SolidWorks运动模拟在对转行星减速器中的应用

1 引言

    由于某些水中航行器的动力输出装置和同轴双旋翼直升机类似，既要求内外轴同轴反向等转速，又要求反向、等扭矩，如果不同速、不同扭矩就会使航行器反转，致使航行姿态难以保证，甚至出现事故。该种减速器理论计算上是和结论相符的，但为了更加直观地观察是否等速对转，本文应用进行了运动模拟。

2 前期分析和预置工作

    2.1 分析减速器的结构特点

    对转减速器设计成由两个2k-H行星轮系并联的机构，在图2中，电动机功率由a轮输入，通过行星轮g、内齿轮b驱动内轴c，带动后螺旋桨转动。

图1 减速器截面总图

图2 减速器原理图

    此种减速器具有两个自由度，如果没有其它约束条件，其内外轴输出的运动是不固定的，要获得转向相反、转速相同的双轴输出，则内外螺旋桨的阻力矩与内外轴输出的转矩要有理想的匹配。

    设计要求：单轴输入，双轴输出扭矩和速度均大小相等、方向相反，且为减速：nb=nb＇，Me=Me＇。

    2.2 零部件的建立和装配约束

    打开 2012设定预置模型，创建简化的减速器三维装配数模，零部件构成见表1，为了方便人为地把该机构大致分为A和B两组，A组为主动部分（包括齿轮a，g，b），B组为从动部分（包括齿轮a＇，g＇，b＇），AB连杆为A、B两组共用，也就是行星架H。

    建模以后创建零件间的约束和配合，当看到配合中有提示，证明已经约束完全，没有多余也没有不足。

    在装配体中定义好零部件之间的装配关系，在工具栏中找到命令进行设置。上述完成了模型上的所有配置。

    2.3 运动算例中的设置

    点击左下角选项卡中的运动算例1，切换至运动算例界面。在下拉菜单中有三个选项：这里选择Motion分析。

表1 减速器各齿轮的分度圆直径

    3.1 Motion分析的设置

    一般的顺序是先设置约束，然后设置动力，观察结果，如果出现错误结果，检查约束的设置。本文采用先设置动力，然后设置约束（先静约束后动约束），观察结果，如果出现问题，先检查约束设置是否错误，后检查是否遗漏。因为动力通常是唯一或者说是确定的，是输入端，所以不会出什么问题，所以先设置动力，而后如果结果有问题，可以修改约束，这符合了树的结构（尽量从树的后面更改，这样不易出错。）