行星齿轮传动的机构仿真及多体接触分析
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｔｓ ／
Ｏ
０ ０ ２ ０ ０． ０ ８ １ ４ ６ ０
，ｓ ／
／／ ＿ １
在
坐标 系 中 ｔ 时刻 Ａ 坐标 为 ： 韵
（） １
Ｙ ＝ Ｆｓｎ ｃ ｉ８
式中： ｎ为中心距 ；ｃ ｒ 为行星轮半径 ； ｜ ｔ ８为 时刻行星轮相对行
星架 的转 角 ， 卢＝２ ｎ 一 ｔ 订（ ｎ ）。 利用坐标变换公式 ：
行 星轮 与 内齿 轮 节 点 处 啮合 位 置 ， 时刻 Ａ点 旋 转 至 Ａ 点 。 ｔ
程 万康 ： 星齿轮 传 动 的机构 仿 真及 多体 接 触分析 行
轮 及 行 星架 的 受 力 情 况 。
架之问 的旋转 副施 加力 矩 ５９ ９ ３Ｎ・ ｌ令 内齿 圈与行 星 ６ ． ｎ， 架之间旋转副的转速 为 ０ 即行 星架 不输 出运 动 。利用 Ｉ ， —
ＤＡ Ｅ Ｓ软件 进 行 力 学 仿 真 时 ， 置 求 解 时 间 为 １ｓ 求 解 步 数 设 ， 为 ３００步 ， 解 可 得 图 ５ 图 ６及 表 ３所 示 的 太 阳轮 、 星 ０ 求 、 行
个 行 星 轮 ， 运 动 仿 真 过 程 中 ， 动 副 的 定 义包 括 ３个 旋 转 故 运 副 和 ２个 齿 轮 副 。 即太 阳轮 与行 星 架 之 间 、 内齿 圈 与 行 星架 之 间 、 星 轮 与 行 星 架 之 间 用 旋 转 副 来 定 义 ， 阳轮 与 行 星 行 太 轮 之 间 、 星轮 与 内 齿 圈 之 问 用 齿 轮 副 未 定 义 。 将 内齿 圈定 行 义 为 固定 件 ， 太 阳 轮 与 行 星 架 之 问 的 旋 转 副 施 加 转 动 。 由 对 于 太 阳轮 额 定 输 入 转 速 为 ４ ０ｒｍｉ（ ６ ８３ｒｓ ， 阳 轮 １ ｎ 即 ．３ ／ ） 太 ／
第３ ２卷
第 ８期
四 川 兵 工 学 报
２ １ 年 ８月 ０１
【 其他研究】
行 星 齿 轮 传 动 的 机 构 仿 真 及 多体 接 触 分 析
程 万 康
（ 军 驻 重 庆舰 船 动 力 军 事 代 表 室 ， 庆 海 重 ４ ２６ ） ０ ２ ０
摘要 ： 针对某行星变速器 ， 借助 Ｉ Ｅ Ｓ软件建立 了行星 传动 机构 的实体模 型及 多体接触 有 限元分 析模型 。通 过行 － Ａ Ｄ
星传 动机 构 的 运 动 学 和 力 学 仿 真 以 及 额 定 载 荷 工 况 下 的 多 体 接 触 有 限 元 分 析 ， 出 了 行 星 传 动 机 构 各 部 件 的 位 移 、 得 速 度 、 速 度 、 、 矩 以 及 接 触 体 的应 力 场 。 加 力 力 关 键 词 ： 星 变 速 器 ； 构 仿 真 ； 触 分 析 ； 限 元 法 行 机 接 有
触 特 性 的研 究 一直 是 国 内 外 学 者 关 心 的课 题 。近 年 来 ， 发 龚
云等运用 刚体定点 转动理 论 ， Ｋ—Ｈ —Ｖ锥齿 轮少齿 差行 对 星机构进行 了运动 学及 动力学研究 ； 陈殿华等对 圆弧齿 轮 进 行 了接 触 分 析 ， 算 了 复 杂 空 间 多 点 接 触 的 齿 轮 啮 合 强 计
。 ＝ 一 （ 丌 ｓ （ ￣ Ⅳ）一（ 订 。 ｓ （ ￣ ） ２ ｎ ）ａ ｉ ２ ｎ ｎ ２ 凡 ）ｒ ｉ ２ｒ ｔ ｎ ｎ
ｆ 加 速 度 ｄ
：
（） 速 度 ｃ线
４ ｎ ～ ＋ 凡 一２ ｃｓ ２ｒｎ 丌０ ／Ｈ ｎ ｏ ［ ￣ 一凡 ）］ （
（） 星 架转 速 ａ行
ｆ１ 星 架 角 位 移 ｂ行
图 ２ 行 星 架转 速 及 角位 移
＝ ｃ 一，ｓ ０ ， ｎ
Ｙ ＝ ｓ ｎｃ ｉ ￣＋ Ｙ ｃ ｓ ０
（） ２
１０ ０
得：
９ Ｏ ８ ０ Ｅ ０ ７ ６ ｏ
５ ０
：ｏ ｏ （￣ ｘ）＋ｌｅｓ２ｒ ） ， ｓ ２ｒ ｔ ｃ ｎ ＂ ｏ（ １ ｔ ｃ ｎ Ｙ ＝ａ ｉ（１ ）＋ｌｓ （ ， ｔ ｓ ２ｒ ｔ ｎ ｎ ＂ｉ ２ｍ ） ｃｎ ｒ
度 ； 志 华 等 通 过 虚 功 原 理 提 出 了 弹 性 接 触 问题 的 一 种 新 陆
力学模型 ， 应用 于内啮合少齿差行 星齿 轮多 齿啮合 问题 的研
究 ， 示 ｒ行 星 齿 轮 传 动 中 有 多 对 轮 齿 相 互 接 触 ， 得 了轮 揭 获
齿接触应力分布状态 ； 牟林分析 了二齿差 行星减 速器一齿 啮合和多齿啮合 时齿 轮承载能力 的差别 Ｊ 。
相 对 于 行 星架 的转 速 为 ５ｒｓ故 在 太 阳轮 与行 星 架 之 间 的 旋 ， ／
收 稿 日期 ：０ １— ５— ２ ２ １ ０ ２ 作者简 介 ： 程万康 （９ ７ ） 男 ， １ ５ 一 ， 高级工程师 ， 主要从事舰船 动力 研究。
１２ ４
四 川 兵 工 学 报
本文针对某行星变速器 ， 用齿 轮啮合 原理推导 了所得 应
图 １ 行 星传 动 机 构 结 构 简 图及 实体 模 型
的齿 廓曲面方程 以及轮齿 啮合位置 ， 建立 了行星传 动机构 的
运动学仿 真 分 析 模 型 和 多 体 接 触 有 限 元 模 型 ， 基 于 Ｉ 并 —
２ 运 动 仿 真
（） ５
图 ３ 行星轮节点位移、 线速 度 及 加 速 度
将行 星传动 的相关参 数代人 式 （ ）一式 （ ） 可得 理论 ３ ５ ，
由表 ２及 图 ２可 以 看 出 ， １ｓ 问 内 ， 阳 轮 角 速 度 为 在 时 太 ２４ ０／ ６ 。ｓ（即 ６ ８ ３ ｒｓ） ．３ ／ ；行 星 轮 旋 转 角 速 度 为
中图分类号 ：Ｈ１２ ４ Ｔ ３．１
文献标 识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ６—００ （０ １ ０ ０ ４ ０ １０ ７ ７ ２ １ ）８— １１— ４
行星传 动装 置合理利用功率分 流及 内啮合传 动 ， 有结 具 构紧凑 、 积小 、 体 重量轻 、 承载能 力强及 效率高等优 点 。随着 行星传 动的广 泛运 用 ， 齿轮传 动 的承 载能力 、 对 可靠性 等 提 出了越来越高 的要 求 ， 因而对行 星齿轮传 动装置运 动学 及接
为旋转 副， 阳轮与 ４个行星轮之间 、 太 ４个行星轮与 内齿圈之
间定 义 为 齿 轮 副 。将 内齿 圈定 义 为 固 定 件 ， 太 阳轮 与 行 星 对
设太阳轮输入 转速为 ， 行星架输 出转速为 ｎ ， 行星 轮
转 速 为 ｎ。 图 ４为 ｔ 时刻 行 星 轮 的位 置 ， ４中 原 点 Ｏ为 太 图 阳 轮 中 心 ， 阳轮 与 ｔ ０时 刻 行 星 轮 中 心 连 线 为 轴 ， 太 ＝ Ａ为
ＤＡ Ｅ Ｓ软件对行星传动机 构进行 了运 动学 、 学仿 真 以及 轮 力 齿 多 体 接 触 有 限元 分 析 。
１ 行 星 变 速 器 实体 模 型
某行星变速器采用 ２ Ｋ—Ｈ 行 星 齿 轮 传 动 ， 齿 圈 固 定 ， 内 太 阳 轮 输 入 ， 星 架 输 出 。 在 使 用 过 程 中 ， 常 出 现 齿 面 点 行 经
一
计 算 结 果 与 图 ３所 示 仿 真 分 析 所 得 的节 点 位 移 、 速 度 及 加 线
速度 曲线 一 致 。 ２ ２ 行 星变 速器 力学 仿 真 ．
１４４ ２ 。ｓ 即 一３９ ６ｒｓ ； 星 架 的 角 位 移 为 ６ ０ （ ２ ．１／ （ ．５ ）行 ／ ６ 。 图
（） ４
，
１
＝
２ｒｎ ＣＳ２Ｔ ）＋２Ｔ １８ ２ｒｃ） ￣ Ｏ（ １ ｔ ａ ｎ １ ｃ０， １ ｔ ｒ ２（
｜ｔ
＝
２ ａ ／ ｗｎ 互 ＿源自■ ｏ ： （ ２
ｔｓ ｜
）００ （ ｎ ￡ 。ｃｓ ２ ）一（ １ ｃｏ（ ￣ ） ２Ｔ ）Ｔ ｓ２ ｆ ｎ ｃ
ｈｔ ：／ ｅｇ ｊｕｓｌ．ｏ ／ ｔ ／ ｓｂ ． ｒ ＇ ｃｒ ｐ ｏ ｅＶ ｎ
转 副 上 施加 初 始 转 速 ５ｒｓ 。利 用 Ｉ Ｅ Ｓ软 件 进 行 运 动 仿 真 ／ － Ａ Ｄ 时 ， 置 求 解 时 间 为 １ｓ求解 步数 为 ３００步 ， 过 求 解 可 得 设 ， ０ 通 各 部件 的位 移 、 度 、 速 度 ， 速 加 如表 ２及 图 ２ 图 ３所 示 。 、 表 ２ 行 星传 动 机 构 的运 动 学仿 真 结 果
在 Ｉ Ｅ Ｓ中 ， 零 部 件 三 维 实 体 模 型 装 配 后 ， 可 利 —Ｄ Ａ 将 即 用 机 构 仿 真 模 块 ， 过 定 义 运 动 副 、 加 运 动 和 载 荷 、 构 求 通 施 机 解 ， 定 机 构 运 动 过 程 中 的运 动 学 和 力 学 特 性 。 不 同种 类 的 确 运 动 形 式 可 由 基 本 运 动 副 唯 一 确 定 ， 基 本 运 动 副 适 当 组 将
、
腓
内
圈
Ｓｏ
一 ／ ＼ 星 ／／ 架
图４ 行 星轮 转 动位 置
。 ¨ ｃ 。。
６８１ ）
４００
一
６７ ０
， 、
３００
＾
６０ ６
６５ ０
２ ０ ０
＿
１ Ｏ０
６０ ４ ０ ０ ２ ０４ ０６ ０ ８ ｌ０ ．
对行星变速 器进 行受 力 仿真 时 ， 同时 考虑 ４个 行 星 需
轮 。首 先 建 立 ６个 旋 转 副 和 ８ 齿 轮 副 ， 太 阳轮 与 行 星 架 个 即 之 间、 内齿 圈 与 行 星 架 之 问 、 行 星 轮 与 行 星 架 之 间 定 义 ４个
星 架 输 出 转 速 １８ ３ｒｓ行 星 轮 转 速 一３ ９６ｒｓ可 见 与 仿 ． ３ ， ／ ． ５ ／ ， 真结果吻合。
机 构 的 结 构 简 图和 实 体 模 型 ， 主要 尺 寸 参 数 如 表 １所 示 。 表 １ 行 星 传 动 的 主要 尺 寸 参 数
行 星 变 速 器 采 用 ２ —Ｈ 行 星 传 动 机 构 ， 有 ４个 行 星 Ｋ 具
轮， 对其运 动进 行模 拟仿 真时 ， 消除其 中 的虚约束 ， 只考 虑 １
ｓ＝ ， ａ ＋２ ｔＣＳ２Ｔｎ 甘 ｔ ／ ＋ ａ Ｏ［ １（ 一 ）］
从 而 可 得 行 星 轮 节 点 处 线 速 度 及加 速度 为 ：
＝ 一
（） ３
２ｒｎ ｓ （ １ Ｈ）一２Ｔ ｎｓ （１ ） ￣ ｉ ２Ｔ ｔ ａ ｎ ｎ １ ｉ ２Ｔ ￡ ｒ ｎ 。 ｎ
合， 几乎可以组成机 构运 动所需 的所 有复 杂运 动副 ， 而将 从
各 运 动 部 件 之 间 的运 动 关 系 清 楚 地 表 现 出 来 ， 整 地 表 达 一 完 个 复 杂 机 构 的运 动 全 过 程 。
２ １ 行 星 变速 器 运 动 学 仿 真 ．
蚀 、 星轴磨损 等异 常故 障 ， 此针 对该 行 星变速 器进 行 ＇ 行 为 『 运 动 学 仿 真 及 多 体 接 触 有 限 元 分 析 。 图 １给 出 ｒ行 星 传 动
４０
式 中： 为 ｔ 时刻行星架转角 ， ＝２ ｔ 订 。则 ｔ 时刻 Ａ 综合 韵
０ ２ ０ ４ ０ ８ １０ ０６
，Ｓ ／
３ ０ Ｏ
ｔｓ ／
位 移 （ ＯＡ 的 长度 ） 即 为
（） ａ 乖 方 向 位 移
２
ｆ １ 合 位 移 ｂ综
２中角位移的表示方式为 ： 当旋转角度 达到 ３０度 时 ， 从 ０ ６ 又
度 开 始 绘 制 转 角 曲 线 ）角 速 度 ６ ０／ （ １８ ３ｒｓ 。根 据 ， ６ 。ｓ 即 ． ３ ／ ）
２ Ｈ 型 行 星 传 动 计 算公 式 ， Ｋ— 当太 阳轮 转 速 ６ ８３ｒｓ ， ．３ ／ 时 行
Ｏ
０ ０ ２ ０ ０． ０ ８ １ ４ ６ ０
，ｓ ／
／／ ＿ １
在
坐标 系 中 ｔ 时刻 Ａ 坐标 为 ： 韵
（） １
Ｙ ＝ Ｆｓｎ ｃ ｉ８
式中： ｎ为中心距 ；ｃ ｒ 为行星轮半径 ； ｜ ｔ ８为 时刻行星轮相对行
星架 的转 角 ， 卢＝２ ｎ 一 ｔ 订（ ｎ ）。 利用坐标变换公式 ：
行 星轮 与 内齿 轮 节 点 处 啮合 位 置 ， 时刻 Ａ点 旋 转 至 Ａ 点 。 ｔ
程 万康 ： 星齿轮 传 动 的机构 仿 真及 多体 接 触分析 行
轮 及 行 星架 的 受 力 情 况 。
架之问 的旋转 副施 加力 矩 ５９ ９ ３Ｎ・ ｌ令 内齿 圈与行 星 ６ ． ｎ， 架之间旋转副的转速 为 ０ 即行 星架 不输 出运 动 。利用 Ｉ ， —
ＤＡ Ｅ Ｓ软件 进 行 力 学 仿 真 时 ， 置 求 解 时 间 为 １ｓ 求 解 步 数 设 ， 为 ３００步 ， 解 可 得 图 ５ 图 ６及 表 ３所 示 的 太 阳轮 、 星 ０ 求 、 行
个 行 星 轮 ， 运 动 仿 真 过 程 中 ， 动 副 的 定 义包 括 ３个 旋 转 故 运 副 和 ２个 齿 轮 副 。 即太 阳轮 与行 星 架 之 间 、 内齿 圈 与 行 星架 之 间 、 星 轮 与 行 星 架 之 间 用 旋 转 副 来 定 义 ， 阳轮 与 行 星 行 太 轮 之 间 、 星轮 与 内 齿 圈 之 问 用 齿 轮 副 未 定 义 。 将 内齿 圈定 行 义 为 固定 件 ， 太 阳 轮 与 行 星 架 之 问 的 旋 转 副 施 加 转 动 。 由 对 于 太 阳轮 额 定 输 入 转 速 为 ４ ０ｒｍｉ（ ６ ８３ｒｓ ， 阳 轮 １ ｎ 即 ．３ ／ ） 太 ／
第３ ２卷
第 ８期
四 川 兵 工 学 报
２ １ 年 ８月 ０１
【 其他研究】
行 星 齿 轮 传 动 的 机 构 仿 真 及 多体 接 触 分 析
程 万 康
（ 军 驻 重 庆舰 船 动 力 军 事 代 表 室 ， 庆 海 重 ４ ２６ ） ０ ２ ０
摘要 ： 针对某行星变速器 ， 借助 Ｉ Ｅ Ｓ软件建立 了行星 传动 机构 的实体模 型及 多体接触 有 限元分 析模型 。通 过行 － Ａ Ｄ
星传 动机 构 的 运 动 学 和 力 学 仿 真 以 及 额 定 载 荷 工 况 下 的 多 体 接 触 有 限 元 分 析 ， 出 了 行 星 传 动 机 构 各 部 件 的 位 移 、 得 速 度 、 速 度 、 、 矩 以 及 接 触 体 的应 力 场 。 加 力 力 关 键 词 ： 星 变 速 器 ； 构 仿 真 ； 触 分 析 ； 限 元 法 行 机 接 有
触 特 性 的研 究 一直 是 国 内 外 学 者 关 心 的课 题 。近 年 来 ， 发 龚
云等运用 刚体定点 转动理 论 ， Ｋ—Ｈ —Ｖ锥齿 轮少齿 差行 对 星机构进行 了运动 学及 动力学研究 ； 陈殿华等对 圆弧齿 轮 进 行 了接 触 分 析 ， 算 了 复 杂 空 间 多 点 接 触 的 齿 轮 啮 合 强 计
。 ＝ 一 （ 丌 ｓ （ ￣ Ⅳ）一（ 订 。 ｓ （ ￣ ） ２ ｎ ）ａ ｉ ２ ｎ ｎ ２ 凡 ）ｒ ｉ ２ｒ ｔ ｎ ｎ
ｆ 加 速 度 ｄ
：
（） 速 度 ｃ线
４ ｎ ～ ＋ 凡 一２ ｃｓ ２ｒｎ 丌０ ／Ｈ ｎ ｏ ［ ￣ 一凡 ）］ （
（） 星 架转 速 ａ行
ｆ１ 星 架 角 位 移 ｂ行
图 ２ 行 星 架转 速 及 角位 移
＝ ｃ 一，ｓ ０ ， ｎ
Ｙ ＝ ｓ ｎｃ ｉ ￣＋ Ｙ ｃ ｓ ０
（） ２
１０ ０
得：
９ Ｏ ８ ０ Ｅ ０ ７ ６ ｏ
５ ０
：ｏ ｏ （￣ ｘ）＋ｌｅｓ２ｒ ） ， ｓ ２ｒ ｔ ｃ ｎ ＂ ｏ（ １ ｔ ｃ ｎ Ｙ ＝ａ ｉ（１ ）＋ｌｓ （ ， ｔ ｓ ２ｒ ｔ ｎ ｎ ＂ｉ ２ｍ ） ｃｎ ｒ
度 ； 志 华 等 通 过 虚 功 原 理 提 出 了 弹 性 接 触 问题 的 一 种 新 陆
力学模型 ， 应用 于内啮合少齿差行 星齿 轮多 齿啮合 问题 的研
究 ， 示 ｒ行 星 齿 轮 传 动 中 有 多 对 轮 齿 相 互 接 触 ， 得 了轮 揭 获
齿接触应力分布状态 ； 牟林分析 了二齿差 行星减 速器一齿 啮合和多齿啮合 时齿 轮承载能力 的差别 Ｊ 。
相 对 于 行 星架 的转 速 为 ５ｒｓ故 在 太 阳轮 与行 星 架 之 间 的 旋 ， ／
收 稿 日期 ：０ １— ５— ２ ２ １ ０ ２ 作者简 介 ： 程万康 （９ ７ ） 男 ， １ ５ 一 ， 高级工程师 ， 主要从事舰船 动力 研究。
１２ ４
四 川 兵 工 学 报
本文针对某行星变速器 ， 用齿 轮啮合 原理推导 了所得 应
图 １ 行 星传 动 机 构 结 构 简 图及 实体 模 型
的齿 廓曲面方程 以及轮齿 啮合位置 ， 建立 了行星传 动机构 的
运动学仿 真 分 析 模 型 和 多 体 接 触 有 限 元 模 型 ， 基 于 Ｉ 并 —
２ 运 动 仿 真
（） ５
图 ３ 行星轮节点位移、 线速 度 及 加 速 度
将行 星传动 的相关参 数代人 式 （ ）一式 （ ） 可得 理论 ３ ５ ，
由表 ２及 图 ２可 以 看 出 ， １ｓ 问 内 ， 阳 轮 角 速 度 为 在 时 太 ２４ ０／ ６ 。ｓ（即 ６ ８ ３ ｒｓ） ．３ ／ ；行 星 轮 旋 转 角 速 度 为
中图分类号 ：Ｈ１２ ４ Ｔ ３．１
文献标 识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ６—００ （０ １ ０ ０ ４ ０ １０ ７ ７ ２ １ ）８— １１— ４
行星传 动装 置合理利用功率分 流及 内啮合传 动 ， 有结 具 构紧凑 、 积小 、 体 重量轻 、 承载能 力强及 效率高等优 点 。随着 行星传 动的广 泛运 用 ， 齿轮传 动 的承 载能力 、 对 可靠性 等 提 出了越来越高 的要 求 ， 因而对行 星齿轮传 动装置运 动学 及接
为旋转 副， 阳轮与 ４个行星轮之间 、 太 ４个行星轮与 内齿圈之
间定 义 为 齿 轮 副 。将 内齿 圈定 义 为 固 定 件 ， 太 阳轮 与 行 星 对
设太阳轮输入 转速为 ， 行星架输 出转速为 ｎ ， 行星 轮
转 速 为 ｎ。 图 ４为 ｔ 时刻 行 星 轮 的位 置 ， ４中 原 点 Ｏ为 太 图 阳 轮 中 心 ， 阳轮 与 ｔ ０时 刻 行 星 轮 中 心 连 线 为 轴 ， 太 ＝ Ａ为
ＤＡ Ｅ Ｓ软件对行星传动机 构进行 了运 动学 、 学仿 真 以及 轮 力 齿 多 体 接 触 有 限元 分 析 。
１ 行 星 变 速 器 实体 模 型
某行星变速器采用 ２ Ｋ—Ｈ 行 星 齿 轮 传 动 ， 齿 圈 固 定 ， 内 太 阳 轮 输 入 ， 星 架 输 出 。 在 使 用 过 程 中 ， 常 出 现 齿 面 点 行 经
一
计 算 结 果 与 图 ３所 示 仿 真 分 析 所 得 的节 点 位 移 、 速 度 及 加 线
速度 曲线 一 致 。 ２ ２ 行 星变 速器 力学 仿 真 ．
１４４ ２ 。ｓ 即 一３９ ６ｒｓ ； 星 架 的 角 位 移 为 ６ ０ （ ２ ．１／ （ ．５ ）行 ／ ６ 。 图
（） ４
，
１
＝
２ｒｎ ＣＳ２Ｔ ）＋２Ｔ １８ ２ｒｃ） ￣ Ｏ（ １ ｔ ａ ｎ １ ｃ０， １ ｔ ｒ ２（
｜ｔ
＝
２ ａ ／ ｗｎ 互 ＿源自■ ｏ ： （ ２
ｔｓ ｜
）００ （ ｎ ￡ 。ｃｓ ２ ）一（ １ ｃｏ（ ￣ ） ２Ｔ ）Ｔ ｓ２ ｆ ｎ ｃ
ｈｔ ：／ ｅｇ ｊｕｓｌ．ｏ ／ ｔ ／ ｓｂ ． ｒ ＇ ｃｒ ｐ ｏ ｅＶ ｎ
转 副 上 施加 初 始 转 速 ５ｒｓ 。利 用 Ｉ Ｅ Ｓ软 件 进 行 运 动 仿 真 ／ － Ａ Ｄ 时 ， 置 求 解 时 间 为 １ｓ求解 步数 为 ３００步 ， 过 求 解 可 得 设 ， ０ 通 各 部件 的位 移 、 度 、 速 度 ， 速 加 如表 ２及 图 ２ 图 ３所 示 。 、 表 ２ 行 星传 动 机 构 的运 动 学仿 真 结 果
在 Ｉ Ｅ Ｓ中 ， 零 部 件 三 维 实 体 模 型 装 配 后 ， 可 利 —Ｄ Ａ 将 即 用 机 构 仿 真 模 块 ， 过 定 义 运 动 副 、 加 运 动 和 载 荷 、 构 求 通 施 机 解 ， 定 机 构 运 动 过 程 中 的运 动 学 和 力 学 特 性 。 不 同种 类 的 确 运 动 形 式 可 由 基 本 运 动 副 唯 一 确 定 ， 基 本 运 动 副 适 当 组 将
、
腓
内
圈
Ｓｏ
一 ／ ＼ 星 ／／ 架
图４ 行 星轮 转 动位 置
。 ¨ ｃ 。。
６８１ ）
４００
一
６７ ０
， 、
３００
＾
６０ ６
６５ ０
２ ０ ０
＿
１ Ｏ０
６０ ４ ０ ０ ２ ０４ ０６ ０ ８ ｌ０ ．
对行星变速 器进 行受 力 仿真 时 ， 同时 考虑 ４个 行 星 需
轮 。首 先 建 立 ６个 旋 转 副 和 ８ 齿 轮 副 ， 太 阳轮 与 行 星 架 个 即 之 间、 内齿 圈 与 行 星 架 之 问 、 行 星 轮 与 行 星 架 之 间 定 义 ４个
星 架 输 出 转 速 １８ ３ｒｓ行 星 轮 转 速 一３ ９６ｒｓ可 见 与 仿 ． ３ ， ／ ． ５ ／ ， 真结果吻合。
机 构 的 结 构 简 图和 实 体 模 型 ， 主要 尺 寸 参 数 如 表 １所 示 。 表 １ 行 星 传 动 的 主要 尺 寸 参 数
行 星 变 速 器 采 用 ２ —Ｈ 行 星 传 动 机 构 ， 有 ４个 行 星 Ｋ 具
轮， 对其运 动进 行模 拟仿 真时 ， 消除其 中 的虚约束 ， 只考 虑 １
ｓ＝ ， ａ ＋２ ｔＣＳ２Ｔｎ 甘 ｔ ／ ＋ ａ Ｏ［ １（ 一 ）］
从 而 可 得 行 星 轮 节 点 处 线 速 度 及加 速度 为 ：
＝ 一
（） ３
２ｒｎ ｓ （ １ Ｈ）一２Ｔ ｎｓ （１ ） ￣ ｉ ２Ｔ ｔ ａ ｎ ｎ １ ｉ ２Ｔ ￡ ｒ ｎ 。 ｎ
合， 几乎可以组成机 构运 动所需 的所 有复 杂运 动副 ， 而将 从
各 运 动 部 件 之 间 的运 动 关 系 清 楚 地 表 现 出 来 ， 整 地 表 达 一 完 个 复 杂 机 构 的运 动 全 过 程 。
２ １ 行 星 变速 器 运 动 学 仿 真 ．
蚀 、 星轴磨损 等异 常故 障 ， 此针 对该 行 星变速 器进 行 ＇ 行 为 『 运 动 学 仿 真 及 多 体 接 触 有 限 元 分 析 。 图 １给 出 ｒ行 星 传 动
４０
式 中： 为 ｔ 时刻行星架转角 ， ＝２ ｔ 订 。则 ｔ 时刻 Ａ 综合 韵
０ ２ ０ ４ ０ ８ １０ ０６
，Ｓ ／
３ ０ Ｏ
ｔｓ ／
位 移 （ ＯＡ 的 长度 ） 即 为
（） ａ 乖 方 向 位 移
２
ｆ １ 合 位 移 ｂ综
２中角位移的表示方式为 ： 当旋转角度 达到 ３０度 时 ， 从 ０ ６ 又
度 开 始 绘 制 转 角 曲 线 ）角 速 度 ６ ０／ （ １８ ３ｒｓ 。根 据 ， ６ 。ｓ 即 ． ３ ／ ）
２ Ｈ 型 行 星 传 动 计 算公 式 ， Ｋ— 当太 阳轮 转 速 ６ ８３ｒｓ ， ．３ ／ 时 行