Die vorliegende Hausarbeit zeigt, wie man eine Getriebestufe konstruiert. Hierfür werden Berechnungen durchgeführt, die auch die Getriebestufe betreffen. Schließlich folgen eine Fertigungszeichnung der Antriebswelle sowie die Konstruktionsbeschreibung. Darüber hinaus enthält diese Arbeit Schnittzeichnungen von einer Getriebestufe mitsamt Stückliste sowie von einer Ritzelwelle.
Um die Bauweise möglichst klein zu halten, wird der annähernd kleinstmögliche Wellendurchmesser für die Berechnung des Fußkreisdurchmessers df1 gewählt. Anschließend werden die weiteren Ritzel- und Zahnrad-Maße bestimmt. Um eine möglichst geringe Spanabnahme zu gewährleisten und Absätze und Kanten zu vermeiden, wird das Ritzel so konstruiert, dass die Zahnradgeometrie in die Vollwelle eingefräst wird. Dabei ist zu erwähnen, dass die Mindestbreite b1 eingehalten wird. Die Flanken der Zahnradgeometrie an der Ritzelwelle werden durch den Fräser bestimmt und sind hier nicht weiter angegeben. Es wird ständig darauf geachtet, dass eine kleinstmögliche Bauweise realisiert wird. Da hierbei das Ziel verfolgt wird, aufgrund von vereinfachten baulichen Maßnahmen am Gehäuse sowohl an der Antriebs- als auch an der Abtriebswelle den identischen Lagerabstand zu verwenden, wird dementsprechend der größere der beiden Lagerabstände gewählt und mit diesem weitergerechnet.
Da die Kräfte am Zahnrad nicht die Kräfte an den Lagern sind, werden über das dreidimensionale Ersatzmodell die in Abhängigkeit zum Lagerabstand stehenden Auflagerkräfte an den Lagern berechnet. Daraus resultiert eine deutlich geringere Belastung der Loslager zu den Festlagern. Durch die anschließende Lebensdauer-Berechnung werden dementsprechend die Lagergrößen so angepasst, dass die Lebensdauer von 10.000 Stunden nicht unterschritten wird. Da diese Berechnung anschließend auf Vergrößerungen der Lagergrößen führt, wird geprüft, ob diese Veränderungen auch Auswirkungen auf den Lagerabstand haben. Da wir über den Sicherheitsabstand variieren können, wird dieser dementsprechend angepasst, um keine Veränderung des Lagerabstandes herbeizuführen.
Inhaltsverzeichnis
- Entwurfsberechnung der Wellen, Zahnräder, Passfedern und Wälzlager
- Wellendurchmesser
- Zahnradgeometrie
- Zunächst überschlägige Ermittlung des Normalmoduls mn
- Zähnezahlen der beiden schrägverzahnten Zahnräder
- Geometrie der Verzahnung
- Passfedern
- Wälzlager
- Berechnung der Kräfte am Zahnrad
- Ersatzmodell – Auflagerkräfte der Wälzlager beider Wellen
- Auswahl der Wälzlager
- Nachrechnung der Getriebestufe
- Schnittreaktionen
- Gefährdete Querschnitte
- Passfedern
- Wälzlager
- Zeichnung der Getriebestufe (ohne Gehäuse)
- Stückliste
- Fertigungszeichnung der Antriebswelle
- Konstruktionsbeschreibung
- Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen
- Literaturverzeichnis
- Anlagen
- Tabelle: Geometrische Größen von Zahnradgetrieben mit Schrägverzahnung
- Zeichnung: Zeichnung der Getriebestufe / Stückliste
- Zeichnung: Ritzelwelle
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Hausarbeit befasst sich mit dem Entwurf einer Getriebestufe und umfasst sowohl die Berechnung der einzelnen Komponenten wie Wellen, Zahnräder, Passfedern und Wälzlager als auch die Nachrechnung der gesamten Getriebestufe. Im Fokus der Arbeit steht die Konstruktion einer funktionsfähigen und zugleich wirtschaftlich optimierten Getriebestufe.
- Berechnung der Wellen- und Zahnraddimensionen
- Auswahl und Dimensionierung von Passfedern und Wälzlagern
- Nachrechnung der Getriebestufe unter Berücksichtigung der Lasten und Kräfte
- Erstellung der Zeichnung und Stückliste
- Dokumentation der Konstruktion
Zusammenfassung der Kapitel
Das erste Kapitel behandelt die Entwurfsberechnung der wichtigsten Komponenten der Getriebestufe. Dabei werden die Wellendurchmesser auf Basis der übertragenen Leistung und des Betriebsfaktors ermittelt. Für die Zahnradgeometrie wird zunächst ein Normalmodul überschlägig berechnet und anschließend die Zähnezahlen der beiden schrägverzahnten Zahnräder bestimmt. Die Passfedern und Wälzlager werden in diesem Kapitel ebenfalls in ihren Dimensionen berechnet und ausgewählt.
Im zweiten Kapitel erfolgt die Nachrechnung der Getriebestufe. Hier werden die Schnittreaktionen und die gefährdeten Querschnitte der Welle analysiert. Die Passfedern und Wälzlager werden hinsichtlich ihrer Belastbarkeit und Lebensdauer geprüft.
Schlüsselwörter
Getriebestufe, Entwurfsberechnung, Zahnradgeometrie, Wellendurchmesser, Passfedern, Wälzlager, Nachrechnung, Schnittreaktionen, Gefährdete Querschnitte, Zeichnung, Stückliste, Konstruktion.
- Quote paper
- Peter Schreiner (Author), 2017, Entwurf einer Getriebestufe, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/452058
