Као механизам преноса, планетарни зупчаник се широко користи у разним инжењерским праксама, као што су редуктори, дизалице, планетарни редуктори итд. Што се тиче планетарних редуктора, он у многим случајевима може заменити механизам преноса зупчаника са фиксном осовином. Пошто је процес преноса зупчаника линијски контакт, дуготрајно спајање ће довести до квара зупчаника, па је потребно симулирати његову чврстоћу. Ли Хонгли и др. користили су метод аутоматског спајања за спајање планетарног зупчаника и добили су да су обртни момент и максимални напон линеарни. Ванг Јанђун и др. такође су спајали планетарни зупчаник методом аутоматског генерисања и симулирали статику и модалну симулацију планетарног зупчаника. У овом раду, тетраедарски и хексаедарски елементи се углавном користе за поделу мреже, а коначни резултати су анализирани како би се видело да ли су испуњени услови чврстоће.

1. Успостављање модела и анализа резултата

Тродимензионално моделирање планетарног зупчаника

Планетарни зупчаниксе углавном састоји од зупчаника са венцем, сунчевог зупчаника и планетарног зупчаника. Главни параметри одабрани у овом раду су: број зубаца унутрашњег зупчаника је 66, број зубаца сунчевог зупчаника је 36, број зубаца планетарног зупчаника је 15, спољашњи пречник унутрашњег зупчаника је 150 мм, модул је 2 мм, угао притиска је 20°, ширина зуба је 20 мм, коефицијент висине додатка је 1, коефицијент зазора је 0,25, и постоје три планетарна зупчаника.

Статичка симулациона анализа планетарног зупчаника

Дефинишите својства материјала: увезите тродимензионални систем планетарног зупчаника нацртан у UG софтверу у ANSYS и подесите параметре материјала, као што је приказано у Табели 1 испод:

Мрежа: Мрежа коначних елемената је подељена тетраедром и хексаедром, а основна величина елемента је 5 мм. Пошто јепланетарни зупчаник, сунчани зупчаник и унутрашњи зупчани прстен су у контакту и мрежи, мрежа контактних и мрежастих делова је згуснута, а величина је 2 мм. Прво се користе тетраедарске мреже, као што је приказано на слици 1. Укупно је генерисано 105906 елемената и 177893 чворова. Затим се усваја хексаедарска мрежа, као што је приказано на слици 2, и укупно је генерисано 26957 ћелија и 140560 чворова.

Примена оптерећења и гранични услови: према радним карактеристикама планетарног зупчаника у редуктору, сунчани зупчаник је погонски зупчаник, планетарни зупчаник је гоњени зупчаник, а коначни излаз је кроз носач планетарног зупчаника. Фиксирајте унутрашњи прстен зупчаника у ANSYS-у и примените обртни момент од 500N · m на сунчани зупчаник, као што је приказано на слици 3.

Накнадна обрада и анализа резултата: Нефограм померања и еквивалентни нефограм напона статичке анализе добијени из две подеоке мреже дати су у наставку, а спроведена је и упоредна анализа. Из нефограма померања две врсте мрежа, утврђено је да се максимално померање јавља на позицији где се централни зупчаник не спаја са планетарним зупчаником, а максимално напрезање се јавља у корену споја зупчаника. Максимално напрезање тетраедарске мреже је 378 MPa, а максимално напрезање хексаедарске мреже је 412 MPa. Пошто је граница течења материјала 785 MPa, а фактор сигурности 1,5, дозвољено напрезање је 523 MPa. Максимално напрезање оба резултата је мање од дозвољеног напона и оба испуњавају услове чврстоће.

2, Закључак

Симулацијом коначних елемената планетарног зупчаника добијају се нефограм померања и деформације и нефограм еквивалентног напона зупчаног система, из којих се добијају максимални и минимални подаци и њихова расподела упланетарни зупчаникмодел се може пронаћи. Локација максималног еквивалентног напона је такође локација где зуби зупчаника највероватније отказују, па јој треба посветити посебну пажњу током пројектовања или производње. Анализом целог система планетарног зупчаника превазилази се грешка узрокована анализом само једног зуба зупчаника.