Como mecanismo de transmisión, el engranaje planetario se usa ampliamente en diversas prácticas de ingeniería, como reductores de engranajes, grúas, reductores de engranajes planetarios, etc. Para los reductores de engranajes planetarios, en muchos casos puede reemplazar el mecanismo de transmisión del tren de engranajes de eje fijo. Debido a que el proceso de transmisión de engranajes es contacto lineal, un engrane prolongado provocará fallas en el engranaje, por lo que es necesario simular su resistencia. Li Hongli et al. utilizó el método de engrane automático para engranar el engranaje planetario, y obtuvo que el par y el esfuerzo máximo son lineales. Wang Yanjun et al. También engranó el engranaje planetario mediante el método de generación automática y simuló la estática y la simulación modal del engranaje planetario. En este artículo, los elementos tetraedro y hexaedro se utilizan principalmente para dividir la malla y los resultados finales se analizan para ver si se cumplen las condiciones de resistencia.

1. Establecimiento del modelo y análisis de resultados.

Modelado tridimensional de engranajes planetarios.

engranaje planetarioSe compone principalmente de corona, planeta y planetario. Los principales parámetros seleccionados en este documento son: el número de dientes del anillo interior del engranaje es 66, el número de dientes del engranaje solar es 36, el número de dientes del engranaje planetario es 15, el diámetro exterior del engranaje interior El anillo es de 150 mm, el módulo es de 2 mm, el ángulo de presión es de 20 °, el ancho del diente es de 20 mm, el coeficiente de altura del addendum es 1, el coeficiente de juego es 0,25 y hay tres engranajes planetarios.

Análisis de simulación estática de engranajes planetarios.

Defina las propiedades del material: importe el sistema de engranajes planetarios tridimensional dibujado en el software UG a ANSYS y establezca los parámetros del material, como se muestra en la Tabla 1 a continuación:

Mallado: la malla de elementos finitos se divide en tetraedro y hexaedro, y el tamaño básico del elemento es de 5 mm. Desde elengranaje planetario, el engranaje solar y el anillo de engranaje interior están en contacto y engranan, la malla de las partes de contacto y de malla está densificada y el tamaño es de 2 mm. Primero, se utilizan cuadrículas tetraédricas, como se muestra en la Figura 1. Se generan 105906 elementos y 177893 nodos en total. Luego se adopta una cuadrícula hexaédrica, como se muestra en la Figura 2, y se generan 26957 celdas y 140560 nodos en total.

Aplicación de carga y condiciones límite: según las características de trabajo del engranaje planetario en el reductor, el engranaje solar es el engranaje impulsor, el engranaje planetario es el engranaje impulsado y la salida final es a través del portaplanetario. Fije el anillo de engranaje interior en ANSYS y aplique un torque de 500 N·m al engranaje solar, como se muestra en la Figura 3.

Postprocesamiento y análisis de resultados: a continuación se muestran el nefograma de desplazamiento y el nefograma de tensión equivalente del análisis estático obtenidos a partir de dos divisiones de la cuadrícula, y se realiza un análisis comparativo. A partir del nefograma de desplazamiento de los dos tipos de rejillas, se encuentra que el desplazamiento máximo ocurre en la posición donde el engranaje solar no engrana con el engranaje planetario, y la tensión máxima ocurre en la raíz del engrane del engranaje. La tensión máxima de la rejilla tetraédrica es de 378 MPa y la tensión máxima de la rejilla hexaédrica es de 412 MPa. Dado que el límite elástico del material es 785 MPa y el factor de seguridad es 1,5, la tensión permitida es 523 MPa. La tensión máxima de ambos resultados es menor que la tensión permitida y ambos cumplen con las condiciones de resistencia.

2 、 Conclusión

A través de la simulación de elementos finitos del engranaje planetario se obtiene el nefograma de deformación por desplazamiento y nefograma de tensiones equivalentes del sistema de engranajes, a partir de los cuales se obtienen los datos máximos y mínimos y su distribución en elengranaje planetarioSe puede encontrar el modelo. La ubicación de la tensión equivalente máxima es también la ubicación donde es más probable que fallen los dientes del engranaje, por lo que se le debe prestar especial atención durante el diseño o la fabricación. Mediante el análisis de todo el sistema de engranajes planetarios, se supera el error causado por el análisis de un solo diente del engranaje.