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 60

430N/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 I53mm

S5.9mm 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。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。比如你想输入角度右击空的输入区域便会出现另一个界面你就可以输入度数、分和秒。图2.6 额外的输入包括法面模数和角度等细节的参数设置 2.4 载荷相关数据及计算的方法在载荷一栏中你可以定义更多的动力学的参数要求的寿命时间

750h 和应用系数 1.35 。比如扭矩可以输入功率 3.5kw 和速度 2500 1/min 然而在不同的例子里如果你想输入扭矩并计算功率那么就请点击输入栏右边的一个“selection”按钮从扭矩、功率、速度后面都有圆圈让你根据要求点取在“detail”一栏中你可以输入更多的关于载荷的一些参数正确设置分度圆齿轮的载荷分布。在选择图中计算方法一栏的下拉菜单中选择你需要的计算方式。如图2.7所示在这个案例中你必须将在拉菜单中选择ISO6363:2006 MethodB。图2.7

输入窗口—基础数据栏载荷数据组你还可以对齿向载荷分布系数KH?? 齿面接触强度进行编辑和定义你可以点取正方框来激活本是灰色的参数输入框你还可以点击如图2.8所示的叠加按钮来对该系数进行进一步定义。图2.8定义齿向载荷分布系数KH?? 齿面接触强度去计算该载荷参数你必须输入以下几个基本的基本选项 -主要轮齿修形方法在这次的案例中选择End Relief 表示对轮齿齿面轨迹修形该选项修形方式为线性和抛物线 -轴的几种类型按照图2.9所示点击小齿轮轴类型一栏后面的信息按钮图中案例中默认的为A选项。你还可以输入相应的轴承距离I 只要去激活选项后面的选择按钮点击正方框。 -你也必须选择啮合后的接触位置的几种形式在没有验证的情况下请用户谨慎选择合适的下拉菜单选项。注意你必须正确选择图上从A到E其中一种的轴分布方式示意图然后对其进行齿向载荷分布系数KH?? 齿面接触强度的计算。如图2.9中的五种轴的配置结构示意图都是依据ISO6336or DIN3990标准来定义的。齿向载荷分布系数KH?? 齿面接触强度反应了齿面上载荷沿接触线分布不均的程度你可以在请参考文件当中的KISSsoftAG软件当中单独对该指令进一步的设置

“kisssoft-anl-002-D-Eingabe-des-Breitenlastfaktors-KH??.doc”。 2.5 材料和润滑在基本数据中有一栏是材料和润滑选项块的你可以在如图2.10所示的下拉菜单中选择制造齿轮所需要的相关材料以及热处理方式等比如该案例中就默认的选择15CrNi6 碳化钢作为齿轮的材料标准。你还可以选择单独的润滑标准和润滑油的种类2.10 输入窗口-关于材料和润滑方式的数据设置通过点击按钮对润滑油。图

的工作温度进行设置如图 2.6 分度圆齿廓在分度圆标签当中你可以输入进一步的定义齿轮的数据比如齿1和齿2分度圆齿廓中的齿根高参数fP 、齿根半径因素fP 、齿顶高参数haP等。图2.11 输入窗口-“分度圆齿廓”标签 2.7公差在通常的设计和制造当中还要考虑生产出的齿厚有一个偏差在KISSsoft软件

当中可以在公差标签一栏中对其进行设计定义如图2.12所示图2.12 输入窗口-公差标签输入基圆的正切长度需要点击公差这个标签在余量一栏里选择齿厚偏差后面的转换按钮出现中间的图2.13所示的两个窗口图2.13 计算基圆正切长度你现在可以输入齿数的跨度值和基圆正切长度的最大值最小值然后点击中间的计算按钮并且结束后点击接受将转换好的数值提送到上一级的主窗口去。注意当变位的形式已经被两个齿轮接受之后你就不能输入偏移值。否则你将会接受到一个不正确的数值并且你必须重复的完成这样的一个的尺寸大小验算的流程。注意你可以在步骤2和步骤3之间改变齿轮数跨度值。操作步骤有两种 1.在公差标签里的设置一栏点击齿轮跨度值后面的选择按钮激活该输入框然后对其数值进行修改如图2.14所示图2.14 输入界面-公差标签当中的设置一栏 3. 或者直接在如图2.13里面的转换界面中对其修改。 2.7 润滑在基本输入界面当中的“材料和润滑”一栏中

我们会默认的将一种润滑温度普及到各种不同种类润滑方式当中。在特殊要求情况下你还可以在下拉菜单中选择你你需要的润滑种类和方式。在对润滑油和油脂定义润滑温度的同时你也就定义了齿轮本身的工作温度。处于这个原因润滑温度对于计算有效润滑粘度起到了异常重要的作用。然而环境温度对该计算却没有太大的影响。例外蜗杆环境温度是必须要考虑的参数用以计算温度安全系数。塑料齿轮当塑料齿轮的受载情况完全取决于齿轮本身的温度时你就必须输入跟其相关的一系列温度参数包括环境温度。图2.15 没有润滑油情况下齿轮运行的温度图2.16 在润滑脂润滑情况下的齿轮运行温度 2.9计算点击计算按钮或者点击

快捷键F5去计算各项载荷值。当齿轮间的啮合方式无法正常进行下去时就会有相

关的信息提示你齿向载荷分布系数KH??数值太高需要修正。这就意味着针对

KH??的计算是建立在不正确齿向啮合方式上的。当你在实际生产车间检验这样一个

啮合过程时你就能判断得出这个结论是过于保守还是很贴切于实际了。如果你在

整个运算过程中没有遇到任何问题那么计算出来的数据将会在界面中得到体现

见图2.18 图2.18 整个教程最终需要的得到的参数数据点击report当中的generate

键就可以自动生成满足您要求的表格格式可以根据要求自行修改如下

Report KISSsoft - Release 04-2010 KISSsoft-Entwicklungs-Version KISSsoft AG CH-8634 HOMBRECHTIKON File Name : Tutorial-008_ISO Changed by : ho on: 19.02.2010 at: 10: 53: 31 Important hint: At least one warning has occurred during the calculation: 在计算中会有重要的提示指导你纠正设置参数时犯得错误。 1-gt

Indication: With the setting ’Position of the contact pattern: unfavorable’ u nrealistic high face load coefficient KHb is given for gears with tooth trace corrections. CALCULATION OF A HELICAL GEAR PAIR 螺旋齿轮副 Drawing or article

number: Gear 1: 0.000.0 Gear 2: 0.000.0 Calculation method ISO 6336: 2006 Method B ------- GEAR 1 -------- GEAR 2 -- Power kW P 3.500 Speed 1/min n 2500.0 930.2 Torque Nm T 13.4 35.9 Application factor KA 1.35 应用系数 Required service life H

750.00 Gear driving /driven - - 齿轮驱动 - 和从动 1. TOOTH GEOMETRY

AND MATERIAL 齿几何尺寸和材料 Geometry calculation according ISO 21771

------- GEAR 1 -------- GEAR 2 -- Center distance mm a 48.900 Center distance allowances mm Aa. e/i 0.030/-0.030 Normal module mm mn 1.5000 Pressure angle at normal section ? alfn 20.0000 Helix angle at reference circle ? beta 25.0000 Number of teeth z 16 43 Face width mm b 14.00

14.50 Hand of gear right left Accuracy grade Q-ISO1328 8 8 齿轮的精度等级 Inner diameter mm di 0.00 0.00 Inside diameter of

rim mm dbi 0.00 0.00 Material Gear 1: 15 CrNi 6 Case-carburized

steel case- hardened ISO 6336-5 Figure 9/10 MQ core strength gt25HRC Jominy J12 mmltHRC28 表面渗碳

淬火硬化钢 Gear 2: 15 CrNi 6 Case-carburized steel case-hardened ISO 6336-5 Figure 9/10 MQ core strength gt25HRC Jominy J12 mmltHRC28表面渗

碳淬火硬化钢 -------

GEAR 1 -------- GEAR 2 -- Surface hardness HRC 60 HRC 60 Material treatment according to ISO 6336: Normal Life factors ZNT and YNT gt0.85 Fatigue strength. tooth root stress N/mm?? sigFlim 430.00 430.00 Fatigue strength for Hertzian pressure N/mm?? sigHlim 1500.00 1500.00 Tensile strength N/mm?? Rm 1000.00 1000.00 Yield point N/mm?? Rp 685.00 685.00 Young’s modulus N/mm?? E 206000 206000 Poisson’s ratio ny 0.300 0.300 泊松比 Average roughness Ra tooth flank ??m RAH 0.60 0.60 Mean roughness height Rz flank ??m RZH 4.80 4.80 Mean roughness height Rz root ??m RZF 20.00 20.00 Tool or reference profile of gear 1 : Reference profile 1.25/0.30/1.0 ISO 53.2 Profile B Addendum coefficient haP 1.000

Dedendum coefficient hfP 1.250 Tip radius factor rhoaP 0.000 Root radius factor rhofP 0.300 Tip form height coefficient hFaP 0.000 Protuberance height factor hprP 0.000 Protuberance angle alfprP 0.000 Ramp angle alfKP 0.000 not topping Tool or reference profile of gear 2 : Reference profile 1.25/0.30/1.0 ISO 53.2 Profile B Addendum coefficient haP 1.000 Dedendum coefficient hfP 1.250 Tip radius factor rhoaP 0.000 Root radius factor rhofP 0.300 Tip form height coefficient hFaP 0.000 Protuberance height factor hprP 0.000 Protuberance angle alfprP

0.000 Ramp angle alfKP 0.000 not topping Sum of reference profile gears: Dedendum reference profile module hfP 1.250 1.250 Tooth root radius Refer. profile module rofP 0.300 0.300 Addendum Reference profile module haP 1.000 1.000 Protuberance height module hprP 0.000 0.000 Protuberance angle ? alfprP 0.000 0.000 Buckling root flank height module hFaP 0.000 0.000 Buckling root flank angle ? alfKP 0.000 0.000 Type of profile modification: No Tip relief ??m Ca 2.00 2.00 Lubrication type Grease lubrication Type of grease Grease: Microlube GB 00 Lubricant base Mineral-oil base Kinem. viscosity base oil at 40 ?C mm??/s nu40 700.00 Kinem. viscosity base oil at 100 ?C mm??/s nu100 35.00 FZG test

A/8.3/90 step FZGtestA 12 Specific density at 15 ?C kg/dm?? roOil 0.900 Grease temperature ?C TS 80.000 ------- GEAR 1 -------- GEAR 2 -- Overall transmission ratio itot -2.688 Gear ratio u 2.688 Transverse module mm mt 1.655 Pressure angle at Pitch circle ? alft 21.880 Working transverse pressure angle ? alfwt 22.100 alfwt. e/i 22.186/22.013 Working pressure angle at normal section ? alfwn 20.199 Helix angle at

operating pitch circle ? betaw 25.034 Base helix angle ? betab 23.399 Reference center distance mm ad 48.824 Sum of profile shift coefficients Summexi 0.0506 Profile shift coefficient x 0.3215 -0.2709 Tooth thickness Arc module sn 1.8048 1.3736 Tip alteration mm k 0.000 0.000 Reference diameter mm d 26.481 71.168 Base diameter mm dB 24.573 66.041 Tip diameter mm da 30.446 73.355 mm da. e/i 30.446/30.436 73.355/73.345 Tip diameter allowances mm Ada. e/i 0.000/-0.010 0.000/-0.010 Tip chamfer/tip rounding mm hK 0.000 0.000 Tip form diameter mm dFa 30.446 73.355 mm dFa. e/i 30.446/30.436 73.355/73.345 Operating pitch diameter mm dw 26.522 71.278 mm dw. e/i 26.538/26.506 71.322/71.234 Root diameter mm df 23.696 66.605 Generating Profile shift coefficient xE. e/i

0.2601/0.2367 -0.3275/-0.3577 Manufactured root diameter with xE mm df. e/i 23.511/23.441 66.436/66.345 Theoretical tip clearance mm c 0.375

0.375 Effective tip clearance mm c. e/i 0.540/0.429 0.537/0.437 Active root diameter mm dNf 25.050 68.670 mm dNf. e/i 25.086/25.020

68.719/68.627 Root form diameter mm dFf 24.894 67.921 mm dFf. e/i

24.820/24.794 67.816/67.761 Reserve dNf-dFf/2 mm cF. e/i 0.146/0.100

0.479/0.405 Addendum mm ha 1.982 1.094 mm ha. e/i 1.982/1.977

1.094/1.089 Dedendum mm hf 1.393

2.281 mm hf. e/i 1.485/1.520

2.366/2.411 Roll angle at dFa ? xsi_dFa. e/i 41.909/41.870 27.702/27.682 Roll angle to dNa ? xsi_dNa. e/i 41.909/41.870 27.702/27.682 Roll angle to dNf ? xsi_dNf. e/i 11.766/10.969 16.480/16.189 Roll angle at dFf ?

xsi_dFf. e/i 8.135/7.696 13.371/13.160 Tooth height mm H 3.375 3.375 Virtual gear no. of teeth zn 20.960 56.329 Normal Tooth thickness at Tip

cyl. mm san 0.874 1.225 mm san. e/i 0.806/0.771 1.166/1.127 Normal space width at tip cylinder mm efn 0.000 1.352 mm efn. e/i 0.000/0.000

1.388/1.409 Max. sliding velocity at tip m/s vga 1.436 0.919 Specific sliding at the tip zetaa 0.610 0.591 Specific sliding at the root zetaf -1.443 -1.567 Sliding factor on tip Kga 0.414 0.265 Sliding factor on root Kgf -0.265 -0.414 Pitch on reference circle mm pt 5.200 Base pitch mm pbt 4.825 Transverse pitch on contact-path mm pet 4.825 Lead height mm pz 178.408 479.470 Axial pitch mm px 11.150 Length of path of contact mm ga e/i 6.555 6.635/6.456 Length T1-A T2-A mm T1A T2A

2.4322.352/

2.523 15.96515.965/15.954 Length T1-B mm T1B T2B 4.1624.162/ 4.154

14.23514.155/14.323 Length T1-C mm T1C T2C 4.9894.967/ 5.011

13.40813.350/13.466 Length T1-D mm T1D T2D 7.2577.177/ 7.348

11.14011.140/11.129 Length T1-E mm T1E T2E 8.9878.987/ 8.979

9.4109.330/ 9.498 Length T1-T2 mm T1T2 18.397 18.317/18.477 Diameter of single contact point B mm

d-B 25.94525.945/25.940 71.91671.853/71.986 Diameter of single contact point D mm d-D 28.54028.459/28.633 69.69869.698/69.691 Addendum contact ratio eps 0.8290.833/ 0.822 0.5300.542/ 0.516 Minimum length of contact line mm Lmin 19.611 Transverse contact ratio eps_a 1.359 Transverse contact ratio with allowances eps_a. e/m/i 1.375/1.357/1.338 Overlap ratio eps_b 1.256 Total contact ratio eps_g 2.614 Total contact ratio with allowances eps_g. e/m/i 2.631/2.612/2.594 2. FACTORS OF GENERAL INFLUENCE 因素的总体影响 ------- GEAR 1 -------- GEAR 2 --

Nominal circum. force at pitch circle N Ft 1009.7 Axial force N Fa 470.8 Radial force N Fr 405.5 Normal force N Fnorm 1185.6 Tangent. load at p. c. d. per mm N/mm N/mm w 72.12 Only as information: Forces at

pitch circle: Nominal circumferential force N Ftw 1008.1 Axial force N Faw 470.8 Radial force N Frw 409.4 Circumferential speed pitch d. .

m/sec v 3.47 Running-in value ??m yp 1.1 Running-in value ??m yf 1.0 Correction coefficient CM 0.800 Gear body coefficient CR 1.000 Reference profile coefficient CBS 0.975 Material coefficient E/Est 1.000 Singular tooth stiffness N/mm/??m c’ 12.156 Meshing stiffness N/mm/??m cgalf 15.426 Meshing stiffness N/mm/??m cgbet 13.112 Reduced mass kg/mm mRed 0.00235 Resonance speed min-1 nE1 48315 Nominal speed - N 0.052 Subcritical range Running-in value ??m ya 1.1 Bearing distance l of pinion shaft mm l 53.000 Distance s of pinion shaft mm s 5.900 Outside diameter of pinion shaft mm dsh 14.000 load according ISO 6336/1 Diagram 16 - 0 0: a 1: b 2: c 3: d 4: e Coefficient K’ following ISO 6336/1 Diagram 13 K’ 0.80 Without support effect Tooth trace deviation

active ??m Fby 15.11 from deformation of shaft ??m fshB1 2.56 Tooth trace: with end relief Position of Contact pattern: not verified or inappropriate from production tolerances ??m fmaB2 14.36 Tooth trace deviation theoretical ??m Fbx 17.77 Running-in value ??m yb 2.7 Dynamic factor KV 1.051 Width factor - flank KHb 1.968 - Tooth root KFb 1.676 - Scuffing KBb 1.968 Transverse coefficient - flank KHa 1.341 - Tooth root KFa 1.341 - Scuffing KBa 1.341 Helix angle coefficient scuffing Kbg

1.242 Number of load changes in mio. NL 11

2.500 41.860

3. TOOTH ROOT STRENGTH 齿

根强度计算 ------- GEAR 1 -------- GEAR 2 -- Calculation of Tooth form coefficients according to method: B Calculate tooth form factor YF with manufacturing addendum mod. xE. e Tooth form factor YF 1.37 1.67.