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1 / 14 11. Februar 2011 Release 03/2011 KISSsoft AG - +41 55 254 20 50 Uetzikon

1 / 14 11. Februar 2011 Release 03/2011 KISSsoft AG - +41 55 254 20 50 Uetzikon 4 - +41 55 254 20 51 8634 Hombrechtikon - info@KISSsoft.AG Switzerland - www.KISSsoft.AG Tutorial KISSsoft : Dimensionnement fin d’engrenages cylindriques 1 Objet 1.1 Objet Le but est de concevoir un engrenage hélicoïdal, pouvant transmettre une puissance de 5 kW avec une vitesse de 400 tr/min, pour une durée de vie donnée de 5000 heures (Facteur d’application = 1.25). Le rapport de réduction doit être 1 :4 (réducteur de vitesse), et le matériau des roues dentées sera du 18CrNiMo7-6. L’engrenage hélicoïdal doit être optimisé par rapport au bruit et au rapport de conduite. Le calcul de résistance doit être effectué suivant l’ISO 6336 méthode B. 1.2 Démarrer un calcul d’engrenage (Engrenage cylindrique) Après avoir installé et activé KISSsoft (en version de test ou avec une licence), suivre les étapes suivantes pour lancer le programme. Habituellement, le programme peut être démarré par « Démarrer Programme KISSsoft 03-2011 KISSsoft ». On obtient ainsi l’interface d’accueil ci-dessous : Figure 1.1 Démarrage de KISSsoft, Fenêtre d’accueil Dans l’onglet « Module » situé à gauche de la fenêtre, sélectionner le module « Engrenage cylindrique » par un double-click : Figure 1.2 Appel du module de calcul d’un engrenage cylindrique Tutorial KISSsoft 009: Dimensionnement fin d’engrenages cylindriques 2 / 14 9 février 2011 Release 03/2011 Vous pouvez ouvrir l’exemple utilisé dans ce tutorial, soit par « Fichier/Ouvrir » puis en choisissant « Tutorial-009-Step1 » (jusqu’à « Tutorial-009-Step5 »), ou en l’ouvrant à partir de l’onglet « Exemple » (voir ci-dessous). Dans chaque chapitre de ce tutorial, il vous sera spécifié quel fichier doit être utilisé. Figure 1.3 Comment ouvrir les fichiers d’exemple utilisés dans ce tutorial à différentes étapes 2 Dimensionnement grossier d’un engrenage cylindrique 2.1 Ouvrir la fonction « Dimensionnement grossier » Le dimensionnement grossier permet d’obtenir un premier jeu de données pertinent pour un étage d’engrenage. Pour cela, ouvrir la fenêtre de la fonction Dimensionnement grossier par « Calcul » « Dimensionnement grossier » et entrer les données clé requises. Pour accéder directement à cette étape du calcul, ouvrir le fichier « Tutorial-009-Step1 » Figure 2.1 Appel de la fonction « Dimensionnement grossier » 3 / 14 9 février 2011 Release 03/2011 Ici, il est essentiel que vous définissiez le rapport de réduction souhaité (y compris l’écart admissible en % (ici 5%) ) et que vous entriez la puissance à transmettre et le matériau. Il est aussi possible de donner un valeur d’angle d’hélice ou d’entraxe souhaité. L’angle d’hélice dépend du type de roulement utilisé. Suivant la quantité de charge axiale que peut reprendre le roulement, l’angle d’hélice pourra être plus ou moins grand. L’angle d’hélice peut être optimisé ultérieurement, avec le Dimensionnement fin . Ici, dans le Dimensionnement grossier, il est seulement demandé de donner une valeur approximative de l’angle d’hélice, ou « zéro » pour un engrenage droit. Vous pouvez entrer des informations supplémentaires dans la fenêtre d’entrée du « Dimensionnement grossier », dans le groupe « Géométrie ». Par exemple, le nombre de dents sur le pignon, les proportions géométriques et l’entraxe. Figure 2.2 Fenêtre d’entrée du Dimensionnement grossier : Géométrie - nombre de dents roue 1 Pour définir les coefficients de sécurité souhaités, utiliser le bouton « Détails » de la fenêtre d’entrée des données du Dimensionnement grossier, dans le groupe « Résistance ». Figure 2.3 Fenêtre d’entrée du Dimensionnement grossier : Résistance – Sécurités 4 / 14 9 février 2011 Release 03/2011 Cliquer sur le bouton « Calculer » pour que KISSsoft calcule les différentes variantes d’engrenage qui respectent les conditions spécifiées. Ces solutions sont affichées dans une liste (voir ci-dessous) : Faites un click droit de souris sur la liste de résultats pour sélectionner les colonnes que vous voulez afficher, comme Entraxe a, Largeur b etc. Figure 2.4 Dimensionnement grossier d’un engrenage cylindrique, entrée des données de chargement, durée de vie, méthode de calcul et matériau Pour sélectionner une solution (ici avec un entraxe de 107 mm), sélectionnez la dans la liste, puis faites un click sur le bouton « Accepter » puis un click sur « Fermer » pour fermer la liste. Pour accéder directement à cette étape du calcul, ouvrir le fichier « Tutorial-009-Step2 ». Figure 2.5 Module normal, nombre de dents, largeur, coefficient de déport, angle d’hélice et entraxe, tels que proposés par KISSsoft. 2.2 Modifications Vous pouvez modifier les valeurs proposées. Par exemple, pour la largeur de dent, vous pouvez entrer une largeur de pignon de 28 mm et une largeur de roue de 27 mm (directement dans les champs correspondants). Vous pouvez aussi modifier le profil de référence dans la liste déroulante de l’onglet « Profil de référence ». 5 / 14 9 février 2011 Release 03/2011 Figure 2.6 Onglet « Profil de référence », informations sur le profil de référence Pour modifier le coefficient de déport de la roue 1 (celui de la roue 2 sera calculé en conséquence), faire un click sur le bouton Dimensionner de la figure ci-dessous pour ouvrir la fenêtre de dialogue « Dimensionner les coefficients de déport ». Cette fenêtre contient des propositions de valeurs pour différents coefficients de déport (voir figure 2.7) : Figure 2.8 Fenêtre de dialogue pour le dimensionnement des coefficients de déport KISSsoft propose ici des valeurs appropriées de coefficient de déport, suivant différents critères. Dans cet exemple, il faut équilibrer les glissements spécifiques, donc sélectionnez la proposition souhaitée sur la partie droite de la fenêtre, et cliquer sur le bouton « OK » pour accepter. Les nouveaux coefficients de déport x apparaissent alors dans la fenêtre d’entrée dans l’onglet « Données de base » dans le groupe « Géométrie ». Ensuite faites un click sur l’icone dans la barre d’outils ou pressez la touche « F5 ». La géométrie sera alors calculée complètement, ainsi que les coefficients de sécurité en rupture, en pression et au grippage, de même que le rapport de conduite (voir figure 2.9 ci-dessous). Les résultats doivent alors être comme ceci (il peut y avoir de légères différences sur les coefficients de déport calculés) : • Différentes méthodes pour dimensionner les coefficients de déport • Propositions appropriées pour le coefficient de déport • Valeurs maximales et minimales (Limite de dent pointue / sans interférence) 6 / 14 9 février 2011 Release 03/2011 Pour accéder directement à cette étape du calcul, ouvrir le fichier « Tutorial-009-Step3 ». Figure 2.10 Modification du coefficient de déport, lancement du calcul, visualisation des résultats 3 Dimensionnement fin 3.1 Démarrer la fonction « Dimensionnement fin » Après avoir utilisé la fonction « Dimensionnement grossier » pour définir un engrenage qui puisse transmettre la puissance requise, vous pouvez optimiser le niveau de bruit de cet engrenage et sa résistance. Comme pour le dimensionnement grossier, allez dans « Calcul » et choisissez cette fois-ci « Dimensionnement fin ». Une nouvelle fenêtre apparait alors, dans laquelle le dimensionnement va avoir lieu. Figure 3.1 Lancement du « Dimensionnement fin » Ici vous pouvez définir des plages pour les différents paramètres (ainsi qu’un pas de progression). Ensuite les solutions seront recherchées dans les plages définies. 7 / 14 9 février 2011 Release 03/2011 Figure 3.2 Fenêtre de saisie – Dimensionnement fin, Entrée des plages des paramètres (1) Entrer 300 (2) Définir le rapport de réduction souhaité et l’erreur admissible (3) En cliquant sur le bouton Dimensionnement KISSsoft propose une plage de valeurs appropriées pour les paramètres suivants : « Module normal », « Angle d’hélice », « Entraxe » et « Coefficient de déport » (4) Spécifier si l’entraxe est fixe ou variable - Plage de valeurs pour le module normal - Plage de valeurs pour l’angle d’hélice - Plage de valeurs pour l’entraxe (ici, cocher «Entraxe variable ») (Un ordre de grandeur pour ces valeurs peut être obtenu à partir des résultats du Dimensionnement grossier). Ensuite, il est possible de définir les paramètres suivants : - Diamètre de tête maxi - Diamètre de pied mini - Le nombre de dents d’une des deux roue dentées (cocher la valeur à imposer) - Le coefficient de déport d’une des deux roues dentées (cocher la valeur à imposer) Pour cet exemple, entrez les données telles que vous les voyez sur la figure 3.3 et cliquez sur « Calculer » (bouton en bas de la fenêtre) pour lancer le dimensionnement. L’algorithme qui est alors déclenché cherche toutes les combinaisons possibles correspondant aux valeurs entrées. Une fois la procédure de calcul terminée, la liste de toutes les solutions trouvées est affichée (voir figure 3.4). Dans cet exemple, le but est de trouver un engrenage optimisé par rapport au bruit. Vous pouvez alors trier les résultats suivant le critère de votre choix (par exemple ∆cg, variation de la rigidité d’engrènement), pour trouver la meilleure solution. Ensuite, faites un double click sur la variante retenue (ou cliquez sur « Accepter ») , pour la transférer et calculer les résultats. Si les résultats obtenus ne sont pas optimisés, vous pouvez toujours sélectionner une uploads/Geographie/kisssoft-tut-009-f-dimensionnement-d-engrenage.pdf