基于Pro/E的行星齿轮减速器建模及仿真

引言

　　目前，在以网络化、智能化、信息化、全球化为基本特征的设计制造业正在蓬勃发展。减速器作为不可缺少的独立的驱动元部件，相比于与普通定轴齿轮，她具有体积小、重量轻、承载能力大、传动比大、传动平稳及传动效率高、传递动力时可以分流等众多显著优点，在建筑机械、起重运输、工程机械等工业部门有着广泛的运用。采用Pro/E来实现这一过程，不但能使系列产品的技术数据库、图形库的建立和查询成为可能，而且还可以缩短设计周期，减少设计缺陷。

1 Pro/E软件主要功能

　　Pro/E是美国PTC公司旗下的产品Pro/Engineer软件的简称。经过多年的完善与创新，Pro/E具有很多独特之处，第一，Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员可以随意勾画草图，轻易改变模型。第二，Pro/E是建立在统一基层上的数据库，即在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。第三，Pro/E的所有模块都是全相关的。也就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。第四，Pro/E使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。第五，Pro/E的基本结构能够利用一些直观的命令，例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。

2 行星齿轮减速器类型的确定

　　根据基本参数要求，即输入功率P1，输入转速n1，传动比ip，工作时间，并且需要该行星齿轮传动结构紧凑，外轮廓尺寸较小，短期间断工作和传动效率高的要求，选定具有双齿圈行星齿轮的32(I)型行星齿轮，其传动简图如图1所示。其中a、b、e为中心轮，c、d为行星轮。

图1 3Z(I)型行星齿轮传动简图

3 3Z(I)型行星齿轮减速箱的参数化设计

　　3Z(I)型行星轮系是具有双齿圈行星轮的32型的行星齿轮传动。它的基本构件有三个中心轮a、b和e，其结构特点是：内齿轮b固定，而旋转的中心轮a和e分别与行星轮c和d相啮合，其转臂X不受外力矩的作用，仅用它来支承行星轮心轴，其传动比范围为20～300，传动效率是0.8～0.9，该类型减速箱结构紧凑，传动比范围较大，适用于短期，间断工作的中小功率的动力传动。

　　在设计行星传动时，太阳轮的结构取决于所采用的均载机构。当太阳轮不动时，它可简支安装或悬臂安装。在本设计中，由于考虑到太阳轮尺寸比较小，因此设计成齿轮轴。

　　行星轮和行星架是行星传动中结构较复杂的一个重要零件。行星架可分为双臂整体式、双臂分离式和单臂式三种。其中，双臂分离式行星架的结构较复杂，刚性较差。单臂式行星架，结构简单，装配方便，轴向尺寸小。双臂整体式行星架的结构刚性比较好。本次设计部分即采用双臂整体式结构。可采用铸造、锻造和焊接式等方法制造毛坯。3Z(I)型行星齿轮减速箱总装配见图2。

图2 行星齿轮减速箱总装配图