Là một cơ cấu truyền động, bánh răng hành tinh được sử dụng rộng rãi trong các thực hành kỹ thuật khác nhau, chẳng hạn như hộp giảm tốc, cầu trục, bộ giảm tốc bánh răng hành tinh, v.v. Đối với bộ giảm tốc bánh răng hành tinh, nó có thể thay thế cơ cấu truyền động của bộ truyền bánh răng trục cố định trong nhiều trường hợp.Do quá trình truyền bánh răng là tiếp xúc đường dây nên việc chia lưới trong thời gian dài sẽ gây ra hỏng bánh răng nên cần phải mô phỏng cường độ của nó.Li Hongli và cộng sự.đã sử dụng phương pháp chia lưới tự động để chia lưới bánh răng hành tinh và thu được mômen xoắn và ứng suất cực đại là tuyến tính.Wang Yanjun và cộng sự.cũng chia lưới bánh răng hành tinh thông qua phương pháp tạo tự động, đồng thời mô phỏng trạng thái tĩnh và mô phỏng phương thức của bánh răng hành tinh.Trong bài báo này, các phần tử tứ diện và lục giác chủ yếu được sử dụng để phân chia lưới và kết quả cuối cùng được phân tích để xem liệu các điều kiện cường độ có được đáp ứng hay không.

1, Thiết lập mô hình và phân tích kết quả

Mô hình ba chiều của bánh răng hành tinh

Bánh răng hành tinhchủ yếu bao gồm bánh răng vành, bánh răng mặt trời và bánh răng hành tinh.Các thông số chính được lựa chọn trong bài báo là: số răng của vòng bánh răng trong là 66, số răng của bánh răng mặt trời là 36, số răng của bánh răng hành tinh là 15, đường kính ngoài của bánh răng trong. vòng là 150 mm, mô đun là 2 mm, góc áp suất là 20 °, chiều rộng răng là 20 mm, hệ số chiều cao phụ lục là 1, hệ số phản ứng ngược là 0,25 và có ba bánh răng hành tinh.

Phân tích mô phỏng tĩnh của bánh răng hành tinh

Xác định các thuộc tính vật liệu: nhập hệ thống bánh răng hành tinh ba chiều được vẽ trong phần mềm UG vào ANSYS và thiết lập các tham số vật liệu, như trong Bảng 1 bên dưới:

Chia lưới: Lưới phần tử hữu hạn được chia thành tứ diện và lục giác, kích thước cơ bản của phần tử là 5mm.Kể từ khibánh răng hành tinh, bánh răng mặt trời và vòng bánh răng bên trong tiếp xúc và ăn khớp, lưới của phần tiếp xúc và phần lưới được làm dày đặc, và kích thước là 2mm.Đầu tiên, lưới tứ diện được sử dụng, như trong Hình 1. Tổng cộng có 105906 phần tử và 177893 nút được tạo ra.Sau đó, lưới lục giác được sử dụng, như trong Hình 2, và tổng cộng 26957 ô và 140560 nút được tạo ra.

Ứng dụng tải và điều kiện biên: theo đặc tính làm việc của bánh răng hành tinh trong hộp giảm tốc, bánh răng mặt trời là bánh răng dẫn động, bánh răng hành tinh là bánh răng dẫn động và đầu ra cuối cùng là thông qua bộ phận mang hành tinh.Cố định vòng bánh răng bên trong trong ANSYS và đặt một mômen xoắn 500N · m vào bánh răng mặt trời, như trong Hình 3.

Xử lý sau và phân tích kết quả: Ảnh nephogram dịch chuyển và nephogram ứng suất tương đương của phân tích tĩnh thu được từ hai phần lưới được đưa ra dưới đây và phân tích so sánh được tiến hành.Từ biểu đồ chuyển vị của hai loại lưới, người ta thấy rằng độ dịch chuyển cực đại xảy ra ở vị trí mà bánh răng mặt trời không ăn khớp với bánh răng hành tinh và ứng suất cực đại xảy ra ở chân của lưới bánh răng.Ứng suất tối đa của lưới tứ diện là 378MPa và ứng suất tối đa của lưới lục giác là 412MPa.Vì giới hạn chảy của vật liệu là 785MPa và hệ số an toàn là 1,5 nên ứng suất cho phép là 523MPa.Ứng suất cực đại của cả hai kết quả đều nhỏ hơn ứng suất cho phép và đều đáp ứng điều kiện cường độ.

2, Kết luận

Thông qua mô phỏng phần tử hữu hạn của bánh răng hành tinh, thu được đồ thị biến dạng dịch chuyển và đồ thị ứng suất tương đương của hệ thống bánh răng, từ đó dữ liệu cực đại và cực tiểu cũng như phân bố của chúng trongbánh răng hành tinhmô hình có thể được tìm thấyVị trí có ứng suất tương đương lớn nhất cũng là vị trí mà răng bánh răng có nhiều khả năng bị hỏng nhất, vì vậy cần đặc biệt chú ý đến vị trí này trong quá trình thiết kế hoặc chế tạo.Thông qua việc phân tích toàn bộ hệ thống bánh răng hành tinh, lỗi do phân tích chỉ một răng bánh răng được khắc phục.