Ako prevodový mechanizmus sa planétový prevod široko používa v rôznych inžinierskych postupoch, ako sú redukčné prevody, žeriavy, planétové redukčné prevody atď. V prípade planétového prevodu môže v mnohých prípadoch nahradiť prevodový mechanizmus pevnej nápravy. Pretože proces prevodu prevodovky je lineárny kontakt, dlhodobé zapojenie spôsobí poruchu prevodu, preto je potrebné simulovať jeho pevnosť. Li Hongli a kol. použili metódu automatického zapojenia na vytvorenie siete planétového prevodu a zistili, že krútiaci moment a maximálne napätie sú lineárne. Wang Yanjun a kol. tiež vytvorili sieť planétového prevodu pomocou metódy automatického generovania a simulovali statickú a modálnu simuláciu planétového prevodu. V tomto článku sa na rozdelenie siete používajú hlavne tetraédrové a hexaédrové prvky a konečné výsledky sa analyzujú, aby sa zistilo, či sú splnené podmienky pevnosti.

1. Vytvorenie modelu a analýza výsledkov

Trojrozmerné modelovanie planétového prevodu

Planétový prevodpozostáva hlavne z ozubeného vence, centrálneho ozubeného kolesa a planétového kolesa. Hlavné parametre vybrané v tomto článku sú: počet zubov vnútorného ozubeného vence je 66, počet zubov centrálneho ozubeného kolesa je 36, počet zubov planétového kolesa je 15, vonkajší priemer vnútorného ozubeného vence je 150 mm, modul je 2 mm, uhol tlaku je 20 °, šírka zuba je 20 mm, koeficient výšky nástavca je 1, koeficient vôle je 0,25 a existujú tri planétové kolesá.

Statická simulačná analýza planétového prevodu

Definujte vlastnosti materiálu: importujte trojrozmerný systém planétového prevodu nakreslený v softvéri UG do ANSYS a nastavte parametre materiálu, ako je uvedené v tabuľke 1 nižšie:

Sieťovanie: Sieť konečných prvkov je rozdelená tetraédrom a hexaédrom a základná veľkosť prvku je 5 mm. Keďžeplanétový prevod, centrálne koleso a vnútorný ozubený veniec sú v kontakte a zábere, sieť kontaktných a sieťových častí je zhutnená a jej veľkosť je 2 mm. Najprv sa použijú tetraedrické mriežky, ako je znázornené na obrázku 1. Celkovo sa vygeneruje 105906 prvkov a 177893 uzlov. Potom sa použije hexaedrická mriežka, ako je znázornené na obrázku 2, a celkovo sa vygeneruje 26957 buniek a 140560 uzlov.

Aplikácia zaťaženia a okrajové podmienky: podľa pracovných charakteristík planétového prevodu v reduktore je centrálne koleso hnacím kolesom, planétové koleso je hnaným kolesom a konečný výstup je cez unášač planét. Upevnite vnútorný ozubený veniec v programe ANSYS a na centrálne koleso aplikujte krútiaci moment 500 N·m, ako je znázornené na obrázku 3.

Následné spracovanie a analýza výsledkov: Nižšie sú uvedené nefogramy posunutia a ekvivalentné nefogramy napätia získané statickou analýzou z dvoch delení mriežky a je vykonaná porovnávacia analýza. Z nefogramov posunutia dvoch typov mriežok vyplýva, že maximálne posunutie nastáva v polohe, kde centrálne koleso nezapadá do planétového kolesa, a maximálne napätie nastáva v koreňovej časti záberu ozubeného kolesa. Maximálne napätie tetraedrickej mriežky je 378 MPa a maximálne napätie hexaedrickej mriežky je 412 MPa. Keďže medza klzu materiálu je 785 MPa a bezpečnostný faktor je 1,5, prípustné napätie je 523 MPa. Maximálne napätie oboch výsledkov je menšie ako prípustné napätie a oba spĺňajú podmienky pevnosti.

2. Záver

Simuláciou metódou konečných prvkov planétového prevodu sa získa nefogram posunutia a deformácie a nefogram ekvivalentného napätia prevodového systému, z ktorých sa určia maximálne a minimálne údaje a ich rozloženie vplanétový prevodmodel je možné nájsť. Miesto maximálneho ekvivalentného napätia je tiež miestom, kde je najpravdepodobnejšie, že zuby ozubeného kolesa poškodia, preto by sa mu mala počas návrhu alebo výroby venovať osobitná pozornosť. Analýzou celého systému planétového prevodu sa prekoná chyba spôsobená analýzou iba jedného zuba ozubeného kolesa.