Konstruieren mit SolidWorks

Bearbeitet vonHarald Vogel

6., überarbeitete Auflage 2014. Buch. 444 S. HardcoverISBN 978 3 446 43974 0

Format (B x L): 19,2 x 23,2 cmGewicht: 1031 g

Weitere Fachgebiete > EDV, Informatik > Professionelle Anwendung > 3-D Graphik,Computersimulation & Modelle

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Leseprobe

Harald Vogel

Konstruieren mit SolidWorks

ISBN (Buch): 978-3-446-43974-0

ISBN (E-Book): 978-3-446-43950-4

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© Carl Hanser Verlag, München

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10 Lager, Welle, Schaulochdeckel

Das reiche Innenleben eines Getriebes

Nach fünf Kapiteln Gehäusebau fragen Sie sich bestimmt, ob denn auch noch etwas in das Getriebe hinein kommt. Dieses Kapitel gibt die Antwort: Wir bauen Wellen, Zahnräder, Verschlussdeckel. Und wir teilen endlich das Gehäuse.

Zu einem Getriebe gehören außer Zahnrädern auch Wellen, Lager, Abstandbuchsen und Reduzierhülsen, Blinddeckel an den Wellenenden, Deckel mit Durchführung für die Wellen und mit Aufnahmen für die Wellendichtringe, ein Deckel auf das Schauloch und eine Menge Schrauben, Muttern und Stifte. Es gibt also noch viel zu tun, bis wir den virtuellen Schraubenschlüssel zur Hand nehmen.

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10.1 Die Wellen

Am Anfang des vierten Kapitels haben Sie bereits eine der beiden Wellen für das Ge-triebe gefertigt. Diese haben Sie mit einem Rotationsquerschnitt definiert, was den Vorteil hatte, dass Sie mit einer einzigen Skizze auskamen. Es gibt allerdings noch andere Methoden, eine Welle zu erzeugen. Im Folgenden wer-den wir eine Schrägverzahnung, die mit Getriebe-Software erzeugt wurde, zur fertigen Stirnradwelle erweitern. Hierbei wenden wir die Stapeltechnik an, wir fassen also die Welle als Stapel von Zylindern auf.

10.1.1 Stapeltechnik: Die Schrägstirnradwelle Die Verzahnung der Stirnradwelle liegt als SolidWorks-Bauteil vor: Laden Sie die Datei KAP 10 STIRNRADWELLE 19Z 10° RECHTS von der DVD. Aus Per-

formance-Gründen ist das Kreismuster Verzahnung unterdrückt, nur eine Einfrä-sung ist zu sehen. Dies genügt jedoch für alle Arbeitsschritte bis zum Zusammen-bau. Speichern Sie die Datei im gleichen Verzeichnis wie Ihr Gehäuse unter STIRNRADWELLE 19Z 10° RECHTS FERTIG.

10.1.1.1 Die Verzahnung Die Austragung ist 57 mm hoch, doch die Verzahnung wird eine nutzbare Länge von nur 42 mm besitzen. Das bedeutet, wir schneiden den Grundkörper von beiden Seiten ein und berücksichtigen damit den Herstellungsprozess: Die Verzahnung wird direkt in die Welle gefräst, also müssen Ein- und Auslauf für den Fräser vorgesehen wer-den. Klicken Sie auf die linke Endfläche und fügen Sie eine Skizze ein. Zeichnen Sie einen Kreis deckungsgleich mit dem Ursprung und bemaßen Sie ihn

mit 37 mm. Nennen Sie das Ganze Skizze Anschnitt. Mit einem Linear ausgetragenen Schnitt und der Endbedingung Blind schneiden Sie

diese Skizze dann 13 mm tief in den Zahnkranz hinein. Kehren Sie die Schnittseite um, damit statt des Mantels der Kern erhalten bleibt (Abb. 10.1).

Die Umkehrung der Schnittseite bei allen Schnitt-Features entspricht der Boole’schen Intersektion oder Überschneidung.

Nennen Sie das Feature Verzahnung Anschnitt. Blenden Sie die Skizze ein. Fügen Sie dann auch auf der anderen Stirnseite eine Skizze ein. Übernehmen Sie

die Elemente von Skizze Anschnitt, also den Kreis. Damit ist auch diese Skizze fer-tig gestellt, Sie können sie schließen und mit Skizze Auslauf benennen.

Schneiden Sie sie mit einem weiteren ausgetragenen Schnitt um 2 mm in den Zahnkranz ein. Nennen Sie das Feature Verzahnung Auslauf.

10.1 Die Wellen

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10.1.1.2 Der Lagerzapfen Setzen wir den Lagerzapfen an der Blindseite an. Es handelt sich wieder um einen Zy-linder: Fügen Sie auf der Stirnfläche des Anschnitts eine weitere Skizze ein. Zeichnen Sie

einen Kreis deckungsgleich auf den Nullpunkt und bemaßen Sie ihn mit 30 mm. Beenden Sie die Skizze und benennen Sie sie Skizze Lagerzapfen.

Extrudieren Sie die Skizze als Lagerzapfen um 21 mm (Abb. 10.2).

Bild 10.1: Stapeltechnik: Auch durch Schichten und Schneiden kann man eine Welle erzeugen.

Bild 10.2: Der Lagerzapfen wird angesetzt.

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10.1.1.3 Der Antriebszapfen Fügen Sie auf der Stirnfläche des Auslaufs eine Skizze ein. Zeichnen Sie einen Kreis

von 30 mm Durchmesser deckungsgleich auf den Nullpunkt. Nennen Sie ihn Skizze Lager Antrieb und extrudieren Sie ihn blind um 122 mm. Geben Sie der Extrusion den Namen Lager Antrieb.

Nun bleibt noch ein letzter Schnitt: Wir setzen die eben erzeugte Extrusion um die Länge des Antriebszapfens ab:

Fügen Sie auf der Stirnfläche von Lager Antrieb eine Skizze ein. Zeichnen Sie einen Kreis von 25 mm deckungsgleich auf den Nullpunkt. Nennen Sie ihn Skizze Antriebszapfen.

Mit einem linear ausgetragenen Schnitt setzen Sie die Welle 60 mm tief ab. Geben Sie dem Fea-ture den Namen Schnitt Antriebszapfen (Abbil-dung 10.3).

Damit besitzt die Welle alle Durchmesser und Ab-sätze, es fehlen nur noch die Fasen: Fasen Sie die Kanten der Verzahnung mit 1 mm

und 45° an. Nennen Sie das Feature Fase 1x45 Verzahnung.

Bild 10.3: Der letzte Absatz: Die Welle besitzt alle Außenmaße.

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Fasen Sie mit einem zweiten Feature die Wellenenden und den Schnitt Antriebszap-fen mit 2 mm und 45°. Dieses Feature heißt Fase 2x45 Wellenenden. Aktivieren Sie dann das Kreismuster Verzahnung.

10.1.1.4 Feature-Magie Sie stellen fest, das die Fase nur an einem der Zähne angebracht wird. Durch das nach-folgende Muster-Feature ist die Kante der Fase bis auf diese Breite gekürzt worden – 18 Zähne wären also doppelt anzufasen! Doch wieder gibt es einen eleganten Ausweg: Wir verschieben die Fasen über die Schnitte. Dazu sind allerdings noch weitere Umstel-lungen nötig: Löschen Sie die Fase 1x45 Verzahnung, um die Fehlermeldungen zu umgehen. Zie-

hen Sie dann die Features Verzahnung Anschnitt und Verzahnung Auslauf unter den Grundkörper (vgl. Abb. 10.6).

Das Aussehen der Welle ändert sich dadurch nicht. Doch nun haben wir die Möglichkeit, die Fasen vor den Schnitten anzubringen – und sie damit gemeinsam für alle Zahnflan-ken zu definieren: Ziehen Sie den Einfügebalken unter Ver-

zahnung Auslauf. Definieren Sie dann wieder die Fasen 1 mm x 45° für die Ver-zahnung und nennen Sie sie Fase 1x45 Verzahnung. Ziehen Sie den Einfügebal-ken wieder nach unten.

Ergebnis: Der Zahnschnitt und das Kreismuster werden erst eingefügt, wenn die Fase erstellt ist. Damit ist die Außenform soweit fertig (Abb. 10.4).

10.1.1.5 Die Passfedernut Wir brauchen allerdings noch die Passfedernut für den Antrieb: Legen Sie mit Hilfe der Zylinderfläche des Antriebszapfens und der Ebene rechts

eine tangentiale Ebene an die Welle an.

Bild 10.4: Fertig angefast, fehlt der Welle nur noch die Pass-federnut.

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Erstellen Sie darauf nach altem Muster die Skizze Passfeder mit den Abmaßen 50 x 8 mm. Dann schneiden Sie sie 4 mm tief ein und nennen das Feature Schnitt Pass-feder 50x8x4 (Abb. 10.5).

Wenn Sie sich nun den FeatureManager dieser gestapelten Welle ansehen, so sind we-sentlich mehr Features darin verzeichnet als bei der Querschnitt-Methode in KAP 4 WELLE. Es wird von manchen als Vorteil angesehen, dass die Zylinder aufeinander auf-bauen. Doch wenn Sie beispielsweise die Höhe von Lager Antrieb verändern wollen und die Gesamtlänge der Welle gleich bleiben soll, so müssen Sie auch Schnitt An-triebszapfen anpassen (Abb. 10.6).

Um das Einfügen in die Baugruppe zu beschleunigen, unterdrücken Sie das Kreis-muster Verzahnung. Speichern Sie das Bauteil.

Bild 10.5: Achsensymmetrisch: Die Skizze der Passfedernut.

Bild 10.6: Pro und Contra: Die ge-stapelte Welle erfordert mehr Features als die skizzierte. Dafür sind die Höhen bequem über die Features einzustellen.