行星轮行走机构的现代设计方法研究

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1、行星轮行走机构的现代设计方法研究【摘要】介绍了行星轮式行走机构的设计。按照现代设计流程，通过物理建模和数学建模，MATLAB数据分析、行星轮行走机构的ADAMS仿真分析及机构零部件ANSYS分析，得到了某行星轮式行走机构越障能力的行走机构结构参数。结果表明，在行星轮式行走机构设计中，该机构的现代设计方法可以提高该行走机构的越障能力，缩短产品的开发周期。【关键词】行星轮式行走机构、越障能力、现代设计方法StudyontheModernDesignMethodoftheRunningMechanismofPlanetaryWheelAbstract:Themoderndesignme

2、thodoftherunningmechanismofplanetarywheelisintroducedinthisarticle.Accordingtotheprocedureofmoderndesign,theparameterofonekindoftherunningmechanismofplanetarywheelisattainedthroughthesettingofphysicalandmathematicalmodel,digitalanalysisinMATLAB,thesimulationofthemechanisminADAMSandthefiniteel

3、ementanalysisinANSYS.Itshowsthatthemoderndesignmethodoftherunningmechanismofplanetarywheelcanimprovetheobstacleperformanceoftherunningmechanism,andtheperiodoftheexploitationoftherunningmechanismisshortened.KeyWord:runningmechanismofplanetarywheel,obstacleperformance,moderndesignmethod【正文】行星轮式

4、行走机构主要用在地形复杂的无路面行驶机械上，其突出有点在于超强的越障能力，因而该行走机构的设计主要围绕在提高机构的越障能力。本文结合自己在做行星轮式行走机构动力学研究的体会，并查阅相关文献，总结出了行星轮式行走机构的现代设计方法。行星轮式行走机构由两个驱动桥构成，组成四组行星轮系传动装置（图1），行星轮系中得每个车轮都是驱动轮。平地行驶时任意两个车轮着地，相当于驱动形式，比较有效地利用行星车轮得附着质量，较多的驱动轮增加了车轮与地面得接触面积，降低了接地比压，从而提高了行走机构在松软底质上的通过性。1.车轮；2.驱动齿轮；3驱动轮轴；4.过渡齿轮；5.中心齿轮；6.中心轴；7.行

5、星轮架；8.动力输入端图1　行星轮机构传动简图行星轮式行走机构得现代设计方法和传统设计方法得最大区别在于现代设计方法在很大程度上依赖于计算机辅助设计软件CAD和CAE技术，更加明了地分析了提高行星轮式行走机构越障能力的具体措施，同时还借助ADAMS软件从越障能力和行驶稳定性等多方面综合进行了行星轮系传动比优化。最终在ANSYS中呈现各零部件在机构运行时的应力和应变情况。1、行星轮式行走机构的现代开发流程在明确行星轮式行走机构得设计要求及确定行星轮式行走机构的布置后，一般按照现代行星轮式行走机构设计流程来进行，主要包括建立行星轮式行走机构的物理模型和数学模型、行走机构的数学模型分析

6、计算、行走机构的仿真分析和行走机构的具体实物试验。而对于传统的设计流程，如果设计不能达到设计要求，那么就要重新制作行走机构模型和重新设计试验，导致机械得重复性劳动，耗费大量得人力和物力。通过图2可以看出，现代设计流程可以在计算机上针对不同的方案和试验结果直接进行修改，确定最优参数之后制造实体模型进行试验。特别是对于一些像深海复杂地形的实体试验几乎不太现实，现代设计方法就更体现了其优越性。同时，现代设计流程可以大大地缩短设计周期，节省大量得人力物力，使设计工作变得方便快捷，是现代设计及制造技术的发展方向。物理模型数学模型MATLAB数据分析ADAMS建模及仿真分析CAD三维实体建模

7、ANSYS有限元分析实体模型制作及试验图2　行星轮式行走机构得现代设计流程1、物理模型及数学模型行星轮式行走机构越障能力分析模型如图3所示图3行星轮系越障时的受力分析由得：(1)(2)(3)式中：：第i车轮的正压力，i=2,3,4,5；：第i车轮的滚动阻力，i=2,3,4,5；：障碍物高度；：障碍物的附着系数；：障碍物的摩擦系数。1、MATLAB数据分析采用单一变量法，通过设定其他参数得出不同影响因素曲线：轮胎直径与越障高度的关系曲线、轮距与越障高度的关系曲线、重心到前轴的距离与