1、三 . KISSsoft 03-2011 齿轮模块介绍齿轮的优化对于齿轮箱整体设计起到非常重要的作用，使用 KISSsoft软件能够以极低的代价、极短的时间取得理想的齿轮设计结果。齿轮影响整个传动系统承载能力和体积有以下参数：1）材料参数：如材料硬度、极限应力；2）齿轮参数：基本几何参数，如侧隙、顶隙和压力角等；3）刀具参数：如齿顶高系数、刀尖圆角半径系数；4）啮合参数：如中心距、滑动比等；5）制造参数：齿轮精度、表面粗糙度等；6）使用参数：如输入转速、计算寿命等；7）结构参数：如齿轮的偏移位置等；三 . KISSsoft 03-2011 数据库介绍基本材料（ material basic d
2、ata）齿轮 轴 轴承 键拉伸试验根据不同工况，对于零件尺寸、形状、强度要求都不一样，所以对于右边各零部件的功能属性要求都完全不一样。三 . KISSsoft 03-2011 数据库介绍KISSsoft的数据库材料的定义也是按照这种方法来的。点击 ，选择可以读写的功能。三 . KISSsoft 03-2011 数据库介绍通过添加用户设置的新数据， ID将先从 20000开始记录，一旦添加成功，将不会被删除，但是可以在数据库中隐藏。而 ID为 1到 19999存储了各种机械标准里的参考表格及实验数据，相当于非常齐全的电子档机械手册。举例：使用 KISSsoft对齿轮常用材料 C60不同热处理，在
3、数据库自定义的设置操作情况。三 . KISSsoft 03-2011 数据库介绍关于传动系统中，最关键的零件就是齿轮，由于齿轮的形状比标准试棒复杂，对齿轮热处理方式不同，使用时润滑油的情况也不相同，这些因素就会使得齿轮材料的疲劳特性与标准试棒的疲劳特性产生很大的差异。因此，对不同材料和形状的齿轮，进行专门设计和制造，使用专门的润滑油，在专门的实验台架上按规定的流程进行齿轮材料测试，得到材料的 SN曲线和弯曲 SN曲线，才能真实反映齿轮材料实际的接触和弯曲疲劳特性。三 . KISSsoft 03-2011 数据库介绍如下图，为经典的齿轮材料（金属材料的属性一般差异性不是很大，而塑料各材料之间则比
4、较大） SN曲线。KISSsoft给出的 SN曲线三 . KISSsoft 03-2011 数据库介绍有了齿轮材料 SN曲线，就可以根据齿轮在载荷谱条件下的应力 循环次数曲线和 SN曲线计算出齿轮的安全系数、损伤率和寿命。还可以根据齿轮应力 循环次数曲线相对的 SN曲线的位置，来直观判断齿轮工作寿命是否达到设计要求和齿轮材料选取的好坏。因此， KISSsoft推荐使用各类零件的 SN曲线，并建议用户建立自己相应的 SN曲线数据库。如果用户暂时没有自己的，可以根据经验，找材料性能接近的 SN曲线作为参考，使用 KISSsoft软件，对已有准确结果的产品进行建模，根据实际的结果来修正原材料 SN曲
5、线，经过多次修正和比较，最后就可以得到一个相对准确的 SN曲线。对于重要的传动应用和关键零件， KISSsoft推荐必须使用各类零件自己的 SN曲线。三 . KISSsoft 03-2011 数据库介绍我们这次培训使用的是目前最新的 KISSsoft的 2011版本，一些老客户可以保留以前的版本，不会相互冲突，但是我们软件的模块和数据在不断更新和完善，有义务将最新的功能使用方法交到大家的手上，希望大家能够对软件有一个更全面的认识。请大家先打开这次培训的 第一篇章 用户使用界面 ，其中包含了三部分内容：1） KISSsoft基本界面的介绍2） 正确使用 Licence3） 使用 KISSsoft
6、软件数据库自定义功能 （ 练习 ）四、 KISSsoft2011版本的 3D界面介绍关于 KISSsoft软件的 3D输出界面我们可以浏览一下 第二章 3D图形输出简单介绍 。KISSsoft软件的 3D输出有什么实际的应用？1. KISSsoft软件的 3D图形可以和众多知名三维软件兼容，比如 Solidworks、 UG、 PROE、 Inventor以及 Think等。2. KISSsoft软件支持并推荐的一种快捷的 3D导出方法介绍。3. KISSsoft软件关于 3D的 高级应用：不加载荷的齿形 3D接触斑点操作。四、 KISSsoft2011版本的 3D界面介绍熟练使用的 KISS
7、soft软件当中的 Example里面的案例，能够帮助用户快速了解软件的功能。加入鼓形修形后的接触斑点研究接触斑点可以有效的研究齿间载荷的分布情况，产品齿轮和测量齿轮的接触斑点，可用于评估齿轮螺旋线和齿廓精度。四、 KISSsoft2011版本的 3D界面介绍目前，国内在齿轮修形方面仍处于经验摸索阶段，修形主要靠经验，缺乏系统的理论支撑。齿轮在进行修形时，一般采取先根据经验修形，加工出齿面，再进行接触斑点实验，得到齿轮在不同工况下的齿面接触斑点，然后根据得到的接触斑点修形设计，重新加工和实验。但这种方法必须通过多轮实验和设计修改来确定接触斑点，成本大且时间长。而 KISSsoft软件可以很好地
8、模拟这些实验过程，有效地节省成本并缩短设计周期。通过修起鼓量、线性和抛物线等不同的组合方式，得到合理的修形曲线，改善齿面接触状况。同时修形要做到对接触斑点和传递误差的综合控制，通过 不断的调整修形值和组合方式 ，得到一组最佳的修形结果，达到减小传递误差和优化接触斑点的目的。四、 KISSsoft2011版本的 3D界面介绍齿轮修形（ Gear modification）1.2.1. 手动 输入经验值于表格内，请注意包括修形类型（ type of modification）和数值（ value）。2. KISSsoft自动 推荐值，依据标准计算出数值（ value）和相关系数。四、 KISSso
9、ft2011版本的 3D界面介绍齿轮修形（ Gear modification）作为传动系统的重要部件，齿轮的振动噪音过大是发生异响的主要来源，但该问题的发生往往并不是因为齿轮参数设计的不合理，而是由于齿面接触状况不合导致的。齿轮在系统绝对刚性且无任何安装制造误差的情况下，齿面接触状况最理想，传递误差曲线在理想条件下为一条直线。而在实际工作中，齿轮会因传动系统壳体、轴、轴承及其自身等变形而出现错位，导致齿轮的接触状况不再理想，使齿轮可能出现严重的偏载和传递误差过大，最终齿轮载荷能力（寿命）下降和传动及其不平稳，导致最后噪音过大。因此，为了校正齿面接触状况不良和提高齿轮传动平稳性，必须对齿轮进行
10、修形，优化齿面接触状况，使接触斑点达到最优。四、 KISSsoft2011版本的 3D界面介绍齿轮修形（ Gear modification）如果错位量足够小，通过对齿面进行修形，可达到校正齿面接触状况不良，提高传递平稳性的目的；但如果错位量过大，通过齿面修形的方法就无法达到齿面接触的目的，这时必须改进系统，将错位控制在可以用修形弥补的范围内。KISSsoft对于齿轮修形时，可对齿形、齿向和对角修形，应用鼓形修形、线性修形、抛物线修形和螺旋角修形等不同的方法及组合，得到合理的修形曲线。四、 KISSsoft2011版本的 3D界面介绍齿轮修形（ Gear modification）在 KISS
11、soft软件修形完之后，分析齿轮强度在修形前后的变化来判断修形的好坏，同时也可以直观比较齿轮传递误差和接触斑点的变化作为参考。四、 KISSsoft2011版本的 3D界面介绍齿轮修形（ Gear modification）目前国内在齿轮修形方面处于摸索阶段，主要借助于经验，修形后进行接触斑点试验，如不满意重新修形试验，因此需要的成本高周期长。借助 KISSsoft软件进行齿廓和齿向修形可以大大的节省成本并缩短周期。修形时，定义一组修形参数，并不断调整，以减小 传递误差 和优化 接触斑点 及降低最大 齿面接触及 齿根弯曲 的强度作为目标，进行修形。而传统人工单一考虑优化目标进行的修形得到的设计
12、结果不全面也不合理。因此，多目标综合修形具有十分重要的理论和工程实际应用价值。四、 KISSsoft2011版本的 3D界面介绍齿轮修形（ Gear modification）一般来说，对小齿轮修形比较经济，而齿廓修形（ Profile modification）和齿向修形（ Tooth trace modification）最为常用。齿廓修形：为了使啮合刚度变化缓和，为了减小由于基节误差和受载变形所引起的啮入和啮出冲击，改善齿面润滑状态防止胶合发生，把原来的渐开线齿廓在齿顶或接近齿根圆角的部分修去一部分。四、 KISSsoft2011版本的 3D界面介绍齿轮修形（ Gear modifica
13、tion）齿向修形：在齿宽方向修去一部分，比如为了避免由于热变形使负荷沿齿宽分布复杂。可以看出，无论是齿廓修形还是齿向修形，依据现有的标准只给出一个取值范围，对于具体的生产情况，可能并不适用，而不恰当的修形反而进一步降低齿轮传动性能，起到相反的效果。四、 KISSsoft2011版本的 3D界面介绍齿廓修形（ profile modification）因此通过 KISSsoft软件进行修形之后，可以通过软件自带的 K形图查看出齿形和齿廓在原有形状下的修形量多少，从而有效的指导生产，比如帮助 CNC数控加工针对齿轮各位置进行编程修形。四、 KISSsoft2011版本的 3D界面介绍齿向修形（
14、Tooth trace modification）K形图解释（国标）四、 KISSsoft2011版本的 3D界面介绍齿轮修形（ Gear modification）KISSsoft软件基于用户所选的计算标准，充分考虑轮齿受载变形及安装误差，给出相应的修形量建议值，也可以根据自身状况相应修改。齿轮轮齿的修形量就是遵循齿轮工作时振动噪声较小、最大接触应力较小的原则，参照 GB/T 3480-1997（ ISO 6336或者 DIN 3990）渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法确定的。五 . KISSsoft软件直齿和斜齿轮及行星轮基本模块介绍一、直齿和斜齿轮模块介绍在齿轮基本数据界面，有 三大基础版
15、块，齿轮参数设置必不可少的。1.1 直齿和斜齿轮的几何定义有两种方法定义齿轮几何参数：一种在基本界面中设置；另一种则使用 Geometry manager（老版齿轮模块界面的继承） 。1. 2.五 . KISSsoft软件直齿和斜齿轮及行星轮基本模块介绍齿轮 2D几何编辑器齿轮上这些圆的大小实际取决于两个方面单齿轮是通过制造过程控制，结束后通过标准齿来检验。一对齿轮副，由另一个和它装配的齿轮来检验，保证运行流畅。CAD图形导出介绍五 . KISSsoft软件直齿和斜齿轮及行星轮基本模块介绍五 . KISSsoft软件直齿和斜齿轮及行星轮基本模块介绍Thread modelStep 1: Wra
16、p a thread around the base circle.Step 2: Unwind the thread from the base circle.Step 3: Fixed to the thread, a pen paints the involute.第一步 : 沿基圆绕线第二步 : 将线展开拉直第三步 : 将笔固定于线，可画出渐开线Developing 展成原理五 . KISSsoft软件直齿和斜齿轮及行星轮基本模块介绍Standard geometry of gear teeth 轮齿的标准几何外形Flanks = involutes. 齿侧面 = 渐开线Tooth t
17、hickness sb. 区别 Facewidth b.齿厚 sb 齿宽 bTip circle and root circle limit the standard tooth. 齿顶圆和齿根圆限定了标准齿的形状。Standard tooth 标准齿五 . KISSsoft软件直齿和斜齿轮及行星轮基本模块介绍Roll distance 滚动距离Each circle segment belongs每段圆弧都属于一个渐开线段to an involute segment Length of the circle segments= length of the thread= roll dista
18、nce 圆弧长度 = 线的长度 = 滚动距离Roll distance 滚动距离五 . KISSsoft软件直齿和斜齿轮及行星轮基本模块介绍One base circle generatesmany inolutes.Base pitch = distancebetween the involutes.一个基圆展成许多渐开线基节 = 渐开线间的距离Base pitch 基节五 . KISSsoft软件直齿和斜齿轮及行星轮基本模块介绍Main advantageof involute gears:Independent from the changeof the center distance渐
19、开线齿轮的主要优点 :与中心距的改变无关Change of center distance中心距的改变i12=1/ 2=rb2/rb1这说明即使中心距有所变化，只要一对渐开线齿廓仍能啮合，就能保持原来的传动比不变。五 . KISSsoft软件直齿和斜齿轮及行星轮基本模块介绍Working pressure angle aw 工作压力角 awonly defined for a gear pair 只对一对齿轮定义aw depends on the center distance aw 取决于中心距Working pressure angle 工作压力角不同领域使用压力角都会有所不同，一般用途规定为 20 ，航空航天齿轮规定为 25 ，重合度为 2的高速齿轮为 16到 20 。
