楊高宏

（山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長治 046011）

基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的某減速器動態(tài)特性仿真分析

楊高宏

（山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長治 046011）

本文首先借助三維建模軟件PRO/E和虛擬樣機(jī)軟件ADAMS建立了某減速器的虛擬樣機(jī)模型，然后對模型進(jìn)行動態(tài)特性仿真，最后將仿真結(jié)果和理論計算進(jìn)行比較，從而證明了基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的機(jī)械傳動系統(tǒng)動態(tài)特性仿真分析的可行性。

減速器；虛擬樣機(jī)；動態(tài)特性；仿真

本文首先借助三維建模軟件PRO/E建立了某減速器的三維模型，然后通過軟件MECHANISM/PRO將模型導(dǎo)入至ADAMS中。在ADAMS中給模型定義驅(qū)動、載荷和約束等，從而完成虛擬樣機(jī)模型的建立。最后對模型進(jìn)行動態(tài)特性仿真分析，通過將仿真結(jié)果和理論計算進(jìn)行比較，說明了基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的機(jī)械傳動系統(tǒng)動態(tài)特性仿真分析的可行性。

1 虛擬樣機(jī)模型的建立

1.1 三維模型的建立

本文利用CAD軟件PRO/E建立了某減速器實體模型，如圖1所示。減速器各齒輪參數(shù)如表1。

圖1 某減速器三維實體模型（內(nèi)齒圈等隱藏）

表1 減速器齒輪各參數(shù)表

1.2 虛擬樣機(jī)模型的建立

通過軟件MECHANISM/PRO將模型從PRO/E導(dǎo)入至ADAMS中。在ADAMS中給模型定義驅(qū)動、載荷和約束等，從而完成虛擬樣機(jī)模型的建立。

2 虛擬樣機(jī)模型的動態(tài)特性仿真分析

2.1 齒輪轉(zhuǎn)速的仿真分析

首先對虛擬樣機(jī)模型進(jìn)行仿真參數(shù)的設(shè)定，設(shè)定小錐齒輪軸輸入轉(zhuǎn)速為180 r/min（1 080°/s），兩邊行星架負(fù)載扭矩為25 000 n·m?，F(xiàn)分別提取輸入軸、大錐齒輪軸和左端的輸出軸轉(zhuǎn)速曲線，如圖2、3、4所示。由表2數(shù)據(jù)可以得出：各級齒輪轉(zhuǎn)速仿真值和理論值相對誤差很小，由仿真得到的傳動比和理論計算傳動比也很相近，從而可以說明該虛擬樣機(jī)模型滿足齒輪傳動比的要求。

圖2 輸入軸轉(zhuǎn)速曲線

圖3 大錐齒輪軸轉(zhuǎn)速曲線

表2 轉(zhuǎn)速和傳動比仿真值與理論值對比

2.2 齒輪嚙合力的仿真分析

本文分別提取了左端太陽輪與行星輪嚙合力時域頻域和左端內(nèi)齒圈與行星輪嚙合力時域頻域，如圖5、圖6所示。由圖5時域圖可知，左端太陽輪與行星輪嚙合力的平均值為3 2853.9 N，與理論計算值33068.8相當(dāng)接近，相對誤差0.65%。由圖5、圖6頻域圖可知，左端太陽輪與行星輪嚙合力在26.97 Hz頻率點幅值最大，即嚙合頻率為26.97 Hz，而左端內(nèi)齒圈與行星輪嚙合力在27.02 Hz頻率點幅值最大，即嚙合頻率為27.02Hz，這均與它們的理論嚙合頻率27.0Hz相當(dāng)接近，進(jìn)一步說明了仿真結(jié)果是正確的。

圖5 左端太陽輪與行星輪嚙合力時域頻域圖

圖6 左端內(nèi)齒圈與行星輪嚙合力時域頻域圖

3 結(jié)束語

本文借助虛擬樣機(jī)技術(shù)對某減速器進(jìn)行了仿真，并將仿真結(jié)果和理論計算進(jìn)行了比較，結(jié)果基本吻合，從而說明了基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的機(jī)械傳動系統(tǒng)動態(tài)特性仿真分析是可行的。

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Simulation Analysis of Dynam ic Characteristics of a Reducer based on VirtualPrototype Technology

YANGGao-hong
(Shanxi Institute ofMechanicaland Electrical Engineering，Changzhi，Shanxi046011，China)

Firstly,using 3Dmodeling software PRO/E and the virtual prototype software ADAMS to establish the virtual prototype model of a reducer,and then the dynamic characteristics simulation of the model,finally compares the simulation results and theoretical analysis,which proves the feasibility ofmechanical transmission system dynamic characteristic simulation based on virtualprototype technology.

reducer;virtualprototype；dynamic characteristics；simulation

TG76

A

1672-545X（2013）04-0261-02

2013-01-07

楊高宏（1979—），男，山西武鄉(xiāng)人，主要從事機(jī)械故障診斷，信號處理，機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)仿真。