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(求助)多级NGW行星齿轮系统的设计及PROE运动仿真

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发表于 2014-9-9 12:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 wudixiaoyi 于 2014-9-9 12:32 编辑

各位前辈,本人正在设计一个3-4级NGW微型行星齿轮减速器,每一级共用相同内齿圈,动力从中心轮输入,最终由行星架输出。已知条件仅有输出端转速为5-20r/min,总传动比150-300,内齿圈外形尺寸限制在30-40mm左右。其他参数大致选取为:输入功率30w,输入轴转速1800r/min。
配齿情况:齿轮模数均为0.5,传动比分配3.76*3.5*3.5*3.5=161.21
第1级:i=3.76   za=21(中心轮)   zb=58(内齿圈)   zc=18(行星轮) 3个行星轮非均匀分布(118.5°、118.5°、123°)
第2~4级:i=3.5  za=23  zb=58  zc=17   3个行星轮均匀分布
每级中a-c齿轮副采用角度变位,b-c齿轮副采用高度变位,中心轮a、行星轮c材料为20CrMnTi,内齿圈材料为40CrMo,轴材料40Cr
在实际装配过程存在以下问题
(1) 在单级装配中,按照费老在帖子中所说的步骤进行(在此非常感谢有那个帖子的帮助,详见http://www.gearbbs.net/thread-68027-1-1.html),a-c齿轮副啮合较好,不存在干涉,但是装配b-c齿轮副时,仅仅能保证3个行星轮中的1个与内齿圈b较好地啮合(通过添加”约束”实现),而剩下2个在通过”拖动”来调整时,会影响事先啮合好的齿轮副,见下图,导致3个行星轮不能同时与内齿圈较好啮合(有严重干涉存在,原因之一应该是行星轮c齿厚过大)。请问这个问题该如何解决呢?
(2)即使第一级装配中齿轮间啮合完好,但在装配第二级过程中利用“拖动”进行调整时,影响到了第一级的啮合情况,见下图,这该如何解决呢?
(3) 由于采用多级传动,导致转矩逐渐增大,为此需要增大行星轮轴径,甚至出现轴径过大而接近了行星轮齿根圆直径,请问这样是否会影响行星轮传动?是否可以通过改变材料来减小轴径?
(4) 输入功率30w,输入轴转速1800r/min,这两个参数是估计值,不知这样选取是否合理?
由于本人刚接触行星轮系不久,本次设计主要依据饶振纲老师《微型行星齿轮传动设计》一书,还有很多知识的学习深度不够,还请各位前辈多多指教,非常感谢!
(由于是初次发帖,下方GIF图片不太清晰,还望大家见谅!)


齿轮副啮合调整

齿轮副啮合调整
二级实体仿真1.gif

两级实体仿真2

两级实体仿真2

第二级啮合较好,第一级未啮合

第二级啮合较好,第一级未啮合
发表于 2014-9-15 21:58 | 显示全部楼层
公用相同的内齿圈感觉不是特别合适,毕竟,模数可以选的约来越小。
装配出现干涉,应该是因为初始位置不对,我是这样做的:按传动比,计算转动的角度,先添加一个角度配合(这个时候还没有添加齿轮配合),不是拖动,然后抑制掉角度配合,添加齿轮配合。每一级都要这样来配。
轴只要不要打过齿根圆,是没有关系的,但是轴承估计不好选。寿命会受影响的。这也是内齿圈采用统一零件带来的弊端。通过材料来减小轴径当然是可以的,但是因为齿轮轴,齿轮材料限制,减小会很有限。你可以计算试试
发表于 2014-9-16 17:31 | 显示全部楼层
第一级是高速级,用不等分分配行星轮不太合适,这类分配方法在转速不高的地方用了没问题,转速高的地方,要计算动平衡产生的附加载荷,转速越高,这个附加载荷会越大,且是平方的关系。
在设计成三级或者四级机构时,高速级与低速级共用一个内齿轮是不合适的,如果四级,最好是第一,二级合用一个内齿轮,模数可以小点,齿数可以多点,以增加平稳性,低速级模数可以稍大些,有时,还可以设计成行星轮大于3个的情况,以提高齿轮强度。
如果是三给级,可以一二级共用内齿轮,输出时另设计一个内齿轮,以增强抗弯强度。材料也可以改变。
在三维软件中设置运动仿真是在设计阶段能看到未来设计的产品能否正常运转的辅助手段之一,通过运动仿真,找到可以进一步优化设计的地方,以提高设计水平。
在设置多级运动仿真时,要每级先设置成组件后,最后再导入新的装配文件中,导入后马上放置好,然后用齿轮副强制关联,这样各级之间就会同步而行了。
发表于 2014-9-16 17:39 | 显示全部楼层
有兴趣的朋友可以再看一下“http://www.gearbbs.net/thread-258826-1-1.html
最后上传的是本人近期一次讲课的讲稿,用六个附件讲了一下全过程,过程也比较细致。不再重发了,谢谢。
 楼主| 发表于 2014-9-16 23:11 | 显示全部楼层

非常感谢费老回答,高速级的不等分装配的确造成了较严重的问题,这在我进行运动仿真时,直观上就看到高速级运动得不协调。您的耐心解答开阔了我的思路,我再按照您所说的方法重新设计并装配试试!
 楼主| 发表于 2014-9-16 23:14 | 显示全部楼层
smartfx 发表于 2014-9-15 21:58
公用相同的内齿圈感觉不是特别合适,毕竟,模数可以选的约来越小。
装配出现干涉,应该是因为初始位置不对 ...

谢谢您的解答,我自己再按照您的方法重新装配试试。
发表于 2014-9-18 09:16 | 显示全部楼层
2014-09-18-002-行星.png
 楼主| 发表于 2014-9-18 10:51 | 显示全部楼层

您好,您说的内齿圈画法不对能不能详细说明一下呢?内齿圈采用的是高度变位,不知是不是变位系数有问题,谢谢!
发表于 2014-9-23 23:07 | 显示全部楼层
wudixiaoyi 发表于 2014-9-18 10:51
您好,您说的内齿圈画法不对能不能详细说明一下呢?内齿圈采用的是高度变位,不知是不是变位系数有问题, ...

你这内齿廓画的跟外齿廓一样
chikuo.jpg
发表于 2014-9-24 11:00 | 显示全部楼层
内齿圈齿形不对
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