0 引言

　　三環(huán)減速器是我國自主研發(fā)的一種新型少齒差行星減速器。由于其構思獨特新穎，具有傳動比大、承載能力強、體積小、結構簡單緊湊、工藝性好、加工制造容易和成本低等特點，在起重、冶金、輕工等機械上得到日益廣泛的應用。利用功能強大的UGNX軟件，進行參數化的三環(huán)減速器虛擬裝配，對提高三環(huán)減速器的設計效率，進一步研究其運動、靜力、動力、溫度等特性，提高產品的設計質量具有一定的實際意義。

　　1 三環(huán)減速器的工作原理與結構

　　三環(huán)減速器是將少齒差減速器的中心內齒輪改為行星輪，用2根平行的偏心軸作系桿的內嚙合行星齒輪傳動裝置，其工作原理如圖1所示。2根偏心軸與內齒輪環(huán)板構成平行四連桿機構，偏心軸旋轉帶動環(huán)板的內齒輪作平動，輸出軸與偏心軸平行，其上的外齒輪始終與內齒輪嚙合，實現較大減速比的輸出。三環(huán)減速器在結構上采用互成120。相位角的三相并列布置方式，不僅平衡四桿機構在運動平面內的擺動力，而且多相機構可以共同承擔載荷，減小齒輪輪齒的接觸和彎曲應力。三環(huán)減速器結構如圖2所示。

圖1 三環(huán)減速器工作原理圖

圖2 三環(huán)減速器的結構

　　2 參數化虛擬裝配

　　(1)設計思路

　　三環(huán)減速器雖然結構簡單，但設計計算復雜。為檢驗設計結果是否正確合理，進行產品的性能分析，提高產品的設計質量和效率，需要快速實現產品的虛擬裝配。根據分析，三環(huán)減速器在結構上采用了較多的標準件和少量的非標準件，非標準件在結構上除了一些主要參數不同外，其余輔助參數大都相同且外形變化不大，各部件間的裝配關系固定，因而適合采用參數化設計。

　　利用UG NX提供的參數化建模工具表達式編輯器、電子表格和WAVE幾何對象鏈接器創(chuàng)建三環(huán)減速器的標準件和通用零部件三維模型庫，利用零部件庫生成所需零部件，在裝配模塊中實現三環(huán)減速器的虛擬裝配。

　　(2)零部件參數化模型庫的建立

　　零部件庫的創(chuàng)建思路是：根據相似原理對三環(huán)減速器的零件進行分類，確定能夠表達各類零件形狀和結構特征的零件族模板，選擇一組設計參數，充分利用表達式來控制零件族模板的形狀和拓撲關系，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計參數的系列尺寸，實現三維零件庫的創(chuàng)建。在創(chuàng)建部件庫時，利用WAVE幾何對象鏈接器，定義關聯表達式，在部件裝配結構中間建立2個或多個組件之間的相關性，當修改參數值時，實現完全的參數化驅動。參數化的偏心軸模板如圖3所示。

圖3 參數化的偏心軸

　　(3)參數化的虛擬裝配

　　利用UGNX的裝配模塊，通過自底而上的方法進行虛擬裝配。即先借助參數化的零部件庫創(chuàng)建三環(huán)減速器的零部件模型，將零部件逐個引入到裝配模型中，建立零部件之間的位置約束關系，裝配成組件，然后再將多個組件裝配成產品。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 結語

　　利用UG NX軟件提供的強大的參數化建模功能和裝配模塊，不需要編程，不涉及復雜的數據庫技術，可快速實現三環(huán)減速器系列產品零部件庫的建立和虛擬裝配，為研究產品的結構特性、振動特性、溫度分布等提供了三維模型基礎，為提高產品的設計效率和質量提供了良好的工作環(huán)境。