Im Rahmen einer Hausarbeit soll für ein Firmeninternes Projekt durch die Verantwortliche Konstruktionsabteilung ein Universalgetriebe konstruiert werden. Für die Applikation ist es erforderlich, gewisse, seitens des Kunden vorgegebenen Auflagen zu erfüllen.
Die Vorgaben sind vom Kunden durch ein Lastenheft beigestellt.
Unter Zuhilfenahme wissenschaftlicher Methoden wird ein Pflichtenheft seitens der Konstruktionsabteilung erstellt und eine Konstruktion vorgenommen.
Diese Arbeit ist sowohl für Studenten der Fachhochschulen und Technikerschulen, sowie höhere technische Bildungseinrichtungen geeignet.
Inhaltsverzeichnis
1.Pflichtenheft
2.Kenngrößen
2.1 Hauptabmessungen
2.2 Drehmomente
3.Vorwahl der Zähnezahlen
3.1 Übersetzungsverhältnis
3.2 Drehzahlen der Wellen II / III
3.3 Besonderheit der Abtriebsdrehzahl
4.Vordimensionierung der Wellen II / III
4.1 Ermittlung der erforderlichen Wellendurchmesser W II
4.2 Ermittlung der erforderlichen Wellendurchmesser W III
5.Vordimensionierung der Geradverzahnten Stirnräder
5.1 Ritzel Motor z1
5.2 Bestimmung d1-d4
5.3 erf. Modul auf Grund der Biegung z1;z2
5.4 erf. Modul auf Grund der Flankenpressung z1;z2
5.5 erf. Modul auf Grund der Biegung z3;z4
5.6 erf. Modul auf Grund der Flankenpressung z3;z4
5.7 Modulbestimmung
5.8 Ermittlung der Zahnbreiten für i1;i2
5.9 Vorbestimmung der Lagerabstände
6.Ermittlung der Stirnradabmessungen
6.1 Teilkreise
6.2 Kopfkreise
6.3 Grundkreise
6.4 Achsabstand
6.5 Umfangsgeschwindigkeit
6.6 Überdeckungsgrad
6.7 Umfangskräfte
7.Ermittlung der Auflagerkräfte der Wellen II / III
7.1 X-X-Ebene Welle II
7.2 Y-Y-Ebene Welle II
7.3 X-X-Ebene Welle III
7.4 Y-Y-Ebene Welle III
7.5 Ermittlung von FA;FB;Mbmax Welle II
7.6 Ermittlung von FA;FB;Mbmax Welle III
8.Vergleichsspannungen der Wellen II / III
8.1 Ermittlung der relevanten Daten
9.Gestaltfestigkeit der Wellen II / III
9.1 Welle II
9.2 Welleabsatz III 30mm
9.3 Wellenabsatz III 22mm
10.Welle- Nabenverbindungen
10.1 Passfederverbindungen der Wellen II / III
11.Ermittlung der Kugellagergrößen
11.1 Kegelrollenlager Abtrieb Welle III Fazul=1600N
11.2 Erforderliche Rillenkugellager
11.3 Erforderliche Luftgruppe
12.Gehäuse
13.Dichtungen
14.Schmierung
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit dokumentiert die technische Auslegung und Berechnung eines 2-stufigen Universalgetriebes. Ziel ist es, unter Berücksichtigung definierter Kundenanforderungen – wie dem geforderten Abtriebsdrehmoment, der Drehzahl und den Platzverhältnissen – ein funktionsfähiges Getriebekonzept inklusive Lagerung, Wellen und Verzahnung auszulegen.
- Dimensionierung und Festigkeitsberechnung der Getriebewellen.
- Berechnung der Verzahnungsgeometrie für Stirnräder.
- Ermittlung und Analyse von Lagerkräften zur Auswahl geeigneter Wälzlager.
- Festlegung von Passfederverbindungen und konstruktive Gehäuseauslegung.
- Auswahl geeigneter Schmierstoffe und Dichtungssysteme.
Auszug aus dem Buch
1.Pflichtenheft
1. Bauelemente
2-Stufiges Universalgetriebe
2. Getriebeanforderungen
Maximale Getriebebreite außen 318mm
Maximale Getriebehöhe außen 135mm
Wellenabstand 90mm
Übersetzung i1=3,4; i2=3,2
Lagerung Rillenkugellager
Schmierung Tauchschmierung
Öleinfüllschraube Schraube/Ölschauglas
Stückzahl groß/Serienfertigung/ GG25
Abtriebsmoment 40 Nm
Abtriebsdrehzahl 125 min-1 +/- 1 %
Famax 1600N
Frzul 1000N (mittig am Wellenende)
Wellenende nach DIN 748
Befestigung Fußbefestigung am Gehäuse vorsehen
Elektromotor Am Gehäuse angeflanscht
3. Motor
Nenndrehzahl 1360 min-1
Nennleistung 0,75Kw
Zusammenfassung der Kapitel
1.Pflichtenheft: Definiert die technischen Rahmenbedingungen, Anforderungen an das Getriebe und die Leistungsdaten des gewählten Motors.
2.Kenngrößen: Ermittelt die erforderlichen Übersetzungen und berechnet die wirkenden Drehmomente basierend auf den Leistungsdaten.
3.Vorwahl der Zähnezahlen: Bestimmt die Zähnezahlen der Stirnräder zur Erzielung der geforderten Gesamtübersetzung und überprüft die Abtriebsdrehzahl.
4.Vordimensionierung der Wellen II / III: Berechnet die notwendigen Durchmesser der Wellen, um die übertragenen Drehmomente sicher aufzunehmen.
5.Vordimensionierung der Geradverzahnten Stirnräder: Führt die Auslegung der Verzahnung hinsichtlich Biegung und Flankenpressung durch und legt das Modul fest.
6.Ermittlung der Stirnradabmessungen: Detaillierte geometrische Bestimmung der Zahnräder, inklusive Kopfkreise und Achsabstände.
7.Ermittlung der Auflagerkräfte der Wellen II / III: Ermittelt die an den Wellenlagern angreifenden Kräfte in den jeweiligen Ebenen zur weiteren Festigkeitsanalyse.
8.Vergleichsspannungen der Wellen II / III: Stellt die Grundlagen für die Spannungsberechnung an den Wellen bereit.
9.Gestaltfestigkeit der Wellen II / III: Überprüft die Dauerfestigkeit der Wellen an den kritischen Stellen unter Last.
10.Welle- Nabenverbindungen: Dimensioniert die Passfederverbindungen für eine sichere Momentenübertragung.
11.Ermittlung der Kugellagergrößen: Wählt passende Wälzlager basierend auf den zuvor berechneten Kräften aus.
12.Gehäuse: Beschreibt die grundlegende Gehäusekonstruktion und Festigkeitsbetrachtung.
13.Dichtungen: Legt die Dichtungssysteme zum Schutz des Getriebeinneren fest.
14.Schmierung: Bestimmt das geeignete Schmiermittel und die Art der Schmierung.
Schlüsselwörter
Getriebeauslegung, Universalgetriebe, Stirnradverzahnung, Wellenberechnung, Lagerung, Festigkeitsnachweis, Passfederverbindung, Drehmoment, Übersetzungsverhältnis, Maschinenelemente, Maschinenbau, Wellendurchmesser, Flankenpressung, Tauchschmierung, Konstruktion.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die systematische technische Auslegung und Berechnung eines 2-stufigen Universalgetriebes nach einem vorgegebenen Pflichtenheft.
Was sind die zentralen Themenfelder der Ausarbeitung?
Die Schwerpunkte liegen auf der Verzahnungsberechnung, der Dimensionierung der Wellen, der Wälzlagerauslegung sowie der konstruktiven Festlegung von Gehäuse und Verbindungselementen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist der Entwurf eines funktionsfähigen Getriebes, das die definierten Vorgaben hinsichtlich Abtriebsmoment, Drehzahl und Baugröße erfüllt und die notwendige mechanische Festigkeit aufweist.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird das Standardverfahren der Maschinenelemente-Konstruktion angewandt, basierend auf klassischen Berechnungsgleichungen für Getriebe, Wellenfestigkeit und Verzahnungsgeometrie.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die schrittweise Berechnung vom Pflichtenheft über die Verzahnungsgeometrie, die Wellen- und Lagerberechnung bis hin zur Auswahl von Schmierstoffen und Dichtungen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den prägenden Begriffen zählen Getriebeauslegung, Festigkeitsnachweis, Stirnradverzahnung, Wellenberechnung und Wälzlager.
Warum wird für die Abtriebswelle ein Kegelrollenlager gewählt?
Das Kegelrollenlager wurde aufgrund der auftretenden axialen Belastungen gewählt, die durch die Getriebekonstruktion induziert werden.
Wie wurde die Schmierung des Getriebes festgelegt?
Die Schmierung wurde als Tauchschmierung ausgelegt, basierend auf einer Berechnung der erforderlichen kinematischen Viskosität des Schmiermittels unter Berücksichtigung der Umfangsgeschwindigkeit.
- Quote paper
- Sven Müller (Author), 2005, Projekt - Auslegung und Konstruktion eines 2-Stufigen Universalgetriebes, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/122847
