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Berechnung einer Zahnradstufe

Studienarbeit 2010 16 Seiten

Ingenieurwissenschaften - Computertechnik

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Aufgabenstellung

2 Entwurfsberechnung
2.1 Ermittlung der Nenndrehmomente
2.2 Überschlägige Ermittlung der Wellendurchmesser
2.3 Überschlägige Ermittlung des Moduls der Zahnräder
2.4 Bestimmung des mindestens erforderlichen Fußkreisdurchmessers und der Zähnezahl (Zahnrad 1)
2.5 Ermittlung der Zähnezahl (Zahnrad 2)
2.6 Berechnung des Achsabstands
2.7 Abschätzung der Radialkraft am Zahnrad und Aufteilung auf die Wälzlager
2.8 Auswahl der Wälzlager und Berechnung der Lebensdauer
2.9 Berechnung und Auswahl der Passfedern
2.10 Berechnung der Zahnkopf-, Zahnfuß- und Wälzkreisdurchmesser, Zahnbreite, Zahnradnabenbreite und Aufteilung der Profilverschiebung
2.11 Gleichmäßige Aufteilung der Profilverschiebung auf Zahnkopf- und Zahnfußdurchmesser

3 Nachberechnung
3.1 Durchbiegung und Lagerneigung für einen gemittelten Wellendurchmesser der An- und Abtriebswelle
3.2 Dauerfestigkeit der Antriebswelle
3.3 Festlager und Loslager

4 Zeichnungen

5 Konstruktionsbeschreibung

Literaturverzeichnis

1 Aufgabenstellung

Entwurf einer Zahnradstufe, bei der zwei geradverzahnte Stirnräder eine Nennleistung P von einer Eingangsdrehzahl nE auf eine Ausgangsdrehzal nA übertragen.

Betriebsfaktor = Anwendungsfaktor

Zahnradwerkstoff: Einsatzstahl, einsatzgehärtet (58 HRC)

Wellenwerkstoff: E295 (St50-2)

Die Lagerung der Wellen erfolgt in Kugellagern, die eine rechnerische Lebensbauer von mindestens 10 000 Std. haben

Die Zahnräder sitzen bei etwas einem Drittel des Lagerabstandes auf der Seite der Momenteneinleitung

Die Zahnräder sind mit rundstirnigen Passfedern auf den Wellen befestigt.

Die An- und Abtriebswelle besitzen jeweils einen Wellenabsatz mit Passfeder, auf der eine Kupplung gegen eine Wellenschulter angelegt werden kann.

Die An- und Abtriebswelle ist mit Radialwellendichtringen abzudichten

Es wird ein genormter Achsabstand angewendet

Auf die Wellen wirkt eine zusätzliche Axialkraft Fax

Die vorgegebene Übersetzung ist mit ± 3% einzuhalten.

2 Entwurfsberechnung

2.1 Ermittlung der Nenndrehmomente

Für das Drehmoment(Torsionsmoment) gilt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.2 Überschlägige Ermittlung der Wellendurchmesser

Für den Wellendurchmesser unter Berücksichtigung des Betriebsfaktors gilt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.3 Überschlägige Ermittlung des Moduls der Zahnräder

Für die Bestimmung des Moduls bei gehärteten Zahnflanken gilt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Nach DIN 780 wird ein Modul von 4mm gewählt.

2.4 Bestimmung des mindestens erforderlichen Fußkreisdurchmessers und der Zähnezahl (Zahnrad 1)

Der mindest Fußkreisdurchmesser wird durch folgende Formel bestimmt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Mit Wellendurchmesser beim Zahnrad d1=45mm

und Nabennuttiefe t2=3,8mm

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Für die Zähnezahl z1 gilt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.5 Ermittlung der Zähnezahl (Zahnrad 2)

Für die Ermittlung gilt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.6 Berechnung des Achsabstands

Der Achsabstand wird durch folgende Formel ermittelt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Damit ergibt sich ein genormter Achsabstand: 180-200mm

Gewählt wird der Achsabstand von a=180mm

Überprüfung des Übersetzungsverhältnisses

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die vorgeschriebene Übersetzungstoleranz von wird somit eingehalten.

Abschätzung der Profilverschiebung und Beurteilung der Zulässigkeit

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Damit liegt die Summe der Profilverschiebungsfaktoren im zulässigen bereich von

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.7 Abschätzung der Radialkraft am Zahnrad und Aufteilung auf die Wälzlager

Für die Radialkraft gilt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Daraus folgt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Grobaufteilung der Radialkräfte auf die Wälzlager

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.8 Auswahl der Wälzlager und Berechnung der Lebensdauer

Folgende Wälzlager wurden für die jeweiligen Wellen aus Roloff/Matek (TB 14-1a) gewählt und deren Lebensdauer berechnet:

6208 Rillenkugellager 40x80x18

6012 Rillenkugellager 60x95x18

Hierbei ist zu beachten, dass die Wälzlager, die die höhere Belastung aufnehmen, als Festlager auszulegen sind. Daraus folgt, dass die Berechnungen der Lebensdauer nur für die Festlager durchgeführt werden.

Die Berechnung der Lebensdauer in Betriebsstunden erfolgt durch nachfolgende Formel:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

mit

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Berechnung zeigt, dass alle vier Lager die Mindestlaufzeit von 10.000h gewährleisten.

[...]

Details

Seiten
16
Jahr
2010
ISBN (eBook)
9783656079620
ISBN (Buch)
9783656079866
Dateigröße
1.6 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v182675
Institution / Hochschule
Hamburger Fern-Hochschule
Note
1,7
Schlagworte
entwurf zahnradstufe

Autor

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Titel: Berechnung einer Zahnradstufe