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KISSsoftBerechnungsprogramm zur Auslegung,Optimierung und Nachrechnung vonMaschinenelementen

© 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 Werk-zeug 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 benö-tige 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 zusam-mengearbeitet 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.“

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KISSsoft ist ein modular aufgebautes Berechnungsprogramm zur Auslegung, Optimie-rung und Nachrechnung von Maschinenelementen. Die Anwendung erstreckt sich vom einfachen Maschinenelement bis zur automatischen Auslegung kompletter Getriebe.

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.

KISSsoft – modular und verbindend

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Berechnung auf Grundlage internationaler BerechnungsstandardsIntegration in alle gängigen 3D-CADsVerzahnungen mit Stirnrädern, Kegelrädern, Schneckenrädernund weiterenKontaktanalyse unter LastWellen und Wellensystemeintegrierte Wälzlagerberechnung klassisch und mit Berücksichtigung der inneren GeometrieWelle-Nabe-Verbindungen mit verschiedensten Verbindungsartendiverse Berechnungen wie Toleranzkette, Hertzsche Pressungund viele mehr

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 Wellendurchbie- gungen von Ritzel und Rad) diverse Bibliotheken mit Elementen für Schaltzustände, Wieder- holteile und thermische Analyseeigene Berechnungen und Automatisierungen über eine integrierte Programmiersprache möglich

KISSsoftbietet auf der Grundlage von internationalen Berechnungsstandards weitgehende Optimierungs- möglichkeiten für den gesamten Auslegungs- prozess von Maschinenelementen. Die Software gewährleistet eine schnelle und qualitativ hoch-stehende Festigkeitsberechnung mit umfangrei-cher Dokumentation inklusive Sicherheitsfaktoren sowie Lebensdauerwerten. Schnittstellen zu allen gängigen CADs runden dieses Produkt ab.

KISSsysist 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.

GPKist 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 Standard-kinematiken wie z.B. Industriegetriebe eignet.

Engineering und Beratunggehören zu unseren Dienstleistungen, wobei der Kun-de in seiner Produktgestaltung individuell unterstützt wird. Die Ausarbeitung optimaler Lösungen und die Durchführung von Expertisen leisten hier wichtige Vor-arbeit für eine effiziente und ökonomische Fertigung des gewünschten Produktes.

Produktübersicht

Anfänglich als Berechnungssoftware für den Eigengebrauch des Zürcher Getriebe- herstellers 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 eigen-ständige Firma KISSsoft AG gegründet, mit ihrem Hauptsitz in der Schweiz.

KISSsoft – WISSEN TEILEN

In unserer Software stecken einschlägige geltende Berechnungsnormen und unzählige Design- sowie Optimierungsmöglichkeiten, welche auf der Erfahrung unserer Entwick-lungsingenieure 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:

Auf diese Weise kann sich jeder KISSsoft-Anwender seinem Wissensstand ent-sprechend laufend weiterbilden. Darüber hinaus können bei firmenspezifischen Bedürfnissen auch interne Schulungen organisiert werden.

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.

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Einsteigerschulungen zum schnellen Erlernen von Grundfunktionalitäten der Softwarebedienung und der zugrundeliegenden NormenVertiefungsschulungen zu OptimierungsstrategienSonderschulungen zu ausgewählten Spezialthemen(z.B. zu Zahnrädern mit kleinem Modul aus Plastik oder Sintermetall, zu Schnecken- oder Kegelrädern, zu neuen Normen sowie derenAnwendung/Auswirkung auf bestehende Designs)

„Ein Werkzeug ist nur so gut wie sein Anwender.“

„WISSEN TEILEN ist die Leitplanke unserer Firma.“

Mit der Zahnradberechnung können Stirnräder in verschiedenen Konfigurationen (als Paar, Planeten-satz, drei oder vier Räder in Reihe, Zahnstange und als Einzelrad) behandelt werden, sowie Kegelräder, Hypoidräder, Schraubräder, Schnecken, Kronen- räder 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.

FestigkeitGrundlage 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 ste-hen die relevanten Methoden wie VDI-Richtlinien oder etablierte Literatur zur Verfügung.

Berechnet wird die Sicherheit gegen Zahnfuss-bruch, Flankenpressung, Fressen, Graufleckigkeit, Flankenbruch – oder auch bei gegebener Mindest-sicherheit die übertragbare Leistung bzw. die erreich-bare Lebensdauer. Bei metallischen und trocken- laufenden Kunststoff-Zahnrädern wird darüber hinaus der Verschleiss abgeschätzt.

KISSsoft: Zahnräder

● Stirnräder

● Planetensätze

● Zahnstangen

● Kegel- und Hypoidräder

● Schneckenräder

● Schraubräder

● Kronenräder

● Unrundräder

GeometrieDie Geometrieberechnung liefert alle Dimensionen und Prüfmasse unter vollständiger Berücksichtigung der relevanten Toleranzen. Es können Profil- und Längskorrekturen definiert werden und Werkzeug-definitionen selbst erstellt oder aus der mitgelieferten Datenbank ausgewählt werden.

AuslegungenZahlreiche Auslegungsfunktionen optimieren einzel-ne Parameter wie die Profilverschiebung, den Schrä-gungswinkel oder die Zahnhöhe. Die Grobauslegung liefert eine Reihe von Varianten für Zahnradpaare zur Lösung einer Übertragungsaufgabe. Die Feinaus-legung 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 Maschi-nenbau üblichen CADs werden zudem auch direkte Schnittstellen angeboten.

Kontaktanalyse für StirnräderFür weiterführende Geräusch- und Festigkeitsopti-mierungen 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 Zahnkorrektu-ren, womit eine realitätsnahe Analyse des Zahnein-griffes möglich ist. Als Resultate werden neben der Spannungsverteilung und Drehwegabweichung auch örtlicher Schmierspalt, örtlicher Verschleiss und viele weitere Kriterien ausgegeben.

Weiterführende Berechnungen bei den StirnrädernDiverse integrierte Berechnungsmodule liefern weitere Werkzeuge zur Optimierung oder Fertigung von Zahn-rädern wie das Betriebsflankenspiel, die Lehrzahn-radberechnung, die Analyse des Schmierspalts oder auch ein Spezialprotokoll mit den Fertigungstoleran-zen nach diversen Normen.

Kegel- und HypoidräderBei den Kegel- und Hypoidrädern erfolgt die Berech-nung von Geometrie und Kontrollmassen von gerad-, schräg- und bogenverzahnten Kegelrädern nach ISO 23509. Neben der Berechnung der Abmessun-gen von Kegelrädern können 3D-Modelle erzeugt und exportiert werden. Das lastfreie Tragverhalten kann vorgängig am Modell geprüft werden. An Festigkeitsberechnungen stehen für die Kegel- und Hypoidräder neben den ISO-, DIN- und AGMA-Normen 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.

● Stirnräder

● Planetensätze

● Zahnstangen

● Kegel- und Hypoidräder

● Schneckenräder

● Schraubräder

● Kronenräder

● UnrundräderSchneckenräderDie Berechnung der Schneckenräder umfasst die Geometrie und Festigkeit sowie die Fertigungs- toleranzen nach den massgebenden Normen der ISO und DIN. Es werden Wirkungsgrad, Temperatur-sicherheit, Grübchensicherheit, Verschleisssicherheit, Zahnbruchsicherheit und Durchbiegungssicherheit er-mittelt. Bestimmt wird auch das Anfahr-Drehmoment unter Last. Geometrieseitig lassen sich die unter-schiedlichen Flankenformen (ZA, ZE, ZH, ZI, ZK, ZN, ZC) exakt berücksichtigen.Die Auslegung der Zahnbreite, des Achsabstandes, des Steigungswinkels etc. rundet die Schneckenrad-Funktionalitäten ab.

Die Globoidschneckenräder können als 3D-Modelle im STEP-Format erzeugt und exportiert werden. Das lastfreie Tragverhalten kann vorgängig am Modell geprüft werden.

SchraubräderDie 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 Festigkeits- berechnung kombiniert mit der Methode ISO 6336 durchgeführt, was eine komplette Festigkeitsberech-nung von Schraubrädern (Fussfestigkeit, Flanken-festigkeit, Verschleissfestigkeit und Fresssicherheit) ermöglicht. Weiter ist für die Berechnungen mit Kunst-stoffen die VDI 2545 adaptiert. Für die Berechnung der statischen Festigkeit werden Biegung und Scherung berücksichtigt.

Die Wellen- und Lagerberechnung umfasst die Be-rechnung der Wellenfestigkeiten und Lagerlebensdau-erberechnung von Wälzlagern sowie die Berechnung von hydrodynamischen Gleitlagern nach verschiede-nen üblichen und erweiterten Methoden.

Dabei enthält die Wellenberechnung eine integrier-te Lagerberechnung, welche für den Getriebekon-strukteur zur Berechnung der Wellenfestigkeit und Lagerlebensdauer zugeschnitten ist. Sind die Lager-belastungen bereits bekannt, so stehen alleinstehen-de Lagerberechnungen zur Verfügung. In beiden Va-rianten 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 festge-legt werden, wobei Mehrfachlagerungen problemlos möglich sind. Wälzlager können aus der Datenbank mit über 20 Lagertypen von verschiedensten Herstel-

KISSsoft: Welle und Lager

lern ausgesucht werden. Lasten lassen sich entwe-der 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 Syste-men koaxialer Wellen möglich.

Allen Kraftelementen können individuelle Lastkollek-tive zugeordnet werden.

WellenfestigkeitFür die Berechnung der Wellenfestigkeit stehen die Berechnung nach DIN 743, der FKM-Richtlinie und Hänchen/Decker zur Verfügung. Die Festigkeitsbe-rechnung nach DIN 743 „Tragfähigkeit von Wellen und Achsen“ ist eine leicht verständliche, aber doch weit-reichende Methode und wird sehr häufig im Maschi-nenbau verwendet.

Die in KISSsoft implementierte FKM-Richtlinie ist die umfassendste Berechnungsmethode, die heute zur Verfügung steht und geht über den Anwendungsbe-reich der DIN 743 hinaus. Deshalb eignet sie sich auch sehr gut für Zertifizierungen.

Integrierte WälzlagerberechnungDie Lagerbelastungen werden aus den aufgebrachten Kräften bestimmt. Bei Lagern mit geneigten Laufbah-nen (Kegelrollenlager, Schrägkugellager und Spin-dellager) wird die schiefe Druckrichtung der Reakti-onskräfte in Form eines zusätzlichen Biegemoments berücksichtigt. Berechnet werden die statische Sicher-heit 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) implemen-tiert. Hiermit werden unter Berücksichtigung der inneren Lagergeometrie die Referenz-Lebensdauer sowie die Pressung auf die Wälzkörper ermittelt. Neben der deut-lich detailgetreueren Berechnungsmethode für die Le-bensdauer liefert die Berechnung auch die nichtlineare Lagersteifigkeit.

Lagerspiel sowie Lagertoleranzen werden ermittelt unter Berücksichtigung von Vorspannung und ther-mischer Ausdehnung. Axiale Vorspannungen werden durch einen Lagerversatz oder direkt durch eine Kraft definiert. Die Verformungen des Gehäuses können durch eine Rotation des Lageraussenrings berücksich-tigt werden. Zusätzlich lässt sich eine selbst-definierte Rollenprofilierung eingeben.

Um ein Lager mit der geforderten Lebensdauer ziel-sicher auswählen zu können, werden in einer Ausle-gungshilfe für alle geometrisch passenden Lager des gewählten Typs die Lebensdauer und statische Kenn-zahl aufgrund der vorliegenden Belastung berechnet und in einer Tabelle angezeigt.

Aus dieser tabellarischen Auflistung kann direkt ein Lager ausgewählt werden.

FlankenlinienkorrekturUm den Zahneingriff zu optimieren und die Deformation der Welle auszugleichen, werden typischerweise Flan-kenlinienkorrekturen (Breitenballigkeit, Schrägungs- winkel) angewandt. Dazu wird die Deformation der Welle an der Stelle des Zahnrades berechnet. Die Korrektur lässt sich vom Benutzer festlegen so-wie grafisch darstellen und überprüfen. In einem eigenen Protokoll werden der Schrägungswinkel und die Breitenballigkeit ausgegeben.

Campbell-DiagrammEigenfrequenzen werden mit Kreiseleffekt und Lager-steifigkeiten gerechnet. Auch nichtlineare Eigenschaf-ten lassen sich berücksichtigen. Als Resultat werden kritische Drehzahlen mit Gleichlauf oder Gegenlauf gerechnet und im gängigen Campbell-Diagramm dargestellt.

GleitlagerberechnungDie Gleitlagerberechnung umfasst die Berechnung von ölgeschmierten, hydrodynamischen Radialgleit-lagern und hydrodynamischen Axialgleitlagern.

Für die Radialgleitlager sind die zwei Rechenme-thoden 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 ei-nen Schmierfilm von den Spurscheiben getrennt wer-den. Für die Berechnung von Axialkippsegmentlagern ist die DIN 31654 vorhanden.

VerbindungselementeDie Verbindungselemente umfassen die üblichen Ver-bindungsarten für Naben auf Wellen, welche in einem Getriebe zum Einsatz kommen: Passfeder, zylindri-scher 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 übertrag-bare 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.

FedernFür die Berechnung von Federn ist eine Datenbank mit den wichtigsten Federwerkstoffen sowie mit unter-schiedlichen Drahtdurchmessern in KISSsoft vorhan-den. 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.

KISSsoft: Weitere Elemente

SchraubenDie Berechnung basiert auf der VDI 2230 der Ausgabe 2003 und VDI 2230 Blatt 2, Entwurf 2011.

Es können Einzelschrauben unter Längs- und Quer-kraft, Flanschverbindungen mit Dreh- und Biege-moment 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 Berech-nung berücksichtigt werden.

Gerechnet wird mit Betriebstemperaturen zwischen −200 und +1000 Grad Celsius. Für Schrauben und verspannte Teile können unterschiedliche Tempera-turen vorgegeben werden.

Für alle betroffenen Elemente sind Tabellen mit den üblichen Normwerten integriert. Eigene Definitionen von Schrauben fast beliebiger Komplexität, auch Hohl-schrauben, sind ebenfalls möglich. Als verspannte Elemente können Platten, Hülsen, Kreisringsegmente

oder prismatische Körper definiert werden. Das Pro-gramm kann Vorschläge für Nenndurchmesser und Gewindelänge liefern. Des Weiteren sind grafische Darstellungen des Verspannungsdiagramms, der Montagevorspannkräfte und der Schraubengeometrie verfügbar.

Ketten/RiemenDie Riemenberechnung in KISSsoft bietet eine her-stellerunabhängige Berechnung von Keil- und Zahn-riemen nach den Rechenvorschriften der Hersteller. Beide Berechnungsmodule beinhalten hilfreiche Aus-legungsfunktionen 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 wer-den die Synchronisationskräfte und -zeiten berechnet. Ausserdem lassen sich der Sicherheitsfaktor für den Lastzyklus und weitere Parameter wie die Reibleis-tung sowie die Temperaturerhöhung ermitteln.

Reibkupplungen und -bremsenFür schaltbare fremdbetätigte Reibkupplungen und -bremsen ist die Rechenmethode nach VDI 2241 im-plementiert. Die Berechnung wird ergänzt durch die Auslegung von Kupplungen auf der Basis von Träg-heitsmomenten, Drehmomenten und Drehzahlen.

DiverseUm dem Ingenieur auch für kleinere, allgemeine Berechnungsprobleme ein Werkzeug in der gewohn-ten 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 EinflüsseHärteumrechnung zur Konvertierung von Härte-werten von einem System in ein anderesHertzsche Pressung zur Berechnung der Flächen-pressung bei Kugeln, Zylindern etc.FKM-Richtlinie zum Festigkeitsnachweis mit ört-lichen SpannungenLinearantrieb

● Passfeder

● Presssitz

● Zahnwellenverbindung

● Schrauben

● Federn

● Ketten/Riemen

● Reibkupplungen, -bremsen

● Bolzen und Stifte●

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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 Automobilindus-trie, Windkraft, Landmaschinenbau, Elektrowerkzeug- sowie Industriegetriebebau und vielen anderen.

KISSsys vereinfacht die Berechnungen von Getrie-ben 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 Maschinenele-mente verwendet KISSsys im Hintergrund KISSsoft, indem KISSsys die Betriebsdaten aus der Kinematik-berechnung an die jeweilige KISSsoft-Berechnung übergibt und die Resultate wieder in der KISSsys-Übersicht darstellt oder in Protokollen zusammen-fasst. Dabei kann automatisch eine umfangreiche Do-kumentation des jeweiligen Projektes erstellt werden.

KISSsys: Der Systemaufsatz zu KISSsoft

Eine weitere Stärke von KISSsys ist die integrierte Pro-grammiersprache, welche den Anwendern die Mög-lichkeit 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 ganzheit-liches Berechnungspaket bereitgestellt.

GPKGPK ist ein Getriebeberechnungspaket, welches auf KISSsys basiert und dem Anwender 17 Grundmodelle von Getrieben als Vorlagen zur Verfügung stellt.

Es sind darin zahlreiche Funktionalitäten wie die Aus-legung von Zahnrädern, Wellen und Lagern aufgrund der Betriebsdaten implementiert. Preiskalkulationen oder Prüfungen auf Kollisionen zwischen den Elemen-ten untereinander oder mit dem Gehäuse ermöglichen direkte Optimierungen.

GPK beinhaltet den Systemaufsatz KISSsys ohne die Möglichkeit zur Änderung der Kinematik und Program-mierung. Somit sind die GPK-Modelle auf die darin enthaltene Kinematik beschränkt. Für die Auslegung über unterschiedliche Stufenzahlen steht dem Anwen-der die „Getriebevariantenrechnung“ zur Verfügung.

(1) Resultate-Fenster: 3D-Diagramm zur Darstellung der wich-tigsten 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 Unterset-zungsgetriebe, von denen jedes einzeln angewählt werden kann (6) 3D-Ansicht: Anzeige einer ausgewählten Variante

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„Getriebevariantengenerator“Der „Getriebevariantengenerator“ ergänzt KISSsys mit einer effizienten Methode zur automatischen Erstel-lung zahlreicher Varianten von Getrieben.

Üblicherweise ist die maximale externe Grösse vor-gegeben, gleichzeitig muss auf die Minimierung der Herstellungskosten geachtet werden. Des Weiteren muss der Konstrukteur Gewicht, Gesamtverlust- leistung sowie andere relevante Faktoren berücksich-tigen. Der Getriebevariantengenerator ermöglicht dem Ingenieur, innert kürzester Zeit schnelle und trotz- dem detaillierte Parameterstudien eines kompletten Antriebsstranges zum Vergleich unterschiedlicher Varianten eines Konzepts vorzunehmen.

IndustriegetriebeNachrechnung und Auslegung von Verzahnungen nach Normen, Kontaktanalyse für Geräuschoptimie-rung und Profilkorrekturen, Standardvorlagen für sehr schnelle Vorauslegung mit Abschätzung von Bau-raum und Kostenrechnung; Optimierung der Zahn-räder auf der Basis von Standardwerkzeugen, Opti-mierung der Leistungsdichte und des Wirkungsgrads, Berechnung der Lebensdauer und der übertragbaren Leistung, Wälzlagerlebensdauer mit thermischen Ein-flüssen, Wälzlagerberechnung auch bei überlagerten Wellen mit Berücksichtigung der inneren Geometrie, Analyse der Lastverteilung, Schädigungsrechnung mit Lastkollektiven.

FahrzeugbauVerzahnungen mit unbeschränkten Profil- und Schrä-gungswinkeln definierbar, Profilverschiebungen bis Spitzengrenze, mehrere Herstellschritte mit Proto-kollierung der Prüfmasse, Auslegung der Hochver- zahnungen für die gewünschte Überdeckung, Op-timierung der Zahnform für minimale Drehwegab- weichung („Transmission Error“) und Analyse der Gleitgeschwindigkeiten und des Spannungsverlaufs (Fuss sowie Flanke) unter Last, Modellierung von gesamten Antriebssträngen (Schaltgetriebe, Achs-antriebe, CVT-Getriebe und weitere), KISSsys- Modell zur Variantenrechnung von Schaltgetrieben mit beliebigen Aufbauarten.

KISSsoft & KISSsys: Anwendungen

LagerherstellungBerechnung der Lagerlebensdauer (mit oder ohne Schmierstoffeinfluss) nach ISO/TS 16281, Berech-nung der Lagersteifigkeiten als Matrix, Abbildung beliebiger Kinematiken in KISSsys für die Berechnung der Lagerkräfte.

VerzahnungsherstellungDefinition der exakten Geometrie für verschiedene Verzahnungsarten (ohne Festigkeitsrechnung mög-lich), 2D- oder 3D-STEP-Modell-Ausgabe, Berech-nung der Flankenmesspunkte.

FeinwerktechnikVerschiedene Materialien für Sintermetalle und Kunst-stoffe von verschiedenen Industrieanbietern, über-schneidende Werkzeuge, Berechnung aller Dimen-sionen der Überdeckung und des Flankenspiels mit Einbezug der Toleranzen und der Fertigungsabwei-chungen.

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

● Fahrzeugbau

● Lagerherstellung

● Verzahnungsherstellung

● Feinwerktechnik

KunststoffverzahnungFestigkeitsberechnung mit Temperatureinfluss, erwei-terbare Datenbank mit Kunststoffdaten, Berechnung des Betriebsflankenspiels mit Einfluss durch Ferti-gungs- und Montagetoleranzen sowie Temperatur und Quellen; Ermittlung von Spritzgussformen durch Kom-pensation der Schwindung und Funkenspalt, Optimie-rung der Fussform, Kontaktanalyse mit Durchbiegung des Zahnes und örtliche Verschleissrechnung auf-grund des Verschleisskennwerts, Einlesen und Ausga-be der Zahnform als DXF- oder IGES-Datei.

TurbogetriebebauAuslegung der Profilverschiebung, Vorschlag für Pro-filkorrekturen, Berechnung des Betriebsflankenspiels mit Temperatureinfluss und Fertigungsabweichungen für minimales Spiel, Berechnung der Gleitlager und Wälzlager.

SchiffbauVerschiedene spezifische Normen für Schiffsgetriebe-bau und -zertifizierung, Flankenbruch nach ANNAST und DNV.

SonderbereicheEinlesen und Export von Zahnformen und Werkzeug-formen aus CAD-Dateien, Bestimmung von Zahnform bzw. Werkzeugform, Festigkeitsanalyse.

WindkraftSchädigungsrechnung mit Lastkollektiven, Berech-nung der Wälzlagerlebensdauer nach ISO/TS 16281 (unter Berücksichtigung der inneren Geometrie), Zer-tifizierung mit Methoden auf dem Stand der Technik, automatisches Erstellen der Dokumentation; Mo- dellierung beliebig komplexer Getriebekonzepte in KISSsys, mit gekoppelten Umlaufstufen, nichtlinearen oder variablen Elementen wie z.B. Hydrostaten.

● Kunststoffverzahnung

● Turbogetriebebau

● Windkraft

● Schiffbau

● Sonderbereiche

KISSsoft & KISSsys

Anwendung erstreckt sich vom einfachen Maschinenelement bis zur automatischen Auslegungkompletter 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

Fakten und Leistungen

KISSsoft ist ein international anerkanntes Standardprogramm, das als Referenz für namhafte Firmen im Hinblick auf Daten-austausch sowie Verifikation gilt und folgende Vorteile bietet:

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Testimonials

Mario Brodte, KRW Kugel- und Rollenlagerwerk Leipzig GmbH, Leipzig/Deutschland

„Wir als Lagerhersteller arbeiten mit KISSsoft und KISSsys, weil uns die Software im Bereich der Lager-berechnung 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 Möglich-keiten zur Nachbildung der Getriebekonzepte vorhan-den sind, welche wir zur Ermittlung der Lagerkräfte benötigen.“

Mario Illien, Ilmor AG,Bäch SZ/Schweiz

„KISSsoft unterstützt uns bei der Auslegung der Steu-erantriebe der Nockenwellen und Nebenaggregate un-serer 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 Dar-stellung 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 Berechnungssoft- ware 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 Lagerberechnun-gen werden im Schwerlastbereich sehr zuverlässig mit KISSsoft gerechnet.“

Sonja Goris, ZF Wind Power Antwerpen NV,Antwerpen/Belgien

„Als führende Windkraft-Getriebehersteller arbeiten wir gerne mit KISSsoft und setzen die Software neben anderer Software fortlaufend bei der Entwicklung un-serer Getriebe von Windkraftanlagen im Bereich von 1,5 bis 6+ MW ein. Wir schätzen bei KISSsoft beson-ders die Bandbreite der Berechnungsfunktionalitäten und die benutzerfreundliche Oberfläche, die es ermög-licht, Variantenberechnungen und Zertifizierungsbe-rechnungen auf übersichtliche Weise durchzuführen.“

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 Kunst-stoff können als Grundlage herangezogen werden. Verzahnungen im Bereich Modul 0.1 bis Modul 3 wur-den 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 Doppelkupp-lungsgetriebe für Längs- und Quereinbau die Berech-nungsprogramme 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 AGUetzikon 48634 HombrechtikonSchweiz

Tel: +41 55 254 20 50Fax: +41 55 254 20 51info@KISSsoft.AGwww.KISSsoft.AG