KISSsoft教程：交叉斜齿轮.pdf

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1、KISSsoft高级教程：交叉斜齿轮，结合金属蜗杆和塑料齿轮，考虑长齿高制设计方法1.概述由于交叉斜齿轮系统中蜗杆和塑料齿轮的材料不同，将会导致啮合时齿厚的分布大小不一。金属材料的杨氏弹性模量（材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系，标志了材料的刚性，杨氏模量越大，越不容易发生形变，符合胡克定律）为210000MPa，而塑料材料则只有3000MPa。所以，金属蜗杆的齿厚需要缩小，而增加塑料齿轮的齿厚。通常，在实际啮合过程中，蜗杆上轮齿断裂的可能性占到20%-40%，而塑料斜齿轮占到60%-80%。不采用齿廓修形的情况下，蜗轮和蜗杆的齿厚分布一般为，齿厚分布均衡。法向

2、齿厚Sn需要缩小ΔSn（Mn*0.5），从而使蜗杆的齿厚分布占到34%，蜗轮的轮齿厚度占到66%。塑料齿轮的齿根强度因为金属蜗杆的轮齿减小而得到巨大提升，齿数也会相应增加。同时，齿根和齿顶圆仍然保持和先前而修改齿形时的大小。所以，DIN3960标准采用的公式为：考虑变位系数时，在分度圆上的齿厚：Sn=Mn*（α）。齿根圆直径：df=d+2**Mn-2hfp。2.KISSsoft计算过程解析在KISSsoft软件模块中，打开交叉斜齿轮模块，如图1所示。图1交叉斜齿轮模块将已知数据输入到基本界面，如图2、图3和图4所示。图2交叉斜齿轮基本数据输入模块图3塑料齿轮长齿制齿廓设置

3、图4公差界面设置公差设置依据资料设置点击计算按钮，会出现下面错误，如图5所示：①塑料齿轮不适用于DIN3990或ISO6336标准。KISSsoft软件中，为准确计算该类型系②请注意：在选项框中会提统，需要考虑塑料的S-N曲示怎样解决该错误的方法。线，其温度依靠VDI2545标准①塑料齿轮计算采用DIN3990确定。适用DIN3990或或ISO6336，需要在“特殊ISO6336可以近似地推得塑料模块设置”窗口中点击“塑齿轮的寿命。SigFlim和料”栏后，激活选项“允许②sigHlim疲劳极限需要确定，根据DIN3990/ISO6336简单并且在允许有效范围内，大概计算

4、塑料齿轮类型”。8在10左右，油脂温度在70°C图5塑料齿轮采用ISO6336或DIN3990时产生错误根据软件提示方法消除错误警报，如图6所示。图6允许塑料齿轮采用ISO6336或DIN3990计算3.KISSsoft计算结果1.TOOTHGEOMETRYANDMATERIAL-------WORM----------------WHEEL----Centerdistance(mm)[a]24.500CentredistancetoleranceDIN58405j10Axisangle(°)90.0000Normalmodule(mm)[mn]0.8000Normalm

5、oduleatpitchcircle(mm)[msn]0.8000Helixangleatreferencecircle(°)[beta]80.000010.0206Pressureangleatnormalsection(°)[alfn]14.500Leadangleatreferencediameter(°)[gamma]10.000079.9794Helixangleatpitchcircle(°)[betas]79.980010.0200Numberofteeth[z]249Shapeofflank:ZIFacewidth(mm)[b]15.006.00Facew

6、idthforcalculation(mm)[beH]2.462.46HandofgearleftleftAccuracygrade[Q-ISO1328]810Innerdiameter(mm)[di]0.000.00Innerdiameterofgearrim(mm)[dbi]0.000.00、Sumofprofileshiftcoefficients[Summexi]-0.0133Profileshiftcoefficient[x]0.0000-0.0133用户在KISSsoft软件中可以通过三种途径诠释结果，首先是详实的结果报告，包括很多参数，但不能直观反映设计结果

7、的状况；第二，基础界面结果窗口列举的重要参数；能够直接反映设计参数的情况，比如塑料齿轮的齿面或齿根的安全系数0.3349和0.6956都相当低，无法和许用安全系数相比，需要通过其他途径提高。第三，一对齿轮的啮合2D仿真图，即可以导入到CAD界面进行操作，也可以在KISSsoft软件中进行操作，看齿轮的啮合情况，是否齿面碰撞、干涉等。最后，打开3D界面导出立体图形，不过需要很长时间等待，如图7所示。图7交叉斜齿轮三维仿真模拟4.通过若干方案提高齿轮质量4.1通过变位系数修改齿厚[ΔSn（Mn*0.5）]通过计算α，得到=0.96