【重点推荐】国内外优秀齿轮设计开发软件介绍

齿轮设计是一个计算工作量很大的工作，反复的计算是齿轮设计不可避免的过程，还有就是由于齿轮计算过程中涉及一些超越方程，若是采用手工计算，其难度和工作量非常大。另外，齿轮的数学模型已经基本成熟，采用专业开发的软件作为齿轮开发工具是一个很不错的选择。
本帖将搜集国内外优秀的齿轮设计软件工具介绍资料，向大家介绍。
注意：本帖主要是介绍，不提供下载D版软件。跟帖者可推荐自己使用或者知道的专业齿轮软件的信息，便于大家学习与参考！

第一款软件：渐开线齿轮专家系统
齿轮设计专家系统 6.00版
涉及内容：  
  1.详细计算   
  2.齿轮精度   
  3.强度校核  
  4.几何计算




软件简介：
渐开线圆柱齿轮设计专家系统是集国内外齿轮最新研究成果和实践经验，结合最新国家及国际标准，经知名齿轮专家的几十年研究和提炼，推出的全新设计的齿轮专家系统。系统提供了原始设计，精度计算、强度校核、几何计算、齿轮测绘等模块。在国内拥有众多客户，并得到了客户的认可和好评。
    系统以专家模式，渐进方式指导用户快速完成从原始参数得到设计参数的优化设计过程，系统提供大量详实的资料，使得每步的操作和每个的功能都有根有据。同时设计过程在优化条件下，又提供了及其灵活的控制和操作，用户可以根据自己的经验和方法，选择完全符合自己的设计参数。在系统推荐的总变位分配方案下，可以根据不同的设计优化目的，提供了9种总变位分配方法。在齿轮精度计算中，软件使用了最新国际精度标准ISO1328.1/2以及ISO/TR10064.1/2/3/4(GB/T10095-2001等同采用ISO标准)，并且提供了多达8种的侧隙类型选择，提供了完整的齿厚检测方法。在强度计算中，软件采用了ISO6336-1/2/3强度计算标准（GB/T3480-1997等同采用ISO标准），并且提供了灵活智能的计算过程配置管理功能，使得强度计算可以按照客户的计算要求，并且一步完成包括接触、弯曲、胶合在内的所有计算内容，用户直接可以输出指定格式的计算报告。
    使用本软件，用户可以大量节约设计时间和设计成本，提高生产效率。使得原本需要好几天甚至好几个星期的设计量，只需要几分钟或几小时就完成。
系统特点：
1．简单易用
   软件使用Windows标准界面和操作习惯，界面简洁美观，步骤思路清晰，操作方便灵活，对稍有机械传动设计知识的人员，无须培训，在短时间内即可熟悉操作过程。
2．使用范围广
   软件可以适合减速机行业、矿山机械、汽车行业、船舶行业等多种行业的传动件和传动设备的设计计算要求。
3．先进设计理念和最新标准
   本软件结合了国内外先进的传动设计技术和研究成果，采用了最新国家和国际标准，有众多的行业专家鼎立支持，以专家模式指导和优化设计数据。
4．灵活智能的计算管理
   通过设计默认参数管理和计算配置管理，实现相关计算一步完成，极大地简化了用户操作界面和设计计算过程。计算过程具有灵活智能的参数计算和条件判断功能，使软件具有强大的计算能力和适应能力。
5．设计过程透明
   软件在使用方便和简单的同时，整个设计过程和计算参数都有据可查，都有计算过程，对用户是非常透明的。用户可以一步完成相关计算，也可以每一个参数逐步计算。
6．统一的集成设计环境
   本软件是在集成统一的环境中运行，由系统统一管理，使得设计过程和数据不再是独立的分别计算和管理。系统管理的将是一整套传动系统的设计计算数据，提高了数据的完整性，更便于产品数据的管理和维护。
7．良好的开放性能
   软件具有很好的开放性能，可以提供二次开发，向外提供数据接口。能够良好地与工艺软件、管理软件、绘图软件等其他软件集成。
8．强大的系统扩展能力
   随着各个传动件设计模块的推出和完善，使得设计过程扩展到整个传动系统的综合分析和设计，将会极大提高整个设备的传动性能。












































XTGDES_GW.pdf

第二款软件：渐开线齿廓【塑料齿轮专业工具】
渐开线齿廓 【 科英特软件有限公司】
设计内容：
1. 系统介绍
2. 系统的安装和配置
3. 系统设置和参数配置
4. 齿轮齿形放大图
5. 齿轮刀具与量规
6. 齿轮线切割
7.  齿形调整
8.  啮合分析
软件介绍：
    渐开线齿廓----集成了放大图绘制、滚刀与量规、线切割计算、齿形调整和啮合分析等渐开线齿轮计算工具，解决了小模数齿轮齿形设计、齿形检验、渐开线齿轮滚刀设计、齿轮磨具制造和齿形切割等问题。加快了渐开线齿轮设计和制造的过程，提高了企业生产效率，并有效降低了制造成本。
  在输入基本齿廓，输入齿轮副基本参数，确定齿轮精度后，系统自动完成所有计算，获得所有计算结果。任何的一项参数的修改，系统都将重新计算相关数据和结果，不必一步步重复计算。使用非常灵活方便，可即刻完成所有的设计。
软件特点：
1.系统以渐开线齿廓为基础，提供齿廓放大图的绘制、滚刀与量规计算及线切割计算工具；
2.提供多种基本齿廓和齿轮精度标准；
3.齿廓放大图的绘制提供了精确的齿形，它是检验渐开线齿轮齿形特别是小模数齿轮齿形的有力工具；
4.由滚刀与量规计算的数据可以快速制造渐开线齿轮加工和检验工具；
5.线切割提供了阴模、阳模的加工计算，考虑了材料收缩率、冲模间隙和放电间隙，计算了线丝轨迹；
6.灵活的齿形调整功能，可设计制造出特殊需求的齿轮产品；
7.具有啮合分析功能，检查啮合干涉；
8.良好的用户界面，简单易学易用；
9.具有灵活可选的绘图控制，可随需要得到相应的图形；
10.可将图形输出到AutoCAD2000---2008 的所有版本中，形成DXF；
11.独立输出图纸和数据；

第三款软件：MASTA【英国SMT技术公司】
一．MASTA软件综述
1.    概述
MASTA是当今世界上功能最强，覆盖面最宽，技术最深，实用性最强的传动系统选配、设计/开发、制造一体化大型专用软件系统。MASTA软件应用涵盖了舰船 (包括工业齿轮箱、风电齿轮箱等)、车辆（包括变速器、驱动桥和分动器）和航空领域。
MASTA包含两部分：设计分析部分和齿轮制造部分，针对车辆，还有整车匹配部分。设计分析部分包含三个方面的功能：建模或设计功能，分析功能，优化功能。这三方面的功能都覆盖三个层面：零件，部件或称子系统，总成或称系统。
2.    MASTA的使命
MASTA的使命是：最大限度地优化传动系性能，降低设计/开发/制造成本和周期。它是通过如下三大方面的核心功能来实现这一使命的：
其一：优化系统协调性达到功率密度最大化
功率密度即在满足传动系统要求寿命的前提下，传动系统的承载能力同其体积（或总体尺寸）之比值。在不提高成本的前提下，传动系统功率密度最大化是所有从事传动系统设计开发制造者追求的核心目标。
系统协调性是指齿轮/轴/轴承/壳体等各零件组成一个变速箱或驱动桥，各零件之间因相互位置关系不同以及零件之间尺寸/材料配置不同而引起的系统动静态特性好坏。具体包括系统的总体刚性、系统的整体寿命和系统的动态特性。
优化系统协调性就是在给定空间条件下，优化各零件之间相互位置布局关系，使总体刚性达到最大，优化各零件之间寿命匹配使寿命分散性尽量小，优化动态特性使系统对同等振动/噪音激励（如齿轮传动不平稳性）的响应降到最低。
其二：优化零件设计   
MASTA自身以及通过和各种标准有限元（FEA）软件包进行无缝接口，提供了详细设计和优化各类齿轮、轴、 轴承、壳体以及任意异型件所需要的全部技术和手段。使用极为简单方便。尤其值得一提的是，在优化所有零件时，MASTA既可对它们独立于系统进行设计和优化，也可将它们作为系统中的一个成员来进行。
其三：优化制造成本
MASTA从两个方面大幅度地优化制造成本，同时确保传动系统性能：
(1)．    协助确定主要零件的合理制造工艺配置：所谓合理制造工艺配置，是指针对一个给定的变速箱（驱动桥），在给定批量和成本下使各主要零件之间寿命分散性尽可能缩小的工艺配置。要了解一种制造工艺配置是否合理，就需要有准确的有关该变速箱中各主要零件设计寿命作为客观依据。这正是MASTA软件部分功能。
(2)．    大幅度降低齿轮制造成本：MASTA提供了一整套完整精确的适合于圆柱齿轮滚/插/剃/磨工艺以及螺旋锥齿轮和准双曲线齿轮各类加工方式和机床的齿轮、刀具、工艺优化手段，达到彻底消除齿轮设计—制造，以及制造工序之间的潜在的不匹配性带来的高成本制造。
3.    MASTA的功能：
其一：强大的建模功能
(1)．    建模零件类别: 各种齿轮包括圆柱齿轮，行星轮、直齿锥齿轮，螺旋锥齿轮，准双曲线齿轮、标准和非标准轴承、离合器／同步器都可以参数建模，壳体和行星架、差壳、薄壁轮辐等复杂异型件都可经过FE无缝接口引入;
(2)．    各种复杂布局:
1)    轴交角：平行轴；垂直轴； ～360 任意角度相交轴
2)    齿轮传动链
    锥齿轮传动链（多个相同或不相同的小轮与同一个大轮啮合）
    圆柱齿轮传动链（3个或3个以上圆柱齿轮啮合）
3)    行星轮系：常规行星轮系；复杂惰轮式行星轮系
(3)．    各种复杂系统受载情况：
•    单一载荷
•    载荷谱
•    各种百分比下系统变形与零件寿命
(4)．    各种视图: 除二维／三维零件图以及全部三维装配图外，还提供符合工程师需要的二维装配图；
(5)．    建模界面极为友好: MASTA是基于新一带可视化软件技术，如同现代所有CAD和有限元软件一样，以极少量的培训即可开始使用，操作所需要的清单全面显示在界面上，无需靠日复一日的熟悉和记忆。

其二：精确系统分析与优化功能
(1)．    系统总体刚度分析和优化：传动系统总体刚性是指传动系统受外载后变形的难易程度。两个相似的传动系统系统，可以因微小布局上差异导致完全不同的失效模式和寿命。一般而言，系统总体刚性越高，系统变形对各零件寿命的折损越小。优化总体刚性就是选择最佳总体布局将各零件受载变形迭加后在各齿轮和轴承处的综合变形达到最小。通过MASTA软件的系统变形分析，可以很方便地计算传动系统的总体刚度，并通过改变总体布局和优化零件设计从而优化传动系统的总体刚度。
(2)．    系统主要零件寿命计算并等寿命化：一般而论，一个传动系统的寿命是按主要零件：齿轮/轴/轴承/壳体中最短寿命的零件确定的。因此，平衡传动系统中这些主要零件的寿命使传动系统的寿命达到最长是传动系统设计/开发的核心任务之一。利用MASTA软件可以迅速地计算和提供这些主要零件在各种工况和材料下的寿命。为平衡各主要零件寿命、优化传动系统寿命提供了有效完整的手段。
(3)．    系统动力学分析和优化：NVH是传动系统的关键问题之一，MASTA通过系统变形分析得到齿轮的错位，再经过齿面接触分析，得到传递误差，即得到传动系统振动和噪音的来源。再通过系统动力学分析，基于内置的有限元动力学模型，考虑轴、齿轮、轴承和壳体的动态特性，得到系统对激励的响应，从而可评估系统的动态特性，并对系统进行优化，降低系统对传递误差的敏感性，从而改善振动和噪音性能。
其三：各种零件精确分析和优化功能
(1)．    齿轮：
1)    圆柱齿轮：
•    强度计算可基于实际加工中所用滚刀或插齿刀形状，不是假想配对齿条的形状，故危险截面位置精确，危险截面处危险应力更接近实际情况。
•    采用ISO6336中精确方法计算齿轮弯曲和接触强度，并可采用AGMA标准校核弯曲和基础强度，计算齿轮胶合强度，同时考虑由于系统变形导致的齿轮错位对齿轮强度和寿命的影响。
•    根据不同载荷、刀具和特定应用条件对圆柱齿轮副和齿轮链进行宏观几何参数优化
•    通过齿面接触分析和微观修形，提高圆柱齿轮承载能力和减小齿轮噪音
•    对不适用于标准（如ISO和AGMA）规定的假设条件的高重合度齿轮和大螺旋角、大齿宽的齿轮，基于齿轮三维有限元接触分析，精确计算齿根应力和齿轮传递误差，并进行精确修形。
2)    行星轮：
•    可以对简单行星轮系和复杂行星轮系进行建模和分析，分析时考虑行星轮的啮合相位、均载情况、侧隙和系统变形导致的齿轮错位
•    可以对行星轮系进行二维和三维修形设计和分析，精确计算行星轮系的传递误差
3)    锥齿轮（螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮）：
•    通过锥齿轮设计和强度校核功能和宏观参数优化功能以及齿面优化功能将强度计算和精确的刀具设计，机床调整以及齿面形状和齿根形状优化紧密联系在一起，以确保实际制造所获得的齿轮强度比预期的要更好。同时也可精确计算齿轮胶合强度。
(2)．    轴：
•    同Nastran或Ansys实现无缝接口，实现对任意形状轴的应力和变形精确计算
•    疲劳寿命计算基于认可的经验和理论，并针对大量试验数据予以验证
(3)．    轴承：
•    轴承使用考虑边缘应力集中的六自由度非线性精确模型，采用ISO/DIN281补充4标准校核寿命，校核时考虑考虑错位、内部间隙、预紧力、轴承材料的耐久极限和润滑质量的影响。
•    可详细查看轴承内部细节的计算结果，如滚子载荷，滚子变形和错位，滚子的应力，接触半径，转速和EHD油膜厚度等。
(4)．    壳体
•    同Nastran或Ansys实现无缝接口，精确考虑壳体变形对内部系统的影响，同时实现对任意形状壳体的应力和变形精确计算。
(5)．    同步器
•    通过对变速器换档性能的分析，得到合适的同步器总体尺寸，确保换档力合适，换档性能良好。

其四：强大的齿轮制造模拟和分析功能
MASTA提供了一整套完整精确的适合于圆柱齿轮滚/插/剃/磨工艺以及螺旋锥齿轮和准双曲线齿轮各类加工方式和机床的齿轮、刀具、工艺优化手段。例如，齿轮设计中现有刀具的再利用，新刀具优化设计，机床调整优化，齿轮—刀具—工艺之间匹配性优化，粗/精加工以及热处理变形等之间匹配性优化等，达到彻底消除齿轮设计—制造，以及制造工序之间的潜在的不匹配性带来的高成本制造。
4.    MASTA的特点
其一：简单易学
MASTA具有友好的用户界面、灵活方便的操作方式；其设计功能和分析方法都是从科学可靠实用的角度出发，功能强、操作步骤简练、易于掌握，为工程师充分发挥其创造性设计提供了保证。
其二：智能化设计
MASTA具有智能化设计的特点，只要输入条件精确，就能自动进行系统总体变形条件下的强度校核计算，并能对齿轮进行优化设计。
其三：参数化设计
MASTA采用参数化设计，一方面在设计过程中可对齿轮参数、零件几何数据及材料等的使用进行修改，在对载荷谱运行后其相关的计算自动更新；另一方面，可在原有的近似设计基础上，通过参数的修改，进行新总成的设计，可减少很多的重复建模。

5.    MASTA软件可以给用户带来的价值
一个产品的开发过程一般分为三个阶段：设计―试验―评估决策（发现问题，分析原因，提出解决办法）。在没有精确的模拟软件之前，设计的好坏完全靠试验来判断，由于从零件到子系统、到完整的系统的递进过程中，没有分析计算评价手段来判断零件的性能差异，导致试验结果不好的时候，无法确定具体的原因，因此不断地修改相关的零件，反反复复地进行设计－试验－修改－试验－修改的循环，导致巨大的时间成本、制造成本、试验成本。
MASTA用技术取代经验，将人犯错误的机会限制在最小程度；用高速软件计算代替手工核算，将人从繁琐的重复计算中解放出来，使人的精力转移到方案优化上，从而最大限度的利用其创造力
MASTA能创造三方面的价值：
其一：时间价值
MASTA可以在一定程度上代替试验发现问题，同时可以提供大量的分析计算结果，帮助设计者很快发现出现问题的原因。也就是说，使用MASTA可以大大节约产品开发过程中试验和评估决策的时间。而这两部分时间往往占去总开发时间的80％。MASTA能够帮助大幅度节约开发时间，在当今产品开发周期越来越短的情况下，无疑是帮助比对手更快地占领市场有力手段。
其二：成本价值
MASTA帮助缩短了设计开发周期，大大减少了样机的数量和试验的次数，亦节省了相关的人工。
每台样机的价格一般是批量生产产品价格的几十倍。开发试验不仅周期长，而且价格非常昂贵，据统计，试验费用所占比例是整个设计开发总费用的八成以上。所以MASTA可以帮助大大减少试验相关的直接成本，提供很高的成本价值。
其三：技术价值
MASTA在系统中优化设计传动系统，直接面向产品的实际工作状况进行设计，而且力学计算功能强大，可以在不对系统力学模型进行简化的条件下准确计算各个零部件的受力变形和寿命。因此使产品设计更加准确可靠。因而可使产品在同样的承载能力下有更小的体积，或者在同样的体积下有更好的承载能力。真正提高产品的水平。同时，在MASTA中还可以综合考虑到加工工艺和零件精度对产品实际寿命的影响，从而节约产品批量生产成本。
MASTA将传动系统的性能指标（如：强度、寿命）同设计参数之间以一定方式联系起来，指导工程师有效地修改设计，从而消除其修改设计的盲目性和对经验的依赖性。也就是说， MASTA可以使得一个没有经验的设计者也可以设计出较好的产品。而对于有经验的设计者更是如虎添翼，使他们设计出更好的产品。
借助MASTA，可以用很短的时间对一个产品的设计质量做出客观的评价，从而使得控制产品设计质量客观化。
MASTA的基础原理为根据参数建模所建立的几何模型进行力学模型的抽取和分析计算，而不是基于对于某种特定的产品的经验而进行推算，因此，它不局限于传动系统的结构型式，适合于各种结构的传动系统的分析。MASTA不会随着时间的推移和材料、制造技术的发展以及使用工况的改变而落后，而是随着使用时间的增长而不断增加其效用，因为它本身可以将不断更新的新技术溶入其中。MASTA介绍_200806.rarCOMPANY PRESENTATION .rar

第四款软件：Romax Designer【英国Romax公司】
Romax是一家集软件工具开发和传动项目咨询为一体的公司，在传动领域有超过十二年以上的经验；总部设在英国，在欧洲、美国、日本、韩国、澳洲、印度等均开办有办事处。由Romax公司积累多年经验开发的Romax Designer主要应用于齿轮传动系统虚拟样机的设计和分析，在传动系统设计领域享有盛誉，目前已成为齿轮传动领域事实的行业标准。

Romax用来建立齿轮传动系统虚拟样机模型，还包括详细部件强度和可靠性分析，及传动系统振动噪声分析，大大加速传动系统的设计和开发流程。在Romax中，考虑结构柔性，同时考虑更多实际情况，如装配误差及轴承间隙、预载等。Romax Designer应用很广，其中包括汽车、船舶、工程机械、风力发电、工业、轴承以及航空航天等领域的齿轮传动系统的设计。


Romax虚拟原型仿真工具组成：

Romax Designer
完成齿轮传动系统的设计分析，包括平行轴传动系、相交轴传动系、行星齿轮传动系的完整解决方案以及轴承、系统振动噪声分析等高级分析功能。
Romax Dynamics
可作为RomaxDesigner的部分或作为单独模块，完成传动系统的动力学分析，计算临界速度谱、阻尼固有频率谱、非平衡响应分析等内容。
Synchronizer Simulation
预估同步器尺寸，计算轴的轴向振动，完成同步器瞬态过程的详细分析
Gear Manufacture
齿轮剃、铣、修形等制造过程中动力学仿真和结构优化工作，以控制齿形加工质量和提高刀具寿命

Romax Designer功能介绍：
可快速建立轴、齿轮全部传动系统的虚拟模型
详细的部件强度、可靠性分析
传动系统整体的振动噪声分析（NVH）
用于鲁棒性的结构优化分析
Romax Designer覆盖了从概念设计，部件强度、可靠性等详细设计，到系统振动噪声（NVH）预估等全部传动系统设计内容，构成了齿轮传动系统的封闭求解环境。提供了包括平行轴系、相交轴系、行星齿轮传动在内的多种齿轮传动模型的搭建、分析和设计功能。

第五款软件 ：The Gear Production Suite 【英国】
也就是网上很多人都在用的Geardesignerpro，只不过是该软件包功能的一部分。下面给出英文介绍，不做翻译。
Gear Production Suite

Release 3.0


Gear Production Suite
A suite of programs to design, machine, and inspect gears during production. Each program module has been developed with three levels of operation (basic/standard/advanced) to better suit your requirements.  An integrated application of these modules can be used to optimise the conception design, production, and operation of gears by the centralisation of the data within a company and creating a feed-back loop.

The functionality of one or more tools within the suite can be formatted as stand-alone so as to be embedded in existing metrology or machine tool equipment to form part of an expert system.



Modules Include

Gear Box Concept

Drive System Model

Gear Design

Load Analysis Model

Manufacturing Tools

Gear Inspection Tools

第六款软件：齿轮工程软件 【国产软件，萝卜花出品】
此齿轮设计计算程序可用于汽车用渐开线圆柱齿轮、渐开线内、外花键的设计 与测绘、加工计算、尺寸公差选用与偏差查询、渐开线函数值反查角度、基节表查询等。