كآلية نقل، تُستخدم التروس الكوكبية على نطاق واسع في مختلف الممارسات الهندسية، مثل مخفض التروس، والرافعة، ومخفض التروس الكوكبية، وما إلى ذلك. بالنسبة لمخفض التروس الكوكبية، يمكن أن يحل محل آلية نقل مجموعة تروس المحور الثابت في كثير من الحالات. نظرًا لأن عملية نقل التروس هي اتصال خطي، فإن التشابك لفترة طويلة سيؤدي إلى فشل الترس، لذلك من الضروري محاكاة قوته. استخدم لي هونغلي وآخرون طريقة التشابك التلقائي لتشابك التروس الكوكبية، وحصلوا على أن عزم الدوران والإجهاد الأقصى خطيان. كما قام وانغ يانجون وآخرون بتشابك التروس الكوكبية من خلال طريقة التوليد التلقائي، ومحاكاة المحاكاة الثابتة والنمطية للتروس الكوكبية. في هذه الورقة، تُستخدم عناصر رباعي السطوح وسداسي السطوح بشكل أساسي لتقسيم الشبكة، ويتم تحليل النتائج النهائية لمعرفة ما إذا كانت شروط القوة قد تم استيفاؤها.

1. إنشاء النموذج وتحليل النتائج

النمذجة ثلاثية الأبعاد للعتاد الكوكبي

التروس الكوكبيةيتكون بشكل رئيسي من ترس حلقي، وترس شمسي، وترس كوكبي. المعايير الرئيسية المختارة في هذه الورقة البحثية هي: عدد أسنان حلقة الترس الداخلية 66، والترس الشمسي 36، والترس الكوكبي 15، والقطر الخارجي لحلقة الترس الداخلية 150 مم، ومعامل المرونة 2 مم، وزاوية الضغط 20 درجة، وعرض السن 20 مم، ومعامل ارتفاع الملحق 1، ومعامل رد الفعل العكسي 0.25، وثلاثة تروس كوكبية.

تحليل المحاكاة الثابتة للعتاد الكوكبي

تحديد خصائص المواد: استيراد نظام التروس الكوكبية ثلاثي الأبعاد المرسوم في برنامج UG إلى ANSYS، وتعيين معلمات المواد، كما هو موضح في الجدول 1 أدناه:

الشبكة: تُقسّم شبكة العناصر المحدودة إلى رباعي السطوح وسداسي السطوح، والحجم الأساسي للعنصر هو 5 مم.ترس كوكبيتم تلامس ترس الشمس وحلقة الترس الداخلية وتشكيلهما على شكل شبكة، وتم تكثيف شبكة أجزاء التلامس والشبكة، وبلغ حجمها 2 مم. أولًا، استُخدمت شبكات رباعية السطوح، كما هو موضح في الشكل 1. وتم توليد 105906 عناصر و177893 عقدة. ثم تم اعتماد شبكة سداسية السطوح، كما هو موضح في الشكل 2، وتم توليد 26957 خلية و140560 عقدة.

تطبيق الحمل وشروط الحدود: وفقًا لخصائص عمل الترس الكوكبي في المخفض، يكون الترس الشمسي هو الترس المحرك، والترس الكوكبي هو الترس المُدار، ويكون الناتج النهائي عبر الناقل الكوكبي. ثبّت حلقة الترس الداخلية في برنامج ANSYS، وطبّق عزم دوران قدره 500 نيوتن متر على الترس الشمسي، كما هو موضح في الشكل 3.

المعالجة اللاحقة وتحليل النتائج: يُعرض أدناه مخطط الإزاحة ومخطط الإجهاد المكافئ للتحليل الثابت الناتج عن تقسيمين للشبكة، مع إجراء تحليل مقارن. من مخطط الإزاحة لنوعي الشبكات، وُجد أن أقصى إزاحة تحدث عند موضع عدم تشابك الترس الشمسي مع الترس الكوكبي، وأن أقصى إجهاد يحدث عند جذر شبكة الترس. يبلغ أقصى إجهاد للشبكة رباعية السطوح 378 ميجا باسكال، وأقصى إجهاد للشبكة سداسية السطوح 412 ميجا باسكال. وبما أن حد الخضوع للمادة هو 785 ميجا باسكال ومعامل الأمان هو 1.5، فإن الإجهاد المسموح به هو 523 ميجا باسكال. يكون أقصى إجهاد لكلا النتيجتين أقل من الإجهاد المسموح به، وكلاهما يستوفي شروط المتانة.

2. الخاتمة

من خلال محاكاة العناصر المحدودة للترس الكوكبي، يتم الحصول على مخطط التشوه الإزاحي ومخطط الإجهاد المكافئ لنظام التروس، والذي يتم من خلاله الحصول على الحد الأقصى والحد الأدنى للبيانات وتوزيعها فيترس كوكبييمكن إيجاد نموذج. موقع أقصى إجهاد مكافئ هو أيضًا الموقع الأكثر عرضة لفشل أسنان التروس، لذا يجب إيلاء اهتمام خاص له أثناء التصميم أو التصنيع. من خلال تحليل نظام التروس الكوكبية بأكمله، يتم التغلب على الخطأ الناتج عن تحليل سن ترس واحد فقط.