Като трансмисионен механизъм, планетарната предавка се използва широко в различни инженерни практики, като например редуктори, кранове, планетарни редуктори и др. В много случаи планетарните редуктори могат да заменят трансмисионния механизъм на зъбна предавка с неподвижна ос. Тъй като процесът на предаване на зъбни колела е чрез линеен контакт, продължителното зацепване ще доведе до повреда на зъбното колело, така че е необходимо да се симулира неговата якост. Ли Хонгли и др. са използвали метода на автоматично зацепване, за да зацепят планетарната предавка, и са получили линейни резултати, показващи въртящия момент и максималното напрежение. Уанг Янджун и др. също са зацепили планетарната предавка чрез метода на автоматично генериране и са симулирали статичната и модалната симулация на планетарната предавка. В тази статия, за разделяне на мрежата се използват главно тетраедърни и хексаедърни елементи, а крайните резултати са анализирани, за да се види дали са изпълнени условията за якост.

1. Създаване на модел и анализ на резултатите

Триизмерно моделиране на планетарна предавка

Планетна предавкасе състои главно от зъбно колело с венец, слънчево зъбно колело и планетарно зъбно колело. Основните параметри, избрани в тази статия, са: броят на зъбите на вътрешния зъбен венец е 66, броят на зъбите на слънчевото зъбно колело е 36, броят на зъбите на планетарното зъбно колело е 15, външният диаметър на вътрешния зъбен венец е 150 мм, модулът е 2 мм, ъгълът на натиск е 20°, ширината на зъба е 20 мм, коефициентът на височина на добавката е 1, коефициентът на хлабина е 0,25 и има три планетарни зъбни колела.

Статичен симулационен анализ на планетарна предавка

Дефинирайте свойствата на материала: импортирайте триизмерната планетарна зъбна предавка, начертана в UG софтуер, в ANSYS и задайте параметрите на материала, както е показано в Таблица 1 по-долу:

Мрежа: Мрежата от крайни елементи е разделена на тетраедър и хексаедър, а основният размер на елемента е 5 мм. Тъй катопланетарна предавка, слънчевото зъбно колело и вътрешният зъбен венец са в контакт и се зацепват, мрежата на контактните и мрежестите части е уплътнена, а размерът е 2 мм. Първо се използват тетраедрични мрежи, както е показано на Фигура 1. Генерират се общо 105906 елемента и 177893 възела. След това се използва шестоъгълна мрежа, както е показано на Фигура 2, и се генерират общо 26957 клетки и 140560 възела.

Приложение на натоварването и гранични условия: според работните характеристики на планетарното зъбно колело в редуктора, слънчевото зъбно колело е задвижващото зъбно колело, планетарното зъбно колело е задвижваното зъбно колело, а крайният изход е през планетарния носач. Фиксирайте вътрешния зъбен венец в ANSYS и приложете въртящ момент от 500 N · m към слънчевото зъбно колело, както е показано на Фигура 3.

Последваща обработка и анализ на резултатите: По-долу са дадени нефограмата на преместване и нефограмата на еквивалентното напрежение, получени от статичен анализ от две деления на мрежата, и е проведен сравнителен анализ. От нефограмата на преместване на двата вида мрежи се установява, че максималното преместване се получава в позицията, където слънчевото зъбно колело не се зацепва с планетарното зъбно колело, а максималното напрежение се получава в основата на зацепването на зъбното колело. Максималното напрежение на тетраедричната мрежа е 378 MPa, а максималното напрежение на шестоъгълната мрежа е 412 MPa. Тъй като границата на провлачване на материала е 785 MPa, а коефициентът на безопасност е 1,5, допустимото напрежение е 523 MPa. Максималното напрежение и на двата резултата е по-малко от допустимото напрежение и двата отговарят на условията за якост.

2. Заключение

Чрез симулация с крайни елементи на планетарната предавка се получават нефограма на деформацията на изместване и нефограма на еквивалентното напрежение на зъбната система, от които се определят максималните и минималните данни и тяхното разпределение впланетарна предавкаможе да се намери модел. Мястото на максималното еквивалентно напрежение е и мястото, където зъбите на зъбното колело е най-вероятно да се повредят, така че трябва да се обърне специално внимание на това по време на проектирането или производството. Чрез анализа на цялата система от планетарни зъбни колела се преодолява грешката, причинена от анализа само на един зъб на зъбното колело.