Som transmisjonsmekanisme er planetgir mye brukt i ulike ingeniørpraksiser, for eksempel girreduksjon, kran, planetgirreduksjon, osv. For planetgirreduksjon kan den erstatte transmisjonsmekanismen til et fastakselt girtog i mange tilfeller. Fordi prosessen med giroverføring er i linjekontakt, vil langvarig inngrep føre til girsvikt, så det er nødvendig å simulere styrken. Li Hongli et al. brukte den automatiske inngrepsmetoden for å inngripe planetgiret, og oppnådde at dreiemomentet og den maksimale spenningen er lineære. Wang Yanjun et al. inngrep også planetgiret gjennom den automatiske genereringsmetoden, og simulerte statikk og modal simulering av planetgiret. I denne artikkelen brukes tetraeder- og heksaederelementer hovedsakelig til å dele inngrepet, og de endelige resultatene analyseres for å se om styrkebetingelsene er oppfylt.

1. Modelletablering og resultatanalyse

Tredimensjonal modellering av planetgir

Planetgirbestår hovedsakelig av ringgir, solgir og planetgir. Hovedparametrene som er valgt i denne artikkelen er: antall tenner på den indre girringen er 66, antall tenner på solgiret er 36, antall tenner på planetgiret er 15, den ytre diameteren på den indre girringen er 150 mm, modulen er 2 mm, trykkvinkelen er 20 °, tannbredden er 20 mm, høydekoeffisienten er 1, tilbakeslagskoeffisienten er 0,25, og det er tre planetgir.

Statisk simuleringsanalyse av planetgir

Definer materialegenskaper: importer det tredimensjonale planetgirsystemet tegnet i UG-programvaren til ANSYS, og angi materialparametrene, som vist i tabell 1 nedenfor:

Netting: Nettingen med endelige elementer er delt inn i tetraeder og heksaeder, og elementets grunnstørrelse er 5 mm. Sidenplanetgir, solgiret og den indre girringen er i kontakt og inngriper, nettet mellom kontakt- og nettdelene er fortettet, og størrelsen er 2 mm. Først brukes tetraedriske gitter, som vist i figur 1. 105906 elementer og 177893 noder genereres totalt. Deretter brukes et heksaedrisk gitter, som vist i figur 2, og 26957 celler og 140560 noder genereres totalt.

Lastpåføring og grensebetingelser: I henhold til arbeidsegenskapene til planetgiret i reduksjonsgiret er solgiret drivgiret, planetgiret er det drevne giret, og den endelige utgangen går gjennom planetbæreren. Fest den indre girringen i ANSYS, og påfør et dreiemoment på 500 N · m på solgiret, som vist i figur 3.

Etterbehandling og resultatanalyse: Forskyvningsnefhogrammet og ekvivalent spenningsnefhogrammet fra statisk analyse hentet fra to gitterinndelinger er gitt nedenfor, og en sammenlignende analyse er utført. Fra forskyvningsnefhogrammet for de to typene gitter er det funnet at den maksimale forskyvningen oppstår der solgiret ikke griper inn i planetgiret, og den maksimale spenningen oppstår ved roten av girgitteret. Den maksimale spenningen i det tetraedriske gitteret er 378 MPa, og den maksimale spenningen i det heksaedriske gitteret er 412 MPa. Siden materialets flytegrense er 785 MPa og sikkerhetsfaktoren er 1,5, er den tillatte spenningen 523 MPa. Den maksimale spenningen for begge resultatene er mindre enn den tillatte spenningen, og begge oppfyller styrkebetingelsene.

2. Konklusjon

Gjennom endelig elementsimulering av planetgiret oppnås forskyvningsdeformasjonsnefogrammet og ekvivalent spenningsnefogrammet for girsystemet, hvorfra maksimums- og minimumsdataene og deres fordeling iplanetgirmodellen kan finnes. Plasseringen av den maksimale ekvivalente spenningen er også stedet der girtennene har størst sannsynlighet for å svikte, så det bør vies spesiell oppmerksomhet til dette under design eller produksjon. Gjennom analyse av hele planetgirsystemet, overvinnes feilen forårsaket av analysen av bare én girtann.