Kao mehanizam prijenosa, planetarni zupčanik naširoko se koristi u raznim inženjerskim praksama, kao što su reduktor zupčanika, dizalica, reduktor planetarnog zupčanika, itd. Za reduktor planetarnog zupčanika, može zamijeniti mehanizam prijenosa zupčanika s fiksnom osovinom u mnogim slučajevima. Budući da je proces prijenosa zupčanika linijski kontakt, dugotrajno zahvatanje uzrokovat će kvar zupčanika, pa je potrebno simulirati njegovu čvrstoću. Li Hongli i sur. upotrijebio je metodu automatskog zahvata za zahvat planetarnog zupčanika i dobio da su okretni moment i maksimalno naprezanje linearni. Wang Yanjun i sur. također je spojio planetarni zupčanik metodom automatskog generiranja i simulirao statiku i modalnu simulaciju planetarnog zupčanika. U ovom radu se uglavnom koriste elementi tetraedra i heksaedra za podjelu mreže, a konačni rezultati se analiziraju kako bi se vidjelo jesu li zadovoljeni uvjeti čvrstoće.

1、 Uspostavljanje modela i analiza rezultata

Trodimenzionalno modeliranje planetarnog prijenosnika

Planetarni prijenosnikuglavnom se sastoji od prstenastog zupčanika, sunčanog zupčanika i planetarnog zupčanika. Glavni parametri odabrani u ovom radu su: broj zuba unutarnjeg zupčanika je 66, broj zuba sunčanog zupčanika je 36, broj zuba planetarnog zupčanika je 15, vanjski promjer unutarnjeg zupčanika prsten je 150 mm, modul je 2 mm, kut pritiska je 20 °, širina zuba je 20 mm, koeficijent visine dodatka je 1, koeficijent zazora je 0,25, a postoje tri planetarna zupčanika.

Analiza statičke simulacije planetarnog prijenosnika

Definirajte svojstva materijala: uvezite trodimenzionalni planetarni sustav zupčanika nacrtan u UG softveru u ANSYS i postavite parametre materijala, kao što je prikazano u tablici 1 u nastavku:

Mreža: Mreža konačnog elementa podijeljena je na tetraedar i heksaedar, a osnovna veličina elementa je 5 mm. Budući da jeplanetarni prijenosnik, sunčani zupčanik i unutarnji zupčanički prsten su u kontaktu i mrežasti, mreža kontaktnih i mrežnih dijelova je zgusnuta, a veličina je 2 mm. Prvo se koriste tetraedarske mreže, kao što je prikazano na slici 1. Ukupno se generira 105906 elemenata i 177893 čvorova. Zatim se usvaja heksaedarska mreža, kao što je prikazano na slici 2, i ukupno se generira 26957 ćelija i 140560 čvorova.

Primjena opterećenja i rubni uvjeti: prema radnim karakteristikama planetarnog zupčanika u reduktoru, sunčani zupčanik je pogonski zupčanik, planetarni zupčanik je gonjeni zupčanik, a konačni izlaz je kroz planetni nosač. Pričvrstite unutarnji prsten zupčanika u ANSYS i primijenite okretni moment od 500 N · m na sunčani zupčanik, kao što je prikazano na slici 3.

Naknadna obrada i analiza rezultata: Nefogram pomaka i nefogram ekvivalentnog naprezanja statičke analize dobiven iz dvije podjele mreže dani su u nastavku, a provedena je i komparativna analiza. Iz nefograma pomaka dviju vrsta rešetki, utvrđeno je da se najveći pomak događa na mjestu gdje sunčani zupčanik nije u zahvatu s planetarnim zupčanikom, a najveće naprezanje se javlja u korijenu zahvata zupčanika. Maksimalno naprezanje tetraedarske mreže je 378MPa, a maksimalno naprezanje heksaedarske mreže je 412MPa. Budući da je granica razvlačenja materijala 785 MPa, a faktor sigurnosti 1,5, dopušteno naprezanje je 523 MPa. Maksimalno naprezanje obaju rezultata je manje od dopuštenog naprezanja i oba zadovoljavaju uvjete čvrstoće.

2、 Zaključak

Simulacijom planetarnog prijenosnika metodom konačnih elemenata dobiva se nefogram deformacije pomaka i nefogram ekvivalentnog naprezanja zupčaničkog sustava iz kojih se dobivaju maksimalni i minimalni podaci te njihova raspodjela uplanetarni prijenosnikmodel se može naći. Mjesto najvećeg ekvivalentnog naprezanja također je mjesto gdje će zubi zupčanika najvjerojatnije otkazati, tako da na njega treba obratiti posebnu pozornost tijekom projektiranja ili proizvodnje. Analizom cijelog sustava planetarnog prijenosnika prevladava se greška uzrokovana analizom samo jednog zuba zupčanika.