ADAMS行星齿轮运动学仿真详解

基于ADAMS的行星齿轮系统的仿真计算
周永新
【期刊名称】《电子机械工程》
【年(卷),期】2009(025)003
【摘要】传统的机械产品设计制造过程是基于实际样机的设计验证过程,设计周期长、成本高、质量提高困难.为克服这些困难,应用UG软件对行星齿轮传动系统进行三维实体参数化建模,应用仿真分析软件MSC.ADAMS对行星齿轮传动系统模型进行仿真模拟及运动学分析.实现了用虚拟样机来代替实际样机进行验证设计,提高了设计质量和效率.
【总页数】3页(P58-60)
【作者】周永新
【作者单位】嘉兴职业技术学院机电与汽车分院,浙江,嘉兴,314036
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于ADAMS的石油管道缠绕机齿轮系统仿真 [J], 周利成;钟飞
2.基于Adams的风电齿轮系统建模与仿真 [J], 夏天
3.基于Adams的风电齿轮系统建模与仿真 [J], 夏天;
4.基于Pro/E和ADAMS的拖拉机齿轮系统设计与仿真 [J], 桂林;程志
5.利用行星架附加阻尼的行星齿轮系统减振研究 [J], 沈允文;邵长健
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【148】 第33卷 第12期2011-12(上)收稿日期：2011-09-12作者简介：连锦程（1984 -），男，陕西榆林人，研究生，研究方向为电动汽车行星齿轮传动。

基于ADAMS的齿轮传动特性仿真分析Based on ADAMS of gear transmission characteristic simulation analysis连锦程，崔建昆LIAN Jin-cheng, CUI Jian-kun（上海理工大学 机械工程学院，上海 200093）摘　要：文章基于ADAMS对齿轮传动特性进行了仿真分析，获得设计齿轮在真实工作条件下的啮合性能，从而形成齿面加工参数设计的闭环修正系统。

关键词：ADAMS；齿轮传动；仿真分析中图分类号：TH132 文献标识码：B 文章编号：1009-0134(2011)12(上)-0148-03Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2011.12(上).440 引言在齿轮产品试制之前，对齿轮空载和承载情况下的啮合过程进行计算机仿真，以获得设计齿轮在真实工作条件下的啮合性能，形成齿面加工参数设计的闭环修正系统，对于缩短研发周期、减少研究失误、节省试制费用和提高设计质量有着很重要的意义。

ADAMS 是集成建模、求解和可视化技术一体的运动仿真软件，是当今世界上应用范围最广的机械系统动力学仿真分析平台之一。

它已成功应用于汽车工程、航空航天、铁路车辆、工程机械和工业机械等领域。

本文以齿轮泵为模型，进行了分析。

1 泵齿轮副传动特性分析物理建模是在几何模型的基础上，对齿轮泵齿轮副系统的各个零件添加物理属性，包括：确定组成系统部件的材料密度、泊松比和弹性模量；设置所有部件的质量和惯性矩；确定装配部件间的约束关系和设置相应的主轴驱动参数；作用在齿轮副系统的各种外力和机构部件间的摩擦力等[1]。

通过建立模型得到同真实齿轮泵齿轮副在几何形状和物理性能等方面都完全一致的虚拟样机[2]。

基于UG和ADAMS行星齿轮传动系统动力学仿真李华强;尚飞【期刊名称】《机床与液压》【年(卷),期】2011(39)15【摘要】The virtual prototype of the planetary gear drive system, which was the output mechanism of the reducer, was built with 3D solid modeling software UG. By using UG and ADAMS, the virtual prototype was imported into ADAMS to build the simula tion model. There was not only rolling contact but also sliding contact between gear teeth, so there was a great sliding friction. Aiming at the shortcoming of friction between tooth surfaces was not considered in the general equation of tooth surface contact fatigue strength based on Hertz theory, the friction coefficient was introduced into the equation for simulation analysis. The contact forces can be solved and the contact forces are increasing in exponent along with the speed.%利用实体建模软件UG建立了减速器行星齿轮传动系统的虚拟样机,并利用UG与动力学仿真分析软件ADAMS,将虚拟样机导人到ADAMS中建立仿真模型.齿轮啮合时,轮齿间除了滚动接触外还存在相应的滑动接触,使轮齿间具有较大的摩擦.针对利用传统赫兹理论计算齿面接触力时没有考虑齿间摩擦的缺陷,将摩擦因数引入计算并进行仿真分析,得到了齿轮之间的接触力和接触力随速度按非线性曲线变化的结论.【总页数】3页(P133-135)【作者】李华强;尚飞【作者单位】内蒙古工业大学机械学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学机械学院,内蒙古呼和浩特010051【正文语种】中文【中图分类】TH132;O313【相关文献】1.基于PRO/E与ADAMS二级行星齿轮传动系统的动力学研究∗ [J], 张学军;郭俊超2.基于ADAMS的行星齿轮传动系统运动学仿真分析 [J], 李佩泉;毕长飞3.基于ADAMS的弧齿锥齿轮传动系统动力学仿真 [J], 曾红;张文广;李岩4.基于MATLAB与ADAMS的行星齿轮动力学仿真 [J], Cui Huijuan5.基于ADAMS的双齿圈人字行星齿轮传动系统动力学仿真与故障特征分析 [J], 任菲;王得玺;时桂芹;梁栋;王琪;王宁;白温毓;易园园因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

B E I H AN G UNIVERSITY机械原理课程虚拟样机仿真实验报告题目：基于ADAMS的周转轮系的运动学分析姓名:龙玉____________________________学号：12071188班级：1207172013年6月4日北航机械学院基于ADAMS的周转轮系的运动学分析12071188 龙玉北京航空航天大学机械工程及自动化学院摘要本仿真实验主要是针对标准齿轮的周转轮系，结合Adams分析了周转轮系各齿轮的角速度、线速度以及角加速度的变化规律，同时利用该软件对轮系进行模拟仿真，得到了它们的变化曲线。

通过仿真结果与理论分析的比较，验证了理论分析的正确性。

最后通过已知条件，把相应的传动比计算了出来。

关键词：ADAMS;周转轮系；运动学分析1.题目要求如下图所示的周转轮系，图a含有冗余约束，图b不含冗余.(1试计算传动比/3H：(2试用书中给出的一种方法(包括图解法、解析法、复数法以及运动影响系数法等)写出：该机构各输出构件的位置、速度和加速度方程；(3利用ADAMS软件对以上结果进行仿真验证：(4判断该机构是否具有急回特性：(5该类机构的应用。

2)含冗余约束團6基本周转轮系｝注：由于不含冗余约束的机构是含冗余约束的一种特殊情况，所以在用ADAMS 做仿真的时候只做了含有兀余约束的。

如此也可以类推不含'兀余约束的情况。

2.机构(角)速度及其加速度的求解2.1运动描述本机构中齿轮1是固定在机架上的，三个齿轮2分别绕着齿轮1以大小相同的角速度和角加速度匀速转动，在仿真模拟中以齿轮2作为主动轮，内齿轮3也随之做匀速转动。

所以，齿轮2和3的角速度、角加速度、线速度等大小不变，方向时刻改变的运动。

对于不含冗余约束的b机构，齿轮2仍然为主动轮，齿轮2和3仍然做匀速转动。

而含冗余约束和不含冗余约束的两个机构都是一口由度机构。

2.2尺寸综合设计理论分析2. 2.1同心条件对于渐开线标准圆柱齿轮传动，有m（z t + z2） _m(z3 -z2)2 2G Z1)Z101H— 2)〜2222. 2. 2装配条件设行星轮的个数为k个，则有5<Pi <Pii]H —<P H 2N/K假设27Tz l其中N为整数，由此可得Z] . _ Zi + Z3N = K1IH =^T~2. 2. 3邻接条件两行星轮Z间不发生碰撞，则应满足I AB > 2r a2其中J B是两齿轮2轮心之距。

基于UG建模的辛普森行星齿轮在ADAMS中运动仿真的实现摘要利用UG参数化建模功能，建立了辛普森行星齿轮机构的三维模型，并成功将其装配体导入到专业运动仿真软件Adams中。

根据其真实的工作状态，通过添加约束、驱动，实现了对辛普森行星齿轮机构在各档位运动状态的仿真。

在后处理模块中，可以清晰的判定各个构件在不同档位时的转动方向及速度大小，更加直观的加深了对汽车自动变速器换挡机理的认识与了解。

关键词 UG建模辛普森行星机构 ADAMS仿真The Motion Simulation of Simpson Planetary Gear based on UG in ADAMS Abstract Take advantage of the parametric modeling in UG, the simpson planetary gear modeling have been made, then been imported successfully into the ADAMS. In the ADAMS, it was exerted constraint and driver according to the actual working status, and have achieved the motion simulation of the simpson planetary gear working in the different gears. In the post-processing module, it could be clearly determined what direction of rotation is and how much the angular velocity is when the various components working in different gears. It contributed to have a deeper and intuitive understanding about the gear shift principle of the automatic gearbox.Key words UG modeling Simpson planetary gear ADAMS motion simulation引言自动变速器在汽车中是仅次于发动机的关键部件，是机—电—液一体化的典型产品。

A D A M S 分析实例-定轴轮系和行星轮系传动模拟有一对外啮合渐开线直齿圆柱体齿轮传动.已知ο20,4,25,5021====αmm m z z ，两个齿轮的厚度都是50mm 。

⒈启动ADAMS双击桌面上ADAMS/View 的快捷图标,打开ADAMS/View 。

在欢迎对话框中选择“Createanewmodel ”，在模型名称（Modelname ）栏中输入：dingzhouluenxi ；在重力名称（Gravity ）栏中选择“EarthNormal(-GlobalY)”；在单位名称（Units ）栏中选择“MMKS –mm,kg,N,s,deg ”。

如图1-1所示。

图1-1欢迎对话框⒉设置工作环境2.1对于这个模型，网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。

在ADAMS/View 菜单栏中，选择设置（Setting ）下拉菜单中的工作网格（WorkingGrid ）命令。

系统弹出设置工作网格对话框，将网格的尺寸(Size )中的X 和Y 分别设置成750mm 和500mm ，间距（Spacing ）中的X 和Y 都设置成50mm 。

然后点击“OK ”确定。

如图2-1所表示。

2.2用鼠标左键点击选择（Select ）图标，控制面板出现在工具箱中。

2.3用鼠标左键点击动态放大（DynamicZoom ）图标，在 模型窗口中，点击鼠标左键并按住不放，移动鼠标进行放大或缩小。

⒊创建齿轮3.1在ADAMS/View 零件库中选择圆柱体 (Cylinder )图标，参数选择为“NewPart ”，长度（Length ）选择50mm （齿轮的厚度），半径（Radius ）选择100mm（10025042z m 1=⨯=⨯）。

如图3-1所示。

图2-1设置工作网格对话框图3-1设置圆柱体选项3.2在ADAMS/View 工作窗口中先用鼠标任意左键选择点（0，0，0）mm ，然后选择点（0，50，0）。

基于ADAMS的齿轮变速箱动态特性仿真分析齿轮变速箱是机械传动系统中常见的一种传动装置，在各种机械设备中广泛应用。

了解齿轮变速箱的动态特性对于提高其性能和可靠性具有重要意义。

在本文中，我们将使用ADAMS软件对齿轮变速箱的动态特性进行仿真分析，以探讨该装置在不同工况下的性能表现。

首先，我们将建立齿轮变速箱的三维模型。

在ADAMS中，我们可以通过建立零件模型、定义零件之间的连接关系和运动约束，快速构建一台完整的齿轮变速箱模型。

我们将考虑齿轮、轴承、轴、传动链等零部件的几何形状、材料性质和运动学特性，确保模型的真实性和精确性。

接下来，我们将定义齿轮变速箱的动力学模型。

在ADAMS中，我们可以设置各个零部件之间的摩擦、惯性、弹簧等物理属性，建立整个系统的动力学模型。

通过运用牛顿-欧拉定律和其他相关理论，我们可以模拟齿轮变速箱在不同工况下的运动规律和受力情况，分析其动态特性。

然后，我们将进行齿轮变速箱的动态仿真分析。

在ADAMS中，我们可以设置不同工况下的输入参数（如速度、扭矩等），模拟齿轮变速箱在这些条件下的运动情况。

通过分析各个零部件的速度、位移、受力等参数变化，我们可以了解齿轮变速箱在不同工况下的动态特性，判断其稳定性、传动效率等指标。

最后，我们将对仿真结果进行评估和优化。

通过对仿真结果的分析，我们可以找出齿轮变速箱在运转过程中存在的问题和不足之处，进而对其结构设计、材料选择、润滑方式等方面进行优化改进，提高其性能和可靠性。

综上所述，基于ADAMS的齿轮变速箱动态特性仿真分析是一种有效的研究手段，可以帮助工程师深入了解齿轮变速箱的运动规律和受力情况，为其设计和优化提供参考和支持。

通过不断优化改进，我们可以不断提升齿轮变速箱的性能和可靠性，满足各种机械设备对传动系统的需求。