Come meccanismo di trasmissione, l'ingranaggio planetario è ampiamente utilizzato in varie pratiche ingegneristiche, come riduttori, gru, riduttori epicicloidali, ecc. Per i riduttori epicicloidali, in molti casi può sostituire il meccanismo di trasmissione del treno di ingranaggi ad asse fisso. Poiché il processo di trasmissione degli ingranaggi è un contatto di linea, l'ingranamento prolungato causerà il guasto degli ingranaggi, quindi è necessario simularne la forza. Li Hongli et al. utilizzato il metodo di ingranamento automatico per ingranare l'ingranaggio planetario e ottenuto che la coppia e la sollecitazione massima siano lineari. Wang Yanjun et al. ha inoltre ingranato l'ingranaggio planetario attraverso il metodo di generazione automatica e simulato la statica e la simulazione modale dell'ingranaggio planetario. In questo documento, gli elementi tetraedrici ed esaedrici vengono utilizzati principalmente per dividere la mesh e i risultati finali vengono analizzati per verificare se le condizioni di resistenza sono soddisfatte.

1、 Creazione del modello e analisi dei risultati

Modellazione tridimensionale di ingranaggio planetario

Ingranaggio planetarioè composto principalmente da corona dentata, ingranaggio solare e ingranaggio planetario. I parametri principali selezionati in questo documento sono: il numero di denti dell'ingranaggio interno è 66, il numero di denti dell'ingranaggio centrale è 36, il numero di denti dell'ingranaggio planetario è 15, il diametro esterno dell'ingranaggio interno l'anello è 150 mm, il modulo è 2 mm, l'angolo di pressione è 20 °, la larghezza del dente è 20 mm, il coefficiente di altezza dell'addendum è 1, il coefficiente di gioco è 0,25 e ci sono tre ingranaggi planetari.

Analisi di simulazione statica di ingranaggio planetario

Definire le proprietà del materiale: importare il sistema di ingranaggi planetari tridimensionale disegnato nel software UG in ANSYS e impostare i parametri del materiale, come mostrato nella Tabella 1 di seguito:

Meshing: la mesh degli elementi finiti è divisa in tetraedro ed esaedro e la dimensione base dell'elemento è 5 mm. Dal momento cheingranaggio planetario, l'ingranaggio solare e la corona dentata interna sono in contatto e ingranano, la maglia delle parti di contatto e della maglia è densificata e la dimensione è 2 mm. Innanzitutto vengono utilizzate griglie tetraedriche, come mostrato nella Figura 1. In totale vengono generati 105906 elementi e 177893 nodi. Quindi viene adottata la griglia esaedrica, come mostrato nella Figura 2, e vengono generati in totale 26957 celle e 140560 nodi.

Applicazione del carico e condizioni al contorno: in base alle caratteristiche di funzionamento dell'ingranaggio planetario nel riduttore, l'ingranaggio solare è l'ingranaggio conduttore, l'ingranaggio planetario è l'ingranaggio condotto e l'uscita finale avviene attraverso il portasatelliti. Fissare l'anello interno dell'ingranaggio in ANSYS e applicare una coppia di 500 N · m all'ingranaggio centrale, come mostrato nella Figura 3.

Post-elaborazione e analisi dei risultati: di seguito sono riportati il ​​nefogramma di spostamento e il nefogramma di stress equivalente dell'analisi statica ottenuti da due divisioni della griglia e viene condotta un'analisi comparativa. Dal nefogramma di spostamento dei due tipi di griglie, si rileva che lo spostamento massimo si verifica nella posizione in cui l'ingranaggio solare non ingrana con l'ingranaggio planetario e la massima sollecitazione si verifica alla radice dell'ingranaggio. Lo stress massimo della griglia tetraedrica è 378 MPa e lo stress massimo della griglia esaedrica è 412 MPa. Poiché il limite di snervamento del materiale è 785MPa e il fattore di sicurezza è 1,5, la sollecitazione ammissibile è 523MPa. La sollecitazione massima di entrambi i risultati è inferiore alla sollecitazione ammissibile ed entrambi soddisfano le condizioni di resistenza.

2、 Conclusione

Attraverso la simulazione agli elementi finiti dell'ingranaggio planetario, si ottiene il nefogramma di deformazione di spostamento e il nefogramma di sollecitazione equivalente del sistema di ingranaggi, da cui si ottengono i dati massimi e minimi e la loro distribuzione nelingranaggio planetarioè possibile trovare il modello La posizione della massima sollecitazione equivalente è anche la posizione in cui è più probabile che i denti degli ingranaggi si guastino, pertanto è necessario prestarvi particolare attenzione durante la progettazione o la produzione. Attraverso l'analisi dell'intero sistema di ingranaggi planetari si supera l'errore causato dall'analisi di un solo dente dell'ingranaggio.