kisssoft齿轮修形开题报告
KISSsoft教程 圆柱齿轮的寿命分析

圆柱齿轮的寿命分析
KISSsoft AG Rosengartenstrasse 4 8608 Bubikon Switzerland Tel: +41 55 254 20 50 Fax: +41 55 254 20 51 info@KISSsoft.AG www.KISSsoft.AG
图 5 输入载荷谱保存的文件夹名称
如果保存载荷谱到另一个文件夹,则必须存储整个路径+文件名在“File name ” 一栏里。如果路径名太长,按照上面的步骤操作。
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图 6 在全路径下的文件名称
3.1.3 系数自定义 用户也可以在校核一栏里定义载荷谱。在这里,还可以对每个负载元件定义载荷 谱(交变弯曲系数及齿向载荷分布系数)。 在本例中, 如果需要定义一个载荷谱,但是没有这些系数,那么用户必须在 Factors and Rating 一栏里进行如下设置:
1
3 4 2
图 7 载荷谱的自定义窗口
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1 任务
1.1 任务
按 ISO6336 Method B,分析斜齿轮的强度。在本例中,载荷谱被使用,而安全系 数,使用寿命和允许的额定功率都会被计算。 下面的数据用来计算斜齿轮副,如下:
GeaБайду номын сангаас 1 模数 [mm] 螺旋角 [degrees] 压力角 [degrees] 齿数 齿宽[mm] 材料 额定转矩 [Nm] 额定转速 [Rpm] 应用系数 使用寿命 [h] 6 5 20 25 44 18CrNiMo7-6 case-hardened 3360 440 1.25 20’000 Gear 2 6 5 20 76 43 18CrNiMo7-6 case-hardened follows follows 1.25 20’000
验证圆柱齿轮的KISSsoft中文基础教程

KISSsoft教程系列:圆柱齿轮的计算1.设计任务本系列教程将介绍如何对已知数据的齿轮通过KISSsoft软件进行详细的分析和计算,从而得出一系列的结果。
因此,圆柱齿轮完整计算需要规定以下几个方面:1)所需原始的数据输入KISSsoft重新计算;2)按照DIN3990标准规范;3)根据实际要求创建文档的级别标准。
1.1 输入原始数据对于随后进行的数据输入说明,请参阅本教程系列的第二章内容:1.1.1 载荷参数性能1.1.2几何1.1.3分度齿廓1.1.4附加数据材料:·润滑:基圆正切长度公差范围:2.解决方式2.1启动程序通常在注册以及安装之后才可以启动KISSsoft软件,通常的步骤有:开始>程序>KISSsoft 04-2010>KISSsoft,以下为整个操作的截图2.1:2.2计算方式的选择:在树型窗口下有一个活动的Module模块,选择双圆柱齿轮副这样一个命令。
图2.2 双圆柱齿轮副选择同时便可以打开一个命令窗口:图2.3 双圆柱齿轮副的输入窗口下面我们可以对怎样对这些双圆柱齿轮副的数据设置进行简单介绍。
2.3齿轮副的几何参数:在几何参数栏中你可以输入法向模数(1.5mm),压力角(20mm),倾斜角(25°),中心距(48.9mm)、齿数(16/43),齿宽(14/14.5mm),变位系数(0.3215/...)和质量输入窗口(8 /8)等基本数据,通过对这些数据的设置就能够逐步完成初步的图2.3界面的参数的输入,我们才可以输入齿轮2的中心距及变位系数,如果没有齿轮1参数的输入,那么齿轮2的这两个参数将无法激活。
然而我们还可以通过点击标签对该参数一定的计算方法得到需要数值,我们还可以对该计算模块进行一定的设置,如图2.4所示:图2.4 计算模块的特殊设置质量标准不依赖于计算方式图2.5 输入菜单—关于几何形状的一些数据列表点击输入值的右边的转换按钮,为每一个输入值提供一系列的附加数值的计算,或者提供一些特殊数值的计算。
kisssoft齿轮传动参数设计

kisssoft齿轮传动参数设计
齿轮传动是工程领域中常见的一种传动方式,常用于轴、传动器和减速器中。
而要进行齿轮传动的设计,KISSsoft是当前比较常用和先进的齿轮传动计算软件之一。
下面介绍KISSsoft齿轮传动参数设计的基本步骤:
第一步,输入传动参数。
首先需要输入齿轮传动的一些基本设计参数,例如齿轮的齿数、模数、齿宽、压力角等。
同时还需要确定齿轮材质、润滑方式、工作温度等参数。
第二步,进行齿轮计算。
在输入完基本参数后,KISSsoft会自动进行齿轮参数的计算,包括模数、模数系数、齿距、齿顶径、齿根径等参数。
第三步,进行齿轮校验。
齿轮校验常常是齿轮传动设计中最重要的一步,它包括齿面接触应力、齿面弯曲应力、寿命和齿轮噪声等方面的校验。
KISSsoft可以快速对齿轮进行校验,计算出齿轮的寿命和工作安全系数等参数。
第四步,进行齿轮优化。
如果齿轮设计不符合要求,需要对其进行优化。
KISSsoft提供了多种优化方法,可以优化齿形、齿距、润滑条件等方面,以提高齿轮的工作性能。
第五步,输出齿轮参数。
当齿轮传动设计完成后,可以将计算结果输出为机加工图和技术参数表格等格式,方便加工和使用。
总之,KISSsoft是一种功能强大、使用方便的齿轮传动计算软件,它可以帮助工程师快速设计和校验齿轮传动,提高齿轮的工作性能和寿命。
齿轮传动设计者在使用KISSsoft进行齿轮传动参数设计的过程中,应严格按照各设计步骤进行,以确保齿轮传动的正常工作。
基于KISSsoft的齿轮加工模拟试验

图1KISSsoft 软件界面齿轮基本数据图2强度输入数据摘要:在KISSsoft 软件中建立齿轮及齿轮加工滚刀的参数化模型,模拟齿轮加工过程,得到齿轮的三维模拟加工模型,并对各重要系数对齿轮的影响做了相应分析。
关键词:KISSsoft ;齿轮;加工模拟;强度计算1引言随着起重设备、冶金设备等工业领域的快速发展,尤其是风电装机容量的不断提高将带动齿轮锻件产品需求量的增长,加工风电用齿轮、机车齿轮及船用齿轮等新兴产品日益成为发展的主流,对齿轮的加工要求随之更加严格。
因此迫切需要一种手段可以提前对齿轮加工后的各种详细参数进行预测和预控。
KISSsoft 作为一种专业的传动系统设计软件,在齿轮传动方面具有强大的计算分析能力和参数优化功能,通过KISSsoft 软件的齿轮模块可对齿轮及齿轮滚刀进行数据模拟,根据计算得出的齿轮参数验证齿轮滚刀是否能够满足齿轮设计要求,同时进行强度校核,弥补了目前缺少刀具评估评测手段的不足。
2齿轮模拟加工建模2.1齿轮及刀具数据建模齿轮滚刀是按照螺旋齿轮啮合原理,采用展成法加工直齿和斜齿轮的一种刀具。
呈蜗杆状,相当于一个齿数少,螺旋角大的斜齿轮。
我公司现有齿轮产品主要为硬齿面齿轮,需经留磨滚刀滚齿后热处理,最后进行磨齿工序。
磨齿前齿形根部需先切出沉割,避免齿槽根部磨削。
从而避免降低槽底硬度及保持渗碳、淬火及喷丸后形成的压应力层以提高齿根抗弯曲疲劳强度。
槽底狭小、散热条件差以及过渡曲线处余量变化大,容易产生磨削烧伤和裂纹,从而影响磨齿质量。
首先输入一对齿轮的基本数据,KISSsoft 软件界面齿轮基本数据如图1所示。
其次输入强度计算需要的数据以及润滑方式等,强度计算方法选用ISO 6336:2006Method B ,见图2。
再次输入滚刀的参数,滚刀数据需按实际情况经计算后输入,基本数据如图3所示。
由于KISSsoft 为国外软件,因此齿轮公差的选择全部采用DIN 标准及ISO 标准。
KISSsoft软件齿轮基础培训(非常全面)

包括直齿、斜齿、人字齿等,主要用于平行轴之间的传动。
圆柱齿轮用于相交轴之间的传动,分为直齿锥齿轮和弧齿锥齿轮。
圆锥齿轮用于交错轴之间的传动,具有较大的传动比和自锁功能。
蜗轮蜗杆如行星齿轮、非圆齿轮等,用于满足特定传动需求。
其他特殊齿轮齿轮类型与特点模数表示齿轮尺寸大小的一个基本参数,与齿轮的承载能力密切相关。
压力角齿形与分度圆交点处的径向线与该点齿形切线所夹的锐角,影响齿轮传动的平稳性和效率。
齿数齿轮上的轮齿数量,影响齿轮的大小和传动比。
齿宽齿轮齿槽的宽度,影响齿轮的承载能力和传动效率。
齿轮参数与术语齿轮传动的基本原理是利用两个或多个相互啮合的齿轮来传递运动和动力。
齿轮传动的传动比等于从动轮齿数与主动轮齿数之比,通过改变齿数可以实现不同的传动比。
在啮合过程中,主动轮的轮齿依次推动从动轮的轮齿,从而实现动力的传递。
齿轮传动的效率高、结构紧凑、工作可靠,广泛应用于各种机械设备中。
齿轮传动原理0102KISSsoft是一款专业的齿轮设计软件,广泛应用于机械设计领域。
提供全面的齿轮设计、分析和优化功能,支持多种齿轮类型和标准。
背景功能软件背景与功能软件界面与操作界面直观友好的用户界面,提供丰富的图形化工具和选项。
操作通过简单的步骤和参数设置,即可完成复杂的齿轮设计任务。
用于设计各种机械传动系统中的齿轮部件。
机械设计用于飞机和航天器的齿轮传动装置设计。
航空航天在汽车变速器和传动系统设计中发挥重要作用。
汽车工程在风力发电、水力发电等能源转换设备中有广泛应用。
能源领域软件应用领域01基于参数化建模通过输入齿轮的基本参数(如模数、齿数、压力角等),快速生成齿轮的三维模型。
02基于特征建模利用CAD软件的特征建模功能,手动创建齿轮的各个部分,包括齿廓、齿根、齿顶等。
03基于扫描建模通过导入齿轮的测量数据或点云数据,进行逆向工程建模,得到精确的齿轮模型。
齿轮建模方法03模拟齿轮在实际工作过程中的动态行为,包括转速、扭矩、振动等,以评估齿轮的性能和可靠性。
验证圆柱齿轮的KISSsoft中文基础教程

验证圆柱齿轮的KISSsoft中文基础教程KISSsoft教程系列圆柱齿轮的计算 1. 设计任务本系列教程将介绍如何对已知数据的齿轮通过KISSsoft软件进行详细的分析和计算从而得出一系列的结果。
因此圆柱齿轮完整计算需要规定以下几个方面 1 所需原始的数据输入KISSsoft重新计算 2 按照DIN3990标准规范 3 根据实际要求创建文档的级别标准。
1.1 输入原始数据对于随后进行的数据输入说明请参阅本教程系列的第二章内容 1.1.1 载荷参数性能功率P 3.5 kw 驱主动速度n 2500 1/min 小齿轮 1 应用系数KA 1.35 寿命周期 750 h 1.1.2 几何法面模数mn 1.5 mm 斜齿螺旋角β 25 ? 度法面压力角 20 ? 度齿数 16/43 中心距a 48.9 mm 变位系数x 小齿轮1 0.3215 齿宽b 齿1/齿2 14/14.5 mm 1.1.3分度齿廓齿根高系数hfP 齿根半径系数齿顶高系数haP 齿1 主动轮 1.25 0.3 1.0 齿2 1.25 0.3 1.0 1.1.4附加数据材料 ? 材料硬度弯曲疲劳强度极限齿面接触疲劳极限齿1 主动轮 15 CrNi 6表面硬化 HRC 60 430N/mm2 1500N/mm2 齿2 15 CrNi 6 表面硬化 HRC 60430N/mm2 1500N/mm2 润滑脂润滑微量润滑油 GB00 80?C 基圆正切长度公差范围: 齿1 小齿轮 3 数最大基圆正切长度 Wkmax 最小基圆正切长度 Wkmin 齿11.782mm 11.758mm 齿2 6 25.214mm 25.183mm 质量Q DIN3961 8/8 2主要轮齿修形方法轮齿齿面轮廓修形线性和抛物线形接触方式正常不发生改变或不正确啮合小齿轮轴的性质图1.1 小齿轮轴的应变图 ISO 6336 图片13a I53mmS5.9mm dsh14mm 2. 解决方式 2.1 启动程序通常在注册以及安装之后通常的步骤有开始gt程序gtKISSsoft 04-2010gtKISSsoft才可以启动KISSsoft软件以下为整个操作的截图2.1 2.2 计算方式的选择在树型窗口下有一个活动的Module模块选择双圆柱齿轮副这样一个命令。
基于KISSsoft的电动汽车变速箱齿轮修形优化设计
基于KISSsoft的电动汽车变速箱齿轮修形优化设计
刘炀;孙飞杨;周曼莉
【期刊名称】《模具工业》
【年(卷),期】2018(44)10
【摘要】以某电动汽车变速箱二挡斜齿轮副为研究对象,基于KISSsoft对斜齿轮进行修形优化研究,通过选用合适的修形方案,对修形前、后的齿轮进行接触分析,对比修形前、后的传递误差、闪温、齿面载荷分布,结果证明,采用合适的修形方案能减小齿轮传递误差,降低轮齿在啮合时的瞬时接触温度,避免了齿顶、齿根受载过大以及载荷突变等现象产生,改善了齿轮啮合传动性能,降低了齿轮传动产生的振动和噪音,使传动更加平稳。
【总页数】5页(P17-20)
【关键词】KISSsoft;斜齿轮副;修形优化;参数;啮合传动
【作者】刘炀;孙飞杨;周曼莉
【作者单位】合肥工业大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG76;TP391
【相关文献】
1.基于KISSsoft的齿轮修形优化设计 [J], 赵登利;于良峰;刘勇;吴树梁
2.基于KISSsoft的动车齿轮箱齿轮修形优化设计 [J], 朱小晶
3.基于KISSsoft软件的风电齿轮箱齿轮修形参数优化设计 [J], 赵昕
4.基于KISSsoft的行星齿轮修形优化设计 [J], 苏光; 王赟
5.基于KISSsoft齿面三维修形的某型电动汽车减速器噪声优化 [J], 陈爽;李佳星;高秀琴;刘祚时;钟尚江
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齿轮参数化设计开题报告1
XX大学本科毕业设计(论文)开题报告题目名称基于SolidWorks的齿轮参数化设计学生姓名XX专业班级机设3班学号XXXXXX 一、选题的目的和意义:齿轮是机械领域中的一种典型零件,在机械装备中具有广泛应用。
但由于各种机械装备所需的齿轮型号、规格存在差异,因此齿轮的设计、生产仍以订制为主,其设计效率较低。
随着三维CAD技术在机械领域的不断应用,.齿轮设计也在向集成化、自动化、智能化方向发展。
齿轮设计、分析、制造过程的并行化使得齿轮设计制造周期缩短,但是当前齿轮的设计计算过程仍然沿用传统的手工计算方法,从而影响齿轮设计的总体效率。
另外,当前齿轮三维建模过程还存在齿廓精度低等问题。
本系统可分为齿轮设计模块、齿轮选型模块、齿轮参数化模块、齿廓自动生成模块、FEA输出模块,此外还包括帮助文档模块。
齿轮参数化模快和齿廓自动生成模块是本系统的核心模块,通过这两个模块完成了齿轮参数计算、齿坯参数化变型以及齿廓模型的自动建模等功能,实现了齿轮整体的参数化变型过程。
齿轮作为减速机的重要组成部分,其设计过程的快速性直接影响减速机的设计。
减速机及齿轮的设计与制造技术的发展,在一定程度上标志着一个国家的工业水平,因此,开拓和发展减速机及齿轮技术具有广阔的前景。
利用CAD手段进行设计,可提高设计质量,缩短设计周期。
因此开发一套实用齿轮参数化设计系统具有重要的意义。
CAD和齿轮参数化设计的相结合将有效地推动齿轮甚至是减速机的设计工作。
在SolidWorks平台下开发了减速机齿轮的CAD系统,项目组将在企业现有CAD软件平台基础上,开发出一套针对减速机齿轮的参数化设计系统。
该系统由参数输入界面输入参数后,自动进行相关计算,完成齿轮的参数化建模过程,输出符合有限元分析的齿轮模型。
二、国内外研究综述:CAD技术是随着电子技术和计算机技术的发展而逐步发展起来的,它具有工程及产品的分析计算、几何建模、仿真与试验、绘制图形、工程数据库的管理、生成设计文件等功能。
KISSSOFT 操作与齿轮设计培训教程
KISSSOFT 操作与齿轮设计培训教程简介KISSSOFT 是一款专业的齿轮设计软件,可以实现各种类型齿轮的设计、分析和优化。
本教程将介绍 KISSSOFT 的基本操作、功能和齿轮设计的流程,适用于初学者和从事齿轮设计的工程师。
KISSSOFT 操作界面介绍KISSSOFT 的主界面分为菜单栏、工具栏、属性栏和显示区域,其中菜单栏包含各种功能选项,工具栏包含常用工具图标,属性栏用于设置和修改齿轮参数,显示区域用于展示齿轮模型和分析结果。
KISSSOFT 界面KISSSOFT 界面建立齿轮模型1.新建齿轮模型:在菜单栏中选择“文件”→“新建”,输入齿轮名称和类型,然后选择“确定”。
2.设定齿轮参数:在属性栏中设置齿轮的模数、齿轮数、齿宽等参数。
3.绘制齿轮几何形状:在菜单栏中选择“齿轮几何”,根据需要设置齿顶、齿底、齿高等参数,然后绘制齿形。
4.生成齿轮齿形:在菜单栏中选择“生成齿轮”,选择所需的齿轮类型和加工方式,然后点击“确定”生成齿轮齿形。
5.导入材料参数:在属性栏中选择“材料”,设置齿轮材料类型和参数。
分析齿轮性能1.进行齿轮接触分析:在菜单栏中选择“接触分析”,设置初始参数和计算选项,然后点击“计算”进行分析。
2.进行齿轮强度分析:在菜单栏中选择“强度分析”,设置计算参数和选项,然后点击“计算”进行分析。
3.进行齿轮振动分析:在菜单栏中选择“振动分析”,设置振动参数和计算选项,然后点击“计算”进行分析。
4.进行齿轮噪声分析:在菜单栏中选择“噪声分析”,设置噪声参数和计算选项,然后点击“计算”进行分析。
齿轮设计流程1.确定齿轮类型:根据工作条件和要求,选择适合的齿轮类型。
2.确定齿轮参数:根据齿轮传动比、转速、扭矩等参数,确定齿轮的模数、齿轮数、齿宽等参数,并应用于 KISSSOFT 中。
3.绘制齿轮几何形状:根据齿轮几何形状的要求,绘制齿形曲线,然后在 KISSSOFT 中生成齿轮齿形。
测量齿轮的图形化设计方法研究的开题报告
测量齿轮的图形化设计方法研究的开题报告一、选题背景齿轮是机械传动中常见的零件之一,其精度和可靠性对传动系统的工作性能和寿命有很大影响。
而测量齿轮精度是齿轮设计和加工质量保证的关键环节。
传统的测量方法依赖于精密测量仪器,操作繁琐,易出现误差,且无法进行图形化设计。
因此,探究测量齿轮的图形化设计方法,可提高齿轮的测量精度和效率,有重要的实际应用价值。
二、研究目的本文旨在探究齿轮测量的图形化设计方法,建立电脑辅助设计和测量系统,提高齿轮测量的自动化和精度。
三、研究内容1.分析齿轮测量的传统方法和存在的问题,介绍图形化设计的基本原理和方法;2.研究齿轮的图形化测量技术,探究基于三维测量数据的齿轮虚拟建模方法;3.设计齿轮测量系统,包括三维测量仪、软件算法和数据采集与处理系统,并进行系统性能测试和验证;4.开发基于图形化设计的齿轮测量软件,提供便捷的数据输入、修正和测量报告生成功能;5.进行实验验证,比较本文所提出的方法与传统方法的测量结果,并分析其优缺点。
四、研究意义1.提高齿轮测量精度和效率,具有实际工程应用价值;2.探究图形化设计方法,对于推动机械制造产业的数字化和信息化发展有促进作用;3.丰富测量理论和方法的研究内容,为测量学科的发展做出积极贡献。
五、预期成果1.建立齿轮测量的图形化设计方法和测量系统;2.开发基于图形化设计的齿轮测量软件,并进行实验验证比较;3.发布相关学术论文,并在工程实践中推广应用。
六、研究方法本文采用实验研究和数据分析相结合的方法,首先对齿轮测量的传统方法、图形化设计的基本原理和方法进行分析和探究,然后设计齿轮测量系统和测量软件,进行实验验证,并对结果进行统计和分析。
七、论文结构本文共分为五个部分:引言、国内外研究现状、齿轮测量的图形化设计方法、实验验证和结论。
其中,引言部分介绍选题背景和研究目的;国内外研究现状部分总结国内外齿轮测量研究进展;齿轮测量的图形化设计方法部分分析测量系统的设计和图形化设计方法;实验验证部分进行系统性能测试和实验对比分析;结论部分对研究成果进行总结和展望。
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kisssoft齿轮修形开题报告
KISSsoft通过对比筛选出最优的方案,大大缩短了设计成本和周期,并提高准确性。
下面我们以驱动单元中行星轮系为研究对象,通过KISSsoft优化齿轮修形。
1 行星齿轮系模型的建立
该行星轮系是典型的NGW结构,采用内齿圈固定、行星架约束、太阳轮浮动的方式达到传输的准确性和承载的均匀性。
利用太阳轮、行星轮和内齿圈的齿数、模数、压力角、变位值、中心距、材质等技术参数建立轮系模型,并定义润滑方式为飞溅润滑,润滑油牌号:Shell Omala S4 WE150。
行星齿轮
2 “零”修形方案参数分析
如上文所述,由于缺少理论支撑,不合适的修形反而对齿轮啮合造成不良的影响。
目前部分厂家采用“零”修形方案:不对齿轮做任何修形。
定义上文中建立的行星系统为“零”修形,采用ISO6336_B的计算方法做模拟计算。
2.1 应力分布
通过模拟齿轮副的应力曲线,可以得到齿轮从啮入到啮出整个过程中的应力变化情况,包括啮入、啮出时的应力突变、最大应力值等。
2、3为模拟结果,外啮合、内啮合产生的应力值分别集中在600 N/mm2、225 N/mm2附近,应力最大值分别为630 N/mm2和240 N/mm2。
行星齿轮
2.2 齿轮强度计算
齿轮强度的评判指标主要是齿面接触疲劳强度和齿根弯曲强度,前者以赫兹应力作为计算基础,用于评判啮合面的接触强度;后者表示了轮齿对抗断裂的能力。
近些年来,由于齿面点蚀导致的齿轮箱故障越来越多,占到了总失效的10%到15%,而接触疲劳不是导致点蚀的唯一因素,啮合面的滑动摩擦、润滑状态、瞬时温升等都是引起齿面点蚀的原因,故本文在计算齿轮强度时也将齿面抗点蚀强度考虑在内。
计算结果详见表1所示。
2.3 功率损耗
齿轮传动过程中不可避免地出现功率损耗,影响齿轮系统的传递效率。
本文仅考虑由于齿轮相互啮合引起的损耗,不包括润滑和轴承等因素造成的功率损失。
行星齿轮
width=331,height=254,dpi=110width=256,height=182,dpi=110
该行星系统在啮合平稳时功率损失较小,在啮入、啮出点功率损失较大,存在一定的冲击。
计算结果显示损耗占比为0.59%。
2.4 闪温
齿轮啮合过程中,过高的温度不仅会影响润滑效果,还可能导致齿面胶合和轮齿热变形。
闪温理论将啮合摩擦区的温度分为两部分:本体温度,即将进入啮合摩擦区的齿轮表面温度;闪温,由于摩擦引起的在很短时间内温升。
3 现有修形参数分析
现有的俢形方案以降低齿面载荷分布系数、提高承载能力为目的,对太阳轮、行星轮做齿向修鼓,修鼓量依据齿向偏差大小而定:太阳轮鼓形量0.008~0.017 mm,行星轮鼓形量0.005~0.013 mm。
在KISSsoft中对模型重新定义并做模拟计算。
3.1 应力分布
齿向修形后的啮合面应力分布情况,分别集中在550 N/mm2和200 N/mm2附近,最大值分别为600 N/mm2和230 N/mm2,与“零”修形方案相比,平均应力降低约10%,最大应力降幅约5%。
应力减小是齿向修形最直接的改善效果。
3.2 齿轮强度计算
齿轮强度计算结果详见表2:齿根弯曲强度和齿面接触强度几乎没有变化,但齿面抗点蚀强度有了明显的改善,提高幅度在4%~10%区间。
3.3 功率损耗
如13、14所示,啮入、啮出两个点的功率损失与“零”修形相比有了一定程度的降低,计算结果显示损耗占比为0.56%。
3.4 闪温
15、16为齿轮啮合面热量产生的变化。
相较于“零”修形方案,热量值有了减少,沿齿宽方向尤为明显,这也是齿向修形对齿宽方向啮合状态最直接的改善。
4 新修形参数的模拟结果和对比分析
现有的修形方案着重于改善齿向载荷分布,而忽略了齿廓在啮合过程中由于“弹性变形”产生的啮合误差和径向冲击,新方案将同时考虑齿向和齿廓修形。
齿廓修形是指沿齿高方向从齿面上除去一部分材料,从而改变齿廓的形状,消除齿轮副在啮入、啮出位置的几何干涉。
通过经验公式初步计算修形参数并利用KISSsoft做优化,模拟计算结果如下:
1) 应力分布。
太阳轮和行星轮啮合时产生的应力值分布在500~650 N/mm2之间,行星轮和内齿圈啮合时产生的应力值集中在200 N/mm2附近,应力最大值分别为650 N/mm2和260 N/mm2,见17、18。
相较于现有设计方案,平均应
力基本一致,应力变化曲线更加平缓,啮合冲击变小,应力峰值变大,但仍在理想范围内;统的工作稳定性、降低故障率很重要;
2) 齿轮强度计算。
计算结果见表3。
相较于现有设计方案,齿根弯曲和齿面接触强度基本没有变化,但齿面抗点蚀有了一定的提高,这对于行星系表3 齿轮强度校核结果
Table 3 Gear strength check results
width=385,height=122,dpi=110
3) 功率损耗。
19、20模拟了齿轮啮合过程中功率损失曲线和3D,相较于前两种修形方案均有了改善,齿轮副啮合导致的功率损耗占比降到0.48%,改善效果明显;
4) 闪温。
21、22为齿轮啮合面热量产生的曲线变化,相较于前两种修形方案,在啮入和啮出区域产生的热量降低尤为明显,降低幅度在10%~30%之间,这是因为齿形修形改变了齿廓形状,减小了啮入、啮出冲击。
5 结论
本文利用KISSsoft对三种修形方案分别做了模拟计算,并选取对于齿轮啮合影响最大的四个参数逐一作比较。
通过对比不难发现:
单一的齿向修形(目前的设计方案)可以在一定程度上改善行星轮系啮合状况,包括降低接触应力、提高齿轮强度、降低功率损耗、降低闪温等;
新的修形方案同时结合了齿向、齿形修形,一方面改善了齿向载荷分布、降低接触应力,另一方面减小了齿轮啮入、啮出冲击,对提高行星轮系的传动效率、降低温升、提高NVH性能有很大作用。