Structural parameter optimization of micro harmonic flexspline based on neural network

SHAO Weilong; LI Luyang; YE Wenli; WANG Qishan

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2025.09.006

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Structural parameter optimization of micro harmonic flexspline based on neural network

Design·Calculation | 更新时间：2025-09-20

- Structural parameter optimization of micro harmonic flexspline based on neural network
- Journal of Mechanical Transmission Vol. 49, Issue 9, Pages: 47-54(2025)
- 作者机构：
  
  扬州大学机械工程学院，扬州 225100
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.09.006
  CLC： TH132.43
- Received：19 May 2024，
  
  Published：15 September 2025
- 稿件说明：
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邵未龙，李鹭扬，叶雯莉，等. 基于神经网络的小型谐波柔轮结构参数优化［J］. 机械传动，2025，49（9）：47-54.

SHAO Weilong，LI Luyang，YE Wenli，et al. Structural parameter optimization of micro harmonic flexspline based on neural network［J］. Journal of Mechanical Transmission，2025，49（9）：47-54.
邵未龙，李鹭扬，叶雯莉，等. 基于神经网络的小型谐波柔轮结构参数优化［J］. 机械传动，2025，49（9）：47-54. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2025.09.006.

SHAO Weilong，LI Luyang，YE Wenli，et al. Structural parameter optimization of micro harmonic flexspline based on neural network［J］. Journal of Mechanical Transmission，2025，49（9）：47-54. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2025.09.006.

摘要

目的

目前关于小型谐波减速器参数合理化设置的研究较少，为了改善小型谐波柔轮的受力状态与传动性能，提出一种基于神经网络的参数优化方法。

方法

首先，建立了柔轮仿真模型并采用局部敏感度分析法筛选优化参数；然后，使用遗传算法优化了人工神经网络，建立了优化参数与柔轮应力和刚度之间的映射模型；最后，通过模型分析，得到了优化参数的全局敏感度，并揭示了优化参数与柔轮应力和刚度之间的关系。

结果

计算结果表明，基于神经网络全局敏感度分析的柔轮结构参数优化，可有效改善柔轮的应力集中现象，提高柔轮的刚度，增强谐波减速器的传动性能。

Abstract

Objective

Little research has been conducted on the rational parameter setting of micro harmonic reducers. To improve the force condition and transmission performance of micro harmonic flexsplines

a neural network-based parameter optimization method was proposed.

Methods

Firstly

a flexspline simulation model was established

and optimization parameters were screened using local sensitivity analysis method. Then

the artificial neural network was optimized by the genetic algorithm

and a mapping model between the optimization parameters and flexspline stress as well as flexspline stiffness was constructed. Finally

through model analysis

the global sensitivity of the optimization parameters was obtained

and the relation between the optimization parameters and flexspline stress as well as flexspline stiffness was revealed.

Results

The calculation results show that the optimization of flexspline structural parameters based on neural network-based global sensitivity analysis can effectively alleviate the stress concentration of the flexspline

the stiffness of the flexspline is improved

and the transmission performance of the harmonic reducer is enhanced.

关键词

Keywords

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