MASTA行星轮系模块

行星轮系建模与分析

1.行星轮系概述 (2)

2.创建简单行星轮系 (2)

2.1创建简单行星轮 (2)

2.2创建太阳轮轴 (3)

2.3创建行星轮销轴 (3)

2.4创建Planet Carrier (4)

2.5调整行星轮参数 (5)

2.6创建行星架 (6)

2.7创建齿圈轮辐 (7)

2.8添加行星轮轮辐和滚针轴承 (8)

2.9定义输入和输出方式 (9)

2.10添加输入和输出功率 (9)

3.创建复杂行星轮系 (10)

3.1齿轮参数 (10)

3.2先创建一个简单行星轮系 (10)

3.3增加新的Planetary Socket (11)

3.4增加内行星轮 (11)

3.5建立正确的齿轮啮合关系 (12)

3.6创建齿轮轮辐，调整齿轮参数 (13)

3.7定义输入输出方式 (14)

4.定义载荷谱 (15)

5.运行功率流 (16)

6.进行系统变形分析 (16)

1. 行星轮系概述

本部分主要讲述行星轮系建模与分析,分别介绍了简单行星轮系及复杂行星轮系的建模分析。

2. 创建简单行星轮系

2.1创建简单行星轮

在设计模式下，右击左侧结构目录中的New Design项，按图示选择Add/Gear Sets/Cylindrical Planetary Gear Set：

弹出对话框，给要创建的行星轮系定义名称后，按OK按钮。系统按默认参数生成一个简单行星轮系。

简单行星轮3D图如下图所示：

2.2创建太阳轮轴

右击左侧结构目录中的New Design项，选择Add/Shaft，创建太阳轮轴Sun Shaft。

点击按钮，把太阳轮轴连接到太阳轮上。

2.3创建行星轮销轴

创建行星轮销轴，把行星轮连接至行星轮销轴上。

2.4创建Planet Carrier

右击左侧结构目录中的New Design项，按图示选择Add/Gear Sets/Planet Carrier创建planet carrier：

并打开其属性，按AGMA经验值(AGMA Empirical)来定义行星轮载荷分布系数，行星轮中心分布圆直径Diameter和行星轮个数Number of Planets，以及Carrier宽度Width。

把Planet Carrier连接到行星轮销轴上，则销轴数量也变成5个，均布在Planet Carrier 上：

2.5调整行星轮参数

按实际齿轮参数调整行星轮参数，编辑太阳轮轴和行星轮销轴，如下图：

2.6创建行星架

创建一根轴Planet Carrier Shaft，进行编辑，作为行星架，把行星架和Planet Carrier 连接起来，并调整各轴和Planet Carrier的位置到正确位置，如图：

要点提示：

Planet Carrier在MASTA中代表了行星轮销轴和行星架的连接关系，一般销轴两端和行星架连接，所以还要创建一个Planet Carrier，放在销轴另一端，并和销轴、行星架连接起来。否则，只有一个Planet Carrier，行星轮系受力状况和实际情况不符。而且，要注意把Planet Carrier位置按实际位置调整到正确位置，其宽度也要和实际结合宽度相同。

创建出Planet Carrier2后，按第一个Planet Carrier 属性更改Planet Carrier 2的属性，也可以直接复制第一个Planet Carrier ，则其属性和第一个相同，不需更改。第一个Planet Carrier是先和销轴连接，再和行星架连接。Planet Carrier 2可以先和行星架连接，弹出如下对话框，选择左边框里的Inner，则右框出现Outer，点击选中Outer，最后点击OK。

再把Planet Carrier 2和销轴连接起来，并调整到正确位置，如图：

2.7创建齿圈轮辐

创建一根轴Annulus Shaft，作为齿圈轮辐，进行编辑，连接到齿圈上，调整到正确位置。

2.8添加行星轮轮辐和滚针轴承

添加行星轮轮辐。如下图：

在太阳轮轴、行星架和齿圈轴上添加相应轴承，定义各轴承型号、约束方式和位置。

2.9定义输入和输出方式

行星轮系的功率一般在太阳轮轴输入，输出一般有两种方式：一为齿圈固定，行星架输出；二为齿圈和行星架连接，一起输出。另有其它结合和输出方式，如行星架固定，齿圈输出等，可根据实际情况来建模和定义。

针对齿圈固定，行星架输出，可以采取在齿圈上添加刚性连接，直接固定齿圈的方式，也可以采用添加离合器，离合器一半接齿圈，一半接地的方式。齿圈直接固定接地后，只有一种输出方式，无法再和行星架通过离合器连接，本手册将介绍两种连接方式，故按添加离合器的方式来固定齿圈。

针对齿圈和行星架一起输出，创建离合器，一半接齿圈，一半接行星架。

2.10添加输入和输出功率

在太阳轮轴上添加输入功率载荷，在行星架上添加输出功率载荷。

完成后的简单行星轮系模型如图：

3. 创建复杂行星轮系

本部分主要讲述复杂行星轮系建模与分析。

3.1齿轮参数

太阳轮内行星轮外行星轮齿圈

齿数27 15 18 72

模数 1.8 1.8 1.8 1.8

压力角25 25 25 25

螺旋角0 0 0 0

变位系数-0.1636 0 0.2718 0.6001

齿顶圆直径51.52 30.6 36.979 123.84

齿根圆直径43.511 22.5 28.879 131.94

齿宽30 25 25 30

3.2先创建一个简单行星轮系

按上一部分方法，根据太阳轮、外行星轮和齿圈齿数、模数、压力角、螺旋角和齿宽参数建立一个简单行星轮系，变位系数和齿根圆直径、齿顶圆直径按系统默认参数。

3.3增加新的Planetary Socket

在Planet Carrier的属性中，将Number of Planetary Sockets选择为2，如图：

则可同时对两组行星轮属性进行设置，模型2D显示如下：

3.4增加内行星轮

在原来行星轮系里新增一个内行星轮Inner Planet，如图：

创建内行星轮销轴Inner Planet Pin，并和新增的Planetary Socket连接，如图：

3.5建立正确的齿轮啮合关系

把外行星轮和太阳轮的啮合关系删除，如图：

把内行星轮安装到销轴Inner Planet Pin上，并和太阳轮和外行星轮连接啮合：

3.6创建齿轮轮辐，调整齿轮参数

给内行星轮和外行星轮添加齿轮轮辐和滚针轴承，按给定的参数调整齿轮参数，则行星轮所有齿轮啮合正确，3D显示如下：

点击按钮，查看行星轮齿形啮合情况是否正确：

3.7定义输入输出方式

采用太阳轮输入，行星架固定，齿圈输出的方式。创建一个刚性连接，连接到行星架上。连接功率输入和输出标识到太阳轮轴和齿圈上。如图：

4. 定义载荷谱

5. 运行功率流

6. 进行系统变形分析