0 引言

　　三環(huán)減速器是我國(guó)自主研發(fā)的一種新型少齒差行星減速器。由于其構(gòu)思獨(dú)特新穎，具有傳動(dòng)比大、承載能力強(qiáng)、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、工藝性好、加工制造容易和成本低等特點(diǎn)，在起重、冶金、輕工等機(jī)械上得到日益廣泛的應(yīng)用。利用功能強(qiáng)大的UGNX軟件，進(jìn)行參數(shù)化的三環(huán)減速器虛擬裝配，對(duì)提高三環(huán)減速器的設(shè)計(jì)效率，進(jìn)一步研究其運(yùn)動(dòng)、靜力、動(dòng)力、溫度等特性，提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量具有一定的實(shí)際意義。

　　1 三環(huán)減速器的工作原理與結(jié)構(gòu)

　　三環(huán)減速器是將少齒差減速器的中心內(nèi)齒輪改為行星輪，用2根平行的偏心軸作系桿的內(nèi)嚙合行星齒輪傳動(dòng)裝置，其工作原理如圖1所示。2根偏心軸與內(nèi)齒輪環(huán)板構(gòu)成平行四連桿機(jī)構(gòu)，偏心軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)環(huán)板的內(nèi)齒輪作平動(dòng)，輸出軸與偏心軸平行，其上的外齒輪始終與內(nèi)齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)較大減速比的輸出。三環(huán)減速器在結(jié)構(gòu)上采用互成120。相位角的三相并列布置方式，不僅平衡四桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)的擺動(dòng)力，而且多相機(jī)構(gòu)可以共同承擔(dān)載荷，減小齒輪輪齒的接觸和彎曲應(yīng)力。三環(huán)減速器結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 三環(huán)減速器工作原理圖

圖2 三環(huán)減速器的結(jié)構(gòu)

　　2 參數(shù)化虛擬裝配

　　(1)設(shè)計(jì)思路

　　三環(huán)減速器雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜。為檢驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果是否正確合理，進(jìn)行產(chǎn)品的性能分析，提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，需要快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬裝配。根據(jù)分析，三環(huán)減速器在結(jié)構(gòu)上采用了較多的標(biāo)準(zhǔn)件和少量的非標(biāo)準(zhǔn)件，非標(biāo)準(zhǔn)件在結(jié)構(gòu)上除了一些主要參數(shù)不同外，其余輔助參數(shù)大都相同且外形變化不大，各部件間的裝配關(guān)系固定，因而適合采用參數(shù)化設(shè)計(jì)。

　　利用UG NX提供的參數(shù)化建模工具表達(dá)式編輯器、電子表格和WAVE幾何對(duì)象鏈接器創(chuàng)建三環(huán)減速器的標(biāo)準(zhǔn)件和通用零部件三維模型庫(kù)，利用零部件庫(kù)生成所需零部件，在裝配模塊中實(shí)現(xiàn)三環(huán)減速器的虛擬裝配。

　　(2)零部件參數(shù)化模型庫(kù)的建立

　　零部件庫(kù)的創(chuàng)建思路是：根據(jù)相似原理對(duì)三環(huán)減速器的零件進(jìn)行分類(lèi)，確定能夠表達(dá)各類(lèi)零件形狀和結(jié)構(gòu)特征的零件族模板，選擇一組設(shè)計(jì)參數(shù)，充分利用表達(dá)式來(lái)控制零件族模板的形狀和拓?fù)潢P(guān)系，在UGNX環(huán)境下采用交互方式創(chuàng)建零件族模板，利用Microsoft Excel電子表格建立零件族設(shè)計(jì)參數(shù)的系列尺寸，實(shí)現(xiàn)三維零件庫(kù)的創(chuàng)建。在創(chuàng)建部件庫(kù)時(shí)，利用WAVE幾何對(duì)象鏈接器，定義關(guān)聯(lián)表達(dá)式，在部件裝配結(jié)構(gòu)中間建立2個(gè)或多個(gè)組件之間的相關(guān)性，當(dāng)修改參數(shù)值時(shí)，實(shí)現(xiàn)完全的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)。參數(shù)化的偏心軸模板如圖3所示。

圖3 參數(shù)化的偏心軸

　　(3)參數(shù)化的虛擬裝配

　　利用UGNX的裝配模塊，通過(guò)自底而上的方法進(jìn)行虛擬裝配。即先借助參數(shù)化的零部件庫(kù)創(chuàng)建三環(huán)減速器的零部件模型，將零部件逐個(gè)引入到裝配模型中，建立零部件之間的位置約束關(guān)系，裝配成組件，然后再將多個(gè)組件裝配成產(chǎn)品。三環(huán)減速器的主要組件如圖4所示。

圖4 三環(huán)減速器裝配圖

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　利用UG NX軟件提供的強(qiáng)大的參數(shù)化建模功能和裝配模塊，不需要編程，不涉及復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，可快速實(shí)現(xiàn)三環(huán)減速器系列產(chǎn)品零部件庫(kù)的建立和虛擬裝配，為研究產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特性、振動(dòng)特性、溫度分布等提供了三維模型基礎(chǔ)，為提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量提供了良好的工作環(huán)境。