Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis   II

1  Aufgabenstellung  1

2  Entwurfsberechnung  2

2.1  Ermittlung der Nenndrehmomente  2

2.2  Überschlägige Ermittlung der Wellendurchmesser  2

2.3  Überschlägige Ermittlung des Moduls der Zahnräder  2

2.4  Bestimmung des mindestens erforderlichen  

Fu  ßkreisdurchmessers und der Zähnezahl (Zahnrad 1)  3

2.5  Ermittlung der Zähnezahl (Zahnrad 2)  3

2.6  Berechnung des Achsabstands  3

2.7  Abschätzung der Radialkraft am Zahnrad und Aufteilung  

auf  die Wälzlager  4

2.8  Auswahl der Wälzlager und Berechnung der Lebensdauer  5

2.9  Berechnung und Auswahl der Passfedern  6

2.10  Berechnung der Zahnkopf-, Zahnfuß- und  

W  älzkreisdurchmesser, Zahnbreite, Zahnradnabenbreite und  

Aufteilung  der Profilverschiebung  6

2.11  Gleichmäßige Aufteilung der Profilverschiebung auf  

Zahnkopf  - und Zahnfußdurchmesser  7

3  Nachberechnung  7

3.1  Durchbiegung und Lagerneigung für einen gemittelten  

Wellendurchmesser  der An- und Abtriebswelle  7

3.2  Dauerfestigkeit der Antriebswelle  8

3.3  Festlager und Loslager  9

4  Zeichnungen  10

5  Konstruktionsbeschreibung  13

Literaturverzeichnis   IV

II

1 Aufgabenstellung

Entwurf einer Zahnradstufe, bei der zwei geradverzahnte Stirnräder eine Nennleistung P von einer Eingangsdrehzahl n E auf eine Ausgangsdrehzal n A übertragen. Nennleistung P 15kW Eingangsdrehzahl n E 1000 U/min Ausgangsdrehzahl n A 315 U/min Betriebsfaktor c B 1,10 Axialkraft F ax 900 N

 Betriebsfaktor = Anwendungsfaktor  Zahnradwerkstoff: Einsatzstahl, einsatzgehärtet (58 HRC)  Wellenwerkstoff: E295 (St50-2)

 Die Lagerung der Wellen erfolgt in Kugellagern, die eine rechnerische Lebensbauer von mindestens 10 000 Std. haben

 Die Zahnräder sitzen bei etwas einem Drittel des Lagerabstandes auf der Seite der Momenteneinleitung  Die Zahnräder sind mit rundstirnigen Passfedern auf den Wellen befestigt.

 Die An- und Abtriebswelle besitzen jeweils einen Wellenabsatz mit Passfeder, auf der eine Kupplung gegen eine Wellenschulter angelegt werden kann.  Die An- und Abtriebswelle ist mit Radialwellendichtringen abzudichten

 Es wird ein genormter Achsabstand angewendet  Auf die Wellen wirkt eine zusätzliche Axialkraft F ^ax  Die vorgegebene Übersetzung ist mit ± 3% einzuhalten.

1

2 Entwurfsberechnung

2.1 Ermittlung der Nenndrehmomente

Für das Drehmoment(Torsionsmoment) gilt:

M t 

 M tnenn 9550

1

 M tnenn 9550

2

2.2 Überschlägige Ermittlung der Wellendurchmesser

Für den Wellendurchmesser unter Berücksichtigung des Betriebsfaktors gilt:

 d

sh

 d

1

 d

2

2.3 Überschlägige Ermittlung des Moduls der Zahnräder

Für die Bestimmung des Moduls bei gehärteten Zahnflanken gilt:

  85 , 1 m

    0 FLim  mit ; z 1 ’=18; b/d 1 =0,6; ² / 160 mm N

  m 85 , 1

Nach DIN 780 wird ein Modul von 4mm gewählt.

2

2.4 Bestimmung des mindestens erforderlichen

Fußkreisdurchmessers und der Zähnezahl (Zahnrad 1)

Der mindest Fußkreisdurchmesser wird durch folgende Formel bestimmt:    ) 5 , 2 ( 2 2 m t d f

1

Mit Wellendurchmesser beim Zahnrad d 1 =45mm und Nabennuttiefe t 2 =3,8mm     mmmm d f 6 , 72 ) 4 5 , 2 8 , 3 ( 2 45

1

Für die Zähnezahl z 1 gilt:   m d 25 , 1 2

f ¹  z 1

m

 1 z

2.5 Ermittlung der Zähnezahl (Zahnrad 2)

Für die Ermittlung gilt:

soll   mit i soll =3,17 z i z

1 2

   => aufgrund späterer Berechnungen wird eine 57 , 66 217 , 3 2 z

Zähnezahl von z 2 =69 verwendet.

2.6 Berechnung des Achsabstands

Der Achsabstand wird durch folgende Formel ermittelt:  z   m a

d  mm a d 4

Damit ergibt sich ein genormter Achsabstand: 180-200mm Gewählt wird der Achsabstand von a=180mm

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