KISSsoft

KISSsoft
Berechnungsprogramm zur Auslegung,
Optimierung und Nachrechnung von
Maschinenelementen
WISSEN TEILEN
© 2012 KISSsoft AG
William Mark McVea, KBE+, Inc.,
New York/Vereinigte Staaten
“Seit über 30 Jahren entwerfe ich Zahnräder. In all dieser Zeit habe ich nach einem Werkzeug gesucht, das macht, was es soll und es so macht, wie ich es brauche. Endlich habe
ich dieses Werkzeug gefunden: KISSsoft bietet mir das, was ich für meine Projekte benötige und erlaubt mir darüber hinaus so zu arbeiten, wie es meiner Denkweise entspricht.
Über die Jahre hinweg habe ich eng mit dem technischen Support von KISSsoft zusammengearbeitet und wurde stets vorbildlich unterstützt, konnte von schnellen Antworten
und brauchbaren Lösungen profitieren – und dies sowohl bei Anwendungsproblemen als
auch bei Fragen zum Thema Verzahnungen selbst. Der technische Service von KISSsoft
bietet viel mehr als nur Antworten auf Fragen – er ist ein treuer Mitarbeiter, dem man
vertraut und eines der nützlichsten Werkzeuge in meiner Werkzeugkiste.
KISSsoft ist wirklich ein einmaliger Fund – je mehr ich es fordere, desto besser wird es.“
„Lassen Sie uns Wissen teilen.“
KISSsoft – modular und verbindend
KISSsoft ist ein modular aufgebautes Berechnungsprogramm zur Auslegung, Optimierung und Nachrechnung von Maschinenelementen. Die Anwendung erstreckt sich vom
einfachen Maschinenelement bis zur automatischen Auslegung kompletter Getriebe.
● Berechnung auf Grundlage internationaler Berechnungsstandards
● Integration in alle gängigen 3D-CADs
● Verzahnungen mit Stirnrädern, Kegelrädern, Schneckenrädern
und weiteren
● Kontaktanalyse unter Last
● Wellen und Wellensysteme
● integrierte Wälzlagerberechnung klassisch und mit Berücksichtigung
der inneren Geometrie
● Welle-Nabe-Verbindungen mit verschiedensten Verbindungsarten
● diverse Berechnungen wie Toleranzkette, Hertzsche Pressung
und viele mehr
KISSsys ist ein Systemaufsatz zu KISSsoft, mit dem sich komplette Getriebe und
Antriebsstränge modellieren lassen. Der „Getriebevariantengenerator“ erzeugt zudem
automatisch zahlreiche Varianten von Getrieben, alle mit gleicher Gesamtuntersetzung
und Leistung, jedoch mit unterschiedlicher Anzahl Stufen und Untersetzungsaufteilung
über die Stufen.
● fertige Modelle für häufige Standardkinematiken und Modellierung
beliebiger Kinematiken (wie z.B. komplexe Umlaufgetriebe und
Differentiale)
● automatische Kopplung zu KISSsoft-Berechnungsmodulen (wie
z.B. Kontaktanalyse mit Berücksichtigung der Wellendurchbiegungen von Ritzel und Rad)
● diverse Bibliotheken mit Elementen für Schaltzustände, Wiederholteile und thermische Analyse
● eigene Berechnungen und Automatisierungen über eine integrierte
Programmiersprache möglich
Produktübersicht
KISSsoft
bietet auf der Grundlage von internationalen
Berechnungsstandards weitgehende Optimierungsmöglichkeiten für den gesamten Auslegungsprozess von Maschinenelementen. Die Software
gewährleistet eine schnelle und qualitativ hochstehende Festigkeitsberechnung mit umfangreicher Dokumentation inklusive Sicherheitsfaktoren
sowie Lebensdauerwerten. Schnittstellen zu allen
gängigen CADs runden dieses Produkt ab.
KISSsys
ist der Systemaufsatz zu KISSsoft und ermöglicht
dem Anwender die Auslegung ganzer Getriebe.
Dabei wird die Analyse für alle Zahnräder, Wellen
sowie Lager gleichzeitig durchgeführt. Mit KISSsys
lassen sich beliebige Kinematiken berechnen und
aufgrund der integrierten Programmiersprache
eigene Berechnungsgänge sowie Auslegungen
implementieren.
GPK
ist ein Getriebeberechnungspaket, welches dem
Konstrukteur häufige Grundmodelle zur Berechnung
seiner Getriebe zur Verfügung stellt. Dabei ist der
Zugriff auf die Funktionalität der KISSsoft-Installation
verfügbar, weshalb sich GPK sehr gut für Standardkinematiken wie z.B. Industriegetriebe eignet.
Engineering und Beratung
gehören zu unseren Dienstleistungen, wobei der Kunde in seiner Produktgestaltung individuell unterstützt
wird. Die Ausarbeitung optimaler Lösungen und die
Durchführung von Expertisen leisten hier wichtige Vorarbeit für eine effiziente und ökonomische Fertigung
des gewünschten Produktes.
KISSsoft – WISSEN TEILEN
Anfänglich als Berechnungssoftware für den Eigengebrauch des Zürcher Getriebeherstellers L. Kissling & Co. AG gedacht, verbreitete sich KISSsoft seit den
frühen 1980er Jahren rasch in alle Branchen des Maschinenbaus. Um die Pflege
dieses Berechnungsprogramms für die Auslegung, Optimierung und Nachrechnung
von Maschinenelementen gewährleisten zu können, wurde schliesslich 1998 die eigenständige Firma KISSsoft AG gegründet, mit ihrem Hauptsitz in der Schweiz.
„Ein Werkzeug ist nur so gut wie sein Anwender.“
In unserer Software stecken einschlägige geltende Berechnungsnormen und unzählige
Design- sowie Optimierungsmöglichkeiten, welche auf der Erfahrung unserer Entwicklungsingenieure und Kunden beruhen.
Dabei fliessen die Anregungen und Wünsche von innovativen Unternehmen aus der
ganzen Welt in die Weiterentwicklung der Software ein – so befindet sich KISSsoft immer
auf dem neusten Stand der Technik.
Um auch die Anwender auf diesen Stand zu bringen, geben KISSsoft-Spezialisten
regelmässig Schulungen:
● Einsteigerschulungen zum schnellen Erlernen von Grundfunktionalitäten
der Softwarebedienung und der zugrundeliegenden Normen
● Vertiefungsschulungen zu Optimierungsstrategien
● Sonderschulungen zu ausgewählten Spezialthemen
(z.B. zu Zahnrädern mit kleinem Modul aus Plastik oder Sintermetall,
zu Schnecken- oder Kegelrädern, zu neuen Normen sowie deren
Anwendung/Auswirkung auf bestehende Designs)
Auf diese Weise kann sich jeder KISSsoft-Anwender seinem Wissensstand entsprechend laufend weiterbilden. Darüber hinaus können bei firmenspezifischen
Bedürfnissen auch interne Schulungen organisiert werden.
„WISSEN TEILEN ist die Leitplanke unserer Firma.“
Nebst regem Austausch im Rahmen von Messen und Kongressen, bietet die KISSsoft AG
mit dem Schweizer Maschinenelemente Kolloquium SMK – www.smk2012.ch – auch
selbst eine neutrale Plattform, auf der neuste Tendenzen in der Branche diskutiert und
Forschungsergebnisse vermittelt werden.
„Lassen Sie uns Wissen teilen.“
KISSsoft: Zahnräder
● Stirnräder
● Planetensätze
● Zahnstangen
● Kegel- und Hypoidräder
● Schneckenräder
● Schraubräder
● Kronenräder
● Unrundräder
Mit der Zahnradberechnung können Stirnräder in
verschiedenen Konfigurationen (als Paar, Planetensatz, drei oder vier Räder in Reihe, Zahnstange und
als Einzelrad) behandelt werden, sowie Kegelräder,
Hypoidräder, Schraubräder, Schnecken, Kronenräder und Unrundräder.
Neben der Geometrie wird die Festigkeit und die
Lebensdauer bestimmt. Durch sehr umfangreiche
Zusatzberechnungen ergibt sich ein vollständiges
Paket, das auch spezielle Anforderungen erfüllt.
Festigkeit
Grundlage für die Festigkeitsberechnung sind die
aktuellen Normen von ISO, DIN, VDI und AGMA.
KISSsoft erlaubt auf einfache und sichere Weise die
Durchführung des Festigkeitsnachweises.
Für Spezialanwendungen aus dem Kunststoffbereich,
Schiffsbereich oder der statischen Anwendung stehen die relevanten Methoden wie VDI-Richtlinien oder
etablierte Literatur zur Verfügung.
Berechnet wird die Sicherheit gegen Zahnfussbruch, Flankenpressung, Fressen, Graufleckigkeit,
Flankenbruch – oder auch bei gegebener Mindestsicherheit die übertragbare Leistung bzw. die erreichbare Lebensdauer. Bei metallischen und trockenlaufenden Kunststoff-Zahnrädern wird darüber hinaus
der Verschleiss abgeschätzt.
Geometrie
Die Geometrieberechnung liefert alle Dimensionen
und Prüfmasse unter vollständiger Berücksichtigung
der relevanten Toleranzen. Es können Profil- und
Längskorrekturen definiert werden und Werkzeugdefinitionen selbst erstellt oder aus der mitgelieferten
Datenbank ausgewählt werden.
Auslegungen
Zahlreiche Auslegungsfunktionen optimieren einzelne Parameter wie die Profilverschiebung, den Schrägungswinkel oder die Zahnhöhe. Die Grobauslegung
liefert eine Reihe von Varianten für Zahnradpaare zur
Lösung einer Übertragungsaufgabe. Die Feinauslegung rechnet ganze Parameterbereiche durch und
vergleicht die bestehende Lösung mit zahlreichen
Varianten.
Über CAD-Schnittstellen ist es möglich, die Zahnräder
als DXF- oder IGES-Datei in 2D auszugeben oder
als 3D-Modelle im STEP-Format. Für die im Maschinenbau üblichen CADs werden zudem auch direkte
Schnittstellen angeboten.
Kontaktanalyse für Stirnräder
Für weiterführende Geräusch- und Festigkeitsoptimierungen wird die Kontaktanalyse verwendet. Auf
der Grundlage der Zahnsteifigkeitsberechnung nach
Petersen wird mit Berücksichtigung der Zahnbiegung
der örtliche Kontakt berechnet. Miteinbezogen werden
auch die Wellendurchbiegungen und Zahnkorrekturen, womit eine realitätsnahe Analyse des Zahneingriffes möglich ist. Als Resultate werden neben der
Spannungsverteilung und Drehwegabweichung auch
örtlicher Schmierspalt, örtlicher Verschleiss und viele
weitere Kriterien ausgegeben.
Weiterführende Berechnungen bei den Stirnrädern
Diverse integrierte Berechnungsmodule liefern weitere
Werkzeuge zur Optimierung oder Fertigung von Zahnrädern wie das Betriebsflankenspiel, die Lehrzahnradberechnung, die Analyse des Schmierspalts oder
auch ein Spezialprotokoll mit den Fertigungstoleranzen nach diversen Normen.
Kegel- und Hypoidräder
Bei den Kegel- und Hypoidrädern erfolgt die Berechnung von Geometrie und Kontrollmassen von gerad-,
schräg- und bogenverzahnten Kegelrädern nach
ISO 23509. Neben der Berechnung der Abmessungen von Kegelrädern können 3D-Modelle erzeugt und
exportiert werden. Das lastfreie Tragverhalten kann
vorgängig am Modell geprüft werden.
An Festigkeitsberechnungen stehen für die Kegelund Hypoidräder neben den ISO-, DIN- und AGMANormen auch das Zyklo-Palloid-Verfahren nach
Klingelnberg und für Kegelräder aus Kunststoff eine
Adaption der VDI-Richtlinie zur Verfügung. Zudem
kann eine statische Berechnung für Kegelradpaare
oder Kegelradifferentiale durchgeführt werden.
Schneckenräder
Die Berechnung der Schneckenräder umfasst die
Geometrie und Festigkeit sowie die Fertigungstoleranzen nach den massgebenden Normen der
ISO und DIN. Es werden Wirkungsgrad, Temperatursicherheit, Grübchensicherheit, Verschleisssicherheit,
Zahnbruchsicherheit und Durchbiegungssicherheit ermittelt. Bestimmt wird auch das Anfahr-Drehmoment
unter Last. Geometrieseitig lassen sich die unterschiedlichen Flankenformen (ZA, ZE, ZH, ZI, ZK, ZN,
ZC) exakt berücksichtigen.
Die Auslegung der Zahnbreite, des Achsabstandes,
des Steigungswinkels etc. rundet die SchneckenradFunktionalitäten ab.
Die Globoidschneckenräder können als 3D-Modelle
im STEP-Format erzeugt und exportiert werden. Das
lastfreie Tragverhalten kann vorgängig am Modell
geprüft werden.
Schraubräder
Die Berechnung von Schraubrädern (Stirnräder mit
gekreuzten Achsen) ist nach dem Standardwerk von
G. Niemann in KISSsoft implementiert und erweitert
für beliebige Achs-/ Schrägungswinkel. Zudem werden
Kontroll- und Fabrikationsmasse berechnet.
Für Schraubräder wird eine erweiterte Festigkeitsberechnung kombiniert mit der Methode ISO 6336
durchgeführt, was eine komplette Festigkeitsberechnung von Schraubrädern (Fussfestigkeit, Flankenfestigkeit, Verschleissfestigkeit und Fresssicherheit)
ermöglicht. Weiter ist für die Berechnungen mit Kunststoffen die VDI 2545 adaptiert. Für die Berechnung
der statischen Festigkeit werden Biegung und
Scherung berücksichtigt.
KISSsoft: Welle und Lager
Die Wellen- und Lagerberechnung umfasst die Berechnung der Wellenfestigkeiten und Lagerlebensdauerberechnung von Wälzlagern sowie die Berechnung
von hydrodynamischen Gleitlagern nach verschiedenen üblichen und erweiterten Methoden.
Dabei enthält die Wellenberechnung eine integrierte Lagerberechnung, welche für den Getriebekonstrukteur zur Berechnung der Wellenfestigkeit und
Lagerlebensdauer zugeschnitten ist. Sind die Lagerbelastungen bereits bekannt, so stehen alleinstehende Lagerberechnungen zur Verfügung. In beiden Varianten sind wahlweise die klassische Methode oder
die Berechnung unter Berücksichtigung der inneren
Geometrie verfügbar.
Berechnung der Wellen
Mit dem grafischen Welleneditor wird die Geometrie
inklusive der Kerben von einer oder mehreren Wellen,
Lagerung und Lasten vom Benutzer eingegeben oder
von einer DXF-Datei eingelesen. Die Lagerung kann
über Wälzlager oder als allgemeine Lagerung festgelegt werden, wobei Mehrfachlagerungen problemlos
möglich sind. Wälzlager können aus der Datenbank
mit über 20 Lagertypen von verschiedensten Herstel-
lern ausgesucht werden. Lasten lassen sich entweder klassisch, durch Kräfte und Momente oder direkt
durch Kraftelemente wie Verzahnungen (Stirnräder,
Kegelräder etc.) definieren. Darauf aufbauend werden
Biegelinie und Momentenverläufe sowie Lagerkräfte
gerechnet. Es ist die direkte Berechnung von Systemen koaxialer Wellen möglich.
Allen Kraftelementen können individuelle Lastkollektive zugeordnet werden.
Wellenfestigkeit
Für die Berechnung der Wellenfestigkeit stehen die
Berechnung nach DIN 743, der FKM-Richtlinie und
Hänchen/Decker zur Verfügung. Die Festigkeitsberechnung nach DIN 743 „Tragfähigkeit von Wellen und
Achsen“ ist eine leicht verständliche, aber doch weitreichende Methode und wird sehr häufig im Maschinenbau verwendet.
Die in KISSsoft implementierte FKM-Richtlinie ist die
umfassendste Berechnungsmethode, die heute zur
Verfügung steht und geht über den Anwendungsbereich der DIN 743 hinaus. Deshalb eignet sie sich auch
sehr gut für Zertifizierungen.
Aus dieser tabellarischen Auflistung kann direkt ein
Lager ausgewählt werden.
Flankenlinienkorrektur
Um den Zahneingriff zu optimieren und die Deformation
der Welle auszugleichen, werden typischerweise Flankenlinienkorrekturen (Breitenballigkeit, Schrägungswinkel) angewandt. Dazu wird die Deformation der
Welle an der Stelle des Zahnrades berechnet. Die
Korrektur lässt sich vom Benutzer festlegen sowie grafisch darstellen und überprüfen. In einem
eigenen Protokoll werden der Schrägungswinkel und
die Breitenballigkeit ausgegeben.
Integrierte Wälzlagerberechnung
Die Lagerbelastungen werden aus den aufgebrachten
Kräften bestimmt. Bei Lagern mit geneigten Laufbahnen (Kegelrollenlager, Schrägkugellager und Spindellager) wird die schiefe Druckrichtung der Reaktionskräfte in Form eines zusätzlichen Biegemoments
berücksichtigt. Berechnet werden die statische Sicherheit sowie die Lagerlebensdauer, wahlweise mit oder
ohne Berücksichtigung von Schmierstoffeinfluss und
Lastkollektiven.
Zusätzlich zur klassischen Berechnungsmethode ist für
viele Lagerarten die ISO/TS 16281 (2008) implementiert. Hiermit werden unter Berücksichtigung der inneren
Lagergeometrie die Referenz-Lebensdauer sowie die
Pressung auf die Wälzkörper ermittelt. Neben der deutlich detailgetreueren Berechnungsmethode für die Lebensdauer liefert die Berechnung auch die nichtlineare
Lagersteifigkeit.
Lagerspiel sowie Lagertoleranzen werden ermittelt
unter Berücksichtigung von Vorspannung und thermischer Ausdehnung. Axiale Vorspannungen werden
durch einen Lagerversatz oder direkt durch eine Kraft
definiert. Die Verformungen des Gehäuses können
durch eine Rotation des Lageraussenrings berücksichtigt werden. Zusätzlich lässt sich eine selbst-definierte
Rollenprofilierung eingeben.
Um ein Lager mit der geforderten Lebensdauer zielsicher auswählen zu können, werden in einer Auslegungshilfe für alle geometrisch passenden Lager des
gewählten Typs die Lebensdauer und statische Kennzahl aufgrund der vorliegenden Belastung berechnet
und in einer Tabelle angezeigt.
Campbell-Diagramm
Eigenfrequenzen werden mit Kreiseleffekt und Lagersteifigkeiten gerechnet. Auch nichtlineare Eigenschaften lassen sich berücksichtigen. Als Resultat werden
kritische Drehzahlen mit Gleichlauf oder Gegenlauf
gerechnet und im gängigen Campbell-Diagramm
dargestellt.
Gleitlagerberechnung
Die Gleitlagerberechnung umfasst die Berechnung
von ölgeschmierten, hydrodynamischen Radialgleitlagern und hydrodynamischen Axialgleitlagern.
Für die Radialgleitlager sind die zwei Rechenmethoden Niemann und DIN 31652 implementiert.
Für die Berechnung von Axialsegmentlagern ist die
DIN 31653 implementiert. Diese Norm gilt für Lager
mit fest eingearbeiteten Keilflächen, welche durch einen Schmierfilm von den Spurscheiben getrennt werden. Für die Berechnung von Axialkippsegmentlagern
ist die DIN 31654 vorhanden.
KISSsoft: Weitere Elemente
Verbindungselemente
Die Verbindungselemente umfassen die üblichen Verbindungsarten für Naben auf Wellen, welche in einem
Getriebe zum Einsatz kommen: Passfeder, zylindrischer oder konischer Presssitz, Klemmverbindung,
Zahnwellenverbindung, Keilwellen, Scheibenfeder
und Polygon. Für diese Maschinenelemente kommen
die einschlägigen DIN- und ISO-Normen zum Einsatz,
sowohl bei der Festigkeitsberechnung als auch bei
der Geometrie. Es stehen Auslegungen für übertragbare Drehmomente, tragende Längen bzw. bei den
Presssitzen geeignete Passungen und Toleranzen zur
Verfügung.
Ausserdem werden Bolzen und Stifte, Kleb-, Löt- sowie
Schweissverbindungen und Seegerringe behandelt.
Federn
Für die Berechnung von Federn ist eine Datenbank
mit den wichtigsten Federwerkstoffen sowie mit unterschiedlichen Drahtdurchmessern in KISSsoft vorhanden. Es werden Druck-, Zug-, Schenkel-, Teller- und
Drehstabfedern abgedeckt. Zur Veranschaulichung
wird die Federkennlinie dargestellt. Je nach Federtyp
wird ausserdem das Goodman-Diagramm erzeugt und
die Setzung berechnet.
Schrauben
Die Berechnung basiert auf der VDI 2230 der Ausgabe
2003 und VDI 2230 Blatt 2, Entwurf 2011.
Es können Einzelschrauben unter Längs- und Querkraft, Flanschverbindungen mit Dreh- und Biegemoment sowie Konsolverbindungen mit beliebiger
Schraubenposition definiert und behandelt werden.
Die Berücksichtigung einer exzentrischen Belastung
sowie Verspannung und die Kontrolle auf Klaffen der
Trennfuge sind ebenfalls gewährleistet. Resultate
von FEM-Berechnungen auf der Basis von VDI 2230
Blatt 2 können dabei direkt eingegeben und beim
Nachweis gemäss VDI 2230 Blatt 1 bei der Berechnung berücksichtigt werden.
Gerechnet wird mit Betriebstemperaturen zwischen
−200 und +1000 Grad Celsius. Für Schrauben und
verspannte Teile können unterschiedliche Temperaturen vorgegeben werden.
Für alle betroffenen Elemente sind Tabellen mit den
üblichen Normwerten integriert. Eigene Definitionen
von Schrauben fast beliebiger Komplexität, auch Hohlschrauben, sind ebenfalls möglich. Als verspannte
Elemente können Platten, Hülsen, Kreisringsegmente
● Passfeder
● Presssitz
● Zahnwellenverbindung
● Schrauben
● Federn
● Ketten/Riemen
● Reibkupplungen, -bremsen
● Bolzen und Stifte
oder prismatische Körper definiert werden. Das Programm kann Vorschläge für Nenndurchmesser und
Gewindelänge liefern. Des Weiteren sind grafische
Darstellungen des Verspannungsdiagramms, der
Montagevorspannkräfte und der Schraubengeometrie
verfügbar.
Ketten/Riemen
Die Riemenberechnung in KISSsoft bietet eine herstellerunabhängige Berechnung von Keil- und Zahnriemen nach den Rechenvorschriften der Hersteller.
Beide Berechnungsmodule beinhalten hilfreiche Auslegungsfunktionen für Riemenlänge, Achsabstand und
die notwendige Breite beziehungsweise die Anzahl der
Riemen etc.
Die Geometrie der Ketten in der Kettenberechnung
basiert auf der ISO 606, die Rechengrundlage richtet
sich nach DIN ISO 10823. KISSsoft kann Vorschläge
liefern für den Kettentyp, die Anzahl der Glieder und
den Achsabstand.
Synchronisationen
Für Synchronisationen nach Borg-Warner-Typ werden die Synchronisationskräfte und -zeiten berechnet.
Ausserdem lassen sich der Sicherheitsfaktor für den
Lastzyklus und weitere Parameter wie die Reibleistung sowie die Temperaturerhöhung ermitteln.
Reibkupplungen und -bremsen
Für schaltbare fremdbetätigte Reibkupplungen und
-bremsen ist die Rechenmethode nach VDI 2241 implementiert. Die Berechnung wird ergänzt durch die
Auslegung von Kupplungen auf der Basis von Trägheitsmomenten, Drehmomenten und Drehzahlen.
Diverse
Um dem Ingenieur auch für kleinere, allgemeine
Berechnungsprobleme ein Werkzeug in der gewohnten Umgebung zur Verfügung stellen zu können, sind
zusätzliche Berechnungsmodule implementiert, die
nicht direkt Maschinenelementen zugeordnet werden
können:
● Toleranzberechnung für das Aufsummieren von
mehreren Toleranzen eines Kettenmasses unter
Berücksichtigung statistischer Einflüsse
● Härteumrechnung zur Konvertierung von Härtewerten von einem System in ein anderes
● Hertzsche Pressung zur Berechnung der Flächenpressung bei Kugeln, Zylindern etc.
● FKM-Richtlinie zum Festigkeitsnachweis mit örtlichen Spannungen
● Linearantrieb
KISSsys: Der Systemaufsatz zu KISSsoft
Was ist KISSsys?
KISSsys ist ein Systemaufsatz zu KISSsoft, mit dem
komplette Getriebe und Antriebsstränge modelliert
werden können.
Die Software kommt in verschiedensten Bereichen
zum Einsatz – wie zum Beispiel in Automobilindustrie, Windkraft, Landmaschinenbau, Elektrowerkzeugsowie Industriegetriebebau und vielen anderen.
KISSsys vereinfacht die Berechnungen von Getrieben erheblich, wenn mehrere Maschinenelemente wie
Verzahnungen, Wellen sowie Lager gerechnet werden
sollen. Es kann wechselnde Lastfälle direkt abbilden
und vermeidet das aufwändige sowie fehleranfällige
Durchführen von Einzelberechnungen.
Für die Berechnung der verschiedenen Maschinenelemente verwendet KISSsys im Hintergrund KISSsoft,
indem KISSsys die Betriebsdaten aus der Kinematikberechnung an die jeweilige KISSsoft-Berechnung
übergibt und die Resultate wieder in der KISSsysÜbersicht darstellt oder in Protokollen zusammenfasst. Dabei kann automatisch eine umfangreiche Dokumentation des jeweiligen Projektes erstellt werden.
Eine weitere Stärke von KISSsys ist die integrierte Programmiersprache, welche den Anwendern die Möglichkeit eröffnet, individuelle Aufgabestellungen und
Berechnungen abzubilden. Dazu können wahlweise
vordefinierte Vorlagen benutzt oder eigene Funktionen
geschrieben werden. Es lassen sich beispielsweise
firmeninterne Berechnungen in KISSsys/KISSsoft
integrieren. Für den Anwender wird somit ein ganzheitliches Berechnungspaket bereitgestellt.
GPK
GPK ist ein Getriebeberechnungspaket, welches auf
KISSsys basiert und dem Anwender 17 Grundmodelle
von Getrieben als Vorlagen zur Verfügung stellt.
„Getriebevariantengenerator“
Der „Getriebevariantengenerator“ ergänzt KISSsys mit
einer effizienten Methode zur automatischen Erstellung zahlreicher Varianten von Getrieben.
Es sind darin zahlreiche Funktionalitäten wie die Auslegung von Zahnrädern, Wellen und Lagern aufgrund
der Betriebsdaten implementiert. Preiskalkulationen
oder Prüfungen auf Kollisionen zwischen den Elementen untereinander oder mit dem Gehäuse ermöglichen
direkte Optimierungen.
Üblicherweise ist die maximale externe Grösse vorgegeben, gleichzeitig muss auf die Minimierung der
Herstellungskosten geachtet werden. Des Weiteren
muss der Konstrukteur Gewicht, Gesamtverlustleistung sowie andere relevante Faktoren berücksichtigen. Der Getriebevariantengenerator ermöglicht dem
Ingenieur, innert kürzester Zeit schnelle und trotzdem detaillierte Parameterstudien eines kompletten
Antriebsstranges zum Vergleich unterschiedlicher
Varianten eines Konzepts vorzunehmen.
GPK beinhaltet den Systemaufsatz KISSsys ohne die
Möglichkeit zur Änderung der Kinematik und Programmierung. Somit sind die GPK-Modelle auf die darin
enthaltene Kinematik beschränkt. Für die Auslegung
über unterschiedliche Stufenzahlen steht dem Anwender die „Getriebevariantenrechnung“ zur Verfügung.
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(1) Resultate-Fenster: 3D-Diagramm zur Darstellung der wichtigsten Ergebnisse für die errechneten Getriebevarianten
(2) Auslegungsfenster: beinhaltet die verschiedenen Funktionen
für die Auslegung
(3) Benutzeroberfläche: ermöglicht die Eingabe des geforderten
Drehmoments und der Drehzahl
(4) Dialog ‚Einstellungen‘: Eingabe allgemeiner Daten wie
Schmierungsart und Wahl der Berechnungsmethoden
(5) Tabelle der Varianten: Liste der unterschiedlichen Untersetzungsgetriebe, von denen jedes einzeln angewählt werden kann
(6) 3D-Ansicht: Anzeige einer ausgewählten Variante
KISSsoft & KISSsys: Anwendungen
Das Berechnungsprogramm KISSsoft und sein Systemaufsatz KISSsys sind sehr umfassend und ermöglichen
damit – auch durch ihren modularen Aufbau – die Anwendung in einer grossen Anzahl von Gebieten:
Industriegetriebe
Nachrechnung und Auslegung von Verzahnungen
nach Normen, Kontaktanalyse für Geräuschoptimierung und Profilkorrekturen, Standardvorlagen für sehr
schnelle Vorauslegung mit Abschätzung von Bauraum und Kostenrechnung; Optimierung der Zahnräder auf der Basis von Standardwerkzeugen, Optimierung der Leistungsdichte und des Wirkungsgrads,
Berechnung der Lebensdauer und der übertragbaren
Leistung, Wälzlagerlebensdauer mit thermischen Einflüssen, Wälzlagerberechnung auch bei überlagerten
Wellen mit Berücksichtigung der inneren Geometrie,
Analyse der Lastverteilung, Schädigungsrechnung mit
Lastkollektiven.
Fahrzeugbau
Verzahnungen mit unbeschränkten Profil- und Schrägungswinkeln definierbar, Profilverschiebungen bis
Spitzengrenze, mehrere Herstellschritte mit Protokollierung der Prüfmasse, Auslegung der Hochverzahnungen für die gewünschte Überdeckung, Optimierung der Zahnform für minimale Drehwegabweichung („Transmission Error“) und Analyse der
Gleitgeschwindigkeiten und des Spannungsverlaufs
(Fuss sowie Flanke) unter Last, Modellierung von
gesamten Antriebssträngen (Schaltgetriebe, Achsantriebe, CVT-Getriebe und weitere), KISSsysModell zur Variantenrechnung von Schaltgetrieben
mit beliebigen Aufbauarten.
● Industriegetriebe
● Fahrzeugbau
● Lagerherstellung
● Verzahnungsherstellung
● Feinwerktechnik
Lagerherstellung
Berechnung der Lagerlebensdauer (mit oder ohne
Schmierstoffeinfluss) nach ISO/TS 16281, Berechnung der Lagersteifigkeiten als Matrix, Abbildung
beliebiger Kinematiken in KISSsys für die Berechnung
der Lagerkräfte.
Verzahnungsherstellung
Definition der exakten Geometrie für verschiedene
Verzahnungsarten (ohne Festigkeitsrechnung möglich), 2D- oder 3D-STEP-Modell-Ausgabe, Berechnung der Flankenmesspunkte.
Feinwerktechnik
Verschiedene Materialien für Sintermetalle und Kunststoffe von verschiedenen Industrieanbietern, überschneidende Werkzeuge, Berechnung aller Dimensionen der Überdeckung und des Flankenspiels mit
Einbezug der Toleranzen und der Fertigungsabweichungen.
● Kunststoffverzahnung
● Turbogetriebebau
● Windkraft
● Schiffbau
● Sonderbereiche
Kunststoffverzahnung
Festigkeitsberechnung mit Temperatureinfluss, erweiterbare Datenbank mit Kunststoffdaten, Berechnung
des Betriebsflankenspiels mit Einfluss durch Fertigungs- und Montagetoleranzen sowie Temperatur und
Quellen; Ermittlung von Spritzgussformen durch Kompensation der Schwindung und Funkenspalt, Optimierung der Fussform, Kontaktanalyse mit Durchbiegung
des Zahnes und örtliche Verschleissrechnung aufgrund des Verschleisskennwerts, Einlesen und Ausgabe der Zahnform als DXF- oder IGES-Datei.
Turbogetriebebau
Auslegung der Profilverschiebung, Vorschlag für Profilkorrekturen, Berechnung des Betriebsflankenspiels
mit Temperatureinfluss und Fertigungsabweichungen
für minimales Spiel, Berechnung der Gleitlager und
Wälzlager.
Schiffbau
Verschiedene spezifische Normen für Schiffsgetriebebau und -zertifizierung, Flankenbruch nach ANNAST
und DNV.
Sonderbereiche
Einlesen und Export von Zahnformen und Werkzeugformen aus CAD-Dateien, Bestimmung von Zahnform
bzw. Werkzeugform, Festigkeitsanalyse.
Windkraft
Schädigungsrechnung mit Lastkollektiven, Berechnung der Wälzlagerlebensdauer nach ISO/TS 16281
(unter Berücksichtigung der inneren Geometrie), Zertifizierung mit Methoden auf dem Stand der Technik,
automatisches Erstellen der Dokumentation; Modellierung beliebig komplexer Getriebekonzepte in
KISSsys, mit gekoppelten Umlaufstufen, nichtlinearen
oder variablen Elementen wie z.B. Hydrostaten.
KISSsoft & KISSsys
Fakten und Leistungen
KISSsoft ist ein international anerkanntes Standardprogramm,
das als Referenz für namhafte Firmen im Hinblick auf Datenaustausch sowie Verifikation gilt und folgende Vorteile bietet:
● Anwendung erstreckt sich vom einfachen
Maschinenelement bis zur automatischen Auslegung
kompletter Getriebe
● Breite Abdeckung der Maschinenelemente wie Zahnräder,
Wellen und Lager, Federn, Passfedern, Presssitze etc.
● Verfügbarkeit aller gängigen Zahnradtypen wie Stirnräder, auch als Planetensätze,
Kegelräder, Schnecken etc.
● Modellierung und Optimierung von Getrieben und Antriebssträngen in KISSsys
● Zeitersparnis aufgrund schneller Getriebevariantenrechnung
● Optimierung der Entwürfe nach wählbaren Kriterien wie Lebensdauer,
Lärmentwicklung, Gewicht etc.
● Abschätzung von Risiken sowie zukünftigen Schadensfällen und ihre Vorbeugung
● Internationale Berechnungsstandards werden laufend implementiert und aktualisiert;
aktive Mitarbeit in den Gremien sichert Wissen aus erster Hand
● Integration in alle gängigen CADs
● Angebot von individuell zugeschnittenen Software-Paketen
● Kompatibilität mit aktueller Hardware und Software bei Wartung
● Standard- und themenspezifische Schulungen, firmeninterne Schulungen
● Engineering und Beratung hinsichtlich optimaler Produktgestaltung
● Integration von Anwenderwünschen hinsichtlich der Funktionalität
Testimonials
Mario Brodte, KRW Kugel- und Rollenlagerwerk
Leipzig GmbH, Leipzig/Deutschland
Sonja Goris, ZF Wind Power Antwerpen NV,
Antwerpen/Belgien
„Wir als Lagerhersteller arbeiten mit KISSsoft und
KISSsys, weil uns die Software im Bereich der Lagerberechnung nach ISO/TS 16281 eine schnelle und
zuverlässige Berechnung im analytischen Bereich
ermöglicht, sogar mit Berücksichtigung der inneren
Geometrie. Im Anwendungsengineering schätzen wir
KISSsys, weil damit praktisch unbeschränkte Möglichkeiten zur Nachbildung der Getriebekonzepte vorhanden sind, welche wir zur Ermittlung der Lagerkräfte
benötigen.“
„Als führende Windkraft-Getriebehersteller arbeiten
wir gerne mit KISSsoft und setzen die Software neben
anderer Software fortlaufend bei der Entwicklung unserer Getriebe von Windkraftanlagen im Bereich von
1,5 bis 6+ MW ein. Wir schätzen bei KISSsoft besonders die Bandbreite der Berechnungsfunktionalitäten
und die benutzerfreundliche Oberfläche, die es ermöglicht, Variantenberechnungen und Zertifizierungsberechnungen auf übersichtliche Weise durchzuführen.“
Mario Illien, Ilmor AG,
Bäch SZ/Schweiz
„KISSsoft unterstützt uns bei der Auslegung der Steuerantriebe der Nockenwellen und Nebenaggregate unserer Rennmotoren. Auch bei der Getriebeauslegung
ist KISSsoft für uns eine grosse und zeitsparende
Unterstützung. Gerade im Rennsport ist das Vertrauen
in die Berechnungsresultate sehr wichtig, jedoch auch,
dass eigene Erfahrungen miteinfliessen können. An
KISSsoft schätzen wir unter anderem die exakte Darstellung der hergestellten Verzahnung, womit wichtige
Eigenschaften wie Unterschnitt oder Spitzengrenze
äusserst zuverlässig beurteilt werden können.“
Fredy Zürrer, FLSmidth MAAG Gear AG,
Winterthur/Schweiz
„Für uns als Grossgetriebehersteller stellen KISSsoft
und KISSsys eine unverzichtbare Berechnungssoftware dar, welche wir in Ergänzung zu unserer
firmeneigenen spezialisierten Verzahnungssoftware
verwenden. Wir nutzen dabei für die Auslegung von
Verzahnungen die effizienten Auslegungsfunktionen
von KISSsoft. Auch die Wellen- und Lagerberechnungen werden im Schwerlastbereich sehr zuverlässig mit
KISSsoft gerechnet.“
Roland Behrendt, Horst Scholz GmbH + Co. KG,
Kronach/Deutschland
Beim Umsetzen der Kundenanforderung ist die hohe
Flexibilität bei Auslegung und Nachrechnung hilfreich.
Umfangreiche Materialdatenbanken im Bereich Kunststoff können als Grundlage herangezogen werden.
Verzahnungen im Bereich Modul 0.1 bis Modul 3 wurden mit KISSsoft berechnet und konnten in der Serie
umgesetzt werden. Kundenerwartungen werden somit
optimal erfüllt.
GETRAG Getriebe- und Zahnradfabrik GmbH,
Untergruppenbach/Deutschland
Die Firma GETRAG Getriebe- und Zahnradfabrik
GmbH in Untergruppenbach, Deutschland, setzt bei
der Entwicklung ihrer Handschalt- und Doppelkupplungsgetriebe für Längs- und Quereinbau die Berechnungsprogramme KISSsoft und KISSsys ein. KISSsoft
wird für verschiedenste Berechnungen eingesetzt und
stellt ein wertvolles Tool dar, um die hohe Qualität der
Analysen sicherzustellen.
KISSsoft – WISSEN TEILEN
KISSsoft AG
Uetzikon 4
8634 Hombrechtikon
Schweiz
Tel: +41 55 254 20 50
Fax: +41 55 254 20 51
[email protected]
www.KISSsoft.AG

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