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复杂的固体齿轮设计软件

  • 2015-10-21 9:17:02
  • 来源:弗戈工业在线

无论你的电脑平台是独立的,或是一套设备的一部分;无论是桌面或是在云端,都有一种齿轮设计方案专门用来满足您的需求。

如果是机械的,而且移动的话,它的内部可能有一个齿轮。齿轮看似简单,但设计起来并不简单,如果设计的最终目标是制造一种持久高效的、无振动的、低噪声运行的机械设备的话。

齿轮类型、直径、厚度和制造材料,它们甚至不一定是圆形的。了解这些齿轮的关键,对于日益复杂和高效的可移动机器,包括电动及混合动力汽车、风力涡轮机、家用电器、航空航天和国防设备等的正确运行至关重要。

今天,这些好处不仅来自齿轮设计软件提供的功能,而且来自各种类型计算机系统软件,独立的台式机,或一组台式机的一部分,在线甚至服务软件。

独立软件

瑞士KISSsoft AG公司推出了KISSsoft施胶机软件要素(齿轮、轴、轴承、连接件、弹簧、链条和皮带),为了按尺寸排列而进行计算是单个参数的一项功能。对于某些齿轮来说,计算范围可能非常宽泛。

KISSsoft坚持更新,它的最新发布日期为2015年3月。在负载接触分析时对齿面修改进行评估,这也解决了安装偏差和齿部变形问题。2015年6月对锥齿轮设计进行了改进,输出结果包括接触模式、传输错误、应力分布,齿面裂缝风险。2015年3月,关于beveloid齿轮,齿轮载荷范围计算发布,这些报告显示了每个负载要素局部损害值。此外,每个要素的负载和速度方向可以单独考虑。2015年1月,一种新的轴计算算法推出,从而改善了稳定性,提高了性能,使错误更容易修正。

一套了不起的软件

Romax软件包的概念专门针对概念阶段的变速箱、传播和动力传动系统设计,相关软件产品Romax Designer是一个能详细分析和优化控制系统的仿真工具,第三种产品Dynamic Fusion直接从概念和针对第三方多体动力学的Romax Designer创建动态模型。

概念为非齿轮专家提供一套模板,用于帮助调查齿轮设计,包括耐用性、噪声和效率,模板涉及动力传动系统和变速箱的应用程序,包括齿轮、轴、轴承、发动机模型、电机、车轮和多电力负载。软件提示使用详细的参数来设计和分析齿轮、专家设计师可以重新开始进行全新的齿轮设计。

概念还包括各种仿真工具,例如预测车辆行为和优化变速箱比率,它还有一个轴承数据库和一些轴承选择工具,用于按大小排列轴承和选择合适的轴承。概念中创建的模型能帮助估计单位成本,预测齿轮和轴承摩擦性能的耐久性,并提供早期评估。

2015年发布的软件包括对第三方CAD互操作性的改进,包括能输入复杂的2D或3D形状,例如行星齿轮架和差速器壳。这个版本还包含一些新的和改进的部分,例如具体的样条分析和行星齿轮架建模。

基于网络的设计

德国GWJ Technology公司开发的eAssistant是一个基于Web的程序,它按照DIN和ISO标准和公认文献设计机械零件(轴、轴承、齿轮、弹簧和轴毂连接)。

圆柱齿轮对设计,例如按照DIN 3960、3961、3964、3967、3977和868进行设计,齿厚和中心距的公差可以来自数据库或单独定义,一个额外的槽可用于齿轮设计计算。它同时适用于长齿和短齿齿轮。工程师可以确定齿面修改方案,例如端部补救,以及对称和不对称的铅制凸面,其他功能都可以根据要求开发,例如能设计大于45°的齿轮螺旋角,而且具有非整数齿数(即具有小数点的齿数),完成的几何图形可以用eAssistant CAD插件或DXF接口导出。

当用eAssistant模拟geartooth形式时,工程师可以选择是否显示齿厚度的底部、中间和上部、顶端圆直径或中心距的公差,程序显示器显示提示和警告,例如啮合干扰。

除了几何计算外,eAssistant还用来计算齿轮的承载能力(DIN 3990方法B)来确定齿轮的疲劳度和静态强度、表面耐久性(点蚀)、轮齿弯曲强度和变形载荷。还要考虑其他影响齿轮对工作的因素,例如基材、润滑剂、研磨级和操作模式。

eAssistant的最新增强版包括一个新模块,专门用于计算齿条齿轮的齿轮对,它通过一个圆柱齿轮对模块进行更换。另外还推出两个模块,用来计算单圆柱齿轮(内部和外部)的几何数据,还有专为Inventor、Solid Edge和SolidWorks设计的新CAD插件能支持3D齿轮齿条建模。

可下载的设计

位于魁北克的Involute Simulation Softwares公司推出的HyGears 4.0版本是一个独立程序,具有“从概念到生产所需的一切设计、分析和制造工具”。随着各种齿轮设计能力的开发,包括零度、直齿、人字形、切削面和螺旋锥齿轮,这个3D工程软件可以用来创建5轴数控加工程序。HyGears能够生成坐标测量机(CMM)目标文件,以及使用CMM数据来评估齿轮质量,计算正确设置,或对一个未知和齿轮组进行反向工程。

齿轮组在初始设计时只需要很少的数据输入,因为大量默认值可以用来计算。这两个功能有助于齿轮组的设计、分析和优化,轮齿接触分析(TCA)对轴承形状和位置模式、减轻负载和传输错误都进行了定义。负载齿轮接触分析(LTCA)计算接触应力、轴承模式范围、传输误差和弯曲应力来评估负载条件下齿轮的行为。工程师可以定义每个齿面的专用独立操作符来随时提高初始设计,在内部几何编辑软件的协助下,工程师还能修改单一几何图形、刀片和机器设置数据,修改也可以通过高级用户控制功能进行。在任何时候,HyGears都能生成一个PDF格式的齿轮设计总结,包括几何形状、强度计算、机器设置、TCA、LTCA、单一和最坏情形的图形输出。

齿轮组显示在WYSIWYG上,模拟图像显示了加工机床和工具的运动。虽然HyGears没有内部有限元解算器,这个项目中创建的几何学原理可作为一个标准的Patran文件导出。内置STEP接口能将数据直接导入大多数CAD和CAM系统。

其他高级功能包括有限条、有限元分析的一种子集,它提供快速计算和弯曲应力和变形显示功能,有助于精确计算齿轮负载分摊情况,而且还包括一个集成接触元素,它使计算任何齿轮几何接触应力成为可能。可以制造成套的螺旋锥齿轮装置,无需为了实现合理的轴承模式和纠正传输错误而使倒具倾斜。

HyGears可在微软Windows XP或更高版本上运行,HyGears的最新版本457-404.50于2015年6月发布,HyGears可从公司网站下载,演示版本有效期为15天,但一些功能会受到限制。

(管理员)



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