基于SolidWorks软件的2K-U型减速机数字化建模及运动

日期:2019-03-18 / 人气:

近年来,一种新型的2K-V型行星传动的应用越来越广泛,这种传动机构是由2K-H型行星传动和K-H-V型行星传动复合而成的一种新型行星传动机构。该机构具有效率高、速比大、寿命长、承载能力强等优点,因此得到快速的发展。与2K-H型行星减速机比,2K-V型减速机具有体积小、承载能力高、可以获得更高的减速比的优势;和谐波减速机相比,其具有固有频率高、不宜受到干扰或者发生共振、刚度较大、耐用稳定、动态性表现更为优秀的优势。

本论文在SolidWork环境下对2K-V型减速机进行参数化建模并进行运动仿真方面的分析和研究,探讨2K-V型减速机在工程领域方面的实际应用价值。

1 2K-V型减速机的工作原理

图1为2K-V型减速机的传动原理图,其中6为针轮,5为摆线行星轮,3为系杆,4为输出轴,中间通过W机构传递。从整体上看,它由两部分组成,一部分是渐开线直齿圆柱齿轮行星减速机构,另一部分为摆线针轮行星减速机构。摆线针轮传动的输入部分由渐开线行星齿轮与曲柄轴组成。若渐开线中心齿轮顺时针转动,则渐开线行星齿轮作公转和逆时针方向自转两种运动,同时摆线轮在曲柄的带动下作偏心运动。摆线轮作公转和顺时针自转,其自转靠针齿完成,通过曲柄轴将摆线轮的转动等速传给输出机构。

2K-V型减速机传动原理图

图1 2K-V型减速机传动原理图

2 基于SolidWorks的2K-V型减速机虚拟装配及运动仿真

2.1 2K-V型减速机配置库的建立

为了日后方便研究2K-V型减速机,本文在设计好的三维模型基础上建立一个配置库,配置库的建立不但可以方便在研发阶段对模型随时进行更改,也可以为日后其它型号减速机的研究,提供已有数据的随时调用。

在初次建立配置库时,针对不同种类的零件建立不同的库名,方便日后减速机升级增加零件的分类入库。首先针对标准件配置库的建立,在Solid-Works菜单栏中单击“插入→表格→设计表”,这时会在窗口中弹出配置库“源”的选择,分为“空白、自动生成、来自文件”三部分,如果是首次为标准件建立配置库选择空白选项,单击确定会在操作区域中自动生成MicrosoftExcel文件表格。然后在生成的表格中输入零件的参数,随后即可生成零件配置库。

当以后针对2K—V减速机中其它标准件再次建库保存时,只需在库源中选择“来自文件”选项,然后选择之前建立好的标准件库进行更改即可。对2K-V型减速机中所有的摆线轮进行建模与修改,并逐一添加到配置库中,如图2所示。

摆线轮添加到配置库过程

图2 摆线轮添加到配置库过程

2.2 2K-V型减速机三维实体装配

分离式摆线针轮传动装置体积小、重量轻,能实现大的传动比且传动效率高,其各零件之间存在复杂的约束关系,由于各零件之间主要以相对旋转运动为主,机构连接的类型主要以销钉连接为主。机械上各个零件之间相互约束,因此需要限制其不必要的自由度,使机械成为有机的整体,虚拟装配也一样。在装配过程中,建立各个零件间的虚拟约束关系,使三维零件在各种正确的位置上组成一个不可分割又有机结合的整体。仿真之前要进行必要的检测,以防发生干涉从而影响仿真效果甚至导致仿真不能进行。特殊情况下应该装配完成一个零件进行一次检查,比如零件较多或者装配较严格的装配体,从而达到及时发现错误及时修正的效果。为了使得装配准确、可靠、相对关系明确,装配前应制作装配流程图,如图3所示。装配时应严格按照装配流程图的顺序装配,这样就能完成一套准确的三维装配图,最后将各零件组装完成之后的装配体如图4所示。装配过程中装配的各零件之间会发生干涉现象,如彼此重叠和相互穿透等,这是由于装配时出现了错误的装配关系、错误的尺寸约束等情况。鉴于上述问题,我们应该多做检查。在减速器的参数化装配完成之后,对整个模型进行了干涉检查,以确保几何建模无任何干涉,不会对后续的分析造成影响,从而保证装配体的正确性和可靠性。

2k-v减速机装配流程图

图3 2k-v减速机装配流程图

2k-v减速机装配图

图4 2k-v减速机装配图



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