星輪減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、傳動比大、傳動平穩(wěn)、效率高、壽命長等性能特點,該產(chǎn)品可廣泛應用于機械、電力、礦業(yè)、冶金、建材、船舶、航空等領域。在應用的過程中,星輪減速器的失效形式引起人們的重視,其轉(zhuǎn)臂軸承的疲勞破壞為主要失效形式之一。由于轉(zhuǎn)臂軸承被安裝在行星齒輪上,轉(zhuǎn)臂軸承的破壞將直接影響行星齒輪的傳動性能。為了提高行星齒輪的傳動性能,提出對轉(zhuǎn)臂軸承進行有限元分析。
隨著計算機技術的發(fā)展,有限元分析方法得到廣泛的應用。采用這種方法能夠得到轉(zhuǎn)臂軸承應力的分布情況,通過對轉(zhuǎn)臂軸承的定量分析和定性分析,能夠進一步分析轉(zhuǎn)臂軸承的損壞原因。本研究采用了ANSYS軟件,實現(xiàn)對轉(zhuǎn)臂軸承的組件有限元分析。
轉(zhuǎn)臂軸承的組件由一個偏心套和兩個轉(zhuǎn)臂軸承組成。其模型如圖所示。實體建模的最終目的是劃分網(wǎng)格以生成節(jié)點和單元。劃分網(wǎng)格包括兩個步驟:
1)定義單元屬性,
2)定義網(wǎng)格類型并生成控制網(wǎng)格。
劃分網(wǎng)格,由于模型的形狀和建模的方法不同,所劃分的網(wǎng)格形式也各不相同。最普遍的劃分方法是自由網(wǎng)格劃法,適應性強,可以對較復雜形狀的模型進行網(wǎng)格劃分,但是直接影響了計算機的運行速度,增加了計算機的運算量。為了提高運算速度,且保證求解精度,多數(shù)采用掃掠法和映射法來劃分網(wǎng)格。但該方法具有一定的局限性,只能對比較規(guī)則模型進行網(wǎng)格劃分。
由于偏心套屬于不規(guī)則圖形,因此對它采用自由網(wǎng)格劃分,它的體單元是solid92,如圖所示。
由于轉(zhuǎn)臂軸承的內(nèi)外圈是通過一截面繞其軸線旋轉(zhuǎn)而成,因此對轉(zhuǎn)臂軸承的內(nèi)外圈采用旋轉(zhuǎn)掃掠方法來劃分網(wǎng)格。首先選擇面單元plane45,對轉(zhuǎn)臂軸承的內(nèi)外圈截面進行自由網(wǎng)格劃分,然后選擇體單元為solid92,對截面進行旋轉(zhuǎn)掃掠。其次對轉(zhuǎn)臂軸承的滾子采用的是自由網(wǎng)格劃分,選擇體單元為solid92,其劃分的網(wǎng)格模型如圖所示。
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