Berechnung Stirnradgetriebe
Praktikum Konstruktion / CAD II
Sommersemester 2020
Auslegung nach Roloff/ Matek Maschinenelemente 23. Auflage
,1. Dimensionierung – Ritzelwelle…………………………………………………………………………………………………………1
1.1. Drehmomente – Ritzelwelle………………………………………………………………………………………………………….1
1.2. Überschlägiger Wellendurchmesser……………………………………………………………………………………………..1
2. Zahnradauslegung……………………………………………………………………………………………………………………………..2
2.1. Übersetzungsverhältnis…………………………………………………………………………………………………………………2
2.2. Modulbestimmung – rechnerisch……………………………………………………………………………………………………2
2.3. Modulbestimmung – konstruktiv…………………………………………………………………………………………………….2
2.4. Geometrie der Zahnräder……………………………………………………………………………………………………………….2
2.5. Belastungseinflussfaktoren…………………………………………………………………………………………………………….9
2.6. Zahnfußtragfähigkeit…………………………………………………………………………………………………………………….14
2.6.1. Ritzel………………………………………………………………………………………………………………………………………….14
2.6.2. Großrad……………………………………………………………………………………………………………………………………..15
2.7. Grübchentragfähigkeit………………………………………………………………………………………………………………….16
3. Festigkeitsnachweis – Ritzelwelle (Q I-I) ………………………………………………………………………………………….17
3.1. Statischer Festigkeitsnachweis……………………………………………………………………………………………………..17
3.2. Dynamischer Festigkeitsnachweis…………………………………………………………………………………………………18
3.3. Auslastungsgrad……………………………………………………………………………………………………………………………20
3.4. Passfederberechnung…………………………………………………………………………………………………………………..20
4. Lagerung – Ritzelwelle…………………………………………………………………………………………………………………….21
4.1. Konstruktiv vorgewähltes Lager……………………………………………………………………………………………………21
4.2. Lagerkräfte – Ritzelwelle………………………………………………………………………………………………………………21
4.3. Manuelle dreidimensionale grafische Darstellung
vom Kräfte- und Momentenplan der Ritzelwelle………………………………………………………………………………..23
4.4. Statischer Nachweis……………………………………………………………………………………………………………………..24
4.5. Dynamischer Nachweis…………………………………………………………………………………………………………………24
5. Dimensionierung – Großradwelle………………………………………………………………………………………………….…25
5.1. Getriebewirkungsgrad………………………………………………………………………………………………………….…25
5.2. Drehmomente – Großradwelle…………………………………………………………………………………………………..…25
5.3. Überschlägiger Wellendurchmesser……………………………………………………………………………………………..25
6. Festigkeitsnachweis – Großradwelle (QII-II) …………………………………………………………………………………….26
6.1. Statischer Festigkeitsnachweis……………………………………………………………………………………………..………26
6.2. Dynamischer Festigkeitsnachweis………………………………………………………………………………….…….….……27
6.3. Auslastungsgrad……………………………………………………………………………………………………………………………28
6.4. Passfederberechnung………………………………………………………………………………………………………………..…29
7. Lagerberechnung – Großradwelle…………………………………………………………………………………………………...30
7.1. Konstruktiv vorgewähltes Lager………………………………………………………………………………………………….…30
7.2. Lagerkräfte – Großradwelle…………………………………………………………………………………………………………..30
7.3. Manuelle dreidimensionale grafische Darstellung
vom Kräfte- und Momentenplan der Großradwelle………………………………………………………………………….…32
7.4. Statischer Nachweis………………………………………………………………………………………………….……….…………33
7.5. Dynamischer Nachweis…………………………………………………………………………………………………….………..…34
8. Festigkeitsnachweis – Großradwelle (Q III-III) …………………………………………………………………………..…….35
8.1. Passfederberechnung…………………………………………………………………………………………………………….….…35
8.2. Statischer Festigkeitsnachweis………………………………………………………………………………………………..……35
8.2.1. Biegung……………………………………………………………………………………………………………………..………………36
8.2.2. Torsion………………………………………………………………………………………………………………………………………36
8.2.3. Gesamtsicherheit………………………………………………………………………………………………………………………37
8.3. Dynamischer Festigkeitsnachweis………………………………………………………………………………………...……..38
8.3.1. Biegung………………………………………………………………………………………………………………………………..……38
8.3.2. Torsion………………………………………………………………………………………………………………………………………40
8.3.3. Gesamtsicherheit………………………………………………………………………………………………………………………41
8.4. Auslastungsgrad…………………………………………………………………………………………………………………………..41
9. Getriebeölviskosität………………………………………………………………………………………………………………………..42
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Praktikum Konstruktion / CAD II
Sommersemester 2020
Auslegung nach Roloff/ Matek Maschinenelemente 23. Auflage
,1. Dimensionierung – Ritzelwelle…………………………………………………………………………………………………………1
1.1. Drehmomente – Ritzelwelle………………………………………………………………………………………………………….1
1.2. Überschlägiger Wellendurchmesser……………………………………………………………………………………………..1
2. Zahnradauslegung……………………………………………………………………………………………………………………………..2
2.1. Übersetzungsverhältnis…………………………………………………………………………………………………………………2
2.2. Modulbestimmung – rechnerisch……………………………………………………………………………………………………2
2.3. Modulbestimmung – konstruktiv…………………………………………………………………………………………………….2
2.4. Geometrie der Zahnräder……………………………………………………………………………………………………………….2
2.5. Belastungseinflussfaktoren…………………………………………………………………………………………………………….9
2.6. Zahnfußtragfähigkeit…………………………………………………………………………………………………………………….14
2.6.1. Ritzel………………………………………………………………………………………………………………………………………….14
2.6.2. Großrad……………………………………………………………………………………………………………………………………..15
2.7. Grübchentragfähigkeit………………………………………………………………………………………………………………….16
3. Festigkeitsnachweis – Ritzelwelle (Q I-I) ………………………………………………………………………………………….17
3.1. Statischer Festigkeitsnachweis……………………………………………………………………………………………………..17
3.2. Dynamischer Festigkeitsnachweis…………………………………………………………………………………………………18
3.3. Auslastungsgrad……………………………………………………………………………………………………………………………20
3.4. Passfederberechnung…………………………………………………………………………………………………………………..20
4. Lagerung – Ritzelwelle…………………………………………………………………………………………………………………….21
4.1. Konstruktiv vorgewähltes Lager……………………………………………………………………………………………………21
4.2. Lagerkräfte – Ritzelwelle………………………………………………………………………………………………………………21
4.3. Manuelle dreidimensionale grafische Darstellung
vom Kräfte- und Momentenplan der Ritzelwelle………………………………………………………………………………..23
4.4. Statischer Nachweis……………………………………………………………………………………………………………………..24
4.5. Dynamischer Nachweis…………………………………………………………………………………………………………………24
5. Dimensionierung – Großradwelle………………………………………………………………………………………………….…25
5.1. Getriebewirkungsgrad………………………………………………………………………………………………………….…25
5.2. Drehmomente – Großradwelle…………………………………………………………………………………………………..…25
5.3. Überschlägiger Wellendurchmesser……………………………………………………………………………………………..25
6. Festigkeitsnachweis – Großradwelle (QII-II) …………………………………………………………………………………….26
6.1. Statischer Festigkeitsnachweis……………………………………………………………………………………………..………26
6.2. Dynamischer Festigkeitsnachweis………………………………………………………………………………….…….….……27
6.3. Auslastungsgrad……………………………………………………………………………………………………………………………28
6.4. Passfederberechnung………………………………………………………………………………………………………………..…29
7. Lagerberechnung – Großradwelle…………………………………………………………………………………………………...30
7.1. Konstruktiv vorgewähltes Lager………………………………………………………………………………………………….…30
7.2. Lagerkräfte – Großradwelle…………………………………………………………………………………………………………..30
7.3. Manuelle dreidimensionale grafische Darstellung
vom Kräfte- und Momentenplan der Großradwelle………………………………………………………………………….…32
7.4. Statischer Nachweis………………………………………………………………………………………………….……….…………33
7.5. Dynamischer Nachweis…………………………………………………………………………………………………….………..…34
8. Festigkeitsnachweis – Großradwelle (Q III-III) …………………………………………………………………………..…….35
8.1. Passfederberechnung…………………………………………………………………………………………………………….….…35
8.2. Statischer Festigkeitsnachweis………………………………………………………………………………………………..……35
8.2.1. Biegung……………………………………………………………………………………………………………………..………………36
8.2.2. Torsion………………………………………………………………………………………………………………………………………36
8.2.3. Gesamtsicherheit………………………………………………………………………………………………………………………37
8.3. Dynamischer Festigkeitsnachweis………………………………………………………………………………………...……..38
8.3.1. Biegung………………………………………………………………………………………………………………………………..……38
8.3.2. Torsion………………………………………………………………………………………………………………………………………40
8.3.3. Gesamtsicherheit………………………………………………………………………………………………………………………41
8.4. Auslastungsgrad…………………………………………………………………………………………………………………………..41
9. Getriebeölviskosität………………………………………………………………………………………………………………………..42
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