Отработка методов моделирования зубчатых шестерен планетарного редуктора с применением объемной постановки конечноэлементного анализа в рамках пакета ANSYS

Abstract

В статье проведен модальный анализ ведущего колеса (эпицикла) планетарной зубчатой передачи и рассмотрен возможный алгоритм анализа процесса зацепления в квазистатической постановке. По результатам модального анализа и после построения резонансных диаграмм получили, что наиболее опасной для эпицикла оказалась формаколебания с тремя узловыми диаметрами и менее опасной с четырьмя узловыми диаметрами при условии вращения вала двигателя в рабочем диапазоне частот. Возникновение резонансных колебаний может привести к разрушению зубчатого колеса, которое начинается от впадины между зубьями, развивается в диафрагму и приводит к поломке шестерни. В процессе статического анализа была произведена попытка проверить подход, применяемый для расчета зубчатых передач, а именно определение напряженнодеформированного состояния (НДС) во впадине зубьев ведущего зубчатого колеса авиационного двигателя при приложении рабочих нагрузок. Предложенный подход не претендует на точные количественные значения и может рассматриваться как метод, который должен впоследствии сам подвергнуться тщательному анализу с учетом практических результатов испытаний.