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对ANSYS辊压机行星减速器的行星架进行静力加载分析

时间:2019-07-17 作者:上海协仝 浏览:
1 有限元模型的建立   
 辊压机输出行星架结构比较复杂,为了减少计算量,将不会给结果带来严重影响的结构进行了简化:辊压机减速器以输出空心轴为负载输出,以行星轴孔径向圆周载荷为动力,故可以将行星架两端的轴承(SKF轴承磨削氧化物的硬度与相对磨损率 )座忽略,将输出轴设置为全约束并将其转换至行星架输出轴孔,然后对行星轴孔进行加载分析。    
1.1 三维模型的建立    用PRO/E软件创建行星架的简化三维实体造型。行星架的材料选择为ZG45,为弹塑性线性材料,取杨氏模量200GPa,泊松比为0.3,用solid元素8node45号四面体单元对其进行网格划分,并对筋柱进行局部细化处理。    
1.2 边界条件    由于行星架只承受扭矩作用,故理论上在圆柱坐标系中,整个行星架只有一个角度自由度,故将行星架输出轴设置为相对固定即将行星架图示的约束面进行全约束;同时将每个行星轴孔沿圆周方向施加53157N的载荷。    
2 仿真结果分析    
2.1 行星架的应力分析    通过对节点的应力检查,筋柱与法兰连接处的应力值为38MPa,满足强度要求。由于筋柱若截面在径向处厚度较大并与两侧法兰厚度相差太大时,则在筋柱与法兰连接处易产生铸造缺陷,所以在进行优化设计时将筋柱截面径向厚度适当降低,同时调整连接处的过渡圆角,使其有良好的铸造工艺性,并重新进行应力分析比较。利用有限元模拟分析的结果对行星架结构进行优化设计,能有效提*行星架的可靠性。    
2.2 行星架的刚度分析    由于受多个行星轮的行星架结构限制,导致行星架筋柱的抗弯截面系数下降,刚性降低,行星架的非约束法兰相对约束法兰产生了一个转角,同时筋柱也在其径向方向产生了一个挠度。    
对同轴线的两个行星轴孔平均位移进行检查,得到的平均相对位移为3.75um,与齿轮副的精度进行比较,可满足刚度要求。对于5个行星轮机构或者4个行星轮大速比机构而言,筋柱的抗弯截面系数*低,这样设计时需要进行严格的优化设计以提*行星架的性能,保证齿轮副的正常传动。    
3 结论    基于ANSYS的平台,对辊压机行星减速器的行星架进行静力加载分析,得到了行星架应力分布的规律,并得到了危险截面处的应力数据,同时也校核出了行星架的刚性。同时利用有限元分析的模拟加载数据,对行星架进行了优化设计,满足了行星架的强度和刚度要求,提*了减速器的整体性能。
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