Jako mechanizm przekładniowy, przekładnia planetarna jest szeroko stosowana w różnych praktykach inżynieryjnych, takich jak przekładnie redukcyjne, dźwigi, przekładnie planetarne itp. W przypadku przekładni planetarnej może ona w wielu przypadkach zastąpić mechanizm przekładni stałej osi przekładni. Ponieważ proces przenoszenia przekładni jest stykiem liniowym, długotrwałe zazębianie spowoduje awarię przekładni, dlatego konieczne jest symulowanie jej wytrzymałości. Li Hongli i in. zastosowali metodę automatycznego zazębiania do zazębienia przekładni planetarnej i uzyskali, że moment obrotowy i maksymalne naprężenie są liniowe. Wang Yanjun i in. również zazębili przekładnię planetarną za pomocą metody automatycznego generowania i symulowali statykę i symulację modalną przekładni planetarnej. W tym artykule elementy czworościanu i sześcianu są używane głównie do podziału siatki, a wyniki końcowe są analizowane w celu sprawdzenia, czy spełnione są warunki wytrzymałościowe.

1. Ustanowienie modelu i analiza wyników

Trójwymiarowe modelowanie przekładni planetarnej

Przekładnia planetarnaskłada się głównie z koła pierścieniowego, koła słonecznego i koła planetarnego. Główne parametry wybrane w tym artykule to: liczba zębów wewnętrznego pierścienia zębatego wynosi 66, liczba zębów koła słonecznego wynosi 36, liczba zębów koła planetarnego wynosi 15, średnica zewnętrzna wewnętrznego pierścienia zębatego wynosi 150 mm, moduł wynosi 2 mm, kąt nacisku wynosi 20 °, szerokość zęba wynosi 20 mm, współczynnik wysokości dodatku wynosi 1, współczynnik luzu wynosi 0,25 i występują trzy koła planetarne.

Statyczna analiza symulacyjna przekładni planetarnej

Zdefiniuj właściwości materiału: zaimportuj trójwymiarowy układ przekładni planetarnej narysowany w oprogramowaniu UG do programu ANSYS i ustaw parametry materiału, jak pokazano w tabeli 1 poniżej:

Siatka: Siatka elementów skończonych jest podzielona na czworościan i sześcian, a podstawowy rozmiar elementu wynosi 5 mm. Ponieważprzekładnia planetarna, koło słoneczne i wewnętrzny pierścień zębaty stykają się i zazębiają, siatka części stykowej i zazębiającej się jest zagęszczona, a jej rozmiar wynosi 2 mm. Najpierw używane są siatki tetraedryczne, jak pokazano na rysunku 1. Łącznie generowanych jest 105906 elementów i 177893 węzłów. Następnie stosowana jest siatka heksaedryczna, jak pokazano na rysunku 2, i łącznie generowanych jest 26957 komórek i 140560 węzłów.

Zastosowanie obciążenia i warunki brzegowe: zgodnie z charakterystyką pracy przekładni planetarnej w reduktorze, koło słoneczne jest kołem napędowym, koło planetarne jest kołem napędzanym, a wyjście końcowe odbywa się przez nośnik planetarny. Zamocuj wewnętrzny pierścień zębaty w ANSYS i zastosuj moment obrotowy 500 N · m do koła słonecznego, jak pokazano na rysunku 3.

Przetwarzanie końcowe i analiza wyników: Poniżej przedstawiono nefogram przemieszczenia i nefogram naprężeń równoważnych analizy statycznej uzyskane z dwóch podziałów siatki, a także przeprowadzono analizę porównawczą. Z nefogramu przemieszczenia dwóch rodzajów siatek wynika, że ​​maksymalne przemieszczenie występuje w położeniu, w którym koło słoneczne nie zazębia się z kołem planetarnym, a maksymalne naprężenie występuje u nasady zazębienia koła zębatego. Maksymalne naprężenie siatki tetraedrycznej wynosi 378 MPa, a maksymalne naprężenie siatki heksedrycznej wynosi 412 MPa. Ponieważ granica plastyczności materiału wynosi 785 MPa, a współczynnik bezpieczeństwa wynosi 1,5, dopuszczalne naprężenie wynosi 523 MPa. Maksymalne naprężenie obu wyników jest mniejsze od dopuszczalnego naprężenia i oba spełniają warunki wytrzymałości.

2. Wnioski

Poprzez symulację elementów skończonych przekładni planetarnej uzyskano wykres odkształceń przemieszczeń i wykres naprężeń równoważnych układu przekładni, z których wyznaczono dane maksymalne i minimalne oraz ich rozkład wprzekładnia planetarnamodel można znaleźć. Lokalizacja maksymalnego równoważnego naprężenia jest również miejscem, w którym zęby koła zębatego są najbardziej narażone na uszkodzenie, dlatego należy zwrócić na to szczególną uwagę podczas projektowania lub produkcji. Poprzez analizę całego układu przekładni planetarnej przezwycięża się błąd spowodowany analizą tylko jednego zęba koła zębatego.