传动装置，它不仅具有大速比、小体积、高承载精度效率以及传动平稳等优点，且较谐波减速器又具有高得多的疲劳强度、刚度和寿命，加之回差和传动精度稳定，不会随着使用时间的增长而显著降低。
2、rv传动是渐开线行星齿轮传动、摆线针轮传动以及多曲柄平行四边形机构的组合，各子机构的基本尺寸设计、精度设计相互耦合，约束条件繁多，可进行优化设计的空间狭隘，且优化目标并非单一。rv减速器中，摆线针轮传动是高负载的关键因素，也是rv减速器的核心结构，摆线齿廓与标准针齿为多齿无隙啮合，理论上标准摆线轮和针齿啮合时没有间隙，一半的针齿同时与摆线轮啮合，推动摆线轮运动。
3、然而在实际应用中，摆线轮的制造必须精确，以确保齿轮的几何形状和尺寸与设计规格一致，任何制造误差都可能导致传动误差和性能下降，且标准的摆线轮与针轮的啮合会产生干涉，无法形成润滑间隙，因此需要对摆线轮齿廓进行修形以补偿这些误差，保证其具有合理齿侧间隙、润滑和装配。修形后的实际摆线轮要比理论摆线轮稍小，常见的修行方法有移距修形、等距修形、转角修形三种以及三种修形方法的组合。
4、考虑到生产实际应用，组合修形较之单一的修形方法效果更好；同时，组合修形加工更容易实现，使用性更强，更加符合实际生产情况。常用的组合修形法是等距移距组合修形。该方法通过数学优化方法确定合理的等距修形量δrrp和移距修形量δrp，使修形后的摆线轮工作齿廓与修形的摆线轮齿廓尽可能接近。对于修形参数的大小，设计人员采用多种方法进行了研究计算。摆线轮齿廓修形有一个最佳工作范围，过小的摆线轮齿廓修形量会导致啮合间隙变小，修形齿廓与理论齿廓接近重合，造成摆线轮与针齿无法正常啮合传动；过大的修形量则会导致初始啮合间隙过大，对摆线轮齿廓的啮合特性以及传动误差产生不利影响，致使传动效率低、精度保持性差、疲劳寿命短等。故选取合理的摆线轮修行方式与修形参数的大小对于改善rv减速器的啮合特性至关重要。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种摆线轮齿廓修形的优化方法。
2、本发明的技术方案如下：
3、一种摆线轮齿廓修形的优化方法，包括以下步骤：
4、步骤1：获取摆线轮标准的齿廓方程；
5、步骤2：确定采用“正等距加负移距”的修形方法，引入等距修形量δrrp及移距修形量δrp；
6、步骤3：根据摆线轮的基本参数确定设计变量、目标函数及约束条件；
7、步骤4：得到等距—移距修形的摆线轮齿廓曲线方程；
8、步骤5：最终确定摆线轮齿廓修形的工作范围，确定摆线针轮行星减速器的最优修形量。
9、进一步地，所述数摆线轮标准的齿廓方程为：
10、
11、其中，zp为针轮的齿数；zc为摆线轮的齿数；rp为针齿分布圆半径；rrp为针齿半径；a为偏心距；j1为短幅系数，k1＝azp/rp；ih为摆线轮和针轮的相对传动比，xopy坐标系固定连接于转臂opoc上，为静坐标系；xpopyp坐标系是固定连接在针轮上；xcocyc固定连接在摆线轮上。
12、进一步地，所述目标函数为：
13、f(δrp,δrrp)＝min(fmax)
14、其中，fmax为针齿最大接触力。
15、进一步地，所述约束条件为：
16、
17、其中，δrp为移距修形量，δrrp为等距修形量，a为偏心距；k'1为修形之后的短幅系数，k'1＝azp/(rp+δrp)。摆线针齿啮合间隙，计算公式为
18、进一步地，所述等距—移距修形的摆线轮齿廓曲线方程为：
19、
20、其中，，zp为针轮的齿数；zc为摆线轮的齿数；rp为针齿分布圆半径；rrp为针齿半径；a为偏心距；k1为短幅系数，j1＝azp/rp；ih为摆线轮和针轮的相对传动比，xopy坐标系固定连接于转臂opoc上，为静坐标系；xpopyp坐标系是固定连接在针轮上；xcocyc固定连接在摆线轮上，δrrp为等距修形量，δrp为移距修形量。
21、进一步地，所述步骤3中使用萤火虫算法进行求解目标函数具体为：
22、随机生成一个规模为n的初始萤火虫种群pop，n个萤火虫分别编号为1至n，基于每个萤火虫所表达的解空间，计算pop中每个萤火虫的目标函数值和约束函数值；
23、初始化外部集合bp，该集合的初始值为pop的所有可行解中的非支配解；
24、由于距离的增加和空气对光的吸收，萤火虫i的亮度会随着距离r的增加而逐渐减小；
25、用待优化函数的目标函数值表示算法的绝对亮度。待优化的目标函数是d维的，并假设在解空间内随机初始化的萤火虫数量为i＝1,2…，n是一个d维向量，表示一个潜在解；xi表示萤火虫i在解空间中的位置，xid表示萤火虫i在第d维空间的值；
26、萤火虫的i的绝对亮度ii与xi处的目标函数值成正比，即ii∝f(xi)；
27、绝对亮度的大小可以直接用来衡量萤火虫所表达的潜在解的优劣，即绝对亮度大的萤火虫所表达的潜在解更好；
28、萤火虫i的亮度随着距离r的增加以及空气的吸收而减弱，定义萤火虫i对萤火虫j的相对亮度；
29、假设萤火虫j的绝对亮度比萤火虫i的绝对亮度大，则萤火虫i被萤火虫j吸引向萤火虫j移动；由于被萤火虫j吸引，萤火虫i向其移动更新自己的位置。
30、与现有技术相比，本发明具有以下优点：
31、本发明根据摆线轮的三种修形方式,优化摆线轮齿廓的等距-移距组合修形的方法，分别确定等距加移距修形数学方程；确定摆线轮齿廓修形的工作范围，确定摆线针轮行星减速器的最优修形量，对摆线轮齿廓进行修形以补偿这些误差，保证其具有合理齿侧间隙、润滑和装配，并提高摆线针轮行星减速器的传递效率、承载能力性能。重新确定约束条件；发挥萤火虫算法较强的局部搜索能力，操作方便，实现简单，参数较少且稳定性较好的优点。通过上述方法，可得到最佳等距加移距的修形齿廓,且计算效率高。
1.一种摆线轮齿廓修形的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的摆线轮齿廓修形的优化方法，其特征在于，所述数摆线轮标准的齿廓方程为：
3.根据权利要求1所述的摆线轮齿廓修形的优化方法，其特征在于，所述目标函数为：
4.根据权利要求1所述的摆线轮齿廓修形的优化方法，其特征在于，所述约束条件为：
5.根据权利要求1所述的摆线轮齿廓修形的优化方法，其特征在于，所述等距一移距修形的摆线轮齿廓曲线方程为：
6.根据权利要求1所述的摆线轮齿廓修形的优化方法，其特征在于，所述步骤3中使用萤火虫算法进行求解目标函数具体为：
