เกียร์ดาวเคราะห์เป็นกลไกส่งกำลังที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในแนวทางวิศวกรรมต่างๆ เช่น ตัวลดเกียร์ เครน ตัวลดเกียร์ดาวเคราะห์ เป็นต้น สำหรับตัวลดเกียร์ดาวเคราะห์ มันสามารถแทนที่กลไกส่งกำลังของชุดเกียร์เพลาคงที่ได้ในหลายกรณี เนื่องจากกระบวนการส่งกำลังของเกียร์เป็นการสัมผัสเส้น การประกบกันเป็นเวลานานจะทำให้เกียร์เสียหาย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องจำลองความแข็งแรงของเกียร์ หลี่หงหลี่และคณะใช้เทคนิคการประกบอัตโนมัติในการประกบเกียร์ดาวเคราะห์ และพบว่าแรงบิดและความเค้นสูงสุดเป็นเส้นตรง หวังหยานจุนและคณะยังประกบเกียร์ดาวเคราะห์ด้วยวิธีการสร้างอัตโนมัติ และจำลองสถิตและการจำลองโหมดของเกียร์ดาวเคราะห์ ในบทความนี้ องค์ประกอบแบบเตตระฮีดรอนและแบบหกเหลี่ยมส่วนใหญ่ใช้ในการแบ่งประกบ และวิเคราะห์ผลลัพธ์สุดท้ายเพื่อดูว่าเป็นไปตามเงื่อนไขความแข็งแรงหรือไม่

1、การสร้างแบบจำลองและการวิเคราะห์ผลลัพธ์

การสร้างแบบจำลองสามมิติของเฟืองดาวเคราะห์

เกียร์ดาวเคราะห์ประกอบด้วยเฟืองวงแหวน เฟืองดวงอาทิตย์ และเฟืองดาวเคราะห์ พารามิเตอร์หลักที่เลือกในเอกสารนี้ ได้แก่ จำนวนฟันของเฟืองวงแหวนด้านใน 66 ฟัน จำนวนฟันของเฟืองดวงอาทิตย์ 36 ฟัน จำนวนฟันของเฟืองดาวเคราะห์ 15 ฟัน เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของเฟืองวงแหวนด้านใน 150 มม. โมดูลัส 2 มม. มุมความดัน 20 ° ความกว้างของฟัน 20 มม. ค่าสัมประสิทธิ์ความสูงของภาคผนวก 1 ค่าสัมประสิทธิ์การตีกลับ 0.25 และมีเฟืองดาวเคราะห์สามตัว

การวิเคราะห์การจำลองสถิตของเกียร์ดาวเคราะห์

กำหนดคุณสมบัติของวัสดุ: นำเข้าระบบเฟืองดาวเคราะห์สามมิติที่วาดในซอฟต์แวร์ UG ไปยัง ANSYS และตั้งค่าพารามิเตอร์วัสดุตามที่แสดงในตารางที่ 1 ด้านล่าง:

การสร้างตาข่าย: ตาข่ายองค์ประกอบไฟไนต์ถูกแบ่งด้วยรูปทรงสี่หน้าและหกเหลี่ยม และขนาดพื้นฐานขององค์ประกอบคือ 5 มม. เนื่องจากเกียร์ดาวเคราะห์, เฟืองดวงอาทิตย์และวงแหวนเฟืองด้านในสัมผัสกันและตาข่าย ตาข่ายของส่วนที่สัมผัสและตาข่ายถูกทำให้หนาแน่นขึ้น และขนาดคือ 2 มม. ขั้นแรกใช้กริดแบบเตตระฮีดรัลตามที่แสดงในรูปที่ 1 สร้างองค์ประกอบทั้งหมด 105,906 รายการและโหนด 177,893 รายการ จากนั้นใช้กริดแบบหกเหลี่ยมตามที่แสดงในรูปที่ 2 และสร้างเซลล์ทั้งหมด 26,957 รายการและโหนด 140,560 รายการ

เงื่อนไขการใช้งานโหลดและขอบเขต: ตามลักษณะการทำงานของเฟืองดาวเคราะห์ในตัวลดเกียร์ดวงอาทิตย์เป็นเฟืองขับเคลื่อน เฟืองดาวเคราะห์เป็นเฟืองขับเคลื่อน และเอาต์พุตสุดท้ายจะผ่านตัวพาดาวเคราะห์ ยึดวงแหวนเฟืองด้านในใน ANSYS และใช้แรงบิด 500N·m กับเฟืองดวงอาทิตย์ ดังแสดงในรูปที่ 3

การประมวลผลภายหลังและการวิเคราะห์ผลลัพธ์: เนโฟแกรมการกระจัดและเนโฟแกรมความเค้นเทียบเท่าของการวิเคราะห์แบบสถิตที่ได้จากการแบ่งกริดสองส่วนแสดงไว้ด้านล่าง และดำเนินการวิเคราะห์เชิงเปรียบเทียบ จากเนโฟแกรมการกระจัดของกริดสองประเภท พบว่าการกระจัดสูงสุดเกิดขึ้นที่ตำแหน่งที่เฟืองดวงอาทิตย์ไม่เข้ากันกับเฟืองดาวเคราะห์ และความเค้นสูงสุดเกิดขึ้นที่รากของตาข่ายเฟือง ความเค้นสูงสุดของกริดเตตระฮีดรัลคือ 378MPa และความเค้นสูงสุดของกริดหกเหลี่ยมคือ 412MPa เนื่องจากขีดจำกัดผลผลิตของวัสดุคือ 785MPa และปัจจัยความปลอดภัยคือ 1.5 ความเค้นที่อนุญาตคือ 523MPa ความเค้นสูงสุดของผลลัพธ์ทั้งสองมีค่าน้อยกว่าความเค้นที่อนุญาต และทั้งสองเป็นไปตามเงื่อนไขความแข็งแรง

2、 บทสรุป

ผ่านการจำลององค์ประกอบไฟไนต์ของเฟืองดาวเคราะห์ เนโฟแกรมการเสียรูปของการกระจัดและเนโฟแกรมความเค้นเทียบเท่าของระบบเฟืองจะถูกรับจากข้อมูลสูงสุดและต่ำสุดและการกระจายตัวของข้อมูลเหล่านั้นในเกียร์ดาวเคราะห์สามารถพบแบบจำลองได้ ตำแหน่งที่มีแรงเครียดเทียบเท่าสูงสุดยังเป็นตำแหน่งที่ฟันเฟืองมีแนวโน้มที่จะล้มเหลวมากที่สุด ดังนั้นควรให้ความสนใจเป็นพิเศษในระหว่างการออกแบบหรือการผลิต ด้วยการวิเคราะห์ระบบเฟืองดาวเคราะห์ทั้งหมด ข้อผิดพลาดที่เกิดจากการวิเคราะห์ฟันเฟืองเพียงซี่เดียวก็จะถูกแก้ไข