Als Übertragungsmechanismus werden Planetengetriebe häufig in verschiedenen technischen Verfahren eingesetzt, beispielsweise in Untersetzungsgetrieben, Kränen, Planetenuntersetzungsgetrieben usw. Bei Planetenuntersetzungsgetrieben kann es in vielen Fällen den Übertragungsmechanismus eines Festachsgetriebes ersetzen. Da es sich bei der Zahnradübertragung um einen Linienkontakt handelt, führt ein langes Eingreifen zum Ausfall des Zahnrads. Daher ist es notwendig, dessen Festigkeit zu simulieren. Li Hongli et al. verwendete die automatische Eingriffsmethode, um das Planetenrad in Eingriff zu bringen, und stellte fest, dass das Drehmoment und die maximale Spannung linear sind. Wang Yanjun et al. Außerdem wurde das Planetengetriebe durch die automatische Generierungsmethode in Eingriff gebracht und die Statik und Modalsimulation des Planetengetriebes simuliert. In diesem Artikel werden hauptsächlich Tetraeder- und Hexaederelemente zur Unterteilung des Netzes verwendet und die Endergebnisse analysiert, um festzustellen, ob die Festigkeitsbedingungen erfüllt sind.

1、 Modellerstellung und Ergebnisanalyse

Dreidimensionale Modellierung von Planetengetrieben

Planetengetriebebesteht hauptsächlich aus Hohlrad, Sonnenrad und Planetengetriebe. Die in diesem Artikel ausgewählten Hauptparameter sind: Die Zähnezahl des inneren Zahnkranzes beträgt 66, die Zähnezahl des Sonnenrads beträgt 36, die Zähnezahl des Planetenrads beträgt 15, der Außendurchmesser des inneren Zahnrads Der Ring ist 150 mm groß, der Modul beträgt 2 mm, der Eingriffswinkel beträgt 20 °, die Zahnbreite beträgt 20 mm, der Kopfhöhenkoeffizient beträgt 1, der Spielkoeffizient beträgt 0,25 und es gibt drei Planetenräder.

Statische Simulationsanalyse eines Planetengetriebes

Materialeigenschaften definieren: Importieren Sie das in der UG-Software gezeichnete dreidimensionale Planetengetriebesystem in ANSYS und legen Sie die Materialparameter fest, wie in Tabelle 1 unten gezeigt:

Vernetzung: Das Finite-Elemente-Netz ist durch Tetraeder und Hexaeder unterteilt, und die Grundgröße des Elements beträgt 5 mm. Seit demPlanetengetriebe, Sonnenrad und Innenzahnkranz stehen in Kontakt und kämmen, der Eingriff der Kontakt- und Eingriffsteile ist verdichtet und die Größe beträgt 2 mm. Zunächst werden tetraedrische Gitter verwendet, wie in Abbildung 1 dargestellt. Insgesamt werden 105906 Elemente und 177893 Knoten generiert. Dann wird ein hexaedrisches Gitter übernommen, wie in Abbildung 2 dargestellt, und insgesamt werden 26957 Zellen und 140560 Knoten generiert.

Lastaufbringung und Randbedingungen: Entsprechend den Arbeitseigenschaften des Planetengetriebes im Untersetzungsgetriebe ist das Sonnenrad das Antriebsrad, das Planetenrad das Abtriebsrad und der endgültige Abtrieb erfolgt über den Planetenträger. Befestigen Sie den inneren Zahnkranz in ANSYS und üben Sie ein Drehmoment von 500 N·m auf das Sonnenrad aus, wie in Abbildung 3 dargestellt.

Nachbearbeitung und Ergebnisanalyse: Das Verschiebungsnephogramm und das äquivalente Spannungsnephogramm der statischen Analyse, die aus zwei Gitterteilungen erhalten wurden, sind unten aufgeführt, und es wird eine vergleichende Analyse durchgeführt. Aus dem Verschiebungsnephogramm der beiden Arten von Gittern geht hervor, dass die maximale Verschiebung an der Position auftritt, an der das Sonnenrad nicht mit dem Planetenrad kämmt, und dass die maximale Spannung an der Wurzel des Zahnradeingriffs auftritt. Die maximale Spannung des tetraedrischen Gitters beträgt 378 MPa und die maximale Spannung des hexaedrischen Gitters beträgt 412 MPa. Da die Streckgrenze des Materials 785 MPa beträgt und der Sicherheitsfaktor 1,5 beträgt, beträgt die zulässige Spannung 523 MPa. Die maximale Spannung beider Ergebnisse liegt unter der zulässigen Spannung und beide erfüllen die Festigkeitsbedingungen.

2、 Fazit

Durch die Finite-Elemente-Simulation des Planetengetriebes werden das Verschiebungsverformungsnephogramm und das äquivalente Spannungsnephogramm des Getriebesystems erhalten, aus denen die maximalen und minimalen Daten und deren Verteilung in derPlanetengetriebeModell gefunden werden kann. Der Ort der maximalen äquivalenten Spannung ist auch der Ort, an dem die Verzahnung am wahrscheinlichsten ausfällt. Daher sollte ihm bei der Konstruktion oder Herstellung besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Durch die Analyse des gesamten Planetengetriebesystems wird der Fehler überwunden, der durch die Analyse nur eines Zahnradzahns verursacht wird.