引言

　　目前，在以網(wǎng)絡(luò)化、智能化、信息化、全球化為基本特征的設(shè)計(jì)制造業(yè)正在蓬勃發(fā)展。減速器作為不可缺少的獨(dú)立的驅(qū)動元部件，相比于與普通定軸齒輪，她具有體積小、重量輕、承載能力大、傳動比大、傳動平穩(wěn)及傳動效率高、傳遞動力時可以分流等眾多顯著優(yōu)點(diǎn)，在建筑機(jī)械、起重運(yùn)輸、工程機(jī)械等工業(yè)部門有著廣泛的運(yùn)用。采用Pro/E來實(shí)現(xiàn)這一過程，不但能使系列產(chǎn)品的技術(shù)數(shù)據(jù)庫、圖形庫的建立和查詢成為可能，而且還可以縮短設(shè)計(jì)周期，減少設(shè)計(jì)缺陷。

1 Pro/E軟件主要功能

　　Pro/E是美國PTC公司旗下的產(chǎn)品Pro/Engineer軟件的簡稱。經(jīng)過多年的完善與創(chuàng)新，Pro/E具有很多獨(dú)特之處，第一，Pro/Engineer是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。第二，Pro/E是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫，即在整個設(shè)計(jì)過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應(yīng)在整個設(shè)計(jì)過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。第三，Pro/E的所有模塊都是全相關(guān)的。也就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個設(shè)計(jì)中，同時自動更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。第四，Pro/E使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。第五，Pro/E的基本結(jié)構(gòu)能夠利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時保持設(shè)計(jì)意圖。

2 行星齒輪減速器類型的確定

　　根據(jù)基本參數(shù)要求，即輸入功率P1，輸入轉(zhuǎn)速n1，傳動比ip，工作時間，并且需要該行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)緊湊，外輪廓尺寸較小，短期間斷工作和傳動效率高的要求，選定具有雙齒圈行星齒輪的32(I)型行星齒輪。

　　3Z(I)型行星輪系是具有雙齒圈行星輪的32型的行星齒輪傳動。它的基本構(gòu)件有三個中心輪a、b和e，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：內(nèi)齒輪b固定，而旋轉(zhuǎn)的中心輪a和e分別與行星輪c和d相嚙合，其轉(zhuǎn)臂X不受外力矩的作用，僅用它來支承行星輪心軸，其傳動比范圍為20～300，傳動效率是0.8～0.9，該類型減速箱結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比范圍較大，適用于短期，間斷工作的中小功率的動力傳動。

　　在設(shè)計(jì)行星傳動時，太陽輪的結(jié)構(gòu)取決于所采用的均載機(jī)構(gòu)。當(dāng)太陽輪不動時，它可簡支安裝或懸臂安裝。在本設(shè)計(jì)中，由于考慮到太陽輪尺寸比較小，因此設(shè)計(jì)成齒輪軸。

　　行星輪和行星架是行星傳動中結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的一個重要零件。行星架可分為雙臂整體式、雙臂分離式和單臂式三種。其中，雙臂分離式行星架的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，剛性較差。單臂式行星架，結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，軸向尺寸小。雙臂整體式行星架的結(jié)構(gòu)剛性比較好。本次設(shè)計(jì)部分即采用雙臂整體式結(jié)構(gòu)。可采用鑄造、鍛造和焊接式等方法制造毛坯 

4 行星齒輪減速器的運(yùn)動仿真分析

　　運(yùn)動仿真，即機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)擴(kuò)展。Pro/E的運(yùn)動分析模塊，能夠?qū)υO(shè)計(jì)進(jìn)行模擬仿真的校驗(yàn)，例如運(yùn)動仿真顯示、運(yùn)動干涉檢測、運(yùn)動軌跡、速度、加速度等等。

　　仿真的工作流程如下：

　　(1)建立運(yùn)動模型：包括連接建立及連接軸、運(yùn)動副、及伺服電機(jī)的設(shè)置。

　　(2)設(shè)置運(yùn)動環(huán)境：包括重力、、執(zhí)行電機(jī)、彈簧、阻尼、力/扭矩、初始條件的設(shè)置。

　　(3)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的分析：運(yùn)動學(xué)、動態(tài)、靜態(tài)、力平衡、重復(fù)組件分析。

　　(4)分析結(jié)果的獲?。喊嘶胤?、運(yùn)動干涉檢測、軌跡曲線的獲取。

　　為了確定該行星齒輪箱的設(shè)計(jì)是否合理，對其進(jìn)行了運(yùn)動仿真，運(yùn)動仿真可測量任意時刻任意位置的齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)時各個齒輪與軸的位置、轉(zhuǎn)速和加速度信息等。選取主動輪節(jié)圓上一點(diǎn)并得到如下測量結(jié)果：齒輪c、齒輪d、輸入軸的位置值分別為-27.8233mm、62.2738mm、136.347mm；輸出軸、輸入軸的轉(zhuǎn)速分別為-1.23675deg/sec、35deg/see；輸入軸加速度：9.91039mm/sec。

　　為了更直觀的反映數(shù)據(jù)，利用Pro/E自動的將數(shù)據(jù)以圖表的形式反映出來。

　　　由仿真得到的輸入軸轉(zhuǎn)速和輸出軸轉(zhuǎn)速可知：

　　傳動比=35&divide;1.23675=28.29998，本設(shè)計(jì)要求的傳動比為28，仿真結(jié)果與理論值的相對誤差為(28.29998-28)&divide;28=0.0107<，誤差在合理范圍內(nèi)，滿足傳動比誤差要求，故可以設(shè)計(jì)是合理的。

5 結(jié)束語

　　在Pro/E環(huán)境下，通過定義各種約束，在裝配模塊中確定了齒輪副的相對位置和嚙合關(guān)系。參數(shù)化設(shè)計(jì)的本質(zhì)是在可變參數(shù)的作用下，系統(tǒng)能夠自動維護(hù)所有的不變參數(shù)，參數(shù)化設(shè)計(jì)可以大大的提高模型的生成和修改的速度，在產(chǎn)品的系列設(shè)計(jì)、相似設(shè)計(jì)及專用的CAD系統(tǒng)開發(fā)方面都具有較大的應(yīng)用價值。通過在計(jì)算機(jī)軟件平臺下對整套裝置的設(shè)計(jì)分析，能夠及時地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的缺陷，并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行實(shí)時改進(jìn)。參數(shù)化建模、虛擬裝配貫穿于整個計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的全過程，能顯著地縮短開發(fā)周期，降低設(shè)計(jì)成本，提高工作效率。本次設(shè)計(jì)與三維建模對現(xiàn)實(shí)齒輪制造過程有一定的指導(dǎo)意義。