探索计算功能

集成的强度和寿命计算确保了所有机械零件在设计上的平衡和最大的存活概率。特定的计算选项卡在计算功率损耗的同时,精确确定运动学、整体效率和热平衡。严格遵守 ISO、DIN 和 AGMA 等国际标准,确保符合认证要求。

包括模态分析、特征频率和受迫响应在内的动态功能可用于更进一步的 NVH 分析。

可以通过 FEM 导入来考虑壳体刚度,确保得到可靠的轴错位,从而得出更精确的负载下的齿轮接触分析结果。

 

 

集成的强度与寿命计算

下面将为您介绍 KISSsoft 系统模块中的计算功能概览,并重点展示其核心功能。

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部件强度

集成的零件强度校核是系统模块的核心价值所在,满足了两类专家群体的需求。零件专家从整个系统中获得精确的载荷数据,而系统架构师则获得即时的全系统安全系数。该模块链接了所有机械零件,包括齿轮、轴、轴承和轴‑轮毂连接,并对所有零件执行强度和寿命分析。

计算使用既有的 KISSsoft 模块,并严格遵守 ISO、DIN 和 AGMA 等国际标准。这种方法使得设计在初始阶段就获得了更好的平衡,因为从一开始就考虑了零件之间的相互依赖关系,例如轴承力对齿轮啮合条件的影响。

 

 

载荷谱

系统级的载荷谱计算使工程师能够在变化的实际载荷条件下对齿轮箱模型中的所有机械零件进行强度校核。在整个工作寿命周期内根据用户自定义的参数数量生成的系统载荷谱会自动传递到子模块并在计算中予以考虑。

这种功能对于风力发电齿轮箱或载荷、温度、转速在动态变化的汽车变速器等应用至关重要。该计算选项卡既支持载荷谱的简单运动学分析,也支持完整的强度分析,包括根据 Miner 法则计算局部损伤。

 

 

效率

效率计算是评估整个齿轮箱性能的关键功能。它超越了对单个部件的孤立分析,准确计算了齿轮箱或传动系统的整体功率损失和系统效率。此功能对于想要寻求最小化能量损失并实现高功率密度的系统架构师至关重要。

计算过程会识别系统内各种来源的所有功率损耗。使用迭代方法确定实际扭矩和转速,直到系统达到扭矩平衡,这被称为扭矩迭代。该计算既可应用于单级载荷,也可应用于完整的载荷谱。

 

 

 

热平衡

热平衡计算通过根据行业标准确定齿轮箱热平衡来扩展效率分析。这使工程师能够计算热平衡,确定所需的冷却器功率,从而控制润滑油的最高工作温度,这对轴承和润滑剂的寿命至关重要。

热分析基于确定的功率损耗以及通过壳体和外部冷却系统散热的计算。计算遵循 ISO/TS 14179 第 2 部分的详细规范。

 

 

特性分布图

该计算方法能够通过系统地改变选定的输入参数来生成广泛的输出结果。通过改变至少两个主要参数(通常是扭矩和转速),能够以结构化的图谱状格式可视化系统响应。这些图谱清晰而全面地提供了不同工作条件下的系统表现概况,这使其对性能评估、优化和比较分析特别有价值。

一个典型的应用是效率计算,基于输入转速和输入扭矩的变化生成效率图特性分布图。该特性分布图提供了不同工作条件下系统性能的清晰概况。

 

 

GEMS 接口

Gleason GEMS®/GAMA® 接口是专为设计和制造锥齿轮和准双曲面齿轮的专家提供的集成工具。一旦在系统模块中定义了载荷,该接口就能确保 KISSsoft 锥齿轮子模块计算与 Gleason 软件 GEMS®(Gear Engineering and Manufacturing System齿轮工程与制造系统)和 GAMA®(Gleason Automated Measurement and Analysis 格里森自动化测量与分析)之间无缝且高效的数据交换。

系统级分析提供了关于齿轮传动机构在载荷下实际变形的关键数据,这对齿轮啮合错位量有重大影响。这些信息对于齿面修形的精确优化至关重要。

 

壳体变形

考虑壳体变形是齿轮设计专家的一种特殊分析工具,用于精确捕捉齿轮箱载荷对轴定位和齿轮对中情况的影响。由于现代轻量化齿轮箱通常表现出较低的壳体刚度,由此产生的轴承偏置对于准确的负载下的齿轮接触分析至关重要。

系统模块通过从外部 FEM 软件导入缩聚刚度矩阵来考虑壳体刚度,以在工作载荷下进行壳体变形的静态计算。

 

特征频率

特征频率计算是一个重要的 NVH 工具,既支持设计阶段避免共振,也支持用于故障检测的预测性维护。该计算收集并分析传动系统中所有旋转部件的频率相关数据。

特征频率与速度相关,并在定义的速度范围内进行计算,同时考虑相关的谐波和边频。结果以清晰的图表呈现,有助于识别关键的重叠和交叉点。

 

 

模态分析

模态分析计算完整轴系的固有频率和振型,包括通过齿轮啮合进行的耦合。这是动态分析专家的基础工具,以便在早期阶段识别可能发生共振的关键工况。

该计算基于传递矩阵法,可以考虑各种建模方法来耦合弯曲、扭转和轴向振动。结果在坎贝尔图中可视化,该图以作为轴转速函数的方式绘制固有频率。

 

 

受迫振动

受迫振动分析是一个功能强大且易于使用的工具,用于在周期性激励下对传动系统进行动态分析,以评估系统的 NVH 表现。它专为振动专家设计,使用基于傅里叶级数的频率响应分析来提供快速高效的结果。

该分析考虑了由啮合刚度和传动误差的周期性变化引起的非线性特征。计算随时间变化的轴承力、动载荷系数和动态齿轮啮合力。

 

 

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