Es ist ein zweistufiges Stirnradgetriebe für allgemeine Anwendung rechnergestützt (WCad)
zu entwerfen. Dabei sind folgende Eingangswerte für die Konstruktion zu beachten:
- zu übertragende Leistung P= 8kW
- Eingangsdrehzahl n= 1600min-1
- Gesamtübersetzung iges= 10 (± 3%)
- Schrägungswinkel der Stirnräder der ersten Getriebestufe 8°
- Flankenrichtung der Schrägverzahnung (auf Eingangswelle) rechts
- Drehrichtung links
- Mindestlebensdauer der Wälzlager 10000 Stunden
- erste Übertragungsstufe V- Plusgetriebe
- zweite Übertragungsstufe V- Plus- oder Nullgetriebe
- alle Wellen auf einer horizontalen Ebene
- Wellenenden mit Kupplung auf verschiedenen Gehäuseseiten
In diesem Beleg werden die für die Nachrechnung der Verzahnung der 2. Getriebestufe (Geometrie,
Festigkeit) mittels MDesign notwendigen Daten aufbereitet und erläutert. Abschließend
werden die Ergebnisse aus MDesign ausgewertet.
Inhaltsverzeichnis
Verzeichnis der Formelzeichen
1 Funktionsbeschreibung
2 Getriebedaten der 2. Stufe
3 Zahngeometrie in MDesign
3.1 Eingabedaten für die Geometrie
3.2 Ergebnisse der Zahngeometrie
4 Festigkeitsberechnung in MDesign
4.1 Eingabedaten für Festigkeitsberechnung
4.2 Ergebnisse der Festigkeitsberechnung
Zielsetzung und Themen der Arbeit
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der rechnergestützten Nachrechnung der Geometrie und Festigkeit der Verzahnung der zweiten Stufe eines zweistufigen Stirnradgetriebes unter Verwendung der Software MDesign, um eine dauerhaft tragfähige Auslegung sicherzustellen.
- Konstruktive Auslegung eines zweistufigen Stirnradgetriebes
- Aufbereitung und Analyse technischer Eingangsdaten
- Geometrische Nachrechnung der Verzahnung mittels MDesign
- Durchführung einer detaillierten Festigkeitsberechnung inklusive Sicherheitsnachweisen
Auszug aus dem Buch
3.2 Ergebnisse der Zahngeometrie
Die in WCad ermittelten Daten der Zahngeometrie stellen lediglich Entwurfsdaten dar. Mit den Ergebnissen in MDesign erhält man alle notwendigen Daten für die Herstellung des Ritzel 3 und Rad 4. Des Weiteren werden diese Ergebnisdaten für die Festigkeitsrechnung der Verzahnung benötigt.
Neben den in WCad gewonnenen Daten werden durch die MDesign- Rechnung Werte ermittelt, mit denen sich ein einwandfreies Funktionieren der Verzahnung überprüfen lässt:
1. Eingriffsstrecke gα (12.2920 mm) > Eingriffsteilung pen (7.3803 mm)
2. → daraus folgt vorh. Profilüberdeckung eα vorh (1.6655) > erford. Profilüberdeckung eα erford. (1,1) nach Roloff/Matek
3. Kopfkürzung nicht notwendig, da Kopfspiel mit 0,4175mm ausreichend → Anpassung des Fußkreisdurchmesser (Rad 4 und Ritzel 3) auf df ( Rad4)= 146,665mm und df (Ritzel 3)= 41,665mm
4. Zahndicken san (Ritzel= 1.7214; Rad= 1.9663 mm) > als erforderlich san erf.= 0,1mm nach Roloff/Matek
5. Achsabstand, Teilkreisdurchmesser, Eingriffswinkel, Kopfkreisdurchmesser und Zähnezahlen aus WCad entsprechen den in MDesign ermittelten Werte → ausreichend
Zusammenfassung der Kapitel
Verzeichnis der Formelzeichen: Dieses Kapitel listet alle in der Arbeit verwendeten physikalischen Größen, Formelzeichen und deren Einheiten auf.
1 Funktionsbeschreibung: Hier wird der Kraftfluss des Getriebes, die Schmierung sowie die Lagerung der Wellen erläutert.
2 Getriebedaten der 2. Stufe: Dieses Kapitel stellt die technischen Basisdaten der untersuchten Getriebestufe, wie Modul, Zähnezahlen und Werkstoffe, vor.
3 Zahngeometrie in MDesign: Beschreibung der geometrischen Eingabewerte und der Überprüfung der Verzahnungsparameter mittels MDesign.
4 Festigkeitsberechnung in MDesign: Detaillierte Darstellung der Festigkeitsparameter, Sicherheitsnachweise und der Ergebnisse hinsichtlich der Lebensdauer des Getriebes.
Schlüsselwörter
Stirnradgetriebe, Verzahnung, MDesign, Festigkeitsberechnung, Geometrie, Getriebestufe, Flankenpressung, Zahnfußfestigkeit, Dauerfestigkeit, Lebensdauer, Konstruktion, Maschinenelemente, Profilüberdeckung, Wellenlagerung, Auslegung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Der Projektierungsbeleg befasst sich mit der rechnergestützten Nachrechnung eines zweistufigen Stirnradgetriebes hinsichtlich der Geometrie und Festigkeit der Verzahnung.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Arbeit fokussiert sich auf die funktionale Beschreibung, die Aufbereitung technischer Daten aus einer CAD-Umgebung sowie die Validierung der Verzahnungsauslegung mittels spezialisierter Software.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist der Nachweis, dass das konstruierte Getriebe die geforderte Mindestlebensdauer von 10.000 Stunden unter den gegebenen Lastparametern erreicht.
Welche wissenschaftliche Methode wurde verwendet?
Die Analyse erfolgt durch eine iterative rechnergestützte Nachrechnung mittels der Software MDesign basierend auf den Normen und Methoden nach Roloff/Matek.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Im Hauptteil werden sowohl die geometrische Bestimmung des Zahnradpaares (Ritzel 3 und Rad 4) als auch die umfassende Festigkeitsberechnung, inklusive Flanken- und Zahnfußtragfähigkeit, detailliert dokumentiert.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie Stirnradgetriebe, Festigkeitsberechnung, Verzahnungsgeometrie und MDesign-Nachrechnung beschreiben.
Warum ist die Wahl des Werkstoffs C45E relevant für dieses Getriebe?
Der Werkstoff C45E wird aufgrund seiner Eigenschaften nach einer Wärmebehandlung (Nitrieren) für die Festigkeitsanforderungen der Zahnräder genutzt, um die geforderten Sicherheiten zu gewährleisten.
Wie wurde die Mindestlebensdauer sichergestellt?
Die Erfüllung der Lebensdauerbedingung wurde durch das iterative Anpassen der Eingabeparameter innerhalb der Software MDesign erreicht, wobei die Zahnbreiten eine entscheidende Rolle für die Lastverteilung spielten.
- Quote paper
- Jörg Fricke (Author), 2003, MDesign Nachrechnung der Geometrie und Festigkeit bei der Verzahnung einer Getriebestufe bei einem zweistufigen Stirnradgetriebe, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/20295
