Аналитическое моделирование и прочностной расчет эпицикла планетарного редуктора

Abstract

Предложена и апробирована методика прочностного расчета обода эпицикла как замкнутого кольца большой кривизны. Разработан алгоритм раздельного моделирования плоской и пространственной форм деформирования кольца, позволивший получить достаточно простые формулы для расчета действующих в сечении обода внутренних усилий и напряжений. Допустимость и адекватность предложенных моделей по точности обоснована применением моментной теории оболочек, а также сопоставлением результатов аналитического расчета эпицикла планетарной передачи колесного редуктора Raba 118/76, применяемого в составе трансмиссии троллейбусов, с результатами конечно-элементного моделирования в программном комплексе Autodesk Simulation. Установлено, что обод эпицикла ПЕТ подвергается циклическому деформированию при коэффициенте асимметрии цикла напряжений на внутренней поверхности Rі = -1,58. Такой характер нагружения подтверждает актуальность уточненных расчетов эпицикла на циклическую прочность с учетом нестационарности режимов нагружения передач в составе транспортных и энергетических машин, а также неоднородности напряженного состояния обода в областях зубчатых зацеплений и соединения с корпусом.

The technique of strength calculation of a rim of an epicycle as closed ring of big curvature is offered and approved. The algorithm of separate modeling of flat and space forms of deformation of a ring which has allowed to receive rather simple formulas for calculation of the internal efforts and tension operating in the section of a rim is developed. Admissibility and adequacy of the offered models on accuracy is proved by application of the moment theory of covers, and also comparison of results of analytical calculation of an epicycle of planetary gear of a wheel gearbox of Raba 118/76 applied as a part of transmission of trolleybuses with results of final and element modeling in the program complex Autodesk Simulation. It is established that the rim of an epicycle is exposed to cyclic deformation at coefficient of asymmetry of a cycle of tension on an inner surface of Rі = -1,58. Such nature of loading confirms relevance of the specified calculations of an epicycle on cyclic durability taking into account not stationarity of the modes of loading of gears as a part of transport and power vehicles, and also heterogeneity of a tension of a rim in areas of toothed gearings and connections with the case.