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Ich wünsche einen angenehmen Abend,

ich benötige CAD- Daten verschiedener geometrisch richtiger Schneckenräder. Das ganze möglichst parametrisch und später noch mit darstellbarem Verschleiß. Deshalb kam mir ProE in den Sinn, da ich hiermit schon geometrisch perfekte Stirnräder bauen konnte. Leider bin ich am Schneckenrad in Paarung mit der ZI Schnecke bisher gescheitert. Die ZI- Schnecke habe ich erstellen können. Das erste Versuchsgetriebe nutzt die Geometriedaten des Standartradsatzes aus der DIN 3996.
Das Problem des Rades ist die Zweifachkrümmung des Rades um die Schneckenrad- und die Schneckenachse. Der Schnitt aus dem Grundkörper muss sozusagen eine gewickelte Schraubtorse sein!
Nun bin ich bis jetzt nicht untätig gewesen... also, was ich bisher habe:

- nätürlich alle Geometriedaten
- die ZI- Schnecke
- die parametrische Darstellung der Zugkurve des Zahnes (nur leider ohne Torsion?!)
- die parametrische Darstellung der Zahnflankenfläche
- eine Punktewolke der Zahnflankenfläche mit 5000 Punkten als .ibl
- theoretisch die zu ziehende Zahnflanke im Stirnmittenschnitt des Rades.

Ich habe es auch schon mit Ringbiegung versucht, bin aber gescheitert. Könnte man eine Schraubung erstellen und diese um das Rad biegen...oder so.
Oder soll ich mit der Punktewolke arbeiten? Nur muss man doch zuerst Kurven und erst daraus Flächen machen, was sehr umständlich ist... und möglichst nicht sein darf.
Tja, und zu guter letzt muss ich nachweisen können, das die erstellte Geometrie korrekt ist, sonst sind die FEM Ergebnisse schrott...

Ich hoffe sehr, dass mir einige kluge Köpfe helfen können!

MfG Jan

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Um an einer Schraubenlinie zu biegen würde mir die Steuerkurvenbiegung einfallen. Schon probiert?

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In den Design TOOLS, die Du als Student hier kostenlos herunterladen kannst, sind auch Schneckenräder enthalten. Ob die Modellgenauigkeit den von Dir formulierten Ansprüchen an Perfektion genügt, kann ich so nicht versprechen (die Modellierung liegt schon zu lange zurück), aber vielleicht hilft es wenigstens modelltechnisch, da vollparametrisch, weiter. Wenn Dir bei Deiner Arbeit Verbesserungen gelingen, würde ich mich über eine Rückmeldung freuen. Sie kommen dann über die ständigen Aktualisierungen der Design TOOLS allen zu Gute.

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"Ich stimme mit der Mathematik nicht überein. Ich meine, daß die Summe von Nullen eine gefährliche Zahl ist."  (Stanislaw Jerzy Lec)

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nee... habe ich vorher noch nie gehört... ich schaus mir mal an

MfG Jan

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@ Prof. Wyndorps:

Danke für Ihre Antwort. Ich muss nun erstmal das Inneo Startup Tool beantragen und dann die Design Tools installieren... mal sehen, wie lange das dauert. Sobald ich neue Informationen habe, werde ich mich bei Ihnen melden, respektive dieses Thread verlängern!
Können Sie mir kurz das Vorgehen Ihrer Fertigung beschreiben? Wieder mit Ringbiegung? Ich weiß nämlich nicht, in wie weit dann der mit zu konstruierende Verschleiß korrekt abgebildet wird.
@ Alle
Habt ihr eine Idee, wie ich aus der Punktewolke eine Fläche machen kann. (Hilfreich wäre schon die Möglichkeit des Ausblendens von Bezugsnamen im Fenster, da ich bei 5000 Punkten auf engstem Raum nur noch Namen sehe)
Der ProE- Kurs 2 der TU- Chemnitz beinhaltet ein komplettes 2-stufiges Getriebe, in dem die Zähne über eine Leitkurve gezogen und dann gemustert werden, weshalb ich das auch bei dem Schneckenrad versucht habe. Nur habe ich entweden keine geeignete Leitkurve (Parametrische Kurve) oder er zieht den Zahn nicht korrekt daran entlang.
Ich bin weiterhin für alle Ideen dankbar.

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hallo zusammen,

ich habe mir gerade die Teile des DesignTools angeschaut. Und sehr viel positives entdeckt! Danke, Herr Prof. Wyndorps. Jedoch gibts noch ein paar Problemchen.

1. Sowohl die Schnecke als auch das Rad sind nach Zahnform A gefertigt (Trapezform im Axialschnitt des Rades)... hier kann ich in absehbarer Zeit Abhilfe schaffen... die Schnecke habe ich schon als ZI und die Radfunktion im Stirnmittenschnitt berechne ich gerade. (ich lasse Ihnen beide parametrischen Formeln zukommen, Prof. Wyndorps)
Bem.: die ZI Schnecke hat ein Evolventenform im Stirnschnitt der Schnecke und ist die derzeit meistverwendete Bauform

2. Beim 2. Zug-KE werden zwar die Zähne entlang der gebogenen Schraubkurve gezogen, biegen sich jedoch nicht mit (wenn man die Zahngrundfläche anschaut, fällt einem auf, dass der imaginäre Grundkörper nun nicht gebogen, sondern gebrochen wäre)... ich denke gerade drüber nach, ob das gut oder schlecht ist, derzeit eher negativ

3. die Steuerkurve ist nur zum Übergeben der Parameter, oder?

ansonsten eine gute Idee, die ich morgen mal exakt nachvollziehen werde...

MfG Jan

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Zu 1: Die Trapezform ist als Schnitt des 2. variablen Zug-KEs eingetragen. Die Zahnform für Evolventenzähne ist (einschließlich Fußtrochoide) bei den Aussenzahnrädern realisiert. Ich könnte mir vorstellen, dass man die beiden Modelle kombiniert und somit den Evolventenschnitt für das ZugKE erhält. ( Eine schöne Aufgabe für eine studentische Arbeit, oder? Will jemand? )

Zu 3: Ja, aber nicht für Parameter sondern für variable Maße.

Zur Info:
Eine detaillierte Beschreibung der Vorgehensweise zur Anwendung und Erstellung eigener DesignTOOLS-Modelle einschließlich der Einbindung in die Oberfläche kommt in die neue 4. Auflage meines WF(4)-Buches. Ich habe heute morgen die Druckversion an den Verlag geschickt. (endlich vom Tisch damit!!!! )

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Servus,

mit der Zahnform verhält es sich etwas komplizierter. Eine ZI Schnecke hat im Stirnschnitt der Schnecke eine evolventenförmige Zahnflanke... im relevanten Axialschnitt eine über Parametergleichungen errechenbare Zahnflanke (keine Evolvente).
Bei dem zugehörigen Schneckenrad ist die Flanke nochmal komplizierter zu beschreiben, weswegen die Modellierung mit schneidenden Schneckenzähnen recht sinnvoll ist.
Zahnform der ZI Schnecke im Axialschnitt: (Parameterdarstellung)
x=rb1/cos(u), y=0, z=rb1*tan(gammab)*(u-tan(u))
mit: rb1... Grundkreisradius, u=t*phi, phi...Erzeugungswinkel-ist für die Länge der Kurve verantwortlich, gammab...Schrägungswinkel am Grundkreis: gammab=atan(rm/rb1*tan(gammam), mit: rm...Teilkreisradius, gammam...Steigung am Teilkreis!

Vielleicht hilft es ja jemandem weiter!

Was mich trotzdem noch stört, ist die nicht-mit-biegung des Zug-KE-Zahnes! Kennt da jemand Abhilfe?

MfG Jan

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wiederholt guten Tag,

ich habe nun sowohl mit dem Schneckenrad von Prof. Wyndorps bzw. seinem Vorgehen als auch mit der Steuerkurvenbiegung herumexperimentiert. Leider beiderseits erfolglos! 
(Das Schneckenrad von Prof. Wyndorps ignoriert einige der unten aufgeführten geometrischen Randbedingungen)
Als Referenz des perfekten Schneckenradzahnes dienen zwei Zahnflächen aus importierten Punktewolken (5000 Punkte pro Flanke). Für diese Punktewolken gibt es Rechenprogramme (z.B. SNESYS von der FVA). Der Umgang mit diesen ist nur recht aufwändig. (Kurven aus den Punkten erzeugen-> Berandungsverbund) Durch diese Referenzen kann ich erkennen, ob die erzeugte Geometrie richtig oder eben falsch ist. 
Meiner Meinung nach muss ich bei der Erzeugung des Rades die Fertigung des realen Schneckenrades nachbilden. Hierzu wird die Schnecke als Fräser nachgebaut und dann Schneckenfräser und Rad wie im späteren Einsatz gegeneinander bewegt. Also der Schneckenfräser rotiert mit v1 und das Rad rotiert mit v2=v1/i.
Diese Kinematik habe ich versucht nachzubilden: (letzter Versuchsstand)
- Zug_KE erstellt, welches erst gerade über die Schneckenachse erzeugt wurde und danach um dem Teilkreis des Rades gebogen wurde (Steuerkurvenbiegung, gleiche Längen der Kurven beachtet)
- Zahn entlang diesem Zug-KE gezogen Kurven der Flanken aus den Punktewolken entnommen.

Das Problem liegt wohl darin, dass ich die Geometrie noch nicht richtig verstehe. Wer hat sich damit schon mal beschäftigt oder wer hat ein besseres geometrischens Vorstellungsvermögen als ich?

Mit Vorfreude auf eine rege Diskussion!

der Jan

PS: selbst die gepackte Version des Files ist 2 MB groß, weshalb ich es nicht anhängen kann!

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Zitat:

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Original erstellt von reja:
PS: selbst die gepackte Version des Files ist 2 MB groß, weshalb ich es nicht anhängen kann!

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Tipp:
Wenn Du alle KEs unterdrückst, dürfte Dein Teil deutlich kleiner werden - auch nach der Kompression!

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CAD.DE macht Spaß!    
Wichtige Links für noch mehr Spaß: Richtig Fragen - Nettiquette - Suchfunktion - System-Info - Unities - Stammtisch

Guten Morgen - und falls wir uns nicht mehr sehen - guten Nachmittag, guten Abend und gute Nacht!  (Truman Burbank in "Die Truman-Show")

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schneckenrad_ibl_cad.prt.rar

hallo,

dank des Vorredners und dem RAR- Packer konnte ich die Dateigröße auf etwa 900 kB drücken. Nun könnt ihr euch also das Problem anschauen! Das Teil besteht aus Kurven, dem Grundkörper, der beiden realen Zahnflanken aus den Punktwolken (*.ibl) und mehreren Zug-KEs.
Nun denn...wer findet den Fehler zuerst? Ich teste auch gerade noch ein paar Möglichkeiten durch!

viel Erfolg
Jan

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Hi reja

Ich hätte mir das Ding gerne angesehen aber:^

Zitat:

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wurde mit einer Ausbildungsversion von Pro/ENGINEER erstellt
und ist nicht kompatibel mit der Version von Pro/ENGINEER

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Nicht das mich Schneckenräder besonders Reizen würden.

Aber Punktewolken und Kurven sind immer eine Blick wert.  

Gruss Hannes

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Gib dem Tag die Chance, der schönste deines Lebens zu werden.

[Diese Nachricht wurde von Mambo_No5 am 05. Mrz. 2008 editiert.]

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hallo Mambo,
das ist ja ein mist! kann man da irgendwie Abhilfe schaffen? export als stp oder iges... ist zwar dumm, aber besser als gar nichts!

MfG Jan

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Schneck01.jpg

Nachdem Du ja schon einige Antworten erhalten hast, denke ich es wird langsam Zeit, dass Du Deine Sysinfo erstellst. Dann braucht sich auch niemand zu ärgern, wenn er Deine Modelle nicht laden kann.

Ich habe mir Deine Vorgehensweise und Punktewolke einmal angesehen.
Ich habe nicht die Zeit, in die Tiefen der Schneckenradkontur einzutauchen, aber auf jeden Fall machst Du bei Deiner Modellirung einen gewaltigen Unterschied zu der Punktewolke. Dein Zug-KE verwendet einen konstant Querschnitt, der an der gebogenen Zahnleitkurve entlang gezogen wird. Für mich zunächst erstaunlich ist dann aber, dass die Geometrie aus er Punktewolke keinen konstanten Querschnitt aufweist.

Das lässt sich am besten darstellen, wenn Du aus Deiner Punktewolke und den Kurven einen Berandungsverbund erstellst und diesen farbig abhebst. Im anhängenden Bild ist die Innenseite des Berandungsverbundes rot, die Aussenseite gelb. Während in der Mitte der Querschnitt des ZugKEs und der Berandungsverbund weitgehend deckungsgleich sind, wächst die Fläche aus der Punktewolke nach aussen hin in der Breite, d.h. die Punktewolke hat definitiv keinen konstanten Querschnitt. Ich frage mich, wie dort einen kontinuierliche Schnecke abwälzen soll.

Auf den ersten Blick erscheint mir das jedenfalls weder logisch, noch glaubwürdig. Ich stelle im Moment die Punktewolke als das "absolut richtige Maß aller Dinge" in Frage (hat ja auch einer programmiert, der vielleicht Informatiker, aber kein Ingenieur war? ) . Aber wie gesagt, für weitere Analysen fehlt mir die Zeit (und ausserdem ist das ja Deine Arbeit). Ich bin mal gespannt, was da noch alles herauskommt.

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Gerade unter der Dusche kam mir die Erkenntnis!

Die Lücke muss breiter werden, da die Mitte den tiefsten Punkt im Schneckenrad darstellt. Dreht man weiter, wandert der Querschnitt radial nach aussen, die Lücke muss also breiter werden, da die Zähnezahl am Umfang konstant ist.

Also definitiv kein konstanter Querschnitt im ZugKE (Haben doch Ingenieure programmiert!). Wenn Du jetzt die Evolventenlücke mathematisch definiert hättest, könntest Du mittels der traipar-Variablen die Verbreiterung abhängig vom Drehwinkel aus der tiefesten Lage berücksichtigen.

Viel Spaß dabei.

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servus...
So ist es! Ich habe aber bisher noch mehr rausgefunden: Die Radzahnflanke lässt sich mathematisch beschreiben (z.B: Bär `72, Thiele `06)... und zwar als räumliche Hüllfläche.(Abrollbewegung des Rades auf der Schnecke mit zusätzlicher Schneckendrehnung) (Parameterdarstellung mit zwei Parametern, die aber nicht explizit ausdrückbar sind, Problem ist also nur iterativ bestimmbar)
Weiterhin habe ich bisher noch keine Möglichkeit gefunden dieses räumliche Problem in ein ebenes zu verwandeln um die Radkurve im Stirnschnitt zu beschreiben. Obwohl es denkbar wäre, denn wenn man sich das Getriebepaar im Mittenstirnschnitt des Rades anschaut verschiebt sich die Schneckenflanke nur axial, während die Radflanke um die Radachse darauf abrollt. Ich weiß aber, das die Radkurve im Stirnschnitt wohl KEINE Kreisevolvente ist (da sie bei der ZI- Schnecke auf eine konvexen Kurve abrollt (keine Evolvente))... und selbst wenn, ist nirgends ein Grundkreis (Evolute) für das Rad angegeben.

Das kinematische Grundproblem ist aber dieses: der Zahn des Rades bleibt deswegen nicht konstant weil das Rad um seine eigene Achse abrollt, also der Abstand zwischen Kontaktpunkt der Zähne und der Radachse über die Radachse variiert. Im Stirnmittenschnitt des Rades ist der Abstand minimal und nimmt zu den Stirnflächen zu. 

Ich habe gerade selbst was neues gelernt... danke für die Diskussion! 

Es ergibt sich für mich eine neue Frage: kann ich die iterativ bestimmbare Parametergleichung in ProE übersetzen, also eine Punktewolke bzw. eine Fläche erzeugen, respektive über Mathcad gehen und dann die Punktewolke importieren? 

MfG Jan

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