kisssort圆柱齿轮结果分析

1、KISSsoft参数分析参数分析-齿轮齿轮1目录 一 参数介绍 二 S-N曲线对比介绍与分析 三 滑动比介绍与分析 四 安全系数介绍与分析弯曲疲劳与接触疲劳 五 闪温分析 六 传递误差分析 七 刚度曲线分析 八 应力曲线分析2 KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算 一、一、 齿轮的优化对于齿轮箱整体设计起到非常重要的作用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，使用KISSsoft软件能够以极低的代价、极短的时间取得理想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。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：齿轮影响整个传动系统承载

2、能力和体积有以下参数： 1）材料参数：如材料硬度、极限应力；）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）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；）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；）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；）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；）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；）结构参数：如齿轮的偏移位置等；3 二、关于传动系统中，

3、最关键的零件就是齿关于传动系统中，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，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，得到材料的进行齿轮材料测试

4、，得到材料的SN曲线和弯曲曲线和弯曲SN曲线，才能真实反映齿轮材料实际的接触和曲线，才能真实反映齿轮材料实际的接触和弯曲疲劳特性。弯曲疲劳特性。 KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算4 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较大）SN曲线。KISSsoft给出的给出的SN曲曲线线 KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算 塑胶 金属5 如下图塑胶SN曲线所示，当Cycle 大于10 时，应力Stress开始会有明显的降低，当Cycle 大于10 6时，应力降低到原来的一半，从而可以从曲线分析齿轮的使用寿命. KISS

5、soft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算6 在KISSsoft软件几何设置过程中，应用最为广泛的一个的功能就是对。 三、滑动比概念三、滑动比概念 KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算7 KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算8 滑动比范围工况分析滑动比范围工况分析 一般来说，滑动比的参考值在以下四种区间内会有不同的齿轮啮合情况： KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算9 KISSsoft软件关于滑动比图形的应用软件关于滑动比图形的应用 通过变位系数优化滑动比的数值！通过变位系数优化滑动比的数值！ 上图为外啮合齿轮滑动系数曲线，由上

6、图为外啮合齿轮滑动系数曲线，由图中可以看出，若将实际啮合线图中可以看出，若将实际啮合线B1B2向左向左移动，即可减小移动，即可减小1max，这可以通过变位，这可以通过变位齿轮来实现，适当选择变位系数，可以减齿轮来实现，适当选择变位系数，可以减小滑动系数值并可使小滑动系数值并可使1max=2max KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算10 四、安全系数分析四、安全系数分析 一般来说，轮齿的弯曲疲劳一般来说，轮齿的弯曲疲劳安全系数比较富裕，因为轮齿安全系数比较富裕，因为轮齿折断这种现象不经常发生。折断这种现象不经常发生。针对直齿轮的的计算方法针对直齿轮的的计算方法 过大的安全系

7、数将增大传过大的安全系数将增大传动装置的外廓尺寸和重量，提高动装置的外廓尺寸和重量，提高制造成本；而过小的安全系数有制造成本；而过小的安全系数有可能带来意外的故障和危险性。可能带来意外的故障和危险性。 KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算11针对直齿轮的的针对直齿轮的的计算方法计算方法 使用使用KISSsoft软件提高齿面接软件提高齿面接触安全系数是非常必要的！触安全系数是非常必要的！0.8795（0.8618）1.0很不理想很不理想 KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算12 =KN x寿命系数疲劳极限许用应力许用应力 lim/s KISSsoft软件常

8、规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算13 KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算 安全系数安全系数Safety factors分析分析A齿Root safetyB齿Root safetyA齿frank safetyB齿frank safety Kisssoft安全系数曲线是齿轮齿根和齿侧接触强安全系数曲线是齿轮齿根和齿侧接触强度安全系数的反应度安全系数的反应 从上图可以看出齿轮的安全系数从高到低的变化从上图可以看出齿轮的安全系数从高到低的变化趋势，从而推导出安全使用寿命时间趋势，从而推导出安全使用寿命时间. 14 五、闪温（五、闪温（Flash temperature)分析分析

9、通过齿顶修形通过齿顶修形之后得到的瞬之后得到的瞬时温度的变化时温度的变化曲线曲线,从图中可从图中可以看到整个曲以看到整个曲线变得比较缓线变得比较缓和，齿轮的温和，齿轮的温度变化得到了度变化得到了很好的控制。很好的控制。齿顶刚啮合处瞬时温度的变化（逆时针）齿顶刚啮合处瞬时温度的变化（顺时针）修形前齿面抗胶合的安全系数修形后齿面抗胶合的安全系数明显提高 KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算15 六、六、传递误差（传递误差（Transmission Error） 一对齿轮啮合中，假定主动轮匀速转动，在绝对理一对齿轮啮合中，假定主动轮匀速转动，在绝对理想条件下即：想条件下即： 1.

10、 无制造、装配误差；无制造、装配误差； 2. 齿轮齿形为标准渐开线；齿轮齿形为标准渐开线； 3. 齿轮为刚性材料；齿轮为刚性材料； 4. 从动轮将匀速转动，齿轮传动也绝对平稳。从动轮将匀速转动，齿轮传动也绝对平稳。 但因实际有制造、装配误差，齿轮齿面也有人为的修形，齿但因实际有制造、装配误差，齿轮齿面也有人为的修形，齿轮材料受载后有弹性变形，从而致使主动轮均匀转动时，从动轮是轮材料受载后有弹性变形，从而致使主动轮均匀转动时，从动轮是不均匀转动。这种不均匀转动就是齿轮传动的不平稳性。它是齿轮不均匀转动。这种不均匀转动就是齿轮传动的不平稳性。它是齿轮箱振动与噪音的箱振动与噪音的“导火索导火索”。

11、KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算16 右图，主动轮齿廓右图，主动轮齿廓A和从动轮上理想齿廓和从动轮上理想齿廓B相啮合时，从动相啮合时，从动轮匀速带动。但由于上述诸原因，从动轮实际齿廓在轮匀速带动。但由于上述诸原因，从动轮实际齿廓在B处，主动处，主动轮齿廓轮齿廓A须多转动一个角度须多转动一个角度 使齿廓使齿廓A沿啮合线继续移动一个沿啮合线继续移动一个 附加距离附加距离TE之后，齿廓之后，齿廓A才和才和B 相啮合。这个距离相啮合。这个距离TE就是传递就是传递 误差。显然啮合点由齿根向齿误差。显然啮合点由齿根向齿 顶逐渐移动时，各点的对应的顶逐渐移动时，各点的对应的 TE值即

12、传递误差可以不相同。值即传递误差可以不相同。 换言之，沿啮合线方向度量从换言之，沿啮合线方向度量从 动轮上的齿廓在实际啮合时所动轮上的齿廓在实际啮合时所 处位置同理想条件下应处位置之间的偏差就是传递误差。处位置同理想条件下应处位置之间的偏差就是传递误差。 KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算17 该图就是在齿轮副实际啮合过程中产生的传递误差该图就是在齿轮副实际啮合过程中产生的传递误差 通过修形之后使得通过修形之后使得PPTE（Peak to Peak transmission error）值从原先的）值从原先的152.48-151.62=0.86减小到目前的减小到目前的14

13、8.72-148.18=0.54，单位为，单位为UM微米。微米。 由于轴、轴承、齿轮受载后由于轴、轴承、齿轮受载后弹性变形，必然导致轮齿啮合偏移弹性变形，必然导致轮齿啮合偏移及错位，减小单位啮合长度的最大及错位，减小单位啮合长度的最大载荷及传递误差（减小啮合噪声）载荷及传递误差（减小啮合噪声），对轮齿进行齿向及齿形修形，就，对轮齿进行齿向及齿形修形，就可以有效减小啮合长度上的载荷，可以有效减小啮合长度上的载荷，减小载荷突变，可减小啮合噪声。减小载荷突变，可减小啮合噪声。 齿轮噪声主要分成三齿轮噪声主要分成三种：轮齿啮合撞击、轮齿种：轮齿啮合撞击、轮齿啮合噪声、轮齿啮出噪声啮合噪声、轮齿啮出噪声

14、。 KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算18 传输误差曲线一般以一个周传输误差曲线一般以一个周期的曲线来表示，而左图给出的是期的曲线来表示，而左图给出的是多个周期一起呈现的曲线状况，表多个周期一起呈现的曲线状况，表达的意思是一致的。达的意思是一致的。 齿轮的传递误差曲线反映齿齿轮的传递误差曲线反映齿轮系统动态性能的一个重要指标。轮系统动态性能的一个重要指标。研究表明，降低传递误差绝对峰值研究表明，降低传递误差绝对峰值的大小，能够使齿轮系统工作时更的大小，能够使齿轮系统工作时更加平稳。因此，我们也可以通过传加平稳。因此，我们也可以通过传递误差曲线判断修形的好坏。递误差曲线判断

15、修形的好坏。 好的修形方案使得传递误差的曲线波动峰值小很多，好的修形方案使得传递误差的曲线波动峰值小很多，说明系统平稳的同时还达到了提高齿轮寿命的目的。说明系统平稳的同时还达到了提高齿轮寿命的目的。 KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算19 而齿廓上的渐开线修形可以有效的优化传递误差，从而齿廓上的渐开线修形可以有效的优化传递误差，从而有效的降低噪音和振动。通过而有效的降低噪音和振动。通过KISSsoft软件进行长短高软件进行长短高度修缘后得到的传递误差曲线和下图的实验设备得到的传度修缘后得到的传递误差曲线和下图的实验设备得到的传递误差进行数据进行比对后，发现结果惊人的一致。

16、递误差进行数据进行比对后，发现结果惊人的一致。 KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算20 当齿轮的重合度大于当齿轮的重合度大于1时，一个轮齿的一次时，一个轮齿的一次啮合循环有两次变化，两个轮齿接触到一个轮齿啮合循环有两次变化，两个轮齿接触到一个轮齿接触，再到两个轮齿接触，每一对轮齿可以认为接触，再到两个轮齿接触，每一对轮齿可以认为是一个弹簧连接。啮合刚度在单一弹簧刚度和两是一个弹簧连接。啮合刚度在单一弹簧刚度和两个并联的弹簧刚度之间变化。因此，整个啮合过个并联的弹簧刚度之间变化。因此，整个啮合过程中扭转刚度是变化的。扭转刚度的变化规律是程中扭转刚度是变化的。扭转刚度的变化规

17、律是由两对轮齿啮合到一对轮齿啮合时其值显著减小由两对轮齿啮合到一对轮齿啮合时其值显著减小；由一对轮齿啮合到两对轮齿啮合时其值显著增；由一对轮齿啮合到两对轮齿啮合时其值显著增加。通过建立齿轮啮合位置的扭转啮合刚度模型加。通过建立齿轮啮合位置的扭转啮合刚度模型，可以确定整个齿轮啮合循环过程的传递误差。，可以确定整个齿轮啮合循环过程的传递误差。刚度变化影响传递误差刚度变化影响传递误差传递误差影响传递误差影响噪音情况噪音情况 KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算七、刚度曲线七、刚度曲线Contact stiffness21 传输误差变化曲线表达传输误差变化曲线表达的是啮合过程各个位置啮合的的是啮合过程各个位置啮合的传输误差变化的频率，变化的传输误差变化的频率，变化的太过突然影响系统的平稳性。太过突然影响系统的平稳性。修形前后的对比修形前后的对比 KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算 KISSsoft软件常规齿轮强度计算软件常规齿轮强度计算22八、齿轮应力分析八、齿轮应力分析 KIS