行星齿轮传动与链传动相比较,具有质量小,体积小,承载能力强,传动比大,传动效率高等优点,但在行星齿轮传动种种优点下,不可避免的带来一些缺点,对其材料的要求过高,在追求传动比大而体积小的同时,其传动结构大大的复杂化,以及在制造和安装过程中较困难,对于行星齿轮传动设计来说,不仅应该了解其优点,而且应该在设计中,充分发挥其优点,且把其缺点降低到最低的限度。从而才能设计出性能优良的行星齿轮传动装置,为我们赛车提供更加强大的动力保证。

Kisssoft软件为我们行星齿轮传动设计提供了一体化方案,从设计到仿真,再到进一步的优化设计,本文利用Kisssoft软件在行星齿轮设计上的初步设计的尝试,旨在通过初步尝试让大家对Kisssoft软件有一个大概的认识。

什么是Kisssoft

Kisssoft软件是齿轮设计、齿轮传动系统设计及轴、轴承设计的专业软件工具,也是全球唯一一款正向齿轮设计软件,它允许你从单个零部件一步一步完成整个齿轮箱的系统建模。同时也是世界上功能最强、覆盖面最宽、技术最深、实用性最强、集传动系统选配、设计与开发为一体的大型专业软件。其专业领域包括风电齿轮箱、汽车变速箱及机械工业齿轮箱等,其应用领域包括汽车、航空航天、船舶、工程机械、农业机车、风力工业、轴、轴承等。

初试

打开KISSsoft软件后,会弹出如下初始界面

首先,简单介绍一下初始界面,最上面部分是菜单框和工具条,左边部分是模块与示例,有着不同的模块分析和软件自带的模块案例,右边部分是模块分析窗口和分析结果信息窗口,大部分的设计是在这里完成的。

在开始之前,我们应该明确设计目标是什么?想要设计什么样的行星齿轮?行星齿轮的工作寿命、功率/扭矩、转速、传动比、材料,而这些都是在设计初都应该明确下来的,为我们指导设计方向。

现在让我们正式开始

双击打开行星齿轮级模块,然后会在模块分析窗口弹出行星齿轮级模块分析窗口,如下图所示。

在行星齿轮级模块分析窗口,我们可以看到行星齿轮级的各项参数,如模数、压力角、中心距、行星数及齿轮的齿数齿宽变位系数质量等等,这些参数都要根据我们设计目标去确定的。

在了解我们要去确定的数据后,接下来我们要把我们设计目标导入kisssoft软件中。

在这次尝试中,我定下的设计目标是行星齿轮工作寿命是2000小时,传动比4.5,输入功率为40KW,最大扭矩105Nm,直齿啮合,材料为了方便,使用默认材料。

应用系数,是考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加动载荷影响的系数。这种动载荷取决于原动机和从动机械的特性、质量比、联轴器类型以及运行状态等。应用系数可以通过查表得出,在这里我取1.25。

单击粗略计算按钮,进入粗略计算对话框。

修改目标传动比为4.5,偏差保持不变,勾选禁用整数传动比,传动比不是整数,意味着有更多的轮齿有相互啮合的机会,能够延长齿轮寿命,传动比取整数,当轮齿转过公倍数后,又是原先的轮齿相互啮合,轮齿容易发生疲劳点蚀。其他的不变,然后进行计算。

计算结果

计算的结果给我们很多符合设计的方案,选择综合考虑速比、安全系数、模数等,在满足安全系数下,为了降低行星齿轮的成本,可以选择质量最少的方案

方案把计算结果导入我们所需要的参数中,检查参数,进行修正。

对齿宽进行取整,考虑理论和实际的差异,可适当加宽齿,使齿轮有适当的富裕量。

对模数进行标准化,增大模数到1.5,使质量进一步减小。

压力角较小时,重合度较大,传动平稳,噪声较低;压力角较大时,可以提高齿轮的抗弯强度和表面粗糙度,为了加工方便,这里选用标准压力角20度。

修改模数后,中心距要进行重新计算,点击计算按钮,弹出设计中心距窗口。

→     KISSsoft软件基础培训根据变位系数和修改后的模数,进行重新计算,然后应用。

重新求解,单击工具条求解按钮,这时弹出警告

这个警告是因为我们刚刚对模数和中心距修改所致,按照警告中的建议重新修正一下参数。

再重新求解,单击工具条求解按钮,在窗口右下角出现一致字体,表示粗略计算设计完成。

设计结果

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