Maschinenelemente VO 2 an der Technische Universität Wien

Karteikarten und Zusammenfassungen für Maschinenelemente VO 2 an der Technische Universität Wien

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Evolventenverzahnung

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Definition des Zahnrades

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Zylinder- und Stirnradgetriebe

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Schnecken-Stirnradgetriebe

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Schraubrädergetriebe

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Modul

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Vorzeichendefinitionen

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Hypoidgetriebe (Kegelschraubgetriebe)

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Zweites Verzahnungsgesetz

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Eingriffslinie

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Überdeckung

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Versagensformen von Zahnrädern

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Maschinenelemente VO 2

Evolventenverzahnung

Vorteile:

- gleiche Flanken: f1, f2 sind gleiche Kurven

- Einfache Herstellung durch einfache Werkzeuge

- Nur ein einziges Werkzeug für einen Modul für Rad und
Gegenrad notwendig.

-Unempfindlich gegen Achsabstandsabweichungen, da die Kinematik erhalten bleibt, jedoch ändern sich die Überdeckung (Eingriffsdauer) und das Flankenspiel.

- Einfache Angabe in Zeichnungen durch das Werkzeugbezugsprofil, welches genormt vorliegt.

- Die Normalgeschwindigkeit der Flanken und auch der
Achsdruck sind konstant. Kaum Schwingungsanregung seitens des Zahneingriffes.

Nachteile:

-Mindestzähnezahl wegen begrenzt verwendbarer Eingriffslinie

-Flankenberührung konvex/konvex, d.h. hohe Hertz'sche Pressung

Maschinenelemente VO 2

Definition des Zahnrades

-Grundkörper mit aufgesetzten Zähnen,
die paarweise mit ihren Zähnen ineinander greifen, um
eine zwangsläufige Drehbewegung und Übertragung von
mechanischer Energie zwischen zwei Wellen zu
bewerkstelligen

-Dabei wird meist eine Änderung der Winkelgeschwindigkeit und des Drehmomentes erzielt.

-Soll die Übertragung gleichförmig erfolgen müssen die Grundkörper der Räder Rotationskörper sein deren Achsen mit den Drehachsen der sie tragenden Wellen oder Achsen zusammenfallen.

Maschinenelemente VO 2

Zylinder- und Stirnradgetriebe

-nehmen beinahe die Hälfte der Getriebe-produktion
ein.


Geradstirnräder:

verursachen keine Axialkräfte und sind daher für große Umfangskräfte geeignet, sind aber aufgrund des Eingriffsstoßes bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten geräuschvoller.

Schrägstirnräder:

gehen allmählich in und aus dem Eingriff, haben bessere Überdeckung und sind daher leiser. Zudem haben sie eine höhere Tragfähigkeit, jedoch rufen sie Axialkräfte hervor.

Abhilfe

-schnelllaufende Stufe, welche den höchsten
Geräuschanteil hervorruft sollte schrägverzahnt und mit besserer Verzahnungsqualität und die langsamlaufende Stufe, welche das höhere Moment führt, geradverzahnt und mit besserem Werkstoff ausgeführt werden. 


Innenverzahnung:

+ geringerem Achsabstand

+ hoher Tragfähigkeitragfähigkeit

+ großer Überdeckung

- schwieriger herstellbar

- Eingriffsstörungen möglich


Maschinenelemente VO 2

Schnecken-Stirnradgetriebe

-große Übersetzungen in einer Stufe möglich

-Selbsthemmung bei Umkehr der Leistungsflussrichtung
möglich

-sehr tragfähig (Linienberührung) im Vergleich zu Zylinderschraubrädern (Punktberührung)

-Tragfähigkeitsgrenze stellt unzulässige Erwärmung dar.

Maschinenelemente VO 2

Schraubrädergetriebe

Sie sind aus einzelnen Schrägstirnrädern gebaut und eignen sich wegen der Punktberührung in den Flanken kaum zur
Übertragung größerer Leistungen

Maschinenelemente VO 2

Modul

Teilkreisteilung nach

 p=m*π mit m=d/z

ermittelt -->
-typische geometrische Verzahnungskennziffer welche nach DIN 780 genormt vorliegt.

-Runde Modulwerte führen zu runden Teilkreisdurchmessern d und Achsabständen a.

-Kopf- (ha) und Fußhöhe (hf) werden als Vielfache des Moduls angegeben.

Maschinenelemente VO 2

Vorzeichendefinitionen

-Gleichsinnig drehende parallele Wellen haben
Drehzahlen mit gleichen Vorzeichen.

-Bei der Antriebswelle sind die Vorzeichen von Drehzahl n_an
und Drehmoment T_an gleich, bei der Abtriebswelle entgegengesetzt


Zähnezahl des Außenrades wird oft positiv gezählt,
jene des Innenrades ist eine negative Größe. -->alle von z abhängigen Größen für das Innenrad (Durchmesser, Flankenkrümmungen, etc.) und für das Innenradpaar (Achsabstand, Übersetzung,etc.) negativ

Maschinenelemente VO 2

Hypoidgetriebe (Kegelschraubgetriebe)

-Besitzen keine sich schneidenden Achsen

-daher sind ein dickeres Ritzel (durch die Achsversetzung) und eine durchgehende Ritzelwelle möglich.

-Es kommt zur Gleitung in Längsrichtung der Zähne und damit zur Verschlechterung des Zahneingriffwirkungsgrades und zu erhöhter Fressgefahr.

-Verbessert die Laufruhe

Maschinenelemente VO 2

Zweites Verzahnungsgesetz

»Im Eingriffspunkt der Flanken fallen
die Flankennormalen zusammen.«

P heißt Eingriffspunkt.

Maschinenelemente VO 2

Eingriffslinie

Sie ist der geometrische Ort aller im Verlaufe der
Bewegung auftretenden Eingriffspunkte im ruhenden
System.


Maschinenelemente VO 2

Überdeckung

Um eine geschlossen gleichförmige Übertragung zu
gewährleisten, müssen mehrere Zähne zur Verfügung
gestellt werden, welche abwechselnd und sich
überschneidend in diesem gültigen Bereich arbeiten.
Dies führt zum Begriff der Überdeckung

Maschinenelemente VO 2

Versagensformen von Zahnrädern

Zahnbruch:

Der Zahnbruch geht im allgemeinen von der Zugseite etwa an der Stelle der Berührung mit der 30°- Tangente, aus.

Man unterscheidet Gewaltbruch und Dauerbruch

Bei Dauerbruch ist zu beachten, dass die Zähne von
Zwischenrädern Wechselbelastungen ausgesetzt sind, Zähne von Rädern mit nur einem Eingriff Schwellbelastungen.

Überschreitung der Zahnflankenfestigkeit:

durch die Hertz’sche Pressung zwischen den Zahnflanken bedingt. Die Vergleichsspannung ist knapp unterhalb der Oberfläche am größten --> Aufplatzen --> Grübchen (englisch Pittings)

Die Umgebung des Wälzpunktes ist am stärksten betroffen, da dort die Gleitgeschwindigkeit gleich Null ist und sich kein, elasto-hydrodynamischer Schmierfilm aufbauen kann.

Fressen

-Schmierfilm reißt ab

-Oberflächen verschweißen miteinander

-Stellen werden sofort wieder getrennt

Reibverschleiß

Verschleißmindernd wirken alle Maßnahmen, die zu einer erhöhten Schmierfildicke führen --> höhere Zähigkeit oder Gelitgeschwindigkeit


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