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Ritzel_Zahnstange.png

Hallo zusammen,

ich möchte simulieren wie sich Teilungsfehler von Zahnstangen in einem Ritzel/Zahnstangen-Trieb genau auswirken.

Ich habe hierzu das Ritzel fest drehbar gelagert, die Zahnstange ist linear verschiebbar. In der Bewegungsanalyse habe ich einen Volumenkörperkontakt zwischen beiden Teilen definiert. Ein Rotationsmotor treibt das Ritzel an. Die Zahnstange wird infolge des Motors linear bewegt.
Jetzt ist es leider so, dass der Teilungsfehler in der Zahnstange (roter Pfeil) überhaupt nicht bei der Linearen Bewegung zu sehen ist, außerdem bewegt sich die Zahnstange weiter obwohl das Ritzel gar nicht mehr in die Zahnstange greift.

Ich bin ratlos   . Ich hoffe jemand kann sich das mal anschauen.  

Die Dateien stammen aus Solidworks 2015.

Viele Grüße
Timo

[Diese Nachricht wurde von Timo S. am 13. Okt. 2017 editiert.]

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Zusammenbau.SLDASM.txt

Hier die Baugruppe...

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Irgendwie fehlen Ritzel und Zahnstange 

Würde ich mir sehr gerne ansehen.

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Bernhard
Solidworks Anfänger,

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Hallo Timo.

Pack and go und Zip

Gfruß
ThoMay

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Zusammenbau.zip

Danke für den Hinweis. Jetzt sollte es klappen. 

Noch was am Rande, das Ritzel sieht im ersten Moment vielleicht etwas ungewöhnlich aus. Das liegt daran, dass der Zahnkopf gekürzt ist. Die Flanken haben natürlich einen Evolvente.

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Zusammenbau01.png Zusammenbau02.png

Hallo Timo,
du möchtest ein Ergebnis, deshalb sage ich was ich denke, und was ich gemacht habe, um ein Ergebnis zu sehen.
Siehe angehängtes Bild "Zusammenbau01"

Zuerst habe ich das Ritzel so gedreht, dass es keine Kontaktkollision mehr hatte. Im Modell.
Dann habe ich eine neue Bewegungsstudie erstellt mit folgenden Festlegungen:
-Linearmotor an der Zahnstange
-Volumenkontakt Ritzel Zahnstange
Sensor -Winkelgeschwindigkeit -Auswahlfläche irgendeine Flankenfläche des Ritzels. -Magnitude
Ergebnis siehst du, es geschieht mal etwas.

Das zweite Bild "Zusammenbau02"
zeigt das Ergebnis folgender Anordnung:
-Rotationsmotor am Ritzel, 10 U/Min
-Kraft an Stirnfläche der Zahnstange, damit alles immer schön in Kontakt bleiben muss. (Das war der Grund, weshalb du nichts gesehen hast. SW-.Motion berücksichtigt die Massenträgheit, d.h. deine Zahstange war beschleunigt, und ist munter weitergeglitten (reibungslos), deshalb glitt die auch weiter ohne Kontakt zum Ritzel.)
-Sensor -Geschwindigkeit -Stirnfläche der Zahnstange

Und du siehst zumindest mal etwas sehr Interessantes. Deutlich sieht man, weshalb schrägverzahnte Systeme kontinuierlicher laufen. Die "Haken" kommen von der unterschiedlichen Wirkkreishöhe -sag ich mal so ohne Maschinenbauerausbildung- beim Wandern des Kontaktpunktes entlang der Evolvente. Da gibt es ja immer ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis.)
Und wie zu erwarten war, es gibt eine Unregelmäßigkeit im Bereich des Teilungsfehlers.     

Ich hoffe, ich konnte dir helfen

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Bernhard
Solidworks Anfänger,

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Eine Evolventenverzahnung sollte schon grunssätzlich ein konstantes Übersetzungsverhältnis haben.
Das ist so ungefähr das wichtigste an dieser Verzahnungsart.
Wenn das nicht gegeben ist, braucht man sich um Teilungsfehler eigentlich nicht zu kümmern. Dann hat man größere Probleme.

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Hallo Thorsten,
aus geometrischen Gründen wird das Übersetzungsverhältnis entsprechend dem jeweiligen Kontaktpunkt der Verzahnung gebildet. Und damit der ohne Zwänge wandern kann gibt es eine Art der Ausformung der Zahnflanken die sich Evolvente nennt. Bei einer Geradverzahnung wandert der entlang der Evolvente vom Fusskreis zum Kopfkreis. Also ist nicht konstant am theoretischen Wirkkreis, sonderen mal drunter und mal drüber. Natürlich auch mal drauf. Die Kraftübertragung geschieht am Kontaktpunkt. Deshalb ist das Übersetzungsverhältnis unterschiedlich, da es ja immer das Produkt aus den zwei Hebelarmen der Kontaktpunkte ist. Ein Schrägverzahnung sollte so ausgebildet sein, dass der Kontaktpunkt immer (zumindest theoretisch) direkt am Wirkkreis ist. Der Kontaktpunkt bei der Schrägverzahnung sollte also seitwärts wandern, und wenn er dann beim einen Zahn durch ist, sollte die nächste Zahnpaarung so stehen, dass der Kontaktpunkt wieder direkt am Wirkkreis ansetzt. So verstehe ich das als -Nicht-Maschinenbauer- Ich lasse mich gerne eines Besseren belehren.

Bei dieser Gelegeheit möchte ich höflich anfragen, ob jemand eine Idee hat bezüglich meines Problems mit SW-Motion
https://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum131/HTML/001056.shtml

Ich freue mich, helfen zu können, und ich hoffe auch, dass vielleicht jemand anders zumindest eine Idee hat, was bei meiner Baugruppe das Problem ist.

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Bernhard
Solidworks Anfänger,

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Zitat:

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Original erstellt von Bachnagel:
So verstehe ich das als -Nicht-Maschinenbauer- Ich lasse mich gerne eines Besseren belehren.

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Ok.
Hier ist es ganz gut dargestellt.

http://www.tedata.com/2443.0.html

Ansonsten empfehle ich erstmal Roloff-Matek oder Dubbel.

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Danke, schon wieder etwas dazugelernt.
Ich hatte das nur statisch gesehen. Die Zahnradflanken gleiten aber aneinander vorbei wenn der Kontaktpunkt nicht am Wirkkreis ist. Und diese Gleiten bewirkt den Ausgleich der Winkelgeschwindigkeit. Das Gleiten ist aber umso größer, je größer das Modul ist. Also das Modul immer nach der zu übertragenden Kraft bemessen, dann ist man im idealen Bereich, -wenn ich mich nicht irre-  ....frei nach Sam Hawkins...
Ich lasse mich aber gerne eines Besseren belehren. Schließlich will ich ja ein gute Konstruktionen machen.

Und was sagt Timo zu seinem Problem?

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Bernhard
Solidworks Anfänger,

[Diese Nachricht wurde von Bachnagel am 14. Okt. 2017 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Bachnagel am 14. Okt. 2017 editiert.]

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Ergebnis.png

Hallo Bernhard und Thorsten,

erstmal VIELEN DANK für eure Hilfe und Entschuldigung für meine späte Antwort, die Woche war ziemlich turbulent. 

Das mit der Massenträgheit war mir so nicht bekannt, danke für den Hinweis Bernhard! Das Ergebnis sieht mit der Gegenkraft gleich realistischer aus. 

Wie Thorsten ja bereits geschrieben hat ist der Vorteil der Evolventenverzahnung, dass das Übertragungsverhältnis immer gleich ist. Somit sollte die Übertragungsgeschwindigkeit auch konstant sein. Nach vielem Rumprobieren ist es mir leider nicht gelungen ein Ergebnisdiagramm mit konstante Übertragungsgeschwindigkeit zu erzeugen. Es ist immer ein Zahnsprung, wie in Bernhards zweitem Bild, zu sehen. Das könnte ich mir irgendwie noch erklären. Was ich mir aber nicht erklären kann sind die zufälligen sehr hohen Peaks, je nach Einstellung sind diese an anderen Stellen und somit nicht wirklich nachvollziehbar.

Vielleicht hat noch jemand eine Idee wo diese Peaks herkommen?

Ich probiere noch etwas weiter...

Viele Grüße
Timo

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Hallo Timo,

solche Peaks kenne ich auch. 
Zahnstange und Ritzel richtig reinigen?    Sieht nämlich nach irgendwelchen Fremdkörpern im System aus. Können auch klitzekleine Käferchen        sein, die da rumkrabbeln.
Wenn putzen nicht hilft, dann müssen diese Störenfriede von woanders her kommen.   Dann liegt es an bestimmten Einstellungen  , mit denen das Berechnungsprogramm Schwierigkeiten hat. Oder diese Käferchen krabbeln im Algorithmus selbst  .

Spaß beiseite, könnte von Interferrenzen kömmen, die SW berücksichtigt, die aber nicht wirklich existent sind.
Dein System starte ja von null Geschwindigkeit, -zumindest rechnerisch. Durch diesen Impuls werden Kräfte in deine Bauteile eingebracht und diese reagieren entsprechend. Denke ich mir mal so. Also beim Volumenkörperkontakt Material deaktivieren, Reibung deaktivieren und dann bei dem Punkt
--Elastizitätseigenschaften-- den Wert
'Steifigkeit' - richtig hochsetzen
'Exponent'    - sorry, damit kann ich nichts anfangen, vllt weiß da jemand etwas?
'Max. Dämpfung' - vllt hochsetzen, aber das dürfte der entscheidende Wert sein
'Penetration' - richtig hochsetzen 
Vielleicht hilft das,

Ich bin auch am Probieren

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Bernhard
Solidworks Anfänger,

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