KISSSOFT 操作与齿轮设计培训教程

1、KISSsoftKISSsoft操作与齿轮操作与齿轮 设计培训教程设计培训教程 为什么使用KISSsoft？ 在实际传动装置设计过程中，因其计算参数过程非常繁琐、复杂，按传统的基于设计手册的设计方法设计很难达到各种传动性能指标最优化的目标。 采用传统设计方法，不但对设计人员自身经验、知识水平有较高要求，而且计算容易出错，更有可能因为计算次数有限而漏掉最优解。 本教程适合于有过机械传动理论基础，并从事机械行业设计1年以上并具备英语基础的人士学习。重要说明： 1. 所有的强度理论都是近似、近似、再近似，一味的强调强度理论计算的精确性是没有必要的。任何软件强度计算，参考性而已，基本上都是假设、近似、

2、可以等同疲劳强度的计算，即使是有限元都不能精确计算。 2. 实际计算需要不同的系数（使用工况，如冲击、时间、温度），这些所需要的知识和判断来自多年的设计、加工和机械装置运行经验的积累。机械行业使用情况是在多年经验的基础上，一步步发展的，没有绝对的说，安全系数是1就要坏，是1.2就不会坏。 设计过程中，我们最好是把整个系统的安全系数平衡设计。 3. 不同的专业标准可能采用的不同的经验数据更适合特定的应用领域。比如计算方法ISO6336、AGMA 2001-C95、DIN3990、变动载荷谱等。 4. 本软件计算过程主要根据德国DIN、国际 ISO 等标准，计算过程、结果可能和我国现行标准不一致，

3、比如轴的计算DIN743是以max von mises应力为结果，而我国对轴的计算并未提出标准。 二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.2齿轮的齿廓齿轮的齿廓参数（参数（Reference profile) 建议齿廓优先采用标准齿形的齿廓参数，方便滚刀加工和齿轮共用性。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.2齿轮的齿廓齿轮的齿廓参数（参数（Reference profile)基本齿条型式的应用 1、A型标准基本齿条齿廓推荐用于传递大转矩的齿轮。 2、B型和C型基本齿条齿廓推荐用于通常的使用场合。用一些标准滚刀加工时，可以用C型。 3、D型基

4、本齿条齿廓的齿根圆角为单圆弧齿根圆角。当保持最大齿根圆角半径时，增大的齿根高=1.4m,齿根圆角半径=0.39m使得精加工刀具能在没有干涉的情况下工作。这种齿廓推荐用于高精度、传递大转矩的齿轮，因此，齿廓精加工用磨齿或剃齿。在精加工时，要小心避免齿根圆角处产生凹痕，凹痕会导致应力集中。 几种类型基本齿条齿廓的几何参数见下表。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.2齿轮的齿廓齿轮的齿廓参数（参数（Reference profile)如果需要对齿顶或齿根进行修改时： KISSsoft软件齿轮基本模块介绍 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿

5、轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.3齿轮齿轮的齿厚偏差参数（的齿厚偏差参数（Tolerances) 在精密机械工业，相对偏差（公差/齿厚）对模数1.0以上的齿轮比较高。如果中心距公差很大，精度等级比较低，此时必须选择一个足够大的偏差来防止齿轮卡死。此外，许多塑料齿轮都出现缩水和膨胀。 经验说明在设计齿轮初期最好定义必要误差。在详细优化齿形时没有缺点出现，然后发现极大的偏差会消耗齿顶处的齿厚优化。 使用DIN3967中指定的方法来定义偏差。在这之前，必须先知道齿轮和箱体的工作温度和热膨胀系数。这里必须考虑膨胀产生的影响。尼龙是膨胀最严重的塑料材料（吸水后会膨胀2%）。无侧隙的齿轮是无法正常工作的

6、，会出现烧伤、噪音、卡死甚至传动失效等状况，因此需要适当的侧隙。可以用改变齿轮副中心距的大小或把齿轮轮齿切薄来获得，一般齿轮副中心距是不能调整的，因此一般在加工齿轮时按规定的齿厚极限偏差将轮齿切薄，如图所示。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.3齿轮齿轮的齿厚偏差参数（的齿厚偏差参数（Tolerances) KISSsoft齿厚偏差功能可以以DIN3967、DIN58405、ISO1328、自定义等方式设置齿厚。齿厚的设置方式还可以生成实际制造所需的测量值：公法线、量棒距、弦齿厚等，也可以直接使用公法线、量棒距、弦齿厚等反定义齿厚。各种值只需要任

7、何一个就可以相互转换，功能是十分强大的。齿顶圆外径、齿根圆底径、中心距可以根据生产状况自定义公差。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.3齿轮的齿厚偏差参数（齿轮的齿厚偏差参数（Tolerances) 如果齿厚值需要转换，单击齿厚转换按钮，进入齿厚转换对话框。 如果需要修改则选定的齿厚偏差将变为自定义偏差。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.3齿轮的齿厚偏差参数（齿轮的齿厚偏差参数（Tolerances) 同样变位系数也可以调整齿厚，需要在基本数据选项卡调整。可以使用公法线、量棒距、弦齿厚等任意一值调

8、整。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.4 齿轮的修形参数（齿轮的修形参数（Modifications)齿轮修形的目的：一对齿轮副在啮合过程中，由于受到载荷作用，轮齿有变形，轴有偏心，轴承存在间隙，轴承受力后有变形，这些都会导致原本应该完全啮合的一对齿的某端或者某段载荷会很大，导致局部应力过大，大大降低齿轮寿命。需要人为的将载荷大的部分的金属切掉，已保证整个齿面载荷均匀分布，这就是修形的基本原理。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.4 齿轮的修形参数（齿轮的修形参数（Modifications) 对

9、于使用模具工艺加工齿形，齿顶必须倒圆角，因为尖角在注塑时是不可能很精确的完成的。最好将齿轮1和齿轮2的这个参数同时在一个界面控制。这样可以确保所有重要的参数（例如重合度等）计算时可以同时考虑齿顶倒圆角的影响。齿轮的齿顶、齿廓倒角、倒圆，并无标准计算公式，一般依据各公司的经验。但不宜过大，从而影响齿轮重合度和强度，一般齿轮倒角如下： 1、齿轮的齿顶倒角、倒圆大小0.050.1模数 2、齿廓倒角0.10.15模数 3、角度一般是45。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.4 齿顶最小齿厚齿顶最小齿厚 在KISSsoft中，默认的最小齿顶厚是0.2*模数

10、。但对塑料齿轮（齿顶圆角）这个值会相对比较低。这时应该设置为0.4*模数。在Module specific settings 中的General设置。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.5 齿轮的功率参数（齿轮的功率参数（Rating) 计算模式Calculation method,塑料材料需选用VDI2545计算，否则无法运行，建议采用VDI2545 modified改进版。当，出现金属件与塑料件配合运转传动时，按下例步骤操作：123 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.5 齿轮的功率参数（齿轮的功

11、率参数（Rating)计算最大允许扭矩： 点击 来定义最大的传递功率。在这种情况下,额定转速，使用寿命和许用安全系数都需考虑在内。 应用系数KA应用系数KA为补偿由于外部因素而引起的齿轮载荷的增加，用KA来调节名义载荷Ft。这种外部附加动载荷取决于原动机和从动机的特性或从动机的特性，也依赖于轴和联轴器在内的系统的质量和刚度以及运行状态。应用系数KA可通过精密测量和对系统的综合分析或根据应用现场的可靠使用经验确定。如果无法实现，可参考下面图表。在某些场合的应用系数KA值远高于表中的值，选用时应认真并尽可能全面地分析工况和联接结构。如在远行中存在非正常的重载、在的启动转矩、重复的中等或严重冲击，应

12、当核算其有限寿命下承载能力和静强度。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.6 齿轮的滑移曲线（齿轮的滑移曲线（Specific sliding） KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.6 齿轮的滑移曲线（齿轮的滑移曲线（Specific sliding） 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！ 一对啮合的齿轮,在同一啮合点上二齿廓的线速度并不相同(节点除外)，因而齿廓间存在滑动，而且在传动过程中两齿廓间有正压力的作用,所以两齿廓间必将产生摩擦，因

13、而使两齿廓受到磨损。通常用滑动率表示齿面间相对滑动的程度。要减少滑动的影响可以通过齿轮变位的方式来实现。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.6 Kisssoft如何修改参数减小滑动比如何修改参数减小滑动比通过修改变位系数来优化滑动比修改变位系数 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.6 Kisssoft如何修改参数减小滑动比如何修改参数减小滑动比通过齿顶修圆来优化滑动比齿顶修圆 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.6 Kisssoft如何修改参数减小滑动比如

14、何修改参数减小滑动比在固定传动比的情况下，不同齿数搭出来的滑动比数值结果会不同调整齿数 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.6滑动比优化总结滑动比优化总结 修改变位系数可以优化滑动比 合理增加齿顶修圆可以优化滑动比 选择合适齿数配合可以优化滑动比 在KISSsoft软件几何设置过程中，应用最为广泛的一个功能就是对啮合齿轮副滑动比的优化，以上几点优化方法并不是任何情况都通用，具体情况还的根据实际产品设计需求来调试。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.7 齿轮的重合度（齿轮的重合度（Contact rat

15、io） 单对齿轮啮合重合度尽量大于单对齿轮啮合重合度尽量大于1，否则会有撞击，影响噪音，否则会有撞击，影响噪音和强度和强度.增大重合度，可以减小齿轮传动的噪音。首先，增大重合度，可以减小单对轮齿的负荷，从而可以减小啮入和啮出的负荷冲击，降低齿轮噪音；其次，随着接触齿对的增加，单对轮齿的传动误差被均化，从而减小了轮齿的动态激励；此外，几乎所有的对齿轮噪音有影响的轮齿参数，实际上都是由于它们对重合度的影响而起作用的。例如，对于重合度为13的圆柱齿轮，降低齿轮的压力角，减小模数，使齿顶高有较小的增加，均是由于增大了重合度而使齿轮噪音降低的。当然，压力角减小，增加了轮齿的柔性，也降低了动态激励，从而有

16、利于噪音的降低。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.7 齿轮的重合度（齿轮的重合度（Contact ratio）优化重合度总结通过修改变位系数可以增加重合度通过减小模数增加齿数可以提高重合度做细长齿形可以增加重合度一般在实际工作中以上三种方法是相互结合在一起设计，也可单独调整某一项参数来达到设计目的，如果用标准刀具加工齿形，第三种方法设计的齿形就不能加工。还有可以使用斜齿轮也可以提高重合度。但是斜齿轮加工制造成本比直齿轮高。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍二二、单对齿轮模块介绍、单对齿轮模块介绍 2.8 齿轮的安全系数（齿轮的安全系数（Sa

17、fety factor） 使用使用KISSsoft软件提高齿面接触安全系数是非常必要的！软件提高齿面接触安全系数是非常必要的！0.8795（0.8618） “Modifications” ，进入修形窗口，输入参数，如图所示。 为提高初始齿接触，并考虑因烧结生产过程产生的收缩，用户必须定义齿顶修圆。为此，从 “Type of tip modification” 的下拉列表选择“Rounding”，输入任意值(这里输入0.05mm，这已经是相当大的)，从齿轮1到3，如图所示。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍 2.18 齿形优化齿形优化用户现在可以在 “Modifications”选项栏里输入

18、齿形修形参数。单击“ ”按钮打开“Sizing modifications”窗口，如图所示。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍 2.18 齿形优化齿形优化 选择“Short profile correction, arc-like圆弧短齿廓修形”来进行齿顶修形，以尽可能小的减轻接触碰撞的影响。在齿轮2上，选择“Short profile modification, arc-like”进行修形，点击Calculate按钮，然后单击Accept，最后关闭此窗口。然后执行适当的齿廓修形。KISSsoft会自动在单齿接触点处开始齿顶修缘, 修形的值基于轮齿弯曲来得到。 最好的设计方案通常是渐在开线

19、末尾处有一个齿根半径很大的椭圆齿轮和一个齿根中间半径较小的齿轮相互啮合。为计算这个，在菜单“Calculation”下拉菜单下激活“Tooth form”选项栏，然后添加选项“Insert elliptical root modification加入椭圆齿根半径的修形”。接下来，点击“ ”按钮显示一个为椭圆齿根半径的建议值。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍 2.15 齿形优化齿形优化所有的齿轮都已经定义后,点击“”图标或按“F5”。 曲率系数曲率系数修形起始圆直径修形起始圆直径齿根直径弧长齿根直径弧长输入轴部分的修改，而不是横向部分输入轴部分的修改，而不是横向部分 KISSsoft软件齿

20、轮基本模块介绍 2.19 检查啮合 在优化齿形后，建议需要检查齿轮啮合的精确度。齿轮啮合接触应该在实际渐开线区域内。两个齿的碰撞，尤其是主动轮的齿顶和从动轮的齿根，会对齿轮有很大的损害。应该在最小中心距的时候检查一下齿轮啮合（用最大中心距检查齿根安全）。可以直接输入中心距。 这个Check for collisions功能非常有用。 可以用来检查啮合是否正确。点击检查框激活碰撞检查。然后点击 图标 Flank to the left or right来放置齿轮右面接触或者左面接触。如果两个面接触了，会出现一个黑色方块，如果有干涉就会湿红色的。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍 2.19 检

21、查啮合 点击 Properties图标，在右侧显示图形设置，可以用它来做碰撞检查。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍 2.19 检查啮合点 击按钮并选择“Make flank contact (right) 右齿面接触”。现在可以看到在轮齿接触处的小黑点。黑色接触点表示“正确啮合或几乎啮合状态”，红色接触点表示“碰撞或干涉状态”。 正确啮合或几乎啮合状态碰撞或干涉状态 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍 2.20检查齿轮咬死 可以通过使用适当的齿厚公差来防止齿轮咬死。如果不能给出理论上尽量大的齿厚公差（例如齿厚会非常小）或者其他原因使得齿轮啮合很紧，这时候必须仔细检查。 当齿轮一起运动时

22、，齿轮应该在齿顶碰到齿根前卡死（侧隙必须是0.0）。可以从实际寿命上反应出这个情况的后果而且必须注意这个情况，因为齿根冲击比齿面卡死更严重。 在KISSsoft中，可以在“Meshing啮合啮合窗口中直接减小中心距，直到消除侧隙。此时一个齿轮的齿顶和另一个齿轮的齿根之间还必须留有间隙。 这是一个反面例子：当侧隙消除后，齿轮1的齿顶已经深入到齿轮2的齿根区域！ KISSsoft软件齿轮基本模块介绍 3.0 圆柱齿轮圆柱齿轮的寿命分析的寿命分析按VDI 2736:2013 Draft(FY Method C)，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

23、。 下面的数据用来计算斜齿轮副，如下:Gear 1Gear 2模数 mm 0.70560.7056螺旋角 degrees 2020压力角 degrees 2020齿数 1875齿宽mm 6.6046.35材料 POMPOM额定转矩 Nm 0.113follows 额定转速 Rpm 3000follows 应用系数 1.51.5使用寿命 h 10001000 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍 3.1 输入齿形参数输入齿形参数 一旦KISSsoft安装和激活，用户可依次点击“开始程序KISSsoft 03-2014KISSsoft”打开程序。进入用户操作界面，输入齿形参数。在KISSsoft主

24、窗口里，单击“Modules模块”选项,然后单击“Cylindrical gear pair圆柱齿轮副”， 打开圆柱齿轮计算窗口。最后输入给定的齿形参数： 在“Basic data基础数据”一栏里，数据输入如下所示： KISSsoft软件齿轮基本模块介绍 3.1 输入输入齿形参齿形参数数在“ Rating”一栏里，相关选项如下所示： (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 和使用寿命，使用系数； (3) 计算方法。 132 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍 3.2 定义其它参数定义其它参数3.2.1 定义中心距 单击中心距输入框右边的 按钮来定义中

25、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。 已知变位系数之和(为零)求中心距 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍 3.2 定义其它参数定义其它参数3.2.2 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。点击选型按钮 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍3.2 定义其它定义其它参数参数 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”为准则选择变位系数。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍3.2 定义其

26、它定义其它参数参数 此前计算的中心距是理论值，现在重新元整后为34.92mm（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。 (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 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍 3.2 定义其它定义其它参数参数点击 “Graphics图表” “Evaluation评价 Specific sliding，查看滑动率情况。 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍 3.2 定义其它定义其它参数参数：润滑方式： 点击润滑类型右边的 按钮来指定润滑的温度 KISSsoft软件齿轮基本模块介绍3.2 定义其它参数定义其它参数： 还可在“Operating backlash”输入周围环境温度的数据。当“Circumferential backlash 圆周侧隙”；“Minimum tip clearance最小齿顶隙”自以为不满意时，特别为负值时，可在“Tolerances公差”中