基于UG及ANSYS的某行星轮系的参数化建模与应力分析.pdf

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1、D设esign、R、研esea究rch、&分Ana析lysisIl2016第’5期’基于UG及ANSYS的某行星轮系的参数化建模与应力分析杨丽萍(贵州省机电研究设计院，贵州贵阳550003)摘要：针对某减速器中行星齿轮设计建模效率低、齿轮工作过程中易出现疲劳失效的问题，通过UG软件对行星齿轮进行参数化建模，然后在ANSYSWrokbench中对行星轮系在工作过程中所受的应力进行仿真分析，并根据分析结果提出齿轮设计及加工工艺改进的方法。关键词：行星轮系建模参数化静力分析中图分类号：TH132．4文献标识码：A文章编号：1002—6886(2016)05

2、—0065一O3ParameterizedmodelingandstressanalysisoftheplanetarygeartrainbasedonUGandANSYSYANGLipingAbstract：Duetotheloweficiencydesigningandmodelingoftheplanetarygear，fatiguefailureiseasytooccurinitswork·ingprocess．Inthisstudy，weestablishedtheparameterizedmodeloftheplanetarygearwi

3、thUG，carriedoutsimulationa·nalysisofthestressontheplanetarygeartrainatworkwithANSYSWorkbench，andputforwardamethodtoimprovethedesignandmachiningtechniqueoftheplanetarygear．Keywords：planetarygeartrain，modeling，parameterization，staticanalysis示，NGW型行星0引言齿轮传动机构主电机输要由太阳轮、行出轴行星齿轮传动是一种

4、具有动轴线的齿轮传动。与定轴齿轮传动相比行星齿轮传动具有质量轻、体星轮、内齿圈及太阳积小、传动比大以及效率高等优点，被广泛应用于航行星架所组成。空航天、汽车、矿山等领域J。同时行星齿轮系通行星轮系的传动图1某舵机减速机构行星轮系结构常需要长时间不间断地工作，所以对齿轮的设计及原理是：电机的输出轴做高速旋转，太阳轮与输出轴加工精度要求较高，且需要长时问承受周期性的交固定一同回转，行星轮与太阳轮啮合转动，由于内齿变应力。失效形式主要有四种：轮齿折断、齿面点圈固定不动，迫使行星架绕太阳轮轴线做回转运动，蚀、齿面磨损和齿面胶合。其中轮齿折断和齿行星轮在行星架

5、上既绕各自的回转轴自转，又绕太面点蚀均是由于轮齿受到交变应力产生裂纹而最终阳轮轴线作公转j。输出的转速和扭矩通过行星导致失效。因此，对行星轮系齿轮进行受力仿真分架传递给下一级减速机构。析，根据仿真结果结合实际情况对齿轮结构及加工此行星轮系中，设计参数如下：齿轮模数m=工艺进行调整，并对齿轮的工作寿命进行分析预测0．4，压力角=20。，变位系数=0，太阳轮齿数z是十分必要的。=17，行星轮齿数：31，内齿圈齿数，=79，行星轮个数n=3，电机输出转矩为M=0．075N·m。1行星轮系减速器介绍2行星轮系齿轮的参数化建模本文介绍的行星轮系是航天用电动舵机

6、的一级减速装置，属于NGW型行星齿轮传动。如图1所ANSYSWorkbench对力学分析、流体分析及热·65·观弋硝Modern胁MacⅡe分析等都能实现高度的模拟仿真分析，但其建模功按上述方法可分别建立太阳轮、内齿圈的三维能与专业的三维建模软件相比其灵活性、操作性还模型，再根据参数建立行星架模型，并对各零件进行存在差距。对于齿轮建模，用一般的特征命令难以装配，得到行星轮系的三维模型(图1)。实现，UG具有强大的参数化特征造型功能，可以根3行星轮系静力分析据齿廓特征对齿轮模型进行参数化，快速准确地进行三维建模。再将建立的三维模型导入ANSYS3．1网

7、格划分Workbench中进行仿真，使整个过程实现无缝连接，网格划分之前需对零件材料进行设置，本齿轮提高产品设计的效率。。。系选用的材料为45钢调质处理，弹性模量E=2．1以行星轮为×10MPa，泊松比=0．3，密度P=7．8×10I．啪艇嘲图目圆例说明齿轮的参▲■‘“fⅡ●_№Hkg／m，许用应力为600MPa。对行星齿轮系进行网^20O■■数化建模过程。O：’2’4mn^■l■格划分，根据齿轮系实际工况可知，行星架所受应力d-⋯I·⋯⋯m^●db’1652mm^■在UG系统“建dfd2l“·cI1．巾m■并不大，主要分析太阳轮、行星轮及内齿圈的受

8、力情hn1’htt一_l■n’模”环境下，使用^_l州-■I■况。因此在综合考虑结构复杂程度、结果准确性及仿