研究表明,外蓋、輸入端蓋和輸出端蓋的剛度較大,對新型漸開線少齒差行星傳動減速器固有特性影響不大,為了縮短有限元計算時間,建立只包括減速器傳動部分的有限元模型代替減速器的整體模型,如75072個單元。
ANSYS軟件進行模態(tài)分析時不能分析非線性因素,建模時應把減速器中的軸承利用“節(jié)點耦合”簡化為與其內(nèi)外徑相等的圓柱,并設定該圓柱與軸承的具有等效彈性模量。
設定減速器有限元模型的邊界條件:(1)設定等效支承軸承和行星軸承的圓柱內(nèi)圈與軸頸接觸面的節(jié)點徑向和軸向自由度耦合,釋放圓周方向自由度,軸則可轉動;(2)設定等效支承軸承的圓柱外圈為固定約束,約束徑向、軸向和圓周方向自由度耦合;
(3)設定等效行星軸承的圓柱外圈與雙聯(lián)齒輪徑向、軸向和圓周方向自由度耦合;(4)設定內(nèi)嚙合齒輪副接觸齒的接觸線上所有節(jié)點的法向、切向和軸向自由度耦合;(5)設定輸入伸出部分表面的節(jié)點徑向、軸向和周向自由度耦合。
完成邊界條件設定后,求解上述有限元模型得出系統(tǒng)的固有頻率和相應振型,系統(tǒng)前4階固有頻率和振型描述如表2所列。由表2可知,新型漸開線少齒差減速器的1階頻率為6692.1Hz,遠遠大于輸入頻率54Hz,因此,減速器正常工作時不會發(fā)生共振。
結語綜上分析表明,使用封閉圖法可以快速準確地選取減速器內(nèi)嚙合齒輪副變位系數(shù),使用SolidWorks軟件可以準確地完成漸開線少齒差行星減速器的設計和運動仿真,并使用ANSYSWorkbench軟件進行快速模態(tài)分析。該設計方法可用于指導設計新型漸開線少齒差行星減速器,并為其優(yōu)化設計和可靠性設計打下基礎。