Одна из областей применения KISSsys – это оптимизация автомобильных коробок передач. Часто на ранних стадиях работы расчеты должны быть сделаны быстро для различных конфигураций без необходимости получения конечного результата. С KISSsys возможно оценить ресурс уже на стадии концепции для всех рассматриваемых вариантов конструкций.
Изменяемая компоновка подшипников и передач может быть рассмотрена очень быстро. Влияние переменных факторов на ресурс подшипников и деформацию валов может быть оценено с помощью KISSsys.
На рис. 1 представлен пример 3-х ступенчатой коробки передач. В правой части изображения представлена схема потока мощности. Слева внизу – входной вал, который может быть сцеплен напрямую с выходным валом для включения третьей передачи. На вторичном валу выше – две свободные от зацепления передачи, которые могут быть сцеплены с валом посредством муфт. Разомкнутое сцепление в KISSsys отображается серой линией, а включенное и передающее поток мощности – красной. Силы в подшипниках свободных передач представлены как отдельные силы на валу.
Рисунок 1. Трехступенчатая коробка передач
Согласно представленной выше конфигурации были найдены угловые отклонения валов (таблица 1).
Таблица 1. Угловые отклонения валов для включенной второй передачи, минуты
|
|
Прямая передача |
I передача |
II передача |
Подшипник 1 |
Подшипник 2 |
|
Входной вал |
0,01 |
|
|
0,8 |
0,9 |
|
Вторичный вал |
2,4 |
0,5 |
1,0 |
1,8 |
1,4 |
|
Первичный |
|
0,3 |
0,6 |
0,5 |
1,0 |
Простые изменения модели могут быть легко выполнены, например, смена передачи или расстановки подшипников (рис. 2).
После изменения расстановки подшипников на вторичном валу произведены новые расчеты (таблица 2).
Таблица 2. Угловые отклонения валов для включенной второй передачи с измененной расстановкой подшипниковых опор, минуты
|
|
Прямая передача |
I передача |
II передача |
Подшипник 1 |
Подшипник 2 |
|
Входной вал |
0,02 |
|
|
0,8 |
0,9 |
|
Вторичный вал |
0,5 |
0,3 |
0,6 |
0,8 |
0,8 |
|
Первичный |
|
0,9 |
0,62 |
0,7 |
1,2 |
Так, при изменении положения подшипника, угловое отклонение может быть существенно сокращено, что обеспечивает повышение нагрузочной способности и ресурса (с уменьшением перекоса валов) к снижению веса. Такое сравнение занимает всего пару минут, но результат очень ценен.
Рисунок 2. Изменение расстановки подшипников на вторичном валу
Один из лидеров в производстве коробок передач, использует KISSsys в проектировании новых автомобильных трансмиссий и коробок передач с двойным сцеплением. По словам инженеров компании, применение KISSsys дает следующие преимущества:
- Рассмотрение концептуальных конфигураций передач (временные затраты на проектирование новой кинематической модели – 4-6 часов)
- Сравнение подшипниковых концепций (временные затраты на сравнение числа конфигураций подшипников для создания новой модели от 0,5 до 1 часа на вариант)
- Оптимизация компоновки (изменения в порядке зубчатых колес, увеличивающие ресурс критически нагруженных подшипников – 8 вариантов – 4 часа)
- Параметризация валов и выбор подшипников (временные затраты на параметризацию валов и подшипников в ходе анализа коробки передач с двойным сцеплением – приблизительно 4 часа)
- Согласно информации, полученной от инженеров, ответственных за разработку, время на анализ и сравнение различных конфигураций может быть сокращено в 5 раз!