KISSsoft培訓(xùn)資料知識講座

4thJune2014-Confidential1KISSsoft齒輪模塊內(nèi)部基礎(chǔ)培訓(xùn)

Preparedby: (DGRD)HanChao,

GuoKun

(DGEN)JohnKISSsoftTraining–Gear–Basic–Internal4thJune2014-Confidential2培訓(xùn)時間安排FromToSectionBy10:0012:30簡介+軟件分析結(jié)果的運(yùn)用Chao12:3014:00午餐（需要的同事可處理日常工作）

14:0015:30軟件界面介紹及使用,操作方法Chao,John15:30

休息（需要的同事可處理日常工作）

16:00安排下午實(shí)踐操作的電腦，軟件

16:0016:30現(xiàn)有案例分析GuoKun16:3017:30實(shí)踐操作(可以延長時間)Chao,GuoKun4thJune2014-Confidential3Overview為什么使用KISSsoft軟件KISSsoft計(jì)算結(jié)果的運(yùn)用KISSsoft軟件界面,基本模塊與操作齒輪設(shè)計(jì)的粗細(xì)選型現(xiàn)有使用案例皇冠齒，行星齒，直齒，交錯斜齒配蝸桿等Followuptrainings(advanced,tobearranged)ReportMaterialProfilemodifications(detailed)Crown/Bevel/PlanetarygearsNon-circulargearsdesign4thJune2014-Confidential4為什么使用KISSsoft？在齒輪傳動裝置設(shè)計(jì)過程中對設(shè)計(jì)人員自身經(jīng)驗(yàn)、齒輪基礎(chǔ)知識有較高要求計(jì)算參數(shù)過程非常繁瑣，復(fù)雜,計(jì)算量大，容易出錯有可能因?yàn)橛?jì)算次數(shù)有限而漏掉最優(yōu)解。KISSsoft作為一種專業(yè)的齒輪傳動設(shè)計(jì)軟件，可在齒輪傳動方面的計(jì)算分析能力和參數(shù)優(yōu)化功能而為大家?guī)肀憷?。Benefits：防錯，提高效率，自動計(jì)算大量設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)直接導(dǎo)入到模具制造設(shè)計(jì)參數(shù)與結(jié)果量化優(yōu)化設(shè)計(jì)4thJune2014-Confidential5齒輪的優(yōu)化對于齒輪箱整體設(shè)計(jì)起到非常重要的作用，使用KISSsoft軟件能夠以短的時間取得較理想的齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果。齒輪影響整個傳動系統(tǒng)承載能力中有以下參數(shù)：1）材料參數(shù)：如材料硬度、楊氏模量，極限拉伸，沖擊應(yīng)力等；2）齒輪參數(shù)：基本幾何參數(shù)，m,z,α,x,β和側(cè)隙、頂隙等；3）刀具參數(shù)：如齒頂/根高系數(shù)、刀尖圓角半徑系數(shù)等；4）嚙合參數(shù)：如中心距、重合度，滑動比等；5）制造參數(shù)：齒輪精度、表面粗糙度等；6）使用參數(shù)：如輸入轉(zhuǎn)速、扭矩，計(jì)算壽命等；為什么使用KISSsoft？4thJune2014-Confidential6為什么使用KISSsoft？4thJune2014-Confidential7KISSsoft軟件計(jì)算結(jié)果包括：Contactratio（重合度）-----決定著齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)順暢及強(qiáng)度；Flank&Rootsafety（齒面&齒根安全系數(shù)）-決定著齒輪的強(qiáng)度，壽命；Specificsliding（滑移曲線）----決定著齒輪的磨損、噪音及壽命；ContactStiffness（接觸剛度）---影響整個齒輪嚙合循環(huán)過程的傳遞誤差TransmissionError（傳遞誤差）---決定著齒輪的振動和噪音；Stress&StressCurve（應(yīng)力曲線）---顯示整個齒輪嚙合的應(yīng)力變化曲線；Wearcalculation（磨損計(jì)算）---反映齒輪易磨損的位置及磨損量；2D&3D齒形對比優(yōu)化---可視化對比修形；Sizing（選型功能）---提高大量計(jì)算時的工作效率。結(jié)果-相輔相成量化–對比–優(yōu)化建立本公司的齒輪設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫

KISSsoft齒輪計(jì)算結(jié)果4thJune2014-Confidential8Contactratio反映了一對齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)中同時參與嚙合齒對的個數(shù)因此重合度越高表示同時參與嚙合的齒數(shù)越多，單個齒分擔(dān)的應(yīng)力變小，從而達(dá)到安全和傳動平穩(wěn)的效果.提高單對齒輪嚙合重合度，對齒輪的安全系數(shù)會有改善，但是滑移會有所下降，需要綜合兩者來考慮.Contactratio（重合度）4thJune2014-Confidential9齒輪的失效形式分為兩種：齒根斷裂反映為RootSafety齒面點(diǎn)蝕反映為FlankSafety塑膠齒輪因材料的特性、使用溫度等原因還沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)需要根據(jù)現(xiàn)有的齒輪箱建立數(shù)據(jù)庫，然后作為參照進(jìn)行對比。

Flank&Rootsafety(齒面&齒根安全系數(shù)）4thJune2014-Confidential10Flanksafety主要考慮的齒面點(diǎn)蝕這種失效形式限制齒輪承載能力和使用壽命等。對于一般可靠性要求，SHmin≥1較高可靠性要求，SHmin≥1.25越高越好？注意平衡，數(shù)據(jù)庫建立

SHmin=σ（許用齒面應(yīng)力）/σ（計(jì)算出的齒面應(yīng)力）FlankSafety(齒面安全系數(shù)）4thJune2014-Confidential11Rootsafety---最小齒根彎曲疲勞安全系數(shù)主要為防止輪齒斷裂從而導(dǎo)致整個傳動系統(tǒng)裝置失效對工況可靠性要求一般的，SFmin≥1對于較高可靠性要求的，越高越好？注意平衡，數(shù)據(jù)庫建立

SFmin=σ(許用齒根應(yīng)力）/σ（計(jì)算出的齒根應(yīng)力）Rootsafety（齒根安全系數(shù)）4thJune2014-Confidential12齒輪嚙合過程中齒面存在滾動與滑動兩種運(yùn)動Specificsliding簡稱滑移（KISSsoft中為滑移曲線）反映了一對齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)中在齒面產(chǎn)生的相對滑動滑動程度高，會使得因摩擦產(chǎn)生高溫，從而導(dǎo)致齒輪產(chǎn)生：磨損、膠合，最終齒輪斷裂齒面磨損的關(guān)鍵因素之一導(dǎo)致功率損失，影響壽命滑動系數(shù)的計(jì)算：輪齒接觸點(diǎn)K處兩齒面間的相對切向速度（即滑動速度）與該點(diǎn)切向速度比值滑移曲線盡量做到上下對稱、左右對稱.SpecificSliding（滑移）4thJune2014-Confidential13只改變變位系數(shù)的滑動比變化情況即加長齒高又改變變位系數(shù)的滑動比情況修形的方法很多，我們需要通過數(shù)據(jù)或圖形的比對再下結(jié)論。像圖形上所示，增加基準(zhǔn)齒廓的輪齒高度，很多程度上會增加齒輪的滑動速度，即使改變變位系數(shù)也不會比直接改變變位系數(shù)效果好。SpecificSliding（滑移曲線）4thJune2014-Confidential14假設(shè)重合度為>1的一對齒輪嚙合一個輪齒的一次嚙合循環(huán)有兩次變化：兩個輪齒接觸到一個輪齒接觸，再到兩個輪齒接觸，接觸剛度的變化規(guī)律：由兩對輪齒嚙合到一對輪齒嚙合時其值顯著減小由一對輪齒嚙合到兩對輪齒嚙合時其值顯著增加通過嚙合剛度，可以確定整個齒輪嚙合循環(huán)過程的傳遞誤差。影響齒輪嚙合噪音ContactStiffness（接觸剛度）4thJune2014-Confidential15端面重合度為端面重合度增大為2ContactStiffness（接觸剛度）4thJune2014-Confidential16理想條件下一對齒輪嚙合中: 假定主動輪勻速轉(zhuǎn)動，從動輪將勻速轉(zhuǎn)動,齒輪傳動也絕對平穩(wěn)。但因?qū)嶋H有制造、裝配誤差，齒輪齒面也有人為的修形，齒輪材料受載后有彈性變形從而致使主動輪均勻轉(zhuǎn)動時，從動輪是不均勻轉(zhuǎn)動。這種不均勻轉(zhuǎn)動就是齒輪傳動的不平穩(wěn)性。它是齒輪箱振動與噪音的“導(dǎo)火索”。TransmissionError（傳遞誤差）右圖，主動輪齒廓A和從動輪上理想齒廓B相嚙合時，從動輪勻速帶動。但由于上述原因，從動輪實(shí)際齒廓在B’處，主動輪齒廓A須多轉(zhuǎn)動一個角度δ使齒廓A沿嚙合線繼續(xù)移動一個附加距離TE之后，齒廓A才和B’相嚙合，這個距離TE就是傳遞誤差。4thJune2014-Confidential17由于軸、軸承、齒輪受載后彈性變形，必然導(dǎo)致輪齒嚙合偏移及錯位減小單位嚙合長度的最大載荷及傳遞誤差（減小嚙合噪聲）以及對輪齒進(jìn)行齒向及齒形修形就可以有效減小嚙合長度上的載荷，減小載荷突變，可減小嚙合噪聲。TransmissionError（傳遞誤差）4thJune2014-Confidential18應(yīng)力曲線是由一對齒輪從嚙入到嚙出時，齒面的受力分布曲線，可以直觀的反映出齒輪的最大應(yīng)力位置和應(yīng)力值.StressCurve（應(yīng)力曲線）4thJune2014-Confidential19StresswascalculatedbyFEM(Ansys)Vs.KISSsoftAcomparisonbetweenthegraphicalmethodandanFEManalysisshowsaveryhighagreement.StressCurve（應(yīng)力曲線）4thJune2014-Confidential20Somebasiccommentsonwearcalcualtion磨損評估的幾個基本要點(diǎn)：VDI2545,VDI2736,ISO6336donotincludewearcalculation（無標(biāo)準(zhǔn)）Wearcalcualtionisnotstandardised/poorlydocumented（不標(biāo)準(zhǔn)）UnfortunatelydependsonthematerialcombinationsOftenonlymeasuredplastic/metalbutnotplastic/plastic（材料相關(guān)）Wearcalculation磨損計(jì)算4thJune2014-Confidential21選型中可以自行選定包括m、z，壓力角、螺旋角、中心距、變位系數(shù)等參數(shù)范圍和步長后，軟件會自動根據(jù)要求計(jì)算出適用的齒輪對設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)強(qiáng)度、效率、體積、重合度、滑移等選用最理想的一組齒形，從而滿足設(shè)計(jì)要求，優(yōu)化設(shè)計(jì)。Sizing選型4thJune2014-Confidential22嚙合點(diǎn)旋轉(zhuǎn)圖標(biāo)等根據(jù)2D3D圖形可以看出齒輪是否干涉，運(yùn)轉(zhuǎn)是否順暢等，便于齒形優(yōu)化.旋轉(zhuǎn)圖標(biāo)等齒輪2D及3D檢查4thJune2014-Confidential23OtherfunctionsForspecialpurpose,cycloids擺線齒orgearswithcirculararcs圓弧齒canbeused.4thJune2014-Confidential24MorningSectionisFinished…Thankyou&Anyquestions？KISSsoftBasicTraining-Internal4thJune2014-Confidential25KISSsoft齒輪的類型單齒輪雙齒輪齒輪齒條行星齒輪三齒輪四齒輪錐（傘）齒輪皇冠齒輪渦輪蝸桿渦輪與斜齒輪非圓齒輪KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential26在模型中新建Project文件夾可以把關(guān)于此項(xiàng)目的所有的資料和KISSsoft模型放到一起填入相應(yīng)的機(jī)種名和工作路徑KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential27齒輪的基本參數(shù)（Basicdata）上面為齒輪的基本參數(shù)，包含了齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、齒形、

螺旋角、變位系數(shù)、中心距、材料及油品等.KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential28齒輪的齒廓參數(shù)（Referenceprofile)上面為齒輪的齒廓參數(shù)，包含了齒輪的齒根高系數(shù)、齒根圓角系數(shù)、齒頂高系數(shù)、齒頂修圓等.

如非wirecut齒形，建議齒廓優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)齒形的齒廓參數(shù)，方便滾刀加工和齒輪共用性.反之，可以根據(jù)要求采用非標(biāo)準(zhǔn)齒形.KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential29齒輪的公差參數(shù)（Tolerances)齒輪的側(cè)隙（Normalbacklash)優(yōu)先采用給定的等級標(biāo)準(zhǔn)，可以根據(jù)實(shí)際的要求選用不同的標(biāo)準(zhǔn)，如果均不滿足，可以自定義.齒外徑、齒底徑、中心距可以根據(jù)生產(chǎn)狀況自定義公差.公法線，跨棒距KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential30齒輪的粗修形參數(shù)（Modifications)主要是對齒頂修圓的修形需要根據(jù)模房的制作要求，選用合適的圓角半徑.需要結(jié)合模具成本考慮KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential31齒輪的粗修形參數(shù)（Modifications）注意：如果選用R角過小，會導(dǎo)致線走絲無法越過尖角；R角過大，會導(dǎo)致重合度變小.Iftherequiredgearshapehasnotiprounding,ortoosmallatiprounding,then,themoldcavityhasaconcavecornerthatcannotbecutwithawire:MaterialsideofcavityofmoldWireSparkgapKISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential32齒輪的精修形參數(shù)（Modifications)KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹齒輪修行的目的：一對齒輪副在嚙合過程中，由于受到載荷作用，輪齒有變形，軸有偏心，軸承存在間隙，軸承受力后有變形，這些都會導(dǎo)致原本應(yīng)該完全嚙合的一對齒的某端或者某段載荷會很大，導(dǎo)致局部應(yīng)力過大，大大降低齒輪壽命。需要人為的將載荷大的部分的金屬切掉，已保證整個齒面載荷均勻分布，這就是修行的基本原理。4thJune2014-Confidential33Modifications(齒輪修形)修形齒頂?shù)菇驱X形修形齒向修形倒C角倒R角齒頂修緣齒根修緣鼓形修形螺旋角修形齒廓鼓形修形齒邊修形4thJune2014-Confidential34齒形修形（ToothProfileModification)齒形修形：為了使嚙合剛度變化緩和，為了減小由于基節(jié)誤差和受載變形所引起的嚙入和嚙出沖擊，改善齒面潤滑狀態(tài)防止膠合發(fā)生，把原來的漸開線齒廓在齒頂或接近齒根圓角的部分修去一部分。KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹鼓形：就是在齒向方向齒面鼓出來一部分，具體在齒輪的中部，為的是使大部分載荷集中在齒輪中間部位。齒頂、齒根修行：TipRelief、RootRelief與端面修行一樣，在齒頂和齒根部位也不希望接觸應(yīng)力過大，所以將齒頂或者齒根切掉部分材料已降低其應(yīng)力。齒頂修緣根據(jù)齒頂修緣高度有長、短之分，需要根據(jù)不同的工況選用適用的修行.4thJune2014-Confidential35齒向修形（Toothtracemodification)無論是齒廓修形還是齒向修形都需要結(jié)合生產(chǎn)。不恰當(dāng)?shù)男扌畏炊M(jìn)一步降低齒輪傳動性能，起到相反的效果。在齒寬方向修去一部分KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹齒廓鼓形修形齒邊修形螺旋角修形4thJune2014-Confidential36齒輪的使用參數(shù)（Rating)計(jì)算模式Calculationmethod,塑料材料需選用VDI2545計(jì)算，建議采用VDI2545modified版本或VDI2736版本（未完善）KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential37齒輪的齒形參數(shù)&輸出（Toothform)注意：如使用線割機(jī)讀取齒形制模此處的2D齒形，必須改為Arcs（圓弧)輸出，同時根據(jù)線割絲的線徑選取合適的精度.表示輸出的2D及3D齒形都是取中間值，可以根據(jù)要求選用最大值或最小值=公差上下限KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential38齒輪的幾何參數(shù)管理（Geometrymanager)可以直接在界面中輸入?yún)?shù)值，方便快捷如果出現(xiàn)紅色的值代表此參數(shù)NG，需改善KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential39KISSsoft軟件變位系數(shù)的選擇為了發(fā)揮變位齒輪傳動的優(yōu)越性，應(yīng)使選擇的變位系數(shù)在滿足約束條件的情況下，使某項(xiàng)傳動指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)，以下是KISSsoft軟件給出的幾項(xiàng)參考指標(biāo)：最優(yōu)滑動比最小滑動速率最大齒根彎曲強(qiáng)度的安全系數(shù)最大齒面接觸強(qiáng)度的安全系數(shù)（防止齒頂過尖、過薄）兩對齒輪最小齒頂厚度保證小齒輪齒頂不發(fā)生根切的最小變位系數(shù)保證小齒輪齒頂不發(fā)生根切的最大變位系數(shù)兩對齒允許有效根切的變位系數(shù)范圍KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential40齒外、底徑不變，改動變位系數(shù)在實(shí)際設(shè)計(jì)中，通常會發(fā)現(xiàn)齒輪空間不夠，可以勾選上面兩個選項(xiàng)，即使改動變位系數(shù)，軟件也會自動固定齒外徑和齒底徑.KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential41齒外、底徑不變，改動變位系數(shù)上圖變位不同，但是齒外徑、齒根徑?jīng)]有發(fā)生改變.KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential42測量參數(shù)---公法線長度如圖所示，設(shè)千分尺與齒廓相切于A、B兩點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)在分度圓上，中間所隔的齒數(shù)為跨齒數(shù)k，則AB兩點(diǎn)的距離AB即為所測得的公法線長度，用Wk表示。從圖示可知：藍(lán)色線所示。用測量公法線長度的方法來檢驗(yàn)齒輪的精度，既簡便又準(zhǔn)確，同時避免了采用齒頂圓作為測量基準(zhǔn)而造成齒頂圓精度的無謂提高。KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential43測量參數(shù)---跨棒距、跨球距主要涉及到量球的直徑DM和跨棒距M2k、Md2R或Md3R兩大參數(shù)的計(jì)算KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential44齒根橢圓優(yōu)化在設(shè)計(jì)中，如果齒根強(qiáng)度偏低，可以增大齒根R角來提高安全系數(shù)，如果還是不滿足，則可以齒輪橢圓優(yōu)化的方式來解決.Thecomparisonoftheellipticalrootmodification(blue)andtheoriginalrootKISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential45模具收縮率可在制模過程中，可以將材料的收縮率加入到齒輪齒形中，生成實(shí)際的齒形，方便制模.KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential46線割補(bǔ)償在制模過程中，可以將線徑加入到齒形中.KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹s=0.1mmexample4thJune2014-Confidential47齒輪的3D及2D輸出KISSsoft能與UG，SolidWorks等3D軟件直接對應(yīng)，在使用中根據(jù)要求，設(shè)置3D輸出方式.3D可以轉(zhuǎn)出通用的stp格式.注意：kisssoft在轉(zhuǎn)出2D齒形時，請選擇Arcs格式，方便線割機(jī)讀取參數(shù)，同時根據(jù)線割絲的直徑，選取合適的精度值！KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential48KISSsoftReport報告kisssoft計(jì)算完成后，會生成一份報告，其中所有的齒形參數(shù)包括制造公差等都會在報告中生成.報告中加入公司的Logo，后續(xù)會統(tǒng)一到報告中報告分簡單復(fù)雜版本另可加圖表KISSsoft軟件齒輪基本模塊介紹4thJune2014-Confidential49KISSsoft軟件關(guān)于粗細(xì)選型的設(shè)置齒輪選型是依靠（certification）DIN3990,ISO6336或AGMA2100評定（rating）齒輪載荷的情況，目的就是為了從百十種數(shù)據(jù)方案中得到最優(yōu)的方案。對齒輪來說最后的評判標(biāo)準(zhǔn)就是重量、目標(biāo)比、剛度和振動等性能,并進(jìn)行綜合考慮。Rough&FineSizingKISSsoft軟件齒輪選型4thJune2014-Confidential50齒輪的粗選型設(shè)置（Roughsizing)勾選Allowlargeprofileshift表示接受較大的變位系勾選Don’tabortwhengeometryerrorsoccur表示即使有錯誤產(chǎn)生，軟件也會計(jì)算結(jié)果；KISSsoft軟件齒輪選型4thJune2014-Confidential51齒輪的粗選型設(shè)置（Roughsizing)3.在Basicdata界面輸入中心距、材料及選用的油品；4.在Rating界面輸入功率、轉(zhuǎn)速及使用壽命；5.將計(jì)算方式改為VDI2545-modified選項(xiàng)；6.運(yùn)行計(jì)算.KISSsoft軟件齒輪選型4thJune2014-Confidential52齒輪的粗選型設(shè)置（Roughsizing)7.在Roughsizing界面輸入中心距、傳動比、齒輪1的齒數(shù)范圍；8.運(yùn)行計(jì)算.KISSsoft軟件齒輪選型4thJune2014-Confidential53齒輪的粗選型設(shè)置（Roughsizing)9.查看結(jié)果，選擇認(rèn)為最合適的一個（假定選最后一個），計(jì)算后Accept.KISSsoft軟件齒輪選型4thJune2014-Confidential54齒輪的精選型設(shè)置（Finesizing)10.如上對話框需勾選，代表可以接受小的錯誤?。ISSsoft軟件齒輪選型4thJune2014-Confidential55齒輪的精選型設(shè)置（Finesizing)11.如