1、KISSsoft教程:圓柱齒輪的精細選型操作1. 任務1.1 任務本章將對斜齒輪進行深入的研究。給出的基本參數(shù)為：工作壽命5000小時，傳動功率為5KW，轉速為400rpm，應用系數(shù)為1.25，傳動比為1:4（減速的情況下），齒輪材料為18CrNiMo7-6。本章的任務是通過對斜齒輪副的優(yōu)化，達到最佳的重合度和噪音比要求。強度的計算是依據(jù)ISO6336 methodB標準來完成的。1.2開始齒輪副的計算斜齒輪首先按照前一章要求對打開KISSsoft軟件，并且在模塊一欄中打開“cylindrical gear pairs”，并進入計算界面。有兩種方式可以打開該圓柱齒輪的界面：1. 點擊File/

2、open，選擇example里面的“Tutorial-009-step1”到“Tutorial-009-step5”之間的內容為本章所講案例。每一步都告訴你需要打開哪一個文件，如下圖1.1所示。圖1.1 在教程中所涉及到的每一部的文件都可以在example里面找到2. 在軟件project一欄中也可以直接找到相應的文件，如圖1.2所示。 圖1.2 軟件中自帶的教程同步案例2.齒輪副的粗略選型2.1 開啟粗略選型的功能KISSsoft考慮到需要輸入的數(shù)據(jù)比較多，將一些基本數(shù)據(jù)參數(shù)（齒輪必須）放到一個對話框中，并且要用戶必須對其進行輸入。如圖1.3所示如下操作?？旖莅粹o圖1.3 粗略選型功能打開方

3、式接下來需要你去輸入很多基本參數(shù)，比如：傳動比（使用%形式，這里采用5%），傳動的功率和必須的材料。你也可以輸入定義好的螺旋角和中心距。螺旋角是由在軸上使用的軸承來決定的，同樣螺旋角的大小也是由軸承能夠承受的軸向力大小來決定的。螺旋角可以在下面步驟的fine sizing里面得到優(yōu)化。而在初始數(shù)據(jù)一欄中你只需要將輸入大概的螺旋角數(shù)值就行了，直齒輪直接輸入0度。在“幾何”一欄中，你還可以將在右上角的“細節(jié)”一欄中對接下來需要輸入的基本參數(shù)進行一定范圍設置，比如小齒輪的齒數(shù)，齒形幾何大小和中心距等，如圖1.4所示。圖1.4 在rough sizing里對幾何一欄里設置初始數(shù)據(jù)同樣，在該操作的“載荷

4、”一欄中右上角也有“細節(jié)”按鈕，進入該界面對一些安全系數(shù)進行設置，如圖1.5所示。圖1.5 在rough sizing里對載荷一欄里設置初始數(shù)據(jù)最后點擊計算按鈕，就會跳出如圖1.6所示的界面，上面有很多種依據(jù)標準而產生的符合你設置條件的齒輪數(shù)據(jù)參數(shù)，你在一系列數(shù)據(jù)里選擇跟你相近的數(shù)據(jù)，然后點擊接受，就會自動在基礎數(shù)據(jù)欄里面體現(xiàn)，如圖1.6所示。圖1.6 Rought sizing設置的初始數(shù)據(jù)在Basic data里面的體現(xiàn)其實粗略選型就是按照你提供的數(shù)據(jù)提供一部分大的范圍，然后你根據(jù)需要選擇其中的一套數(shù)據(jù)，可能其中部分數(shù)據(jù)有些誤差，你可以通過后面的基準齒廓和精細選型等方式逐步將數(shù)據(jù)優(yōu)化，其實

5、就是一個數(shù)據(jù)過濾這樣的一個過程。22 rough size數(shù)據(jù)修改你可以修改通過粗略選型出來的數(shù)據(jù)，比如小齒輪的齒寬28mm可以修改成27mm，如圖1.8所示。你還可以在基準齒廓一欄里對輪齒的形狀進行修改，如圖1-7所示。圖1.7 基準齒廓輪齒形狀根據(jù)國際標準設置 對基礎數(shù)據(jù)可修改在Basic data一欄里，根據(jù)實際需要對變位系數(shù)進行修改，由于變位系數(shù)之和是定值，那么只要齒輪副中有一個變位系數(shù)定下來，那么另一個齒輪也就定下來了。同樣你還可以通過其他相關數(shù)據(jù)進行公式計算從而得到變位系數(shù)，例如你點擊齒輪滑動速度后面的選擇按鈕并且進行輸入數(shù)據(jù)，然后點擊OK，就會得到你需要的變位系數(shù)，你就可以按照如

6、圖1.9所示進行計算。粗略選型得到的變位系數(shù)值圖1.8 對基本參數(shù)進行修改以及對變位系數(shù)的操作圖1.9 相關參數(shù)的設置來計算齒輪的變位系數(shù)同樣你也可以根據(jù)需要對最小滑行速度、最大齒根安全系數(shù)、最大齒側安全系數(shù)、最大刮擦系數(shù)等進行設置，一樣可以得到變位系數(shù)。經過修改后數(shù)值變大設置完畢之后，你就可以點擊計算按鈕或者按F5按鈕，您就可以得到結果一欄里面得到一系列幾何參數(shù)，包括齒頂、齒側安全系數(shù)，齒面抗刮擦系數(shù)和最后的重合度等，如圖2.0所示。注意：一般修改前的數(shù)值小于修改后的數(shù)值，那么修改前的數(shù)值計算出來的數(shù)據(jù)是可以接受的,比如案例中提到的。圖2.0修改后的變位系數(shù)，以及運行計算之后得到相關數(shù)據(jù)的結

7、果3. 精細選型3.1 開啟精細選型功能通過粗略選型已經定義了齒輪副的傳動需用功率，你還可以對噪音和載荷特征進一步優(yōu)化。在粗略選型中，你點擊計算按鈕就可以了，但是使用精細你就可以進入一個新的界面，如圖所示2.1所示。圖2.1 精細選型的打開方式在圖2.2的精細選型界面中，你就可以對下面的參數(shù)輸規(guī)定范圍要求，系統(tǒng)就會自動的計算出符合你要求的所有關于齒輪副的標準參數(shù)。4321圖2.2 精細選型參數(shù)設置步驟1：設置可能產生的符合要求的齒輪副參數(shù)的數(shù)量，為300個，供你篩選。步驟2：定義需用傳動比和誤差比。步驟3：點擊法向模數(shù)后面的計算按鈕，就會產生一個相對于300個數(shù)值的準確的范圍，這些參數(shù)包括“法

8、向模數(shù)”，“螺旋角”，“中心距”，“變位系數(shù)” 。步驟4: 確認中心距104mm我們必須保證的這個數(shù)值在下面三個參數(shù)的范圍內是否能夠存在或者只能得到一個近似的數(shù)值。-法向模數(shù)范圍-螺旋角范圍-中心距的范圍（選擇中心距選框為變值）這些參數(shù)在粗略選型當中已經篩選和優(yōu)化過，在精密選型當中我們需要將這個范圍進一步縮小，直到能最終符合你的標準。另外，在精細選型中還可以對一些額外的參數(shù)進行設置，這樣可以將范圍都集中到上面需要保證的數(shù)值上面，比如104mm的中心距，參考數(shù)據(jù)如下所示。-最大齒頂直徑-最小實際齒根半徑-齒輪副的齒數(shù)（如果都設為0并且不在選項框內激活，那么該齒數(shù)是根據(jù)其他數(shù)值進行變動的）。-輸入

9、固定變位系數(shù)那么按照圖2.2所示的界面設置，點擊計算按鈕，那么軟件就會自動運行程序，找到跟你要求相匹配的數(shù)據(jù)值。一旦計算過程完成，那么你就會在精細選型里獲得一系列數(shù)據(jù)組，如圖2.3所示。在這組案例中，最低噪音因素是我們選擇參數(shù)的主要目標。你可以根據(jù)窗口中的某一組參數(shù)作為噪音評定標準，比如 C。雙擊該最優(yōu)變量參數(shù)行，或者直接點擊接受按鈕，并且計算出該結果。如果你發(fā)現(xiàn)目前的這組數(shù)據(jù)并不是最優(yōu)參數(shù)，那么你還可以選擇其他變量參數(shù)，直到獲得最理想的數(shù)據(jù)。在這個案例中第31組數(shù)據(jù)是目前的最優(yōu)數(shù)據(jù)。圖2.3 精細選型系列數(shù)據(jù)組，供使用者篩選當全部選好之后，你就可以出一份報告將所有跟低噪音相關的參數(shù)呈現(xiàn)在里面

10、。如圖2.4所示。圖2.4 精細選型關于低噪音參數(shù)報告注意：關于這份報告講解的比較簡潔，有些數(shù)據(jù)能夠反映的實際性能并沒有表示出來，這就需要你對結果分析一欄里面的內容進行仔細的審查，數(shù)據(jù)一一比對，有的時候，最優(yōu)數(shù)據(jù)并不是最好的解決方案，可能第二和三優(yōu)質數(shù)據(jù)才是在某一方面（比如低噪音標準）最合適的。如果這六行數(shù)據(jù)比對比較費力的話，你還可以通過圖表一欄里根據(jù)坐標得到你需要的參數(shù)號碼，如圖2.5所示。圖2.5 對所有參數(shù)的方法根據(jù)最小齒根、齒面安全系數(shù)進行排列你就可以最直觀的找到需要的參數(shù)組了。3.2 精細計算功能得到的結果分析我們在整個基礎數(shù)據(jù)大界面圖2.6里面，看到結果數(shù)據(jù)欄得到的總重合度接近3.

11、1，這是一個很高的數(shù)值，但是這個齒輪副的接觸剛度卻很小，使得整個齒輪系統(tǒng)只能得到一個很低的抗震能力。圖2.6 通過精細選型之后得到的變位系數(shù)、螺旋角和齒數(shù)為了直觀地表達齒輪嚙合的狀態(tài)，你可以在圖2.6紅方框所示的2D圖形欄里面看到整個一個齒輪的嚙合狀況。操作方法為雙擊標題欄或者單擊，就可以使2D圖形欄變成活動窗口，你可以對其進行放大或其他操作，如圖2.7所示。發(fā)生線基圓圖2.7齒輪嚙合過程二維模擬在嚙合狀態(tài)下我們就可以得到一個齒輪高度曲線表，點擊"Graphics"à "Evaluation"à"Theoretical co

12、ntact stiffness"，操作如圖2.8所示，就可以直觀的得到剛度曲線。圖2.8 剛度曲線操作和直觀曲線圖3.3 深層優(yōu)化齒輪齒廓如果你需要對精細選型的數(shù)據(jù)進一步優(yōu)化，就需要將端面重合度提高到2左右。說明：如果你想要在稍后的計算中對齒頂進行修形，端面的重合度值將不可避免降低。你不僅要在整個數(shù)據(jù)庫里面將重合度修改，如圖2.8所示。你還需要重新激活精細選型，然后在conditionII里面設置Sizing of deep tooth,激活選項框然后再輸入重合度2.0，最后點擊計算，如圖2.9所示操作。圖 2.8 在整個操作界面進行重合度的操作圖2.9 在精細選型中也必須在進行一次端面重合度的修改按照上面的步驟在操作一