教程 | 中望3D详细版行星齿轮装配与仿真教程

CAD全百科 | 原文转自：www.xwzsoft.com/h-nd-402.html

行星齿轮是种精密的齿轮机构，由太阳轮、多个行星轮、齿圈和支撑行星轮的行星架四大构件组成。

凭借出色的可靠性、性能和能够承受高扭矩负载的能力，行星齿轮传动已被广泛应用于各种机械传动系统中的减速器、增速器和变速装置中，尤其因其具有“高载荷、大传动比”的特点，在飞行器、车辆（特别是重型车辆）、风能发电中得到大量的应用。

但是由于行星齿轮的结构和工作状态复杂，行星轮同时具有内齿合和外齿合，在进行虚拟装配时需要精确确定多个行星轮和中心轮的位置和方向。因此，行星齿轮的装配设计及仿真对于设计师来说，可以说是关键的临门一脚了。

今天，本文将通过中望3D的装配约束功能，向大家具体介绍如何实现快速、精准的行星齿轮装配与仿真运动。

Tips：行星齿轮实现不同的传动比具体取决于进行输入或输出的轴以及固定的齿轮。本次案例的关键参数为：太阳轮有Zs =12齿，行星齿轮Zp=18齿，齿圈Zr=48齿。

一、创建行星齿轮装配约束

1.约束齿圈

在装配环境下点击左上角的【插入】，将浏览选中的【齿圈】放到模型空间，点击【确定】，即可弹出【编辑约束】对话框。

约束步骤：

(1) 选择齿圈的端面和默认XZ面做【重合】约束；

(2) 选择齿圈的外圆柱面和默认X轴做【同心】约束，点击确定；

(3) 齿圈保留了绕着X轴旋转的自由度。

2. 约束太阳轮

点击【插入】，将浏览选中的【太阳轮】放到模型空间，点击【确定】后进行编辑约束。

约束步骤：

(1) 选择齿圈的端面和太阳轮的端面做【重合】约束，偏移值设置为4；

(2) 选择太阳轮的齿顶圆一齿顶端所在的面和齿圈的外圆柱面做【同心】约束，点击确定；

(3) 太阳轮保留了绕X轴旋转的自由度。

3. 约束行星架

点击【插入】，将浏览选中的【行星架】放到模型空间，点击【确定】后进行编辑约束。

约束步骤：

(1) 选择行星架的圆柱面和齿圈的圆柱面做【同心】约束；

(2) 选择齿圈的端面与行星架上的圆环面做【重合】约束，点击确定；

(3) 行星架保留了绕X轴旋转的自由度。

4.约束行星轮

点击【插入】，浏览选中【行星轮】并将其放到模型空间，点击【确定】后进行编辑约束。

约束步骤：

(1) 选择行星轮的内圆柱面和行星架其中一个圆柱面做【同心】约束；

(2) 选择行星轮的端面和行星架的圆环面做【重合】约束，点击确定；

(3) 另外两个行星轮参考依次约束完成；

(4) 行星齿轮保留了自身绕着行星架圆柱面轴线方向旋转和随行星架在YZ面方向上平移的自由度。

5.约束输出轴

点击【插入】，浏览选中【轴】并将其放到模型空间，点击【确定】后进行编辑约束。

约束步骤：

(1) 选择轴的圆柱面和太阳轮的内圆弧面做【同心】约束；

(2) 选择轴的小平面和太阳轮上的小平面做【重合】约束；

(3) 选择轴的端面和太阳轮的端面做【重合】约束，点击确定。

6.齿轮啮合约束

接下来我们要调整零组件位置，使各齿轮处于正好互相啮合的位置，然后再添加齿轮啮合约束。

约束步骤：

(1) 点击【机械约束】命令，选择啮合约束选项，以其中一个行星轮的一齿顶端圆弧面作为齿轮1，太阳轮一齿顶端圆弧面作为齿轮2，齿数1输入18，齿数2输入12，创建啮合约束；

(2) 依次做另外两个行星轮和太阳轮的啮合约束；

(3) 再对行星轮和齿圈创建啮合约束。选择其中一个行星轮的一齿顶端圆弧面作为齿轮1，齿圈外圆柱面作为齿轮2，齿数1输入18，齿数2输入48，勾选【反转】，创建啮合约束。

二、创建行星齿轮仿真动画

完成行星齿轮各部件的约束后，为了更加直观地看到设计效果，我们可以为其添加仿真动画。

首先，我们分别在轴、齿圈、行星架上添加红色标记物，以便体现运动仿真效果。下面我们以齿圈静止不动、太阳轮作为主动轮、行星架作为从动轮的运动状态为例，为大家演示中望3D添加仿真动画的操作。

创建仿真动画步骤：

• 点击【新建动画】，进入动画模块；
• 点击【装配】中的【固定】命令，给齿圈添加固定约束；
• 点击【添加马达】命令，给太阳轮添加10rpm（每分钟转10圈）的转速；
• 点击【播放动画】按钮，即可看到行星齿轮按照预想的运动效果开始运动。

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