---

Hallo,
vielleicht steh ich einfach grad auf dem Schlauch aber ich finde bei MDesign nicht die richtige Einstellung. Ich möchte die Zwischenwelle eines zweistufigen schrägverzahnten Stirnradgetriebes berechnen mit dem Modul "wellenberechnung basis" als "dynamischen und statischen Festigkeitsnachweis". Dabei soll eine Drehmomentschwankung von +/- 30% berücksichtigt werden. Folgende Einstellungen hab ich im Programm:

Beanspruchungsart Zug/Druck: dynamisch rein schwellend
Beanspruchungsart Biegung: dynamisch rein wechseln
Beanspruchungsart Torsion: dynamisch rein schwellend

Faktor für Maximallast (Zug/Druck): 1.3
Faktor für Maximallast (Biegung): 1.0
Faktor für Maximallast (Torsion): 1.3

Dabei tritt jedoch der Effekt auf das Torsionsmittelspannung und Torsionsausschlagsspannung identisch sind (was nicht so sein sollte) und zudem die Summe nicht die in MDesign angebene maximale Torsionsspannung ergeben. Zudem ist die Amplitude des Torsionsmomentes größer als 30%

Dann hab ich noch folgende Einstellung ausprobiert:

Beanspruchungsart Zug/Druck: dynamisch rein schwellend
Beanspruchungsart Biegung: dynamisch rein wechseln
Beanspruchungsart Torsion: eigene Vorgabe --> kt=0.54

Faktor für Maximallast (Zug/Druck): 1.0
Faktor für Maximallast (Biegung): 1.0
Faktor für Maximallast (Torsion): 1.0

Wobei hier zwar Torsionsausschlagsspannung und -mittelspannung unterschiedliche Werte ergeben, aber die maximale Torsionsspannung ist zu niedrig (Vergleich mit Handrechnung). Zudem ist die Amplitude des Torsionsmomentes kleiner als 30%.

Zuletzt noch: Ich hab die Werte jetzt immer an einem Wellenabsatz abgelesen, das ist ja aber egal wo.

Bin für jeden Hilfe bezüglich der richtigen Einstellungen dankbar.

Achja, falls es noch wichtig ist: MDesign Roloff/Matek Edition V11.0

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Da sich von über 70 Fragelesern bisher noch keiner gefunden hat, Dir zu antworten und weil die Frage äußerst präzise gestellt und zudem von einer gewissen Brisanz ist, mache ich es jetzt entgegen meiner eigenen Ankündigung doch:

1. Wie viele der käuflichen Berechnungsprgramme ist auch MDesign nicht ganz unkritisch in der Anwendung.
Daher 5Üs für die Hand-Gegenrechnung! Meiner Ansicht nach ist das absolut Pflicht, wie das Beispiel zeigen wird.

2. Der von Dir als zweites genannte Ansatz ist richtig. Da das auch schon nur relativ wenige schaffen noch ein 5er.
  Beanspruchungsart Zug/Druck: dynamisch rein schwellend
  Beanspruchungsart Biegung: dynamisch rein wechseln
  Beanspruchungsart Torsion: eigene Vorgabe --> kt=0.54

3. Die "Faktoren für Maximallast" haben keinen Einfluss auf die dynamische Festigkeitsberechnung. Sie dienen ausschließlich dem statischen Sicherheitsnachweis. Der Faktor gibt die einzelne oder seltene Maximalbelastung bezogen auf die Eingabewerte an, z.B. Anlaufverhalten eines Motors oder Ähnliches.

4. Dass Deine Handrechnung nicht hinkommt liegt daran, dass entgegen allem ingenieurmäßigen Normalverständniss die Eingabewerte hier die Maximalwerte anstatt der Nennwerte darstellen. Warum das so ist und wo der entsprechende Hinweis versteckt ist entzieht sich meiner Kenntnis. Ich habe das auch nur bei Handgegenrechnungen festgestellt und MDesign danach weitgehend ad acta gelegt. Auch an der Hochschule werden wir ab dem nächsten Semester eine andere Software anwenden.

Beispiel:
Welle d=50mm
Tosionsmoment T=1000Nm
Kappa_tau=0,54

Errechnet: Tau=T/Wp=40,74N/mm²

->Mdesign: Tau_max=40,74N/mm², Tau_mittel=31.37N/mm,  Tau_ausschlag=9.371N/mm²
-> 1. Prüfung: Tau_max/Tau_mittel=1,28 (Rundungsfehler eigentlich 1,3)
-> 2. Prüfung: Tau_ausschlag/Tau_mittel=0,29 (Rundungsfehler eigentlich 0,3)
(berechnet mit MDesign 10.1.1 "Wellenberechnung basis")
Ergebnis: MDesign rechnet an der Stelle nicht falsch. Um zum richtigen Ergebnis zu kommen, muss in diesem Beispiel das einzugebende Moment vorher mit dem maximalen Stoßfaktor (1,3) multipliziert werden, aber wer weiß das?

Auch wenn jetzt bestimmt gewisse Leute wieder schimpfen:
Das Schlimme an diesem Fall ist, dass der provozierte Fehler zur gefährlichen Seite hin führt. Mit anderen Worten, die errechneten Spannungen liegen häufig genau um den Stoßanteil niedriger als die tatsächlichen.

tharebel21 hat sich meiner Ansicht nach hier mehr als einen 10er verdient!

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

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Also abgabe war heute. in MDesign hab ich jetzt folgende einstellungen benutzt:

Beanspruchungsart Zug/Druck: eigene Vorgabe --> kt=0.54
Beanspruchungsart Biegung: dynamisch rein wechseln
Beanspruchungsart Torsion: eigene Vorgabe --> kt=0.54

Die eigene Vorgabe für Zug/Druck habe ich gemacht, da aus dem schwankenden Drehmoment, ja auch eine schwankende Axialkraft entsteht. Nun ist es jedoch so, dass MDesign auch hierbei Fehler macht. Denn ich brauche für die Festigkeitsberechnung ja die Normalkraft an der Stelle an der die Rechnung durchgeführt wird. Jedoch benutzt MDesign bei Vorgabe des kappa-tau den eigentlichen Nennwert der Normalkraft als Maximalwert (also Faktor 1,3). Also für den Nennwert der Normalspannung den Maximalwert/1,3. Das Drehmoment habe ich richtig als Maximalwert bei der Eingabe angegeben. Tue ich dies jedoch auch für alle anderen (Zahn-)Kräfte (Axial-, Radial-, Tangentialkraft), denn es handelt sich um ein schrägverzahntes Stirnradgetriebe, werden die von MDesign errechneten Lagerkräfte falsch! Lasse ich den Faktor kappa_tau für Zug/Druck bei 1...bzw. auf dynamisch rein schwellend, dann ist die Amplitude gleich dem Ausschlag der Normalkraft.

Ich danke dir auf jeden Fall für deine Antwort! Ich hab bei der Semesterarbeit einfach einen ausführlichen Kommentar zu diesem Sachverhalt geschrieben und hoffe nun auf eine positive Rückmeldung.

Mein Fazit: Ich werde der Nutzung von MDesign, so gut es mir möglich sein wird, aus dem Weg gehen. Meiner Meinung nach gibt es hier wesentlich bessere Berechnungsprogramme, die zudem auch noch wesentlich einfacher/durchschaubarer zu bedienen sind.

Alles in allem macht es dennoch Spaß sich mit so einer Problematik auseinander zu setzen. Schließlich hat man mal eine praktische Anwendung und sieht sein "Kind" wachsen. 

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP