Kot prenosni mehanizem se planetarni zobnik pogosto uporablja v različnih inženirskih praksah, kot so reduktorji, žerjavi, planetarni reduktorji itd. Planetni reduktor lahko v mnogih primerih nadomesti prenosni mehanizem zobniškega sistema s fiksno osjo. Ker je postopek prenosa zobnikov linijski stik, bo dolgotrajno zapiranje povzročilo odpoved zobnika, zato je treba simulirati njegovo trdnost. Li Hongli in sodelavci so za zapiranje planetarnega zobnika uporabili metodo samodejnega zapiranja in ugotovili, da sta navor in največja napetost linearna. Wang Yanjun in sodelavci so prav tako zapletli planetarni zobnik z metodo samodejnega generiranja ter simulirali statiko in modalno simulacijo planetarnega zobnika. V tem članku se za delitev mreže uporabljajo predvsem tetraedrski in heksaedrski elementi, končni rezultati pa so analizirani, da se ugotovi, ali so izpolnjeni pogoji trdnosti.

1. Vzpostavitev modela in analiza rezultatov

Tridimenzionalno modeliranje planetarnega zobnika

Planetni zobnikje sestavljen predvsem iz zobniškega venca, sončnega zobnika in planetarnega zobnika. Glavni parametri, izbrani v tem članku, so: število zob notranjega zobniškega venca je 66, število zob sončnega zobnika je 36, število zob planetarnega zobnika je 15, zunanji premer notranjega zobniškega venca je 150 mm, modul je 2 mm, kot pritiska je 20 °, širina zobnika je 20 mm, koeficient višine dodatka je 1, koeficient zračnosti je 0,25 in obstajajo trije planetarni zobniki.

Statična simulacijska analiza planetarnega gonila

Določite lastnosti materiala: uvozite tridimenzionalni planetarni zobniški sistem, narisan v programski opremi UG, v ANSYS in nastavite parametre materiala, kot je prikazano v spodnji tabeli 1:

Mreženje: Mreža končnih elementov je razdeljena s tetraedrom in heksaedrom, osnovna velikost elementa pa je 5 mm. Ker jeplanetarni zobnik, sončni zobnik in notranji zobniški venček sta v stiku in mreži, mreža kontaktnih in mrežastih delov je zgoščena, velikost pa je 2 mm. Najprej se uporabijo tetraedrske mreže, kot je prikazano na sliki 1. Skupaj se ustvari 105906 elementov in 177893 vozlišč. Nato se uporabi heksaedrska mreža, kot je prikazano na sliki 2, in skupno se ustvari 26957 celic in 140560 vozlišč.

Uporaba obremenitve in robni pogoji: glede na delovne značilnosti planetarnega zobnika v reduktorju je sončni zobnik pogonski zobnik, planetni zobnik je gnani zobnik, končni izhod pa poteka skozi nosilec planeta. Notranji zobniški obroč pritrdite v ANSYS in na sončni zobnik uporabite navor 500 N · m, kot je prikazano na sliki 3.

Naknadna obdelava in analiza rezultatov: Spodaj sta podana nefograma premikov in ekvivalentnega nefograma napetosti, pridobljenih iz dveh mrežnih delitev, ter izvedena primerjalna analiza. Iz nefograma premikov obeh vrst mrež je razvidno, da se največji premik pojavi na mestu, kjer se sončno zobniško kolo ne stisne s planetnim zobnikom, največja napetost pa se pojavi v korenu zobniškega stisnenja. Največja napetost tetraedrske mreže je 378 MPa, največja napetost heksaedrske mreže pa 412 MPa. Ker je meja tečenja materiala 785 MPa, varnostni faktor pa 1,5, je dovoljena napetost 523 MPa. Največja napetost obeh rezultatov je manjša od dovoljene napetosti in oba izpolnjujeta trdnostne pogoje.

2. Zaključek

Z metodo končnih elementov planetarnega zobnika sta pridobljena nefogram deformacij premika in nefogram ekvivalentnih napetosti zobniškega sistema, iz katerih so izračunani maksimalni in minimalni podatki ter njihova porazdelitev vplanetarni zobnikmodel je mogoče najti. Lokacija največje ekvivalentne napetosti je tudi lokacija, kjer se zobje zobnika najverjetneje porušijo, zato ji je treba med načrtovanjem ali izdelavo nameniti posebno pozornost. Z analizo celotnega sistema planetarnega zobnika se odpravi napaka, ki jo povzroči analiza samo enega zobnika.