Kao prijenosni mehanizam, planetarni zupčanik se široko koristi u različitim inženjerskim praksama, kao što su reduktor zupčanika, dizalica, reduktor planetarnog zupčanika, itd. Za planetarni zupčanik reduktor, može zamijeniti prijenosni mehanizam zupčanika fiksne osovine u mnogim slučajevima. Budući da je proces prijenosa zupčanika linijski kontakt, dugotrajno mešanje će uzrokovati kvar zupčanika, pa je potrebno simulirati njegovu snagu. Li Hongli i dr. koristio je metodu automatskog mešanja za spajanje planetarnog zupčanika i dobio da su obrtni moment i maksimalno naprezanje linearni. Wang Yanjun i dr. također je povezao planetarni zupčanik metodom automatskog generiranja i simulirao statičku i modalnu simulaciju planetarnog zupčanika. U ovom radu se za podjelu mreže uglavnom koriste tetraedarski i heksaedarski elementi, a konačni rezultati se analiziraju kako bi se utvrdilo da li su ispunjeni uvjeti čvrstoće.

1、 Uspostavljanje modela i analiza rezultata

Trodimenzionalno modeliranje planetarnog zupčanika

Planetarna opremauglavnom se sastoji od prstenastog zupčanika, sunčanog zupčanika i planetarnog zupčanika. Glavni parametri odabrani u ovom radu su: broj zuba unutrašnjeg zupčanika je 66, broj zuba sunčevog zupčanika je 36, broj zuba planetarnog zupčanika je 15, spoljašnji prečnik unutrašnjeg zupčanika prsten 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, a postoje tri planetarna zupčanika.

Statička simulacijska analiza planetnog zupčanika

Definirajte 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. Od kadaplanetarni zupčanik, sunčani zupčanik i unutrašnji zupčanik su u kontaktu i mreži, mreža kontaktnih i mrežastih dijelova je zgusnuta, a veličina je 2mm. 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 generira se ukupno 26957 ćelija i 140560 čvorova.

Primjena opterećenja i granični uvjeti: prema radnim karakteristikama planetarnog zupčanika u reduktoru, sunčani zupčanik je pogonski zupčanik, planetarni zupčanik je pogonski zupčanik, a konačni izlaz je preko planetarnog nosača. Učvrstite unutrašnji zupčanik u ANSYS-u i primenite obrtni moment od 500N·m na sunčani zupčanik, kao što je prikazano na slici 3.

Naknadna obrada i analiza rezultata: Nefogram pomaka i ekvivalentni nefogram naprezanja statičke analize dobijeni iz dvije podjele mreže su dati u nastavku, a urađena je komparativna analiza. Iz nefograma pomaka dvije vrste rešetki, utvrđeno je da se maksimalni pomak javlja na poziciji gdje se sunčevi zupčanik ne spaja sa planetarnim zupčanikom, a maksimalno naprezanje se javlja u korijenu zupčaste mreže. Maksimalni napon tetraedarske mreže je 378MPa, a maksimalni napon heksaedarske mreže je 412MPa. Budući da je granica popuštanja materijala 785MPa, a faktor sigurnosti 1,5, dozvoljeno naprezanje je 523MPa. Maksimalno naprezanje oba rezultata je manje od dozvoljenog naprezanja i oba ispunjavaju uslove čvrstoće.

2、 Zaključak

Simulacijom konačnih elemenata planetarnog zupčanika dobijaju se nefogram deformacije pomaka i nefogram ekvivalentnog naprezanja sistema zupčanika, iz kojih su maksimalni i minimalni podaci i njihova distribucija uplanetarni zupčanikmodel se može naći. Lokacija maksimalnog ekvivalentnog naprezanja je ujedno i mjesto gdje je najvjerojatnije otkazivanje zuba zupčanika, pa tome treba posvetiti posebnu pažnju prilikom projektiranja ili proizvodnje. Analizom čitavog sistema planetarnog zupčanika prevazilazi se greška nastala analizom samo jednog zuba zupčanika.