Möglichkeiten
Das KISSsoft System Module erlaubt eine schnelle und intuitive Konzeptauslegung auf Systemebene. Neu lassen sich neben den elementaren Bausteinen komplette Getriebe in einem eigenen Modul entwerfen. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der schnellen Konzeptfindung und einer einfachen Berechnung der Kinematiken. Dies ist insbesondere in der Anfangsphase eines Projekts von Nutzen, um damit dem Ingenieur eine erste überschlägige Modellierung verschiedener Varianten von Lösungen zu bieten und somit einen Vergleich wichtiger Kriterien zu ermöglichen.
Sketcher
Mit dem Sketcher kann der Anwender seine eigenen Modelle einfach durch Zeichnen erstellen – wie auf einem Blatt Papier. Anhand einer solchen symbolischen Darstellung lassen sich verschiedene Variationen eines kinematischen Konzepts in kürzestmöglicher Zeit definieren. Die Skizzenansicht bietet eine einfache Übersicht über das gesamte Getriebesystem, wobei sich die einzelnen Elemente des Modells unkompliziert ändern lassen. Eine 3D-Ansicht des Modells kann anschliessend erzeugt werden, die nach jeder Änderung im Sketcher automatisch aktualisiert wird.
Schaltgetriebe
Das Konstruieren von Schaltgetrieben gestaltet sich im KISSsoft System Module ebenfalls sehr einfach. Der Anwender kann die benötigten Elemente einfach im Baum einfügen, sie im Sketcher selbst zeichnen oder beide Methoden miteinander kombinieren. Sobald die Schaltelemente und Zahnräder miteinander verbunden sind und die Eingangsleistung definiert ist, können die Drehzahlen entsprechend der Drehzahltabelle ausgelegt werden. Im Anschluss werden alle möglichen Schaltstellungen erzeugt und sämtliche Schaltelemente im Modell erhalten je Drehzahl automatisch den Status offen oder geschlossen.
Systemlastkollektiv
Es besteht die Möglichkeit, ein Systemlastkollektiv zu erzeugen, in dem verschiedene benutzerdefinierte Parameter variiert werden. Randbedingungen für Belastungen, Verluste, Zahnradfaktoren, Wellentemperaturen und viele weitere Werte lassen sich als variierende Parameter im Kollektiv definieren. Anschliessend können verschiedene Anwendungsfälle mit mehreren Variationen der geforderten Lebensdauer erstellt werden. Es besteht dann die Möglichkeit, eine Analyse eines einfachen kinematischen Lastkollektivs oder eine komplette Festigkeitsanalyse durchzuführen. Auch kann im Lastkollektiv eine Auswertung für jedes einzelne Lastkollektivelement vorgenommen werden.
Thermische Bilanz
Anhand der Wirkungsgradberechnung lässt sich die Wärmebilanz in einem bestimmten Getriebe voraussagen. Eine thermische Analyse kann in zwei Bereiche - Verlustleistung und Wärmeabfuhr - aufgeteilt werden. Bei Zahnrädern werden hierfür die Zahneingriffs- und Planschverluste als wesentliche Faktoren berücksichtigt, bei den Lagern die Roll- und die Gleitreibung und bei den Dichtungen die Dichtungsreibung. Die Wärmeabfuhr kann getrennt als Wärmeabfuhr über das Gehäuse, das Fundament, die rotierenden Teile sowie den Kühlölstrom ermittelt werden. Auf diese Weise können der Gesamtwirkungsgrad und die Gesamtwärmeabfuhr eines Getriebes für eine bestimmte Schmierstofftemperatur, Kühlerleistung oder Eingangsleistung berechnet werden.
Gehäusedeformation
Getriebe werden einerseits immer leistungsstärker, weisen andererseits jedoch immer kompaktere Bauformen auf. Aus diesem Grund spielt bei der Getriebeberechnung die Berücksichtigung der Gehäusesteifigkeit eine wesentliche Rolle. Durch die Verwendung der reduzierten Steifigkeitsmatrix eines FEM-Gehäusemodells wird dem Rechnung getragen. Dabei repräsentieren die Knoten in der Mitte der Stützlager die Masterknoten. Anschliessend werden die Lager in der Berechnung miteinbezogen, das Spiel hingegen nicht mitberücksichtigt. Der sich daraus ergebende Lagerversatz hat einen direkten Einfluss auf alle betroffenen nachfolgenden Berechnungen.
Charakteristische Frequenzen
Jedes Wälzlager, jedes Zahnrad und jede Welle weist seine eigenen charakteristischen Frequenzen auf. Im KISSsoft System Module können die charakteristischen Zahnrad-, Wälzlager- und Wellenfrequenzen eines Getriebes in einer Spezialberechnung ermittelt werden. Dafür hat der Anwender verschiedene Werkzeuge zur detaillierten Analyse zur Hand. Darüber hinaus können aber auch eigene Frequenzeingaben für zusätzliche Bauteile vorgenommen werden. Für die Optimierung des modellierten Getriebes stehen zwei Diagramme im Grafikbereich, ein Resultatefenster und ein Spezialprotokoll zur Verfügung, um unerwünschte Resonanzen zu vermeiden und das NVH-Verhalten zu verbessern.
Modalanalyse
Eine Modalanalyse lässt sich auf ein komplettes Getriebemodell anwenden. Es besteht die Möglichkeit, zwischen reinen Torsionsschwingungen und gekoppelten Torsions-, Axial- und Biegeschwingungen zu wählen. Das Resultat wird in einer 3D-Animation des schwingenden Wellensystems dargestellt und zudem in Tabellenform exportiert. Eigenform-Amplituden werden auf 1 normiert. Für die Berechnung wird die Übertragungsmatrizen-Methode herangezogen. Für die Eingriffssteifigkeit stehen verschiedene Modelle zur Verfügung: ISO 6336, Kontaktanalyse, unendliche Steifigkeit und Nullsteifigkeit.
Campbell-Diagramm
Die Berechnung des Campbell-Diagramms kommt zur Anwendung, wenn dynamische Analysen in kompletten Wellensystemen durchgeführt werden. Für einen Betriebsdrehzahlbereich einer Welle lassen sich die Eigenfrequenzen des Wellensystems berechnen. Die Resultate werden zusammen mit den Anregungsfrequenzen der Welle und der Verzahnung als Diagramm, Protokoll oder in Tabellenform ausgegeben.
Erzwungene Schwingung
Zusätzlich zu den Unwuchtmassenkräften lassen sich zwei weitere Anregungen betrachten. Zu den Hauptquellen für Anregungen zählen die Zahneingriffskräfte, die aus der Drehwegfehler-Schwingbreite und der variablen nichtlinearen Eingriffssteifigkeit resultieren. Die transienten Lagerlasten werden auf Grundlage der statischen Drehwegabweichung der Zahnräder unter Berücksichtigung der Trägheitsmomente und Massen berechnet. Es besteht auch die Möglichkeit, die von aussen eingebrachte Drehmomentwelligkeit zu berücksichtigen. Die Wirkung der Drehwegabweichung wird um die Anregungen durch die Drehmomentwelligkeit erweitert und das Systemverhalten wird als das Resultat beider Anregungen berechnet.
