Ознакомьтесь с функциями расчета
Встроенные расчеты прочности и срока службы обеспечивают сбалансированность конструкции и максимальную надежность всех деталей машины. Специальные вкладки расчета точно определяют кинематику, общий КПД и тепловой баланс с учетом мощности потерь. Строгое следование международным стандартам, таким как ISO, DIN и AGMA, гарантирует соответствие требованиям сертификации.
Функции, такие как модальный анализ, частоты и вынужденные колебания, доступны для расширенного анализа виброакустических свойств (NVH-анализ).
За счет экспорта МКЭ может учитываться жесткость корпуса, что обеспечивает реалистичное смещение вала и более точный контактный анализ под нагрузкой.
Интегрированные расчеты прочности и срока службы
Ниже приведен обзор функций расчета системного модуля KISSsoft, в котором представлены основные функции и возможности.
Прочность деталей
Интегрированная оценка прочности деталей является ключевым преимуществом системного модуля, закрывающим потребности обеих групп специалистов. Специалисты по деталям получают точные данные о нагрузке всей системы, а системные архитекторы — актуальные коэффициенты запаса прочности всей системы. Модуль связывает все детали машин, включая зубчатые колеса, валы, подшипники и соединения вал-ступица, и выполняет оценку прочности и срока службы всех деталей.
При расчете используются проверенные программные процедуры KISSsoft и строго соблюдаются стандарты, такие как ISO, DIN и AGMA. Этот способ позволяет создать более сбалансированную начальную конструкцию, поскольку взаимосвязи между деталями, например влияние усилий на подшипниках на условия зубчатого зацепления, учитываются с самого начала.
Спектр нагружений
Расчет спектра нагружений на уровне системы позволяет специалистам выполнять оценку прочности всех элементов машины в модели редуктора при реалистичных условиях эксплуатации и переменной нагрузке. Созданные системные спектры нагружений, в которых варьируется количество определяемых пользователями параметров на протяжении всего срока эксплуатации, автоматически передаются в подмодули и учитываются в расчетах.
Эта возможность особенно важна для таких случаев применения, как редукторы ветровых турбин или трансмиссии транспортных средств с динамическими нагрузкой, температурой и частотой вращения. Вкладка расчета используется как для простого кинематического анализа спектра нагружений, так и для комплексной оценки прочности, включая расчет частичных повреждений по правилу Майнера.
КПД
Расчет КПД является ключевой функцией для оценки эффективности всего редуктора. Он выходит за рамки изолированного анализа отдельных деталей, обуславливая точный расчет общей мощности и КПД системы редуктора или трансмиссии. Эта функция важна для системных архитекторов, которые стремятся минимизировать потери энергии и обеспечить высокую плотность мощности.
Процесс расчета определяет всю мощность потерь от различных источников внутри системы. Текущие значения крутящего момента и частоты вращения определяются с помощью метода итерации до достижения баланса крутящего момента в системе, известного как итерация крутящего момента. Расчет можно применять на отдельных ступенях нагрузки и в полных спектрах нагружений.
Тепловой баланс
Тепловой баланс расширяет анализ КПД посредством определения теплового баланса редуктора согласно промышленным стандартам. Это позволяет специалистам рассчитывать тепловое равновесие, определять необходимую мощность системы охлаждения и таким образом контролировать максимальную рабочую температуру масла, что критически важно для срока службы подшипников и смазки.
Тепловой анализ основан на определенной мощности потерь и расчете отвода тепла через корпус и внешние системы охлаждения. При расчете соблюдаются подробные спецификации ISO/TS 14179, часть 2.
Характеристики
Этот метод расчета обеспечивает создание широкого спектра результатов выдачи путем систематического варьирования выбранных вводимых параметров. При изменении как минимум двух первичных параметров, обычно крутящего момента и частоты вращения, возможна визуализация реакций системы в структурированном формате, аналогичном картам. Данные представления обеспечивают четкий и всеобъемлющий обзор поведения системы при различных условиях эксплуатации, что делает их особенно важными для оценки эффективности, оптимизации и сравнительного анализа.
Стандартный случай применения — расчет КПД, при котором характеристика КПД создается на основе изменения значений частоты вращения и крутящего момента приводного вала. Данная характеристика предоставляет четкий обзор эффективности системы в различных условиях эксплуатации.
Интерфейс GEMS
Интерфейс Gleason GEMS®/GAMA® — это специализированный интеграционный инструмент для специалистов, занимающихся проектированием и изготовлением конических и гипоидных зубчатых колес. После определения нагрузок в системном модуле, данный интерфейс обеспечивает бесперебойный и эффективный обмен данными между расчетом подмодулей конических зубчатых колес KISSsoft и программным обеспечением Gleason GEMS® (Gear Engineering and Manufacturing System — система для проектирования и изготовления зубчатых колес) и GAMA® (Gleason Automated Measurement and Analysis — автоматизированная система измерений и анализа Gleason).
Оценка на уровне системы предоставляет важные данные о фактической деформации редуктора под нагрузкой, что существенно влияет на смещение зубчатого зацепления. Эти данные крайне важны для точной оптимизации модификаций боковой поверхности зуба.
Деформация корпуса
Расчет деформации корпуса в специальном аналитическом инструменте позволяет специалистам по проектированию редукторов точно определить влияние нагрузок в редукторе на положение валов и смещение зубчатых колес. Поскольку современные легкие редукторы часто отличаются пониженной жесткостью корпуса, возникающие смещения подшипников крайне важно для точного контактного анализа под нагрузкой.
Системный модуль интегрирует жесткость корпуса, импортируя сокращенную матрицу жесткости из внешнего программного обеспечения МКЭ. Это позволяет выполнять статический расчет, в котором учитывается деформация корпуса при рабочей нагрузке.
Частоты
Расчет характеристических частот — это важный инструмент анализа виброакустических свойств, поддерживающий как этап проектирования для предотвращения резонанса, так и этап технического обслуживания для выявления неисправностей. При расчете собираются и оцениваются важные для частоты данные для всех вращающихся деталей в трансмиссии.
Характеристические частоты зависят от частоты вращения и рассчитываются в определенном диапазоне частот вращения с учетом соответствующих гармоник и боковых полос частоты. Результаты представляются в виде четких диаграмм, которые помогают определить критические перекрытия и пересечения.
Модальный анализ
Модальный анализ рассчитывает собственные частоты и собственные формы колебаний всей системы валов, включая соединения посредством зубчатого зацепления. Это основной инструмент для специалистов по динамическому анализу, используемый для определения критичных условий эксплуатации, при которых резонанс может возникать на ранних этапах.
Расчет выполняется по методу передаточной матрицы и может учитывать различные подходы к моделированию для связывания изгибных, крутильных и осевых вибраций. Результаты визуализируются в виде диаграммы Кэмпбелла, на которой отображаются собственные частоты в зависимости от частоты вращения вала.
Вынужденные колебания
Оценка вынужденных колебаний — это мощный и удобный для пользователя инструмент для динамического анализа трансмиссий при периодических возбуждениях, используемый для оценки поведения виброакустических свойств системы. Он предназначен для специалистов в области определения характеристик вибрации и применяет гармонический анализ на основе рядов Фурье для достижения быстрых и эффективных результатов.
Данная оценка учитывает нелинейности, возникающие в результате периодических временных изменений жесткости зацепления и кинематической погрешности передачи. Рассчитываются зависимые от времени усилия на подшипниках, коэффициент внутренней динамической нагрузки и динамические силы зубчатого зацепления.
