行星輪的案例
基于多柔體動力學技術的行星輪系多體動力學仿真分析
基于多柔體動力學(MFBD) 技術對行星輪系建立了剛柔耦合多體系統模型,其中柔體部件采用了節點法和模態縮減法兩種建模方式。利用RecurDyn 軟件對該多體系統進行了仿真分析,得出了行星架速度曲線和齒輪的動態嚙合力曲線,并將結果與剛體仿真結果進行比較,同時得出了行星輪系在嚙合過程中的應力云圖及節點應力曲線。通過對仿真結果的分析得出了行星輪被破壞的主要原因。仿真數據也為優化設計和疲勞性能研究提供了依據,為新產品的開發提供了有效的手段。
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行星輪系建模-算是教程
通過機械原理的學習，我們知道在算行星輪系傳動比的時候，用的是固定系桿的方法。
那么這里我們也把系桿作為“運動的機架”，與齒圈、太陽輪、和行星輪分別添加轉動副。隨后添加三個齒輪兩兩間的運動副，MARKER定義到系桿上。
然后再添加太陽輪、齒圈、系桿與真正機架的轉動副。
添加兩個驅動，這里添加的是太陽輪和齒圈的驅動。
動畫的GIF，效果有點兒差
行星輪系建模.rar
ADAMS行星齒輪機構運動學及動力學仿真
a.行星支架運動角速度
b.太陽輪運動角速度
圖4.輸入軸和輸出軸角速度
2）結果對比
行星齒輪減速機構太陽輪和行星支架理論上的減速比為：
其中為傳動比
為行星輪齒數，40
為太陽輪齒數，120
計算得到理論傳動比為2.67
由太陽輪和行星支架角速度曲線計算得到仿真減速比為，可以看出在行星齒輪機構運動學仿真中，仿真結果和理論計算結果高度一致。
3. 動力學仿真
3.1 模型修改
對于行星齒輪機構運動學仿真和動力學仿真之間的區別在于齒輪間相互關系的建立，在運動學仿真中齒輪間靠齒輪副連接，相互之間的運動與理論值高度吻合。動力學仿真時齒輪間采用接觸的方式相互連接，在動力學仿真中會因為齒輪間接觸剛度和間隙，而使仿真結果和理論計算值產生一定的出入，但是更加真實。
在運動學仿真模型的基礎上，首先將齒輪副G1~G6刪除，然后建立三個行星輪和太陽輪、內齒輪之間的接觸，C1~C6。其中接觸剛度的可以參考公式2），阻尼系數可以設置成接觸剛度的0.1%~1%。
施加扭矩載荷，對行星輪架施加與運動方向相反的負載扭矩，扭矩大小為100Nm，如圖所示。
3.2 動力學仿真
設置仿真時間為1s，仿真步數為1000，進行仿真分析，分析完成后查看仿真結果。
3.3 運動角速度分析
輸入軸太陽輪和輸出軸行星支架的角速度曲線如圖所示，由圖可以看出輸出軸行星支架轉速在不斷波動并有大量毛刺，這是由于齒輪間的間隙、剛度和接觸非線性引起的。
圖5.行星支架角速度
圖6.太陽輪角速度
3.4 接觸力分析
行星輪和太陽輪、內齒輪的接觸力隨時間變化如圖所示。由圖可以看出接觸力呈周期性變化，變化頻率為旋轉頻率的整數倍。
展開 用RecurDyn對行星齒輪進行多體動力學仿真論文
摘要:基于多柔體動力學(MFBD) 技術對行星輪系建立了剛柔耦合多體系統模型,其中柔體部件采用了節點法和模態縮減法兩種建模方式。利用RecurDyn 軟件對該多體系統進行了仿真分析,得出了行星架速度曲線和齒輪的動態嚙合力曲線,并將結果與剛體仿真結果進行比較,同時得出了行星輪系在嚙合過程中的應力云圖及節點應力曲線。通過對仿真結果的分析得出了行星輪被破壞的主要原因。仿真數據也為優化設計和疲勞性能研究提供了依據,為新產品的開發提供了有效的手段
基于多柔體動力學技術的行星輪系多體動力學仿真分析.part3.rar
基于多柔體動力學技術的行星輪系多體動力學仿真分析.part1.rar
基于多柔體動力學技術的行星輪系多體動力學仿真分析.part2.rar
展開 
機械設計中必須掌握的齒輪系傳動知識！
▲齒輪變速傳動
2.4 獲得較大的傳動比
采用定軸輪系或行星輪系均可獲得大的傳動比。
若用定軸輪系來獲得大傳動比，需要多級齒輪傳動，致使傳動裝置的結構復雜和龐大。而采用行星輪系，只需很少幾個齒輪，就可獲得很大的傳動比。由于行星輪系采用多個行星輪來分擔載荷，而且常采用內嚙合傳動，合理地利用了內齒輪中部空間，兼之其輸入軸輸出軸在同一軸線上，這不僅使行星減速器的承載能力大大提高，而且徑向尺寸非常緊湊。在功率和傳動比相同情況下，行星減速器的體積和重量只是定軸輪系減速器的1/2～1/3。
2.5 實現運動的合成和分解
機械中采用具有兩個自由度的差動行星輪系來實現運動的合成和分解。這是行星輪系獨特的功用。
運動合成：差動輪系有兩個自由度，只有給定三個基本構件中任意兩個的運動后，第三個基本構件的運動才能確定。這就是說，第三個基本構件的運動為另兩個基本構件運動的合成。
▲圓錐齒輪差動輪系（運動合成）
運動分解：利用差動輪系還可以將一個基本構件的轉動按所需的比例分解為另外兩個基本構件的轉動。
▲汽車差速器（運動分解）
來源:機械cax360
展開 行星減速器 靜力學分析
現在發一個行星減速器的實例教程，請高手們指教，入門者學習。
首先建立模型，我用ug做的，裝配好，附件是xt的文件。
模型文件.rar
然后導入workbench
模型
一個齒圈，一個太陽輪，四個行星輪
齒圈固定，太陽輪中心輸入扭矩，行星輪輸出接下來定義接觸，假設每個齒輪都只有一對齒輪嚙合，因此太陽輪和四個行星輪嚙合需要四個接觸對，四個行星輪與齒圈接觸 需要四個接觸對。注意：假設太陽輪中心輸入順時針的扭矩，那么行星輪就有逆時針轉動的趨勢。齒輪之間的接觸采用 no separation 局限于我的計算機配置 就選用線性的接觸關系大家做的時候可以按照有摩擦的來定義
接觸.rar
最終的接觸對
接觸
接下來劃分網格盡量用六面體網 這樣得到的結果準確一些在mesh里面insert method 選用Hex Dominant
網格
再insert 8個contact sizing，分別選擇剛才定義的8個接觸對，網格大小都為0.5mm
網格
最后網格整體控制為下圖
網格
網格劃分好了以后插入分析類型 static structure
1、齒圈固定，外表面定義fixed support。
2、太陽輪沿自己的軸線旋轉，中心定義一個圓柱副 Cylindrical Support 徑向和軸向都固定 切向方向自由。
3、行星輪既自轉又公轉，在中心同樣定義一個圓柱副 Cylindrical Support 徑向和軸向都固定 切向方向自由。
4、太陽輪中心輸入扭矩 注意要和剛才定義接觸對時的方向一致。
邊界條件
分析求解 得到變形和應力云圖
太陽輪應力
展開 開發一種 Orbitless 電動汽車主減系統 附機械傳動系統Romax Designer建模、分析
項目中還需要設計一個傳統的行星輪傳動系統，以對比 Orbitless 傳動和傳統行星傳動的優劣勢等。
圖
3:
概念設計
- 1
級
Orbitless
傳動結構
設計和分析流程
整個項目團隊系統地評估和對比不同的設計，以分析軸承性能、齒輪錯位量來獲得最小的傳動誤差和最高的傳動效率。在開發過程中，團隊做了一些設計決策，以優化 NVH 性能為主要方向，不是支持更大的扭矩能力。在此我們也要特別提出，在封裝尺寸范圍內增加二級高扭矩傳動也是可行的，但不是本項目的核心目標。
在項目的初期，Romax 主要聚焦在 4 個主要方面。第一，處理偏置行星架的平衡問題，這也是 Orbitless 設計的核心方面；第二，軸承選型和軸承尺寸，盡量使用標準軸承型號也是項目的目標；第三，行星架尺寸和材料選擇，以降低錯位量影響；第四，聚焦于齒輪的幾何參數設計與優化，以最好地使用 Orbitless 的優勢 – 互質齒數和順序嚙合，使用三個完全相同的行星輪，讓裝配更加便捷。
圖
4 –
概念設計的剖面圖
虛擬結果
最初的結果滿足之前的預期，傳動效率大于 98%、傳動誤差較小、能夠使用標準軸承、滿足接口和封裝尺寸。整個系統的潤滑設計也滿足要求，最終的結果將在我們完成物理樣機裝配和測試之后得以驗證。
效率
在 Orbitless 傳動與行星輪系設計的對比中，已經發現 Orbitless 的齒輪嚙合功率損失比行星輪系低 40%，軸承的數量相對于傳動行星輪系要多一些，軸承的功率損失會大一些。與高速電機配合使用時，Orbitless 傳動的線速度更低，軸承的平均性能也更好，因此總體效率和壽命性能都更好。
展開 基于ANSYS/CFX漸加速雙螺桿設計及三維流場分析
研究擬整合前人研究并引入行星輪系，使得雙螺桿擠出機的混合效率和工作性能得以提高。以SolidWorks為三維建模平臺，ANSYS/CFX為仿真基礎進行仿真模擬[13],得出物料在優化后的漸加速雙螺桿機筒中的運動和加工過程以及三維流場，并與傳統雙螺桿擠出機進行對比，以期為提高雙螺桿擠出機的混合效率和工作性能提供理論依據。
1 漸加速型雙螺桿三維模型及流道模型參數
1.1 漸加速雙螺桿三維模型
圖1為漸加速型雙螺桿三維模型，由兩個完全相同的單螺桿組成，同向嚙合且速度相同。單螺桿為雙頭螺桿，螺紋牙型為三角形，螺旋線方向為左旋，由普通輸送段、加速混合段、加速輸送段組成，螺桿總長480 mm, 內徑56 mm, 外徑72 mm, 螺距30 mm, 兩螺桿中心距為78 mm。加速混合段結構由雙頭、錯位角為90°、厚度為10 mm的8個捏合塊組成，捏合塊端面形狀和螺桿端面形狀一致，加速混合段和加速輸送段分別內嵌行星輪系。
圖1 漸加速型雙螺桿三維模型
1.2 漸加速型螺桿加速原理及齒輪設計參數
加速原理：行星輪系分別由太陽輪、行星輪、齒圈、行星架構成，其中太陽輪固定不動，齒圈與螺桿內壁固定，行星架通過中心軸與前一段螺桿連接獲取轉速使齒圈加速旋轉，使得后一段螺桿轉速相對于前一段螺桿轉速增加，從而實現漸加速。加速輸送段和加速混合段行星輪系如圖2所示，齒輪設計參數見表1。
1.3 有限元模型
將SolidWorks三維模型導入到ANSYS/CFX模塊中，在geometry中進行填充和布爾操作得到其流道模型如圖3(a)所示，然后導入到mesh中進行四面體網格劃分得到網格劃分模型如圖3(b)所示，其節點數為99 672,元素數388 539,最后進行求解和結果分析。
展開 純電動三檔變速器設計與性能仿真研究
文獻8設計了一種P-AMT三檔變速器機構，主要采用同步器進行換擋并進行了結構設計研究[8]；文獻9設計了一種行星輪系的三檔變速器，主要對速比進行了優化，以及變速器總成的裝配設計[9]。本文采用行星輪系結構了一款同軸式純電動三檔專用變速箱，并根據整車參數需求確定速比并制定相關換擋控制策略，針對NEDC循環工況與單級減速器同時進行了仿真研究，對比了整車經濟性和動力性。
02
系統結構及工作原理
如圖1所示，針對純電動設計的三檔變速器系統原理圖。該系統采用電機同軸式輸入輸出，結構更加緊湊，降低整車布置空間需求。由電機經過減速后傳遞給輸入齒圈，經過三檔變速后再經過中間軸，主減齒圈傳遞給半軸。三檔變速器采用行星輪系設計，內含有三個離合器進行控制。當C1、C3結合，C2打開時，系統為一檔，電機動力經過輸入齒圈，經過同軸行星輪驅動輸出齒圈。當C1、C2結合，C3打開時為二檔，電機動力經過輸入齒圈帶動整個行星輪系轉動，獲得速比為1的傳動比。當C2、C3結合，C1打開時，電機動力經過行星架，由行星架和行星輪提供輸出齒圈動力。當C1,C2，C3同時結合時，通過整車協調控制可以起到坡道輔助作用，降低整車成本。
三檔變速器離合器結合狀態如表1所示：
圖2中，可以看出多檔位變速箱能使車輛在低車速行駛下獲得最大功率和輸出扭矩；且高檔位也進一步提高車輛最高車速。
展開 多行星輪行星齒輪箱在大兆瓦風機創造競爭力的詳細細則 ￥9.9
<div contenteditable="false" width="100%">
<span style="white-space: normal;"><span style="white-space:pre"> </span>· 隨著葉片直徑的增加，傳動比和扭矩密度越來越大，雙饋機型齒輪箱需不斷增加行星級數</span>
</div><div contenteditable="false" width="100%">
<span style="white-space: normal;"><span style="white-space:pre"> </span>· 受傳動比和扭矩密度的限制，6MW以上半直驅齒輪箱必須采用3級行星才能實現60以上傳動比</span>
</div><p><br></p>
展開 復雜機械動圖，工程師未必都能看得懂
03 帶傳動
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帶傳動是利用張緊在帶輪上的柔性帶進行運動或動力傳遞的一種機械傳動。根據傳動原理的不同，有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動的摩擦型帶傳動，也有靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動的同步帶傳動。
04 齒輪傳動
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此結構類似于汽車差速器，主要由左右半軸齒輪、兩個行星齒輪及齒輪架組成。
發動機的動力經傳動軸進入差速器，直接驅動行星輪架，再由行星輪帶動左、右兩條半軸，分別驅動左、右車輪。差速器的設計要求滿足:(左半軸轉速)+(右半軸轉速)=2(行星輪架轉速)。當汽車直行時，左、右車輪與行星輪架三者的轉速相等處于平衡狀態，而在汽車轉彎時三者平衡狀態被破壞，導致內側輪轉速減小，外側輪轉速增加。
▲這個是什么，有大神知道的嗎？
文章來源：機械cax360
展開 
回溯2017那些“動”起來的機械動力學
行星齒輪傳動具有高扭矩、高傳動比、高可靠性、高平穩性和高傳動效率等優點，廣泛應用于汽車、航空、船舶、風力發電、重型機械等領域，但是系統振動噪聲和過大的動載荷一直是學術界和工業界研究和關注的焦點。近20 年來，隨著齒輪傳動向高功率密度、高精度、低振動、高可靠等方向發展，出現了更多針對行星齒輪傳動的研究。現有行星輪系研究主要集中在動力學建模、自由振動、動態響應、固有特性及參數敏感性等方面。
為實現多級行星輪系動力學性能精準預測及耦合振動分析，針對傳統集中質量法精度不高和大規模有限元模型計算量大、后處理困難的問題，重慶大學的魏靜、張愛強、秦大同、舒銳志在《考慮結構柔性的行星輪系耦合振動特性研究》（《機械工程學報》2017年1期）一文中，基于軸系單元法提出了一種針對多級行星輪系高效建模與耦合振動分析的建模方法。考慮齒圈、行星架以及軸系等結構柔性影響，建立能夠反映其尺寸結構和動力學特性的軸系單元模型，實現多級行星輪系耦合振動特性分析，為多級行星齒輪傳動的動態設計提供可靠數據支撐。
圖 多級行星輪系軸系單元劃分
主創簡介
魏靜(通信作者)，男，1978 年出生，博士，教授。主要研究方向為機械傳動、齒輪系統動力學。
張愛強，男，1990 年出生，博士研究生。主要研究方向為機械傳動、齒輪系統動力學。
秦大同，男，1956 年出生，博士，教授。
展開 磁性傳動齒輪研究綜述
圖9 磁極內嵌式轉子結構同軸磁齒輪
2 磁性行星齒輪
為了探究更多磁性傳動的形式，讓磁性傳動齒輪能夠適用于某些高載荷的場景，各國學者們基于機械行星齒輪構思了磁性行星齒輪。目前，世界上對磁性行星齒輪的研究大多集中在新型拓撲結構以及磁性行星齒輪的動力學分析等方面。
2.1 拓撲研究概況
臺灣成功大學的學者較早地提出了磁性行星齒輪的拓撲結構，磁性行星齒輪主要由太陽輪、行星輪以及齒圈構成，行星輪通過行星架連接固定，太陽輪的外表面、行星輪的外表面以及齒圈的內表面分別貼有永磁體[22]，其拓撲結構如圖10所示。經過實驗驗證:當行星輪的數量為6個時，磁性行星齒輪轉矩密度可以達到100 kN·m/m3；當行星輪的數量為3個時，磁性行星齒輪的轉矩密度可以達到50 kN·m/m3。這表明將磁性行星齒輪用于齒輪傳動領域具有可行性。
圖10 磁性行星齒輪結構圖
Gouda E在文獻[23]中，闡述了磁性行星齒輪的工作原理、各部件間的拓撲約束關系等，將磁性行星齒輪與傳統機械齒輪的轉矩傳輸性能進行了對比，揭示了磁性齒輪相較于傳統齒輪的優勢，表明在某些行業中磁性行星齒輪可以代替機械齒輪，比如在混合動力汽車、飛機制造等領域。
哈爾濱工業大學的樊華以磁性行星齒輪為研究對象，采用有限元法分別研究了齒圈定子采用永磁體勵磁、電勵磁、混合勵磁時對磁性行星齒輪性能的影響，對比分析了3種勵磁方式的優點與缺點[24],其結構分別如圖11(a)、圖 11(b)、圖11(c)所示 。
圖11 3種勵磁方式的磁性行星齒輪
文獻[25]提出了一種降低磁性行星齒輪齒槽轉矩的方法，即采用全局優化算法與有限元分析相結合，以獲得最佳的永磁體極弧組合。
展開 復雜機械動圖，全懂的都是牛人！
03 帶傳動
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帶傳動是利用張緊在帶輪上的柔性帶進行運動或動力傳遞的一種機械傳動。根據傳動原理的不同，有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動的摩擦型帶傳動，也有靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動的同步帶傳動。
04 齒輪傳動
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此結構類似于汽車差速器，主要由左右半軸齒輪、兩個行星齒輪及齒輪架組成。
發動機的動力經傳動軸進入差速器，直接驅動行星輪架，再由行星輪帶動左、右兩條半軸，分別驅動左、右車輪。差速器的設計要求滿足:(左半軸轉速)+(右半軸轉速)=2(行星輪架轉速)。當汽車直行時，左、右車輪與行星輪架三者的轉速相等處于平衡狀態，而在汽車轉彎時三者平衡狀態被破壞，導致內側輪轉速減小，外側輪轉速增加。
05 縫紉機原理
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大多數縫紉機的基本原理都是相同的。汽車的核心是內燃機引擎，縫紉機的核心是線圈縫合系統。縫紉機只需將針部分穿過織物。在機針上，針眼就在尖頭的后面，而不是在針的尾端。針固定在針桿上，針桿由電機通過一系列的齒輪和凸輪牽引做上下運動。當針的尖端穿過織物時，它在一面向另一面拉出一個小線圈。織物下面的一個裝置會抓住這個線圈，然后將其包住另一根線或者同一根線的另一個線圈。
06 機械手
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機械手主要由手部、運動機構和控制系統三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。
展開 行星輪各部件角速度的測定
此仿真的要點是齒輪副的正確應用
