En tant que mécanisme de transmission, l'engrenage planétaire est largement utilisé dans diverses pratiques d'ingénierie, telles que les réducteurs à engrenages, les grues, les réducteurs à engrenages planétaires, etc. Pour les réducteurs à engrenages planétaires, il peut remplacer le mécanisme de transmission du train d'engrenages à essieu fixe dans de nombreux cas.Étant donné que le processus de transmission par engrenage est un contact en ligne, un maillage prolongé entraînera une défaillance de l'engrenage, il est donc nécessaire de simuler sa résistance.Li Hongli et coll.a utilisé la méthode d'engrènement automatique pour engrener l'engrenage planétaire et a obtenu que le couple et la contrainte maximale soient linéaires.Wang Yanjun et coll.a également maillé l'engrenage planétaire grâce à la méthode de génération automatique et simulé la simulation statique et modale de l'engrenage planétaire.Dans cet article, les éléments tétraèdres et hexaèdres sont principalement utilisés pour diviser le maillage, et les résultats finaux sont analysés pour voir si les conditions de résistance sont remplies.

1、Établissement du modèle et analyse des résultats

Modélisation tridimensionnelle d'un engrenage planétaire

Engrenage planétaireest principalement composé d'une couronne dentée, d'un engrenage solaire et d'un engrenage planétaire.Les principaux paramètres sélectionnés dans cet article sont : le nombre de dents de la couronne intérieure de l'engrenage est de 66, le nombre de dents de l'engrenage solaire est de 36, le nombre de dents de l'engrenage planétaire est de 15, le diamètre extérieur de l'engrenage intérieur. La bague mesure 150 mm, le module est de 2 mm, l'angle de pression est de 20 °, la largeur des dents est de 20 mm, le coefficient de hauteur de l'addendum est de 1, le coefficient de jeu est de 0,25 et il y a trois engrenages planétaires.

Analyse de simulation statique d'un engrenage planétaire

Définissez les propriétés du matériau : importez le système d'engrenage planétaire tridimensionnel dessiné dans le logiciel UG dans ANSYS et définissez les paramètres du matériau, comme indiqué dans le tableau 1 ci-dessous :

Maillage : le maillage d'éléments finis est divisé en tétraèdre et en hexaèdre, et la taille de base de l'élément est de 5 mm.Depuis leengrenage planétaire, l'engrenage solaire et la bague d'engrenage intérieure sont en contact et en maille, le maillage des pièces de contact et de maillage est densifié et la taille est de 2 mm.Tout d’abord, des grilles tétraédriques sont utilisées, comme le montre la figure 1. 105 906 éléments et 177 893 nœuds sont générés au total.Ensuite, une grille hexaédrique est adoptée, comme le montre la figure 2, et 26 957 cellules et 140 560 nœuds sont générés au total.

Application de charge et conditions limites : selon les caractéristiques de fonctionnement de l'engrenage planétaire dans le réducteur, l'engrenage solaire est l'engrenage menant, l'engrenage planétaire est l'engrenage mené et la sortie finale se fait via le support planétaire.Fixez la couronne intérieure dans ANSYS et appliquez un couple de 500 N · m au planétaire, comme indiqué sur la figure 3.

Post-traitement et analyse des résultats : le néphogramme de déplacement et le néphogramme de contrainte équivalente de l'analyse statique obtenus à partir de deux divisions de grille sont donnés ci-dessous et une analyse comparative est effectuée.À partir du néphogramme de déplacement des deux types de grilles, il s'avère que le déplacement maximal se produit à la position où l'engrenage solaire ne s'engrène pas avec l'engrenage planétaire, et que la contrainte maximale se produit à la racine de l'engrènement de l'engrenage.La contrainte maximale de la grille tétraédrique est de 378 MPa et la contrainte maximale de la grille hexaédrique est de 412 MPa.Étant donné que la limite d'élasticité du matériau est de 785 MPa et que le facteur de sécurité est de 1,5, la contrainte admissible est de 523 MPa.La contrainte maximale des deux résultats est inférieure à la contrainte admissible et les deux répondent aux conditions de résistance.

2、Conclusion

Grâce à la simulation par éléments finis de l'engrenage planétaire, le néphogramme de déformation de déplacement et le néphogramme de contrainte équivalente du système d'engrenage sont obtenus, à partir desquels les données maximales et minimales et leur répartition dans leengrenage planétairemodèle peut être trouvé.L'emplacement de la contrainte équivalente maximale est également l'endroit où les dents de l'engrenage sont les plus susceptibles de tomber en panne. Une attention particulière doit donc y être accordée lors de la conception ou de la fabrication.Grâce à l'analyse de l'ensemble du système d'engrenage planétaire, l'erreur provoquée par l'analyse d'une seule dent d'engrenage est surmontée.