少齿差行星减速器具有效率高、传动比大、承载能力高、结构紧凑等优点,被广泛应用于机器人、矿山、船舶、航空航天等领域。由于其结构简单、易于实现小型化,可推广应用到近年来兴起的机电伺服系统。采用传统的“试凑法”计算齿轮参数时,往往需要耗费大量的人力,却得不到满足约束条件的最优解。少齿差行星传动的设计效率低、精度要求高等特点,制约了其在各领域的推广和应用。采用封闭图法和遗传算法分别对其进行优化设计研究,包括如下内容:(1)市场调研各种减速器,通过性能对比,确定研究大传动比、高效率、低成本的少齿差行星减速器;(2)设计了一型少齿差行星减速器,通过对其传动原理的分析,明确了影响传动性能的因素,提出了考虑多齿啮合效应时对内啮合齿轮副的强度校核方法;(3)对主要约束条件、限制曲线建立数学模型,用迭代法求解非线性方程组,并绘制封闭图,按设计要求选取变位系数;(4)利用遗传算法进行减速器参数优化,选取了变位系数、啮合角、齿顶高系数和齿宽等4个变量,效率、体积、安全系数等3个目标函数,设计了重合度等7个约束条件,通过外推法确定初始值,得到了优化解;(5)设计减速器效率测试实验台,测得力矩和速度等参数,并对其进行数据分析,实测数据与优化计算结果吻合。研究表明,相比传统的封闭图法,遗传算法实现了多变量优化设计,避免了局部最优解,优化设计的少齿差行星减速器在提高传动效率等方面有较大潜力。