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1、 KISSsoft 03 2014 教程教程 10 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 24 02 2014 2 21 目录目录 1 任务 3 1 1 任务 3 2 打开程序 4 2 1 开启软件 4 3 输入数据 4 3 1 输入载荷谱 4 3 1 1 数据库 载荷谱自定义 4 3 1 2 数据库 从文档中读取数据 6 3 1 3
2、系数自定义 7 3 1 4 输入齿形参数 8 3 2 定义其它参数 8 3 2 1 中心距 8 3 2 2 变位系数 9 3 2 3 润滑方式 12 4 强度计算 附带载荷谱 12 4 1 根据许用安全系数计算使用寿命 12 4 2 根据使用寿命计算安全系数 17 4 3 计算最大允许扭矩 17 5 额外计算 18 5 1 抗齿面胶合安全系数 18 5 2 淬火深度推荐值 21 24 02 2014 3 21 1 任务任务 1 1 任务任务 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
3、副 如下 Gear 1 Gear 2 模数 mm 6 6 螺旋角 degrees 5 5 压力角 degrees 20 20 齿数 25 76 齿宽 mm 44 43 材料 18CrNiMo7 6 case hardened 18CrNiMo7 6 case hardened 额定转矩 Nm 3360 follows 额定转速 Rpm 440 follows 应用系数 1 25 1 25 使用寿命 h 20 000 20 000 载荷谱数据如下所示 频率 速度系数 扭矩系数 10 20 20 20 50 30 40 80 90 30 100 100 24 02 2014 4 21 2 打开程序
4、打开程序 2 1 开启软件开启软件 一旦 KISSsoft 安装和激活 用户可依次点击 开始 程序 KISSsoft 03 2014 KISSsoft 打开程序 进入用户操作界面后 操作如下图所示 图 1 KISSsoft 的初始界面 3 输入数据输入数据 3 1 输入载荷谱输入载荷谱 KISSsoft 提供一系列不同载荷谱选型辅助工况数据的导入 如果载荷谱被存储在 数据库中 也可以用作其他案例的计算 相反 用户也可使用 Own input 选项自行输 入载荷谱 而该方法仅适用于当前的计算 3 1 1 数据库数据库 载荷谱自定义载荷谱自定义 打开数据库工具如图 2 所示并授权可以写入数据 用户
5、必须以管理员的身份运行 KISSsoft 在数据库中 有一系列的选项可供选择 从列表中 选择 Load spectra 并点击 Edit 来打开编辑对话框 24 02 2014 5 21 图 2 打开载荷谱数据库 图 3 创建一个新的数据记录 点击 创建一个新的数据记录 如果鼠标停留在已有的数据记录上 现有的数 据会被复制到新的数据记录里 反之 则会创建一个新的数据记录 现在输入数据值 在频率 功率 扭矩和速率指定的对话框内对数值进行编辑 同时可还以设置成载荷 谱对应的为扭矩还是传输功率 一旦你完成了整个载荷谱数据的输入 点击 OK 然后点击 Save 保存该数据记录 然后单击 Close 按
6、钮关闭数据库工具并返 回到 KISSsoft 的初始界面上 此时的载荷谱就可供分析 24 02 2014 6 21 载荷谱的名称 功率 扭矩二选一 添加 删除 删除所有 保存载荷谱 图 4 载荷谱的输入 3 1 2 数据库数据库 从文档中读取数据从文档中读取数据 用户可以将载荷谱以一个文件的形式保存到数据库当中 为此 需要在文本编辑 器中像下面的格式输入载荷谱 没有齿面负载交变弯曲系数 载荷分布系数 并保存 如下所示 频率 扭矩 功率 转速 0 1 0 2 0 2 0 2 0 3 0 5 0 4 0 9 0 8 0 3 1 0 1 0 如果这些系数对于每个负载元件的计算都是必要的 那么用户必须
7、定义载荷谱如 Example DutyCycleWithFactors dat 所示 该文件以后缀名 dat 保存 在这个案例中 将文件命名为 Example Tut 010 dat 保存 更多信息见图 5 文件也可保存到其 他的文件夹当中 更多信息见图 6 在 KISSsoft 安装文件夹中用户会发现一个文件 夹名为 C Programs KISSsoft 03 2014 ext DAT 如果以文件扩展名 dat 来储存文件 那么 KISSsoft 能够自动找到它们 在这种情况下 只需要按下图的方式输入 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
8、件名在 File name 一栏里 如果路径名太长 按照上面的步骤操作 24 02 2014 7 21 图 6 在全路径下的文件名称 3 1 3 系数系数自定义自定义 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 图 7 载荷谱的自定义窗口 1 2 4 3 24 02 2014 8 21 1 载荷谱的类型 数据库载荷谱 预定义和用户生成 Own Input 的定义范围的耐 力极限的 Woehler 线 插入一
9、个载荷谱元素 删除一个载荷谱元素 删 除所有条目 2 输入的类型 例如 与功率 扭矩相关的系数 绝对值或着从文件导入的值 3 定义疲劳极限的范围 4 添加载荷谱系数 删除载荷谱系数 删除全部 3 1 4 输入齿形参数输入齿形参数 在 KISSsoft 主窗口里 单击 Modules 选项 然后单击 Cylindrical gear pair 打开圆柱齿轮计算窗口 最后输入给定的齿形参数 在 Basic data 一栏里 数据输入如下所示 图 8 输入齿形 在 Rating 一栏里 相关选项如下所示 图 9 输入负载参数 1 参考齿轮 2 负载 用户必须输入三个值 速度 扭矩 功率 中的两个 3
10、 计算方法 3 2 定义其它参数定义其它参数 3 2 1 中心距中心距 单击中心距输入框右边的按钮来定义中心距 因为没有定义变位系数 所以总 的变位系数为零 点击 Calculate 就会计算出中心距的值 然后点击 Accept 这个值传到 basic data 一栏里 1 3 2 24 02 2014 9 21 图 10 已知变位系数之和 为零 求中心距 3 2 2 变位系数变位系数 推荐用户以 最优滑动比 的优化指标来确定变位系数 为此 点击变位系数旁 边的按钮 图 11 点击选型按钮 24 02 2014 10 21 对于不同的标准选择不同的变位系数 在这个例子 中 选择 最优滑动比 为
11、准则选择变位系数 图 12 推荐最优变位系数 图 13 点击计算 查看变位系数和中心距的变化 此前计算的中心距是理论值 现在重新元整后为 304 2mm 直接覆盖原先的值 为查看变位系数的变化 点击 计算 这是一个微小的改变 不影响滑动率 当执 行分析时 KISSsoft 会为指定的额定负载计算安全因素 结果会显现在窗口的下半部分 24 02 2014 11 21 图 14 计算出的齿轮副参数 1 手动定义中心距 2 进行计算 3 对变位系数微小的改变 4 计算出重合度 5 计算出额定负载的安全系数 6 计算出对抗胶合的安全系数 点击 Graphics Evaluation Specific
12、sliding 查看滑动率情况 图 15 查看滑动率曲线 1 6 4 5 3 2 24 02 2014 12 21 3 2 3 润滑方式润滑方式 用户可以在 basic data 窗口里直接选择润滑类型和润滑剂 点击润滑类型右边 的按钮来指定润滑的温度 还可在 Operating backlash 输入周围环境温度的数据 图 16 定义润滑温度 4 强度计算 附带载荷谱 强度计算 附带载荷谱 4 1 根据许用安全系数计算使用寿命根据许用安全系数计算使用寿命 首先定义寿命周期以小时为计量单位 将图 16 里面的许用安全系数考虑到计算过 程当中 不同标准和模数的许用安全系数都是根据多年的经验积累出
13、来的 软件默认 的值适用于大部分情况 在模数栏里面已经对许用安全系数进行默认的设置 并且根 据 DIN ISO 和 AGMA 三种不同标准分类 从细节方面对金属和塑料两大块分别单独 定义 以最详细的系统分析功能达到用户最精确化的要求 图 17 许用安全系数的默认设置 24 02 2014 13 21 在 Required safeties 一栏里 用户可以自行输入数值 为此 选择 Safeties are not depending on size 从其下拉列表中输入自定义的 参数 图 18 设置许用安全系数 计算考虑载荷谱时的使用寿命 输入载荷谱如 3 1 3 部分所描述的数据 图 19 定
14、义载荷谱 24 02 2014 14 21 现在设置完应用系数为 1 00 这是在有载荷谱计算时的通常设置 不过 这个值 可以大于 1 00 取决于使用哪些默认设置 此外 可以使用不同的修形改变疲劳极限 按 F1 来显示在线帮助以获得更多信息 然后点击或按 F5 进行计算 然后以 200 kW 的功率进行分析 点击 Report Service life 显示结果 图 20 显示使用的寿命记录 24 02 2014 15 21 Calculation of service life Load spectrum Nominal Power P 200 0000 kW Application fa
15、ctor KA 1 00 Load spectrum Own Input Number of element in the Load spectrum 4 Reference gear 1 i kW 1 min Nm KV KHb Kgam YM1 YM2 Oil 1 10 00000 8 0000 88 0000 868 1179 1 0083 1 1773 1 0000 1 0000 1 0000 70 2 20 00000 30 0000 220 0000 1302 1768 1 0164 1 1019 1 0000 1 0000 1 0000 70 3 40 00000 144 000
16、0 352 0000 3906 5304 1 0172 1 0500 1 0000 1 0000 1 0000 70 4 30 00000 200 0000 440 0000 4340 5894 1 0209 1 0500 1 0000 1 0000 1 0000 70 Woehler line S N curve at the fatigue stress according according to standard Notice Calculation method according to ISO 6336 part 6 During the calculation al the load coefficients ISO6336 KV KHb KFb AGMA2001 Knu Km for each load spectrum element are calculated separately Notice Calculation with methods ISO6336 and AGMA 2001 results in a reduction of resistance i
