Als transmissiemechanisme wordt planetaire overbrenging veel gebruikt in verschillende technische praktijken, zoals tandwielkasten, kranen, planetaire overbrengingen, enz. Voor planetaire overbrengingen kan het in veel gevallen het transmissiemechanisme van een vaste as-tandwieloverbrenging vervangen. Omdat het proces van tandwieloverbrenging lijncontact is, zal langdurige ingrijping tandwielschade veroorzaken, dus is het noodzakelijk om de sterkte ervan te simuleren. Li Hongli et al. gebruikten de automatische ingrijpmethode om de planetaire overbrenging in te grijpen en verkregen dat het koppel en de maximale spanning lineair zijn. Wang Yanjun et al. hebben de planetaire overbrenging ook in elkaar geschoven met behulp van de automatische generatiemethode en hebben de statica en modale simulatie van de planetaire overbrenging gesimuleerd. In dit artikel worden tetraëder- en hexaëderelementen voornamelijk gebruikt om de ingrijping te verdelen en de uiteindelijke resultaten worden geanalyseerd om te zien of aan de sterktevoorwaarden is voldaan.

1. Modelopstelling en resultaatanalyse

Driedimensionale modellering van planetaire tandwielen

Planetaire tandwielkastBestaat voornamelijk uit een ringwiel, zonnewiel en planetair tandwiel. De belangrijkste parameters die in dit artikel zijn geselecteerd, zijn: het aantal tanden van de binnenste tandwielring is 66, het aantal tanden van het zonnewiel is 36, het aantal tanden van het planetaire tandwiel is 15, de buitendiameter van de binnenste tandwielring is 150 mm, de modulus is 2 mm, de drukhoek is 20°, de tandbreedte is 20 mm, de addendumhoogtecoëfficiënt is 1, de spelingcoëfficiënt is 0,25 en er zijn drie planetaire tandwielen.

Statische simulatieanalyse van planetaire tandwielen

Definieer materiaaleigenschappen: importeer het driedimensionale planetaire tandwielsysteem getekend in UG-software in ANSYS en stel de materiaalparameters in, zoals weergegeven in onderstaande tabel 1:

Meshing: De eindige elementenmaas is verdeeld in een tetraëder en een hexaëder, en de basisgrootte van het element is 5 mm. Omdat deplanetaire tandwielkastHet zonnewiel en de binnenste tandwielring staan ​​in contact en grijpen in elkaar. De maaswijdte van de contact- en maasdelen is verdicht en de grootte is 2 mm. Eerst worden tetraëdrische roosters gebruikt, zoals weergegeven in figuur 1. In totaal worden 105906 elementen en 177893 knooppunten gegenereerd. Vervolgens wordt een hexaëdrische rooster gebruikt, zoals weergegeven in figuur 2, en worden in totaal 26957 cellen en 140560 knooppunten gegenereerd.

Belastingstoepassing en randvoorwaarden: volgens de werkingseigenschappen van het planetaire tandwiel in de reductor is het zonnewiel het aandrijvende tandwiel, het planetaire tandwiel het aangedreven tandwiel en de uiteindelijke output via de planetaire drager. Bevestig de binnenste tandwielring in ANSYS en oefen een koppel van 500 N·m uit op het zonnewiel, zoals weergegeven in figuur 3.

Nabewerking en resultaatanalyse: Het verplaatsingsnefogram en het equivalente spanningsnefogram van de statische analyse, verkregen uit twee rasterverdelingen, worden hieronder weergegeven en er is een vergelijkende analyse uitgevoerd. Uit het verplaatsingsnefogram van de twee soorten rasters blijkt dat de maximale verplaatsing optreedt op de positie waar het zonnewiel niet in aangrijping is met het planetaire tandwiel, en de maximale spanning optreedt aan de wortel van de tandwielingrijping. De maximale spanning van het tetraëdrische raster is 378 MPa en de maximale spanning van het hexaëdrische raster is 412 MPa. Omdat de vloeigrens van het materiaal 785 MPa is en de veiligheidsfactor 1,5, is de toelaatbare spanning 523 MPa. De maximale spanning van beide resultaten is lager dan de toelaatbare spanning en beide voldoen aan de sterktevoorwaarden.

2. Conclusie

Door de eindige elementensimulatie van het planetaire tandwielstelsel worden het verplaatsingsvervormingsnefogram en het equivalente spanningsnefogram van het tandwielstelsel verkregen, waaruit de maximale en minimale gegevens en hun verdeling in deplanetaire tandwielkastmodel kan worden gevonden. De locatie van de maximale equivalente spanning is tevens de locatie waar de tandwieltanden het meest waarschijnlijk zullen falen, dus hier moet tijdens het ontwerp of de productie speciale aandacht aan worden besteed. Door het hele planetaire tandwielstelsel te analyseren, wordt de fout die ontstaat door de analyse van slechts één tandwieltand overwonnen.