基于SolidWorks周转轮系装配与运动仿真

    周转轮系是由一个或几个齿轮的几何轴线绕着其他齿轮的固定轴线回转的轮系。周转轮系主要由中心轮1和3、行星轮2和行星架H组成，如图1所示。周转轮系应用在各种机械传动场合，对周转轮系在三维建模软件中的装配研究已有许多研究成果，现有多种装配方法。这些方法有的装配理论过于复杂，有的需要计算齿轮的多个偏转角或初转角容易出现计算错误而导致装配失败，有的装配过程繁琐，不能实现快速装配。

    图1 周转轮系

    本文以周转轮系在中的装配为研究对象，提出了周转轮系新的装配方法，利用周转轮系中各齿轮的实际啮合特点和行星轮均匀分布特点进行装配。该方法原理简单，装配过程不复杂，为后续周转轮系运动学和动力学仿真提供模型基础。

    1 周转轮系装配方法研究

    根据周转轮系的装配条件可知：在满足周转轮系装配条件下，假设有k个行星轮，中心轮1和3的轮齿相对位置图形如图2所示，当在位置I处装入第一个行星轮后，将行星架转动360°/k，使第一个行星轮到达位置Ⅱ，此时I位置处中心轮1和3的轮齿相对位置关系和未转动行星架前一样，在位置I处又可装入第二个行星轮，按照此方法可以依次装入其他的行星轮。

    图2 周转轮系装配原理

    通过观察位置I处各齿轮轮齿的相对位置可以发现，两中心轮的齿对称线与行星轮的齿槽对称线重合，那么在中就可以用辅助对称线重合的方法确定位置I处各齿轮轮齿的相对位置关系(下文称这两种对称线为齿装配线和齿槽装配线)。本文统一规定过中心轮l中心做齿装配线，过行星轮中心做齿槽装配线。如果行星轮齿数为偶数，过中心轮3做齿装配线；如果行星轮齿数为奇数，过中心轮3做齿槽装配线。为使多个行星轮均布，以中心距为长度，以中心轮1中心O1为起点l (k-1)条辅助线(下文称均布线)，如图3中O1K。在位置K处，先将中心轮1和行星轮对齐装配线如图3所示，经过齿轮配合后，再将行星轮的中心与K点重合配合，即相对中心轮l，行星轮的中心自动旋转到点K，如图4所示。

    2 周转轮系模型装配实例

    某周转轮系传动机构有3个行星轮，中心轮3固定，为NGW 行星轮系。其中各齿轮主要参数如表1所示，用迈迪丁具集插件或Toolbox模块在巾完成齿轮零件二维建模，并根据上文中的规定绘制辅助线。作中心轮l的齿装配线① ，以齿装配线① 为基准作另外两条均布线②和③ ，为使3个行星轮全部装入，根据就近原则，在靠近均布线②和③ 的位置分别做一条齿装配线在④ 和⑤ ，中心轮l的辅助线绘制完毕如网5a所示；作行星轮的齿槽装配线，由于该行星轮是奇数齿，该齿槽装配线另一端必定过行星轮齿的中心，如图5b所示；冈为该行星轮是奇数齿，所以过中心轮3作齿槽装配线，如罔5c所示。