SolidWorks運(yùn)動(dòng)模擬在對(duì)轉(zhuǎn)行星減速器中的應(yīng)用

張宇航，賀睿

（1.航天科工哈爾濱風(fēng)華有限公司 技術(shù)中心，哈爾濱 150036；2.中船重工第七〇三研究所三〇工廠，哈爾濱 150000）

1 引言

由于某些水中航行器的動(dòng)力輸出裝置和同軸雙旋翼直升機(jī)類似，既要求內(nèi)外軸同軸反向等轉(zhuǎn)速，又要求反向、等扭矩，如果不同速、不同扭矩就會(huì)使航行器反轉(zhuǎn)，致使航行姿態(tài)難以保證，甚至出現(xiàn)事故。該種減速器理論計(jì)算上是和結(jié)論相符的，但為了更加直觀地觀察是否等速對(duì)轉(zhuǎn)，本文應(yīng)用SolidWorks 進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)模擬。

2 前期分析和預(yù)置工作

2.1 分析減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

對(duì)轉(zhuǎn)減速器設(shè)計(jì)成由兩個(gè)2k-H 行星輪系并聯(lián)的機(jī)構(gòu)，在圖2中，電動(dòng)機(jī)功率由a 輪輸入，通過(guò)行星輪g、內(nèi)齒輪b 驅(qū)動(dòng)內(nèi)軸c，帶動(dòng)后螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖1 減速器截面總圖

圖2 減速器原理圖

此種減速器具有兩個(gè)自由度，如果沒(méi)有其它約束條件，其內(nèi)外軸輸出的運(yùn)動(dòng)是不固定的。要獲得轉(zhuǎn)向相反、轉(zhuǎn)速相同的雙軸輸出，則內(nèi)外螺旋槳的阻力矩與內(nèi)外軸輸出的轉(zhuǎn)矩要有理想的匹配。

2.2 零部件的建立和裝配約束

打開(kāi)SolidWorks 2012 設(shè)定預(yù)置模型，創(chuàng)建簡(jiǎn)化的減速器三維裝配數(shù)模，零部件構(gòu)成見(jiàn)表1，為了方便人為地把該機(jī)構(gòu)大致分為A 和B 兩組，A 組為主動(dòng)部分（包括齒輪a，g，b），B 組為從動(dòng)部分（包括齒輪a′，g′，b′），AB 連桿為A、B 兩組共用，也就是行星架H。

表1 減速器各齒輪的分度圓直徑 /mm

2.3 運(yùn)動(dòng)算例中的設(shè)置

3 仿真運(yùn)動(dòng)設(shè)置和分析

3.1 Motion 分析的設(shè)置

一般的順序是先設(shè)置約束，然后設(shè)置動(dòng)力，觀察結(jié)果，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤結(jié)果，檢查約束的設(shè)置。本文采用先設(shè)置動(dòng)力，然后設(shè)置約束（先靜約束后動(dòng)約束），觀察結(jié)果，如果出現(xiàn)問(wèn)題，先檢查約束設(shè)置是否錯(cuò)誤，后檢查是否遺漏。因?yàn)閯?dòng)力通常是唯一或者說(shuō)是確定的，是輸入端，所以不會(huì)出什么問(wèn)題，所以先設(shè)置動(dòng)力，而后如果結(jié)果有問(wèn)題，可以修改約束，這符合了樹(shù)的結(jié)構(gòu)（盡量從樹(shù)的后面更改，這樣不易出錯(cuò)。）

圖3 施加主動(dòng)運(yùn)動(dòng)值

圖4 設(shè)置齒輪嚙合

3.2 分析和后處理

圖5 設(shè)置結(jié)果需要的變量

4 結(jié)論

通過(guò)觀察運(yùn)動(dòng)以及角速度表格數(shù)據(jù)，成功地利用SolidWorks 軟件進(jìn)行了該行星減速器的運(yùn)動(dòng)模擬，并直觀地了解其運(yùn)動(dòng)特性，完全符合預(yù)計(jì)的結(jié)果。可見(jiàn)運(yùn)用SolidWorks的運(yùn)動(dòng)模塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真非常簡(jiǎn)便。

圖6 轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中生成的角速度測(cè)試數(shù)據(jù)界面

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