В качестве механизма передачи планетарная передача широко используется в различных инженерных практиках, таких как зубчатый редуктор, кран, планетарный редуктор и т. д. Планетарный редуктор во многих случаях может заменить механизм передачи зубчатой ​​передачи с фиксированной осью.Поскольку процесс передачи зубчатой ​​передачи представляет собой линейный контакт, длительное зацепление приведет к выходу шестерни из строя, поэтому необходимо смоделировать ее прочность.Ли Хунли и др.использовал метод автоматического зацепления для зацепления планетарной передачи и получил, что крутящий момент и максимальное напряжение являются линейными.Ван Яньцзюнь и др.также создал сетку планетарной передачи с помощью метода автоматической генерации и смоделировал статику и модальную симуляцию планетарной передачи.В данной работе для разделения сетки в основном используются элементы тетраэдра и шестигранника, а конечные результаты анализируются на предмет соблюдения условий прочности.

1、 Создание модели и анализ результатов.

Трехмерное моделирование планетарной передачи

Планетарная передачаВ основном состоит из кольцевой шестерни, солнечной шестерни и планетарной шестерни.Основными параметрами, выбранными в данной работе, являются: количество зубьев внутреннего венца - 66, количество зубьев солнечной шестерни - 36, количество зубьев планетарной шестерни - 15, внешний диаметр внутренней шестерни. кольцо 150 мм, модуль упругости 2 мм, угол давления 20°, ширина зуба 20 мм, коэффициент высоты приставки 1, коэффициент люфта 0,25, планетарных передач три.

Статический анализ планетарной передачи

Определите свойства материала: импортируйте трехмерную планетарную систему, нарисованную в программном обеспечении UG, в ANSYS и установите параметры материала, как показано в Таблице 1 ниже:

Создание сетки: сетка конечных элементов разделена на тетраэдр и шестигранник, а базовый размер элемента составляет 5 мм.Посколькупланетарная передача, солнечная шестерня и внутреннее зубчатое кольцо находятся в контакте и зацеплении, сетка контактных и сетчатых частей уплотнена, а размер составляет 2 мм.Сначала используются тетраэдральные сетки, как показано на рисунке 1. Всего генерируется 105906 элементов и 177893 узла.Затем принимается шестигранная сетка, как показано на рисунке 2, и всего генерируется 26957 ячеек и 140560 узлов.

Приложение нагрузки и граничные условия: в соответствии с рабочими характеристиками планетарной передачи в редукторе солнечная шестерня является ведущей шестерней, планетарная шестерня является ведомой шестерней, а конечный выход осуществляется через водило планетарной передачи.Зафиксируйте внутреннее зубчатое кольцо в ANSYS и приложите к солнечной шестерне крутящий момент 500 Н·м, как показано на рисунке 3.

Постобработка и анализ результатов: Нефограмма смещения и нефограмма эквивалентного напряжения статического анализа, полученная из двух делений сетки, приведены ниже, а также проведен сравнительный анализ.Из нефограммы смещения двух типов решеток обнаружено, что максимальное смещение происходит в положении, где солнечная шестерня не входит в зацепление с планетарной шестерней, а максимальное напряжение возникает в основании зацепления шестерни.Максимальное напряжение тетраэдрической сетки составляет 378 МПа, а максимальное напряжение шестигранной сетки — 412 МПа.Поскольку предел текучести материала 785 МПа и коэффициент запаса прочности 1,5, допустимое напряжение составляет 523 МПа.Максимальное напряжение обоих результатов меньше допустимого напряжения, и оба соответствуют условиям прочности.

2、 Заключение

Посредством конечно-элементного моделирования планетарной передачи получены нефограмма деформации смещения и нефограмма эквивалентных напряжений системы зубчатых колес, из которых получены максимальные и минимальные данные и их распределение впланетарная передачамодель можно найти.Место максимального эквивалентного напряжения также является местом, где зубья шестерни чаще всего выходят из строя, поэтому при проектировании или изготовлении ему следует уделять особое внимание.Путем анализа всей системы планетарной передачи устраняется ошибка, вызванная анализом только одного зуба шестерни.