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 prsten zupčanika 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 dat je u nastavku, te je urađena 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.