Як механізм трансмісії планетарний редуктор широко використовується в різних інженерних практиках, таких як зубчастий редуктор, кран, планетарний редуктор тощо. Для планетарного редуктора він у багатьох випадках може замінити механізм трансмісії фіксованої осі. Оскільки процес зубчастої передачі є контактом лінії, тривале зачеплення призведе до поломки шестерні, тому необхідно імітувати її міцність. Лі Хунлі та ін. використовував автоматичний метод зачеплення для зачеплення планетарної передачі та отримав, що крутний момент і максимальне напруження є лінійними. Ван Яньцзюнь та ін. також створив зачеплення планетарної передачі за допомогою методу автоматичної генерації та моделював статику та модальне моделювання планетарної передачі. У цьому документі елементи тетраедра та гексаедра в основному використовуються для поділу сітки, а кінцеві результати аналізуються, щоб побачити, чи виконуються умови міцності.

1、 Створення моделі та аналіз результатів

Тривимірне моделювання планетарної передачі

Планетарна передачав основному складається з кільцевої шестерні, сонячної шестерні та планетарної шестерні. Основні параметри, вибрані в цій статті: кількість зубів внутрішнього зубчастого вінця – 66, кількість зубів сонячної шестерні – 36, кількість зубів планетарної шестерні – 15, зовнішній діаметр внутрішньої шестерні кільце 150 мм, модуль 2 мм, кут тиску 20 °, ширина зуба 20 мм, коефіцієнт висоти додатка дорівнює 1, коефіцієнт люфту дорівнює 0,25, і є три планетарні передачі.

Аналіз статичного моделювання планетарної передачі

Визначте властивості матеріалу: імпортуйте тривимірну планетарну систему редуктора, намальовану в програмному забезпеченні UG, в ANSYS і встановіть параметри матеріалу, як показано в таблиці 1 нижче:

Сітка: Сітка кінцевих елементів розділена на тетраедр і гексаедр, а основний розмір елемента становить 5 мм. Оскількипланетарна передача, сонячна шестерня та внутрішнє зубчасте кільце знаходяться в контакті та сітці, сітка контактної та сітчастої частин ущільнена, а розмір становить 2 мм. Спочатку використовуються тетраедральні сітки, як показано на малюнку 1. Всього генерується 105906 елементів і 177893 вузли. Потім приймається шестигранна сітка, як показано на малюнку 2, і загалом генерується 26957 комірок і 140560 вузлів.

Застосування навантаження та граничні умови: відповідно до робочих характеристик планетарної передачі в редукторі, сонячна передача є ведучою шестернею, планетарна передача є веденою шестернею, а кінцевий вихід здійснюється через планетарне водило. Закріпіть внутрішнє зубчасте кільце в ANSYS і прикладіть крутний момент 500 Н·м до сонячної шестерні, як показано на малюнку 3.

Постобробка та аналіз результатів: Нижче наведено нефограму зміщення та нефограму еквівалентного напруження статичного аналізу, отримані з двох поділів сітки, і проведено порівняльний аналіз. З нефограми зміщення двох типів решіток виявлено, що максимальне зміщення відбувається в положенні, де сонячна шестерня не входить у зачеплення з планетарною шестернею, а максимальне напруження виникає в корені зачеплення шестерні. Максимальне напруження тетраедричної сітки становить 378 МПа, а максимальне напруження шестигранної сітки – 412 МПа. Оскільки межа текучості матеріалу становить 785 МПа, а коефіцієнт міцності становить 1,5, допустима напруга становить 523 МПа. Максимальна напруга обох результатів менша за допустиму напругу, і обидва відповідають умовам міцності.

2、 Висновок

За допомогою кінцевого моделювання планетарного редуктора отримано нефограму деформації зміщення та нефограму еквівалентного напруження системи зубчастої передачі, з яких максимальні та мінімальні дані та їх розподіл упланетарна передачамодель можна знайти. Розташування максимального еквівалентного напруження також є місцем, де зуби шестерні найімовірніше вийдуть з ладу, тому йому слід приділяти особливу увагу під час проектування або виготовлення. Завдяки аналізу всієї системи планетарної передачі долається помилка, спричинена аналізом лише одного зуба шестерні.