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Autor Thema:   Großes Stirnrad (Bohrung, Durchmesser) (3335 mal gelesen)
SolidMat
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Beiträge: 12
Registriert: 18.12.2003

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Athlon XP 2GHz

erstellt am: 25. Jul. 2005 12:05    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo zusammen,

durch einen Tipp aus dem SolidWorks-Forum habe ich diesen Bereich hier gefunden. Tolle Sache!
Zur Zeit beschäftige ich mich mit einer Stirnradpaarverzahnung.
Das Ritzel bereitet mir keine Probleme, jedoch ist das andere Zahnrad durch die sehr hohe Übersetzung sehr groß geworden (Modul: 3,5; Zähne: 91; Teilkreis: 318,5mm; Breite: 58mm). Den Wellendurchmesser kann ich konstruktionsbedingt nur max. 50mm machen. Habe schon alle bekannten Fachbücher gewälzt, um irgendwelche Erfahrungswerte über das max. Verhältnis von Teilkreisdurchmesser zu Wellendurchmesser zu erhalten - leider vergeblich. Wisst ihr da was Genaueres? Denn die Welle sieht schon sehr verloren in dem großen Zahnrad aus.
Außerdem beschäftigt mich noch eine zweite Sache: Zur Reduzierung großer Zahnradmassen kann man ja seitliche Bohrungen vornehmen. Auch dazu habe ich leider in keinem Fachbuch etwas gefunden (also über geeignete Bohrungsdurchmesser und Anzahl der Bohrungen). Das Zahnrad mit mehreren Armen zu fertigen, halte ich bei der Größe nicht für notwendig.
Hat dazu vielleicht jemand Informationsmaterial?

Bin dankbar über jeden Beitrag.

Gruß
Matthias

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nschlange
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erstellt am: 25. Jul. 2005 12:54    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für SolidMat 10 Unities + Antwort hilfreich

Hi,

für die Ritzelgestaltung sagt
Maschinenelemente, 10. Auflage von Haberhauer, Bodenstein:
5. Teilkreisdurchmesser. Bei gegebenem Wellendurchmesser d_w (aus
überschlägiger Wellenberechnung) kann der kleinstmögliche Ritzelteilkreisdurchmesser d_1 abhängig von der Ritzelgestaltung abgeschätzt werden:
aufgesetzt: d_1 =~ (2,0..2,55) x d_w
Ritzelwelle: d_1 =~ (1,2..1,4) x d_w
Die Übersetzung gibt den Durchmesser des Rades.

Für die Übersetzung nennt die selbe Quelle wie oben
einstufig i <= 6
zweistufig i<=35
dreistufig i<=150

Ansonsten muss die Welle ja nur den Belastungen standhalten,
und nicht unbedingt wohlproportioniert aussehen.
Für die Gestaltung großer Guss-Zahnräder ist im
Köhler/Rognitz Teil 2 eine Tabelle mit Richtwerten.

Alternativ bietet sich vielleicht ein Schnecken- oder gar Planetengetriebe an.

Viele Grüße
nschlange

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PeterW
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IV 2010

erstellt am: 25. Jul. 2005 13:01    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für SolidMat 10 Unities + Antwort hilfreich

Hi Matthias,
ich bin kein Verzahnungstechniker, deshalb hier nur Allgemeines:
In diversen Büchern (z.B. Roloff-Matek) gibt es Formeln für die Radialkräfte in der Verzahnung. Mit diesen Radialkräften lässt sich die Welle auf Durchbiegung rechnen (das Eigengewicht des Rades spielt bei 300 Durchmesser wahrscheinlich noch keine Rolle), eine 50er- Welle muss also keineswegs zu dünn sein.
Löcher in der Radscheibe würde ich nach Gefühl machen, ob es hier einfache Berechnungen gibt kann ich nicht sagen...

------------------
mfG
PeterW

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GW007
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erstellt am: 25. Jul. 2005 13:29    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für SolidMat 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo!

prinzipiell kann ich mich nur nschlange anschliesen, was die Welle angeht. Die Welle (inkl. Berücksichtigung der Kerbwirkungen) und die gewählte Welle-Nabe-Verbindungen müssen für die Belastungen durch das Zahnrad ausreichend dimensioniert werden. Hier ist üblicherweise für die Welle ein Festigkeitsnachweis nach DIN 743 zu führen.

Was die Gestaltung des Radkörpers angeht, so kann man hier zur Massenreduzierung mit Bohrungen, Ausdrehungen oder Stegen arbeiten. Dabei ist insbesondere zu beachten, das für die Welle-Nabe-Verbindung genügend Wandstärke (Materialdicke der Nabe) vorhanden ist. Um ein Ausreisen der Zähne zu vermeiden muss natürlich auch genügend Material unterhalb der Verzahnung vorhanden sein. Hierfür gibts in der DIN 3990 eine entsprechende Festlegung bzw. nach dem Wächter "Konstruktionslehre für Maschinenelemente" gilt als Anhaltswert Materialdicke unterhalb der Verzahnung sollte > 2*Modul bis 2,5*Modul sein. Selbstverständlich sollte der Radkörper dann insgesamt auch noch steif genug gestaltet sein, damit es durch Verformungen nicht zu zu großen Verzahnungsabweichungen kommt.

Gruss, Gunther

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SolidMat
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Hallo,

vielen Dank für die hilfreichen Tips!
Bin schon fleißig am rechnen und habe noch eine Frage zu einer Wellenkonstruktion.
Habe leider in den Büchern nichts zu den Wellenabsätzen gefunden. Dort steht zwar drin, wie groß der maximale Sprung von 2 aufeinanderfolgenden Querschnitten sein darf, aber nichts von der Länge der Absätze.
Im konkreten Fall möchte ich die abgesetzten Teilstücke so kurz wie möglich halten, um von einem Durchmesser von 45mm auf 20mm zu gelangen (aufgeteilt in 2 Sprünge).
Irgendwo habe ich mal was von einer Mindestlänge gelesen, was ja auch Sinn macht.

Freue mich wie immer über jeden Beitrag.

Gruß
Matthias

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nschlange
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erstellt am: 27. Jul. 2005 19:10    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für SolidMat 10 Unities + Antwort hilfreich

Hi,

wie kommt es denn zu diesem großen Absatz?

Man kann ja aus einer Grobdimensionierung den nötigen
Wellenquerschnitt für die Stelle mit der größten
Belastung (Biegung+Torsion) bestimmen.
Einschlägige Literatur schlägt dann vor, Querschnitte
an den übrigen Stellen entsprechend einer rotierten kubischen
Parabel dünner zu gestalten. (Träger gleicher Festigkeit)
So können große Sprünge im Durchmesser vermieden werden.

Ansonsten muss man beachten, dass die Kerbwirkung bei höher-
festen Stählen größer wird.
Vielleicht kann man mit sorgfältigen Radien oder Entlastungsnuten
noch was retten. Oder was schlaues mit Hülsen. Oder ...

Was konstruierst Du denn da?

Viele Grüße
nschlange

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SolidMat
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erstellt am: 27. Jul. 2005 19:28    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Es geht um eine Ritzelwelle.
Die 45mm sind der Fußkreisdurchmesser des Ritzels und die 20mm sollen den Lagerzapfendurchmessern entsprechen.
Bei den Festigkeitsberechnungen hatte sich aber ergeben, dass ein 20er Durchmesser vollkommen ausreicht, da ich einen sehr festen Stahl genommen habe (den das Ritzel unbedingt braucht).
Die Durchmesserreduzierung dient also nur dazu nicht unnötig hohe Sicherheitsfaktoren zu haben.

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nschlange
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erstellt am: 27. Jul. 2005 19:43    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für SolidMat 10 Unities + Antwort hilfreich

Hi SolidMat,

was für Momente musst Du denn übertragen?
Evtl. kannst Du das Ritzel einfach aufsetzen.

Wie gesagt, bei großer Kerbwirkung mit der Festigkeit
noch oben zu gehen, ist eher kontraproduktiv.

Viele Grüße
nschlange

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GW007
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erstellt am: 28. Jul. 2005 09:41    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für SolidMat 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo SolidMat!

ich arbeite bei solchen Dingen immer einfach wie folgt:
Absätze in Länge und Durchmesser erstmal gefühlsmäßig unter Beachtung konstruktiver Randbedingungen festlegen. D.h. z.B. Wellenabsatz im Durchmesser so groß machen, das er gleich als Lagerschulter dienen kann. Länge bei großem Durchmessersprung so wählen, dass man noch einen vernüftigen Übergangsradius ausführen kann um die Kerbwirkung zu verringern. Weiterhin ist meist auch noch der Gehäuseeinbau mit zu beachten. Danach rechne ich dann einfach mit unserer Wellenberechnungssoftware die Festigkeit mit entsprechenden Kerbwirkungen nach DIN 743 und modifiziere gegebenfalls dann die konstruktive Ausführung der Welle entsprechend. Wenn die Eigenfrequenz der Welle mit berücksichtigt werden muss, muessen manchmal noch mehr Wellenabsätze eingeführt werden, um die Welle steifer zu bekommen.

Also ist es in Summe immer eine Iteration zwischen Berechnung und kostruktiver Ausführung.

Gruss, Gunther

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