Como mecanismo de transmisión, a engrenaxe planetaria úsase amplamente en varias prácticas de enxeñería, como redutor de engrenaxes, guindastre, redutor de engrenaxes planetarias, etc. Para o redutor de engrenaxes planetarias, pode substituír o mecanismo de transmisión do tren de engrenaxes de eixe fixo en moitos casos. Debido a que o proceso de transmisión de engrenaxes é o contacto de liña, o engranaxe prolongado provocará un fallo das engrenaxes, polo que é necesario simular a súa forza. Li Hongli et al. utilizou o método de engranaxe automático para engranar o engranaxe planetario, e obtivo que o par e a tensión máxima son lineais. Wang Yanjun et al. tamén engranou a engrenaxe planetaria a través do método de xeración automática e simulou a simulación estática e modal da engrenaxe planetaria. Neste traballo, os elementos tetraedros e hexaedros utilízanse principalmente para dividir a malla, e analízanse os resultados finais para ver se se cumpren as condicións de resistencia.

1、 Establecemento do modelo e análise de resultados

Modelado tridimensional de engrenaxes planetarias

Engrenaxe planetariaestá composto principalmente por engrenaxe anular, engrenaxe solar e engrenaxe planetaria. Os principais parámetros seleccionados neste documento son: o número de dentes do anel de engrenaxe interior é 66, o número de dentes do engrenaxe solar é 36, o número de dentes do engrenaxe planetaria é 15, o diámetro exterior do engrenaxe interior o anel é de 150 mm, o módulo é de 2 mm, o ángulo de presión é de 20 °, o ancho do dente é de 20 mm, a altura do anexo coeficiente é 1, o coeficiente de holgura é 0,25 e hai tres engrenaxes planetarias.

Análise de simulación estática de engrenaxe planetaria

Defina as propiedades do material: importe o sistema de engrenaxe planetaria tridimensional debuxado no software UG a ANSYS e configure os parámetros do material, como se mostra na táboa 1 a continuación:

Malla: a malla de elementos finitos está dividida por tetraedro e hexaedro, e o tamaño básico do elemento é de 5 mm. Dende oengrenaxe planetaria, a engrenaxe solar e o anel de engrenaxe interior están en contacto e malla, a malla das partes de contacto e de malla está densificada e o tamaño é de 2 mm. En primeiro lugar, utilízanse cuadrículas tetraédricas, como se mostra na Figura 1. Xéranse en total 105906 elementos e 177893 nós. Despois adóptase a grella hexaédrica, como se mostra na Figura 2, e xéranse 26957 celas e 140560 nós en total.

Aplicación de carga e condicións de contorno: segundo as características de traballo da engrenaxe planetaria no redutor, a engrenaxe solar é a engrenaxe condutora, a engrenaxe planetaria é a engrenaxe conducida e a saída final a través do transportador planetario. Fixe o anel de engrenaxe interior no ANSYS e aplique un par de torsión de 500 N · m ao engrenaxe solar, como se mostra na Figura 3.

Postprocesamento e análise de resultados: a continuación indícanse o nefograma de desprazamento e o nefograma de tensión equivalente da análise estática obtidos a partir de dúas divisións de cuadrícula, e realízase unha análise comparativa. A partir do nefograma de desprazamento dos dous tipos de cuadrículas, atópase que o desprazamento máximo prodúcese na posición na que a engrenaxe solar non engrana coa engrenaxe planetaria e a tensión máxima prodúcese na raíz da malla de engrenaxe. A tensión máxima da reixa tetraédrica é de 378 MPa e a tensión máxima da reixa hexaédrica é de 412 MPa. Dado que o límite de rendemento do material é de 785 MPa e o factor de seguridade é de 1,5, a tensión admisible é de 523 MPa. A tensión máxima de ambos os resultados é menor que a tensión permitida e ambos cumpren as condicións de resistencia.

2, Conclusión

Mediante a simulación de elementos finitos do engrenaxe planetaria, obtéñense o nefograma de deformación de desprazamento e o nefograma de tensión equivalente do sistema de engrenaxe, dos que se obteñen os datos máximos e mínimos e a súa distribución noengrenaxe planetariapódese atopar o modelo. A localización da máxima tensión equivalente tamén é a localización onde os dentes da engrenaxe teñen máis probabilidades de fallar, polo que se lle debe prestar especial atención durante o deseño ou a fabricación. A través da análise de todo o sistema de engrenaxe planetaria, superouse o erro causado pola análise dun só dente de engrenaxe.