【導讀】行星齒輪減速器作為重要的傳動裝置，在機械、建筑領(lǐng)域應用非常廣泛。積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、效率高、運動平穩(wěn)等特點。裝配，并完成傳動部分的運動仿真，并對其運動進行分析。

　　

【正文】 其中包括：筋（ Ribs）、槽（ Slots）、倒角（ Chamfers）和抽空（ Shells）等，采用這種手段來建立形體，對于工程師來說是更自然，更直觀，無需采用復雜的幾何設(shè)計方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號式的賦予形體尺寸，不 像 其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個參數(shù)改變，其也相關(guān)的特征也會自動修正。這種功能使得修改更為方便和可令設(shè)計優(yōu)化更趨完美。造型不 單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機上或一些支持 Postscript 格式的彩色打印機 。 Pro/ Engineer 還可輸出三維和二維圖形給予其他應用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這都是通過標準數(shù)據(jù)交換格式來實現(xiàn)，用戶更可配上 Pro/Engineer 軟件的其它模塊或自行利用 C 語言編程，以增強軟件的功能。它在單用戶環(huán)境下 (沒有任何附加模塊 )具有大部分的設(shè)計能力，組裝能力 (人工 )和工程制圖能力 (不包括 ANSI， ISO， DIN 或 JIS 標準 )，并且支持符合工業(yè)標準的繪圖儀 (HP，HPGL)和黑白及彩色打印機的 二維和三維圖形輸出。 Pro/Engineer 功能如下： ① 特征驅(qū)動（例如：凸臺、槽、倒角、腔、殼等）； ② 參數(shù)化（參數(shù) =尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等）； ③ 通過零件的特征值之間，載荷 /邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關(guān)系來進行設(shè)計。 ④ 支持大型、復雜組合件的設(shè)計 (規(guī)則排列的系列組件，交替排列， Pro／ PROGRAM的各種能用零件設(shè)計的程序化方法等 )。 ⑤ 貫穿所有應用的完全相關(guān)性 (任何一個地方的變動都將引起與之有關(guān)的每個地方變動 )。其它輔助模塊將進一步提高擴展 Pro／ ENGINEER 的基本功能 。 （ 2） Pro／ ASSEMBLY Pro/ASSEMBLY 是一個參數(shù)化組裝管理系統(tǒng)，能提供用戶自定義手段去生成一組組裝系列及可自動地更換零件。 Pro/ASSEMBLY 是 Pro/ADSSEMBLY 的一個擴展選項模塊，只能在 Pro/Engineer 環(huán)境下運行，它具有如下功能： 1． 在組合件內(nèi)自動零件替換 (交替式 )； 2． 規(guī)則排列的組合 (支持組合件子集 )； 3． 組裝模式下的零件生成 (考慮組件內(nèi)已存在的零件來產(chǎn)生一個新的零件 )； 4． Pro/ASSEMBLY 里有一個 Pro/Program 模塊，它提供 一個開發(fā)工具。使用戶能33 33 自行編寫參數(shù)化零件及組裝的自動化程序，這種程序可使不是技術(shù)性用戶也可產(chǎn)生自定義設(shè)計，只需要輸入一些簡單的參數(shù)即可 ； 5． 組件特征 (繪零件與，廣組件組成的組件附加特征值．如：給兩中零件之間加一個焊接特征等）。 （ 3） Pro/ENGINEER Mechanism Dynamics Pro/ENGINEER Mechanism Dynamics 虛擬地仿真運動組件的加速力和重力的反作用力了解動力效應 ， 工程師無需等待實物樣機就能測試產(chǎn)品的動力耐久性 ， 利用 Pro/ENGINEER 機構(gòu)動力學 仿真，可以虛擬地仿真運動組件的加速力和重力的反作用力。而且，您可以綜合考慮諸如彈簧、電動機、摩擦力和重力等動力影響，相應地調(diào)整產(chǎn)品性能。無需背上研制樣機的高昂費用負擔就能獲得最大的設(shè)計信心。 功能及益處：綜合考慮彈簧、阻尼器、電動機、摩擦力、重力和定制的動力負載，以評估產(chǎn)品性能 。 使用設(shè)計研究來優(yōu)化機構(gòu)在一組輸入變量下的性能 ， 創(chuàng)建準確的運動包絡，以用于干涉和空間聲明研究中 。 通過動力學分析獲得準確的測量值，以設(shè)計更堅固、更輕和更高效的機構(gòu) ， 直接從動力學仿真中創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)動畫 。 行星輪減速器的 PRO/E 建模 行 星輪減速器的建模主要對齒輪、軸、滾動軸承、箱蓋、與箱座的建模，并完成部件的裝配圖。 齒輪的建模： 齒輪的建模主要包括參數(shù)的確定、參數(shù)之間關(guān)系的關(guān)系、齒輪漸開線方程的建立、漸開線 標志曲線的建立、以及漸開線的鏡像 等。 主要命令包括 使用【草繪】工具 、【拉伸】工具 、【基準曲線】工具 、【鏡像】工具 以及陣列工具 等。 1. 參數(shù)的確定如圖 41 所示 2..參數(shù)關(guān)系的確定 df=m*zm* db=m*z*cos(angle) d=m*z da=m*z+m*2 D0=df D1=db D2=d D3=da 34 34 圖 41 3..漸開線方程的建立： /* 為笛卡兒坐標系輸入?yún)?shù)方程 /*根據(jù) t (將從 0 變到 1) 對 x, y 和 z /* 例如 :對在 xy 平面的一個圓，中心在原點 /* 半徑 = 4，參數(shù)方程將是 : /* x = 4 * cos ( t * 360 ) /* y = 4 * sin ( t * 360 ) /* z = 0 /* r=db/2 theta=t*90 x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*(pi/180) y=r*sin(theta)r*cos(theta)*theta*(pi/180) z=0 5） 操作命令以及內(nèi)齒輪的效果圖如圖 42 所示 35 35 圖 42 其它部件的建模 詳情 見 附件（光盤 ） 行星輪減速器的裝配 裝配過程中主要操作 主要 包括 ： 使用【添 加元件】工具 、【坐標系】約束、【對齊】約束、【插入】約束、【匹配】約束完成模型的繪制。 4..31 高速級的裝配體 1..選擇【新建】 對話框，選擇新建類型為【組件】，取消【使用缺省模板】，單擊【確定】按鈕，在彈出的【新建文件選項】對話框中選擇模板為【 mmnsasndesighn】 如圖 43 36 36 圖 43 【添加元件】工具 ，系統(tǒng)彈出【打開】對話框，在對話框中選擇“ ”文件，然后單擊【打開】按鈕，行星架部分被彈出打開并出現(xiàn)在主窗口中，同時系統(tǒng)彈出【添加元件】操 作控制面板。按鼠標中間確定模型的 位置 。 【添加元件】工具 ，打開“ leftshaftasm”文件，齒輪軸模型被添加到主窗口中，同時系統(tǒng)彈出添加元件操作控制面板單擊 按鈕，彈出【放置】上滑面板，選擇約束類型為【自動】，分別點擊選取兩個組件的軸線，使兩個組件的中心軸線自動對齊 ，如圖 44 所示 。 然后確定第二個約束，選擇約束類型為匹配，然后分別選取兩個組件的兩個配合平面，選擇【匹配】類型為【重合】 圖 44 選擇【添加元件】工具 ，打開“ rightshaftasm”文件，裝配方法與“ leftshaftasm”的裝配方法類似。 37 37 裝配完成后高速級裝配體如圖 45 所示 圖 45 低速級的裝配體 圖 46 38 38 總裝圖的裝配體 圖 47 去箱蓋后的裝配體 圖 48 39 39 總裝圖的分解視圖 圖 49 . 減速器的 傳動 運動仿真 與分析 齒輪傳動運動仿真 主要使用【基準平面】 工具、【基準軸】 工具、【添加元件】 工具、定義齒輪副 工具、【定義伺服電動機】 工具、選擇【機構(gòu)分析】 工具、【回放】工具 、【測量】工具 等來完成模型的運動仿真。 對齒輪傳動模型進行運動仿真，效果如 410 圖所示 圖 410 40 40 1 選擇【新建】對話框，選擇新建類型為【組件】，取消【使用缺省模板】選項框，選擇模板為【 mmms_asn_design】 ,單擊確定按鈕，創(chuàng)建一個新的轉(zhuǎn)配文件。 2．選擇【基準平面】工具 ，彈出基準平面對話框。選擇【基準平面】對話框。選擇基準面 ASMRIGHT,在【基準平面】對話框中定義偏距為 ， 圖 411 由 ASMRIGHT 偏移創(chuàng)建了一個基準 面 ADTM1，如圖 411 所示 。 3．選擇基準軸工具 ，彈出基準軸對話框，同時依次選取基準平面 ASMRIGHT、ASMFRONT,單擊【基準軸】對話框中的【確定】按鈕，在兩基準面相交的位置創(chuàng)建一條基準軸，按同樣的方法選擇 ADM ASMFRONT 平面，創(chuàng)建另一基準軸如圖所示。 【添加元件】工具 ，打開“ ”文件，小齒輪模型被添加到主窗口 ，同時系統(tǒng)彈出元件操作控制面板，選擇連接方式為【銷釘】連接，如圖所示。接著單擊【放置】按鈕，彈出【放置】上滑面板，如圖所示 。系統(tǒng)提示首先定義【銷釘】連接的【軸對齊】選項，依次選擇前面創(chuàng)建的基準軸 AA1 與小此輪的軸線 GEARAXIS,如圖所示。完成平移選項定義，單擊確定完成小齒輪的放置及銷釘連接定義，如圖 412所示 41 41 圖 412 5.. 再次 選擇【添加元件】工具 ，打開“ ”文件，大 齒輪模型被添加到主窗口 ，同時系統(tǒng)彈出元件操作控制面板，選擇連接方式為【銷釘】連接，接著單擊【放置】按鈕，彈出【放置】上滑面板，依次選擇前面創(chuàng)建的基準軸 AA2 與大齒輪的軸線 GEARAXIS,如圖 413 所示。完成軸對齊選項定義，接著再依次選擇裝配模型的基準面 ASMFRONT 與大齒輪的 DTM5。 完成平移選項的定義，單擊 按鈕完成大齒輪的放置及銷釘連接定義 。 圖 413 6..選擇【應用程序】 /【機構(gòu)】菜單命令，打開機構(gòu)運動仿真模塊。選擇【定義齒輪副】工具， 彈出【齒輪副定義】對話框，采用默認的名稱及傳動類型，首先定義齒輪1,選擇如圖 414 所示的銷釘連接 為齒扭動軸，并定義齒輪 1 的 的節(jié)圓直徑為 ,再選擇銷釘連接為齒輪 2 的運動軸，并定義齒輪 2 的節(jié)圓直徑為 185，完成齒輪副的定義。 42 42 414 7．選擇定義【伺服電動機】 工具，彈出【伺服電動機定義】的對話框，選擇銷釘連接作為運動軸，完成 后【 伺服電動機 】對話框如圖如圖 415 所示，單擊輪廓選項卡，將參數(shù)由【位置】改為【速度】，并定義速度值為常數(shù)為 55，如圖所示，單擊【確定】按鈕，完成電動機的定義。 43 43 圖 415 8．選擇【 機構(gòu) 分析】工具 ，彈出【分析定義】對話框，采用默認的設(shè)置，單擊【運行】按鈕，齒輪開始運動， 總傳動部分運動仿真 與分析 行星輪的總體運動仿真，與單個的一對齒輪的 操作命令基本類似，總的傳動包括七對齒輪副的的定義：分別為三個行星齒輪與齒輪軸、內(nèi)齒輪的六對嚙合，以及低速級間一對齒輪的嚙合。 如圖所示： 圖 416 （ 1） 定義好 7 對齒輪副的運動關(guān)系后，選擇定義【伺服電動機】 工具，彈出【伺服44 44 電動機定義】的對話框，選擇輸入軸為運動軸，完成后【伺服電動機】對參數(shù)由【位置】改為【速度】，并定義速度值為常數(shù)為 32。 （ 2） ．選擇【機構(gòu)分析】工具 ，彈出【分析定義】對話框， 將【分析定義】【類型】中【位置】改為【運動學】選項 ， 并將【終止時間】 改為 120 單擊【運行】按鈕，齒輪開始運動 ，運動完成后，點擊【確定】按鈕 。 （ 3） .選擇【測量】工具 ，彈出【測量結(jié)果】對話框，選擇新建 按鈕，建立 太陽輪、小齒輪、大齒輪的位置、速度、加速度項目 ， 都以各齒輪的分度圓為值處的 X 分量加以分析， 并重新命名。 分別為：大齒輪 BA（加速度）、 BS（位置）、 BV（速度），小齒輪： LA(加速度、 ) LS （位置）、 LV（速度）， 太陽輪： SA （加速度）、 SS （位置）、SV（ 速度）。按照命名 選擇 AnalysisDefinition21,分三組分別對 三不同齒輪的位置、速度、加速度進行分析，如圖 417 所示 圖 417 （ 1） 位置分析 45 45 圖 418 淺綠色線 BS(大齒輪位置 )： mm315YBS ?上 ， mm130YBS ?下 則 1 8 5 m m1 3 0 m mmm3 1 5YY BSBS ??下上 = ed (大齒輪分度圓直徑 ) 墨綠色線 LS(小齒輪位置 )： 133mmYLS ?上 ， 75mmYLS ?下 則 ??? 5 8 m m7 5 m m1 3 3 m mYY LSLS 下上 = d =(小齒輪分度圓直徑 ) 藍色線 SS(太陽輪輪位置 )： 115mmYSS ?上 ， 90mmYSS ?下 則 ??? 2 5 m m9 0 m m1 1 5 m mYY SSSS 下上 = ad =(小齒輪分度圓直徑 ) 46 46 (2)