Kao mehanizam prijenosa, planetarni zupčanik se široko koristi u raznim inženjerskim praksama, kao što su reduktori, dizalice, planetarni reduktori itd. Kod planetarnih reduktora, on u mnogim slučajevima može zamijeniti mehanizam prijenosa fiksne osovine. Budući da je proces prijenosa zupčanika linijski kontakt, dugotrajno spajanje će uzrokovati kvar zupčanika, pa je potrebno simulirati njegovu čvrstoću. Li Hongli i saradnici koristili su metodu automatskog spajanja za spajanje planetarnog zupčanika i dobili su da su obrtni moment i maksimalno naprezanje linearni. Wang Yanjun i saradnici su također spojili planetarni zupčanik metodom automatskog generiranja i simulirali statiku i modalnu simulaciju planetarnog zupčanika. U ovom radu, tetraedarski i heksaedarski elementi se uglavnom koriste za podjelu mreže, a konačni rezultati se analiziraju kako bi se vidjelo da li su ispunjeni uslovi čvrstoće.

1. Uspostavljanje modela i analiza rezultata

Trodimenzionalno modeliranje planetarnog zupčanika

Planetarni zupčanikse uglavnom sastoji od prstenastog zupčanika, sunčanog zupčanika i planetarnog zupčanika. Glavni parametri odabrani u ovom radu su: broj zuba unutrašnjeg zupčanog prstena je 66, broj zuba sunčanog zupčanika je 36, broj zuba planetarnog zupčanika je 15, vanjski promjer unutrašnjeg zupčanog prstena je 150 mm, modul je 2 mm, ugao pritiska je 20°, širina zuba je 20 mm, koeficijent visine dodatka je 1, koeficijent zazora je 0,25, i postoje tri planetarna zupčanika.

Statička simulacijska analiza planetarnog zupčanika

Definišite svojstva materijala: uvezite trodimenzionalni planetarni sistem zupčanika nacrtan u UG softveru u ANSYS i postavite parametre materijala, kao što je prikazano u tabeli 1 ispod:

Mreža: Mreža konačnih elemenata je podijeljena tetraedrom i heksaedrom, a osnovna veličina elementa je 5 mm. Budući da jeplanetarni zupčanik, sunčani zupčanik i unutrašnji zupčani prsten su u kontaktu i mreži, mreža kontaktnih i mrežastih dijelova je zgusnuta, a veličina je 2 mm. Prvo se koriste tetraedarske mreže, kao što je prikazano na slici 1. Ukupno je generirano 105906 elemenata i 177893 čvorova. Zatim se usvaja heksaedarska mreža, kao što je prikazano na slici 2, i ukupno je generirano 26957 ćelija i 140560 čvorova.

Primjena opterećenja i granični uslovi: prema radnim karakteristikama planetarnog zupčanika u reduktoru, sunčani zupčanik je pogonski zupčanik, planetarni zupčanik je pogonski zupčanik, a konačni izlaz je kroz nosač planetarnog zupčanika. Fiksirajte unutrašnji prsten zupčanika u ANSYS-u i primijenite obrtni moment od 500 N · m na sunčani zupčanik, kao što je prikazano na slici 3.

Naknadna obrada i analiza rezultata: U nastavku su dati nefogram pomaka i nefogram ekvivalentnog napona statičke analize dobijeni iz dvije podjele mreže, a provedena je i komparativna analiza. Iz nefograma pomaka dvije vrste mreža, utvrđeno je da se maksimalno pomjeranje javlja na poziciji gdje se sunčani zupčanik ne spaja sa planetarnim zupčanikom, a maksimalno naprezanje se javlja u korijenu zahvata zupčanika. Maksimalno naprezanje tetraedarske mreže je 378 MPa, a maksimalno naprezanje heksaedarske mreže je 412 MPa. Budući da je granica tečenja materijala 785 MPa, a faktor sigurnosti 1,5, dozvoljeno naprezanje je 523 MPa. Maksimalno naprezanje oba rezultata je manje od dozvoljenog napona i oba ispunjavaju uslove čvrstoće.

2. Zaključak

Simulacijom konačnih elemenata planetarnog zupčanika dobijeni su nefogram pomjeranja i deformacije i nefogram ekvivalentnog napona zupčaničkog sistema, iz kojih su određeni maksimalni i minimalni podaci i njihova raspodjela uplanetarni zupčanikmodel se može pronaći. Lokacija maksimalnog ekvivalentnog napona je ujedno i lokacija gdje zubi zupčanika najvjerovatnije otkazuju, tako da joj treba posvetiti posebnu pažnju tokom projektovanja ili proizvodnje. Analizom cijelog sistema planetarnog zupčanika, prevazilazi se greška uzrokovana analizom samo jednog zuba zupčanika.