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TBK Programm zur Berechnung von Stirnradpaarungen

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StirnradberechnungAblageverzeichnis : STIRNRADStandarddateiname : STI-1.STITemporäre Datei : STI-0.TMPVorbelegungsdatei : STIVORBE.DAT

Inhaltsverzeichnis

Stirnradberechnung .................................................................................................... 1Inhaltsverzeichnis ............................................................................................................................................1

1. Vorbelegungsdatei ................................................................................................. 31.02 Notwendige Dateien.................................................................................................................................4

2. Vorauswahl ............................................................................................................ 4

3. Auswahl der Berechnungsart <Geometrie> ........................................................... 5

4. Eingabe und Berechnung der Geometriedaten...................................................... 64.01 Profilverschiebung ...................................................................................................................................74.02 Achsabstand ............................................................................................................................................74.03 Schrägungswinkel ....................................................................................................................................84.04 Kopfkreise................................................................................................................................................84.05 Spezifisches Gleiten..............................................................................................................................104.06 Sicherheiten bei Lebensdauer ................................................................................................................104.07 Sicherheiten bei Drehmomenten...........................................................................................................10

5. Weitere Eingabedaten ........................................................................................ 115. 01 Werkzeug-, Prüf-, Material- und Leistungsdaten..................................................................................115.02 Werkzeugdaten: ....................................................................................................................................115.03 Prüfdaten DIN 3961/67:........................................................................................................................125.04 Prüfdaten DIN 58405:...........................................................................................................................145.05 Materialdaten ........................................................................................................................................155.06 Leistungsdaten ......................................................................................................................................16

6. Programmablauf Tragfähigkeit............................................................................ 186.01 DIN 3990 Methode B , KHß Faktor nach Methode C .......................................................................186.02 AGMA 2001-C98 .................................................................................................................................216.03 DNV 41.2 – ISO (Norske Veritas).......................................................................................................23

7. Ausgabe Grafik und Text .................................................................................... 24

8. Grafikausgabe ..................................................................................................... 24

9. Textausgabe ........................................................................................................ 259.01 Ausgabe Drucker ...................................................................................................................................259.02 Ausgabe Bildschirm...............................................................................................................................259.03 CAD Schnittstelle ..................................................................................................................................25


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10. Zahnstangengetriebe ........................................................................................ 26

11. Mit Vorgabe der Überdeckungen (Hochverzahnung)....................................... 28

12. Mit variablen Achsabstand................................................................................. 29

13. Kupplungsverzahnung ..................................................................................... 30

14. Datenbank ......................................................................................................... 3114.01 Aus Datenbank lesen............................................................................................................................3114.02 In Datenbank speichern........................................................................................................................31


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1. Vorbelegungsdatei

Mit den Daten der Vorbelegungsdatei werden bei Neuberechnungen dieentsprechenden Eingabefelder vorbelegt.

Qualität: Sie können 10 Qualitäts Kombinationen vorgeben. Vorbelegte Qualität: Mit den hier definierten Qualitäten werden die

Eingabefelder vorbelegt. Werkstoffkennziffer: Eingabe der laufenden Nummer der Werkstoffliste. Werkzeugkennziffer: Eingabe der laufenden Nummer der

Werkzeugprofilliste. Zuschlag Fußformkreis: Der Fußnutzkreis bzw. die notwendige Kopfkürzung

wird um den eingegebenen Sicherheitszuschlags-Faktor verändert. KHß-Faktor: Die erste Tragfähigkeitsrechnung wird nach den eingegebenen

Kriterien berechnet. Bei Eingabe 0 erfolgt die Berechnung von KHß nach den im Programm

festgelegten Kriterien. Bei Eingabe eines Wertes zwischen 0.1 und 3.0 wird dieser Wert als KHß

Faktor fest übernommen. Bei Eingabe 11,12,13, 21, 22 oder 23 erfolgt die Berechnung von KHß nach

folgenden Kriterien:1. Vorkommastelle

1 = sehr steife Räder/Getriebe2 = Mittelsteife Räder/Getriebe3 = Nachgiebige Räder/Getriebe

2. Vorkommastelle1 = Ohne Tragbildgröße2 = Mittleres Tragbild3 = Optimales Tragbild

Fehler bei Zahnkopfdicke: Fehleranzeige erfolgt, wenn die Zahnkopfdickekleiner als der eingegebene Wert * Modul wird.

Kopfkreisrundung: Der Kopfkreis wird auf die eingegebenenNachkommastellen gerundet. Maximal 4 Nachkommastellen.

Vorgabe Achsabstands Toleranzfeld Js:a) Eingabe 0 -> js wird Qualität –1b) Eingabe 1 -> js wird gleich Qualitätc) Eingabe 2 -> js wird Qualität + 1d) Eingabe zwischen 5 und 11 -> js wird gleich der Eingabe

Die hier nicht aufgeführten Eingaben erklären sich von selbst oder sind amBildschirm entsprechend dokumentiert.


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1.02 Notwendige Dateien

Die Dateien befinden sich Im Ordner DATEIEN.Die Dateien mit +++ können über die Routine DATEIEN editiert werden.

DRDM3977.DAT = Datei für Meßrollendurchmesser +++ HATIEFE.DAT = Härtetiefentabellen +++

VERGISO.DAT = Vergütungsdaten +++WZSRIDA.DAT = Schneidraddatei +++WZSTIDA.DAT = Werkzeugprofile +++WZSTIFR.DAT = Wälzfräserdatei +++MATMET.DAT = Werkstoffdatei <Metall> +++FWEABM.DAT = Abmaße und Passungen für FeinwerktechnikK-DIN1.BMP bis K-DIN5.BMP = 5 x Bitmapdateien für Bildschirmdarstellungen

TODURCHM.DAT - TOFELD.DAT - TOOABM.DAT - TOTOL.DAT= 4 x Toleranzen,Passungen DIN 39

2. Vorauswahl

Bei Neue Berechnung Normalablauf bleibt dasProgramm bei allen Eingabemenüs stehen,auch wenn Daten vorbelegt sind. BeiSchnellablauf werden diese Menüsübersprungen.Aktuelle Berechnung liest die letzteBerechnung ein.Die anderen Menüpunkte erklären sich vonselbst.

Hier hat bei Neuberechnungen die Auswahlder gewünschten Verzahnungsart zu erfolgen.Bei Wiederholungsrechnungen ist diesesMenü nicht aktiviert.Einzelheiten siehe unter 3.

Hiermit können die entsprechendenEingabemenüs geöffnet werden.Alternativ auch durch anklicken imAnzeigfeld


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3. Auswahl der Berechnungsart <Geometrie> Es bestehen folgende Möglichkeiten

a) DIN 867 Stirnradpaar außenverzahntGeometrie nach DIN 3960, Toleranzen nach DIN 3961-63, Bezugsprofilnach DIN 867

b) DIN 867 Stirnradpaar innenverzahntGeometrie nach DIN 3960, Toleranzen nach DIN 3961-63, Bezugsprofilnach DIN 867

c) DIN 58405 Stirnradpaar außenverzahnt<Feinwerkverzahnung> Geometrie und Getriebepassung nach DIN58405, Werkzeuge nach DIN 867 oder DIN 54800

d) DIN 58405 Stirnradpaar innenverzahnt<Feinwerkverzahnung> Geometrie und Getriebepassung nach DIN58405, Werkzeuge nach DIN 867 oder DIN 54800

e) Zahnstangengetriebe VerzahnungGeometrie nach DIN 3960, Toleranzen nach DIN 3961-63, Bezugsprofilnach DIN 867

f) Stirnradpaar nach DIN 867 mit Vorgabe der ÜberdeckungenGeometrie nach DIN 3960, Toleranzen nach DIN 3961-63, sog.Hochverzahnung bei der die Kopfhöhenfaktoren nach Vorgabe dergewünschten Profilüberdeckung berechnet werden. Erfordert in der RegelSonderwerkzeuge.

g) Stirnradpaar mit variablen Achsabstand nach DIN 3960. Auslegung derVerzahnung für vorgegebene minimale und maximale Achsabstände.Geometrie nach DIN 3960, Toleranzen nach DIN 3961-63, Bezugsprofilnach DIN 867

h) Stirnradpaar innenverzahnt mit gleichen Zähnezahlen<Kupplungsverzahnung> Geometrie nach DIN 3960, Toleranzen nachDIN 3961-63, Bezugsprofil nach DIN 867. GenormteKupplungsverzahnungen sind unter Welle-/Nabenverbindungen zufinden.

Bei Anwahl der gewünschten Berechnungsart werden die entsprechendenEingabefelder und Berechnungsroutinen aktiviert.


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4. Eingabe und Berechnung der Geometriedaten.

Es bestehen folgende Eingabemöglichkeiten:

Eingabe beginnt im aktivierten Eingabefeld für die Zähnezahl. Die Eingabeerfolgt jeweils mit ENTER in folgender vorgegebener Reihenfolge:

Zähnezahl 1, Zähnezahl 2 Rad 1 muß immer die kleinere Zähnezahl erhalten

Modul mit Doppelklick Eingabemöglichkeit in DP oder CP Schrägungswinkel in Dezimalgrad. Durch Doppelklick auf das Eingabefeld wird eine Maske zur Eingabe von Grad, Minuten und Sekunden geöffnet.

Achsabstand, durch Doppelklick auf das Eingabefeld kann der Null-Achsabstand übernommen werden. Die Profilverschiebung wird nach denvorgegebenen Kriterien berechnet. Erfolgt keine Eingabe zum Achsabstandwird zur die Eingabe der Profilverschiebung aufgefordert. Einzugeben sindjeweils die Faktoren. Bei Eingabe von Faktor x Modul erfolgt durchDoppelklick die Umrechnung in Faktoren.Zahnbreite 1 und Zahnbreite 2.Als gemeinsame Zahnbreite wird die kleinere Zahnbreite vorgegeben, sie istbei versetzten Rädern zu ändern.Angezeigt wird bei Schrägverzahnung die zur Sprungüberdeckung eps = 1notwendige Zahnbreite.


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Nach Eingabe der Zahnbreiten erfolgt die Berechnung und Anzeige allernotwendigen Geometriedaten im entsprechenden Anzeigefenster. DerBerechnung liegen die in der Vorbelegung vorhandenen Vorgaben zugrunde.

Sind noch keine Geometriedaten zurEingabe vorhanden können zuerst dieLeistungsdaten eingegeben werden (Anwahl unter Menüpunkt „EINGABE“).Nach deren Eingabe wird der gewünschteAchsabstand abgefragt.Nach Eingabe werden nach einemvorgegebenen Algorithmus die anderenVerzahnungsdaten berechnet undangezeigt. Eine Änderung kann dann direktim Eingabefeld erfolgen. Nach Eingabe derZahnbreiten erfolgt dann weitereBerechnung wie vorher.

Zur Änderung bzw. Optimierung sind die Befehlsschaltflächen in der unterenZeile anzuwählen.Alternativ können die Fenster auch durch Doppelklick auf das entsprechendeBezeichnungsfeld (nicht Eingabefeld) geöffnet werden. Es werdenentsprechende Fenster geöffnet. Die eingegebene Änderung wird durchÜBERNAHME übernommen oder durch ABBRUCH rückgängig gemacht. Diedurch die Änderungseingabe sich ändernden Daten werden gelb unterlegt.Daten die bestimmte Werte über- oder unterschreiten werden rot unterlegt. BeiÜBERNAHME wird die Unterlegung aufgehoben.

4.01 Profilverschiebung

PROFILVER angezeigt werden die Aufteilung der Profilverschiebung nachverschiedenen Kriterien.

Durch anklicken der ausgewähltenAufteilung erfolgt die Übernahme.Es ist auch freie Eingabe möglich.

4.02 Achsabstand

ACHSABST. Änderung des Achsabstandes.

Zu wählen ist ob sich der Schrägungswinkeloder die Profilverschiebungssumme ändernsoll.


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4.03 Schrägungswinkel

SCHR.WINKEL Änderung des Schrägungswinkels.

Zu wählen ist ob sich der Achsabstandoder die Profilverschiebungssummeändern soll.

4.04 Kopfkreise

KOPFKREIS Eingabe- bzw. Änderungsmöglickeiten zum Kopfkreis.

Es bestehen folgende Möglichkeiten:

KOPFKREIS es kann der Kopfkreis oder der Kopfrücknahmefaktoreingegeben werden. Der Gegenwert wird berechnet. Bei Änderung wirddie in der Vorbelegung bestimmte Nachkomma Stellenzahl nicht mehrberücksichtigt. Der sich ergebende Zahnkopfdicken Faktor wird berechnet.VORGABE ZAHNDICKE es kann der Zahnkopfdicken-Faktor vorgegebenwerden, es wird dann der notwendige Kopfkreisdurchmesser berechnet.KOPFFORMKREIS der Kopfformkreis kann vorgegeben werden, es wirddie sich ergebende radiale Kopfänderung berechnet. Die Vorgabe ist auchumgekehrt möglich.EINGABE KOPFRÜCKNAHME die Kopfrücknahme in my und derKorrekturkreisdurchmesser können eingegeben werden.RÜCKNAHME BERECHNEN die Berechnung erfordert die vorherigeEingabe der Leistungsdaten. Die abgefragten Eingaben erfolgen wir folgt:

Eingabe ob mit Voll- oder Teillast gerechnet werden soll. Es wird diemaßgebliche Umfangskraft und die effektive Kopfrücknahme angezeigt.Eingabe der gewünschten Restüberdeckung. Von dieser Eingabe hängtder Korrekturkreisdurchmesser ab.Schließlich ist die gewählte Kopfrücknahme einzugeben und derKorrekturkreisdurchmesser zu übernehmen oder zu ändern. Es kannauch die sich ergebende Korrekturhöhe verändert werden


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GRAFIK Anzeige der Radpaarung im Eingriff. Vorher müssen Werkzeugdatenund Qualität eingegeben sein. Es werden zunächst 8-10 Zähne im Eingriffangezeigt.

Es bestehen folgende Möglichkeiten zur Veränderung der Anzeige:

GRÖßER der Maßstab wird vergrößert

KLEINER der Maßstab wird verkleinert

DREHUNG R schrittweise Drehung der Räder nach rechts

DREHUNG L schrittweise Drehung der Räder nach links. Die Schrittweite istkleiner.

-> Verschiebung nach rechts <- Verschiebung nach rechts

V+ Verschiebung nach unten V+ Verschiebung nach oben

Z+ Anzeige aller Zähne Z- Anzeige von nur einen Zahn

Es empfiehlt sich vor Veränderung der Lage oder Größe zuerst Z- zu betätigenund nach der Veränderung wieder Z+. Besonders bei vielen Zähnen erfolgt derBildaufbau schneller.


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4.05 Spezifisches Gleiten

Die Kurven zeigen die Werte für das spezifischeGleiten.A = Beginn der EingriffsstreckeC = WälzpunktE = Ende des Eingriffs

4.06 Sicherheiten bei Lebensdauer

Kurven zeigen die Sicherheiten beiunterschiedlicher Lebensdauer.Die senkrechten Linien markieren dieLebensdauer für die Sicherheit 1

4.07 Sicherheiten bei Drehmomenten

Die Kurven zeigen die sich einstellendenSicherheiten bei unterschiedlichenDrehmomenten.Die senkrechten Linien markieren dasDrehmoment bei Sicherheit 1


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5. Weitere Eingabedaten

5. 01 Werkzeug-, Prüf-, Material- und Leistungsdaten.

In diesem Fenster wird angezeigt ob und wenn ja welche Daten vorhandensind.

Werkzeugdaten R1/R2 Prüfdaten R1/R2Werkstoffdaten Rad 1 / Rad 2Leistungsdaten + AnwendungsfaktorBerechnete Tragfähigkeiten

Zur Eingabe oder Veränderung dieser Daten kann durch Doppelklick auf dasentsprechende Anzeigefeld das notwendige Eingabefenster geöffnet werden.Sie können auch unter dem Menüpunkt „Eingaben“ angewählt werden.Beim öffnen der entsprechenden Eingabefenster sind auch bei Neuberechnungbereits Daten entsprechend der definierten Vorbelegung eingelesen.

5.02 Werkzeugdaten:

Wenn die Daten nicht aus den Dateien 1 oder 2 übernommen werden, sondernfrei eingegeben werden ist zu beachten, daß der Kopfhöhenfaktor desWerkzeuges entsprechend DIN 3960 von der Profilbezugslinie so (also m * pi/2) zu bemaßen ist. Frei eingegebene oder geänderte Daten gelten nur für dieaktuelle Berechnung, die Werkzeugdatei wird nicht verändert. Aus denaufgerufenen Werkzeuglisten können ausgewählte Daten durch Doppelklickoder RETURN übernommen werden, wiederholtes anklicken derBefehlsschaltfläche entfernt die Liste wieder. Datei 1 enthält die eingegebenenWälzfräser, die Liste nimmt nur Fräser mit gleichem Modul auf. Die Datei 2dagegen Werkzeugprofile, die Werkzeugdaten werden bei Auswahl dem Modulentsprechend berechnet.


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Beachten Sie, daß beikopfüberschneidenden WerkzeugenAngaben über Fußhöhenfaktor undFußformhöhenfaktor erforderlich sind.

Bei Schneidradeingabe ist immer zuerst auch das Werkzeugprofil einzugeben.Die Daten können aus einer Datei übernommen oder frei eingegeben werden.Bei unbekannter Profilverschiebung des Schneidrades wird durch Doppelklickauf das Eingabefeld für Profilverschiebung die Eingabe von Messzähnezahlund Zahnweite ermöglicht. Daraus berechnet das Programm dann dieProfilverschiebung.Je nach der gewählten Verzahnungsart öffnen sich Fenster zur Eingabe derVerzahnungsqualität bzw. der Getriebepassung.

5.03 Prüfdaten DIN 3961/67:

Beim öffnen des Eingabefensters ist die Qualität bereits entsprechend derVorbelegung eingelesen.

Neueingabe über QUALITÄT

Durch anklicken der entsprechendenFelder kann für jedes Rad getrennt einebeliebige Qualität festgelegt werden. Diezugehörigen Abmaße und die Grenzwerteder Flankenspiele werden angezeigt.

Die Festlegung von Funktionsgruppennach DIN 3961 ist nicht zwingend.Einzugeben ist für die jeweilige Gruppe(G, L oder T) die gewünschte Qualität ( 4– 12) für Rad 1 1.Feld und für Rad 22.Feld.


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Freie Eingabe ist mit FREIE EINGABE anzuwählen.

Erforderlich ist die Eingabe der Qualität und dann der Abmaße <Vorzeichenbeachten>.

Durch Doppelklick auf das Eingabefeld Qualität wird ein Fenster zurwahlweisen Eingabe von Abmaßen, Zahnweiten oder Zweikugelmaßengeöffnet:

Nach Festlegung der Qualität ist das Eingabefeld für das Toleranzfeld jsAchsabstand aktiviert. Js ist abhängig von der Qualität vorbelegt und kanngeändert werden. Wird 0 eingegeben können die Achsabstandstoleranzen freieingegeben werden.Nach dieser Eingabe und Übernahme mit RETURN erfolgt vom Programm dieÜberprüfung auf Eingriffsstörungen. Die Überprüfung kann auch mitNACHPRÜFUNG angewählt werden.

Liegen Störungen vor erfolgtentsprechende Anzeige. Zur Beseitigungkann dann der entsprechende Befehlangewählt werden

Bei Innenverzahnung erfolgt Prüfung obein radialer Einbau möglich ist und ob sichbeim abwälzen die Zahnköpfe berühren.Der angezeigte Störfaktor K muß > = 1sein. Durch Kopfkürzung kann Abhilfegeschaffen werden oder es muß dieGeometrie verändert werden, z.B.

größerer Betriebseingriffswinkel.

Zur Auswahl stehen:

Da ÜBERNEHMEN der angezeigte maximale Kopfkreisdurchmesser wird

übernommen.

KOPFNUTZKREIS Kopfnutzkreise werden entsprechend neu berechnet. Der

Kopfkreis bleibt.

WERKZEUG NEU Rücksprung zur Werkzeugeingabe

GEOMETRIE Rücksprung zur Geometrieeingabe

KOPFKREIS Manuelle Änderung der Kopfkreise


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Mit der Schaltfläche ÜBERNAHME werden die Daten übernommen und diePrüfmaße berechnet. Zur Anzeige kommen jeweils die Nennmaße undMeßzähnezahlen bzw. Rollendurchmesser. Über ÄNDERN können dieMeßzähnezahlen und Rollendurchmesser geändert werden.Der Befehl „FLANKENSPIEL“ öffnet ein Fenster zur Eingabe und Berechnungdes sog. Abnahmeflankenspiels nach DM 3967.

Einzugeben bzw. zu ändern sind dieabgefragten Größen. Berechnet wird dassich unter Berücksichtigung derspielverändernden Größen einstellendeAbnahmeflankenspiel.

5.04 Prüfdaten DIN 58405:

Beim ersten öffnen des Eingabefensters sind noch keine Daten eingelesen.

Neueingabe ist über „EINGABE PASSUNG “ anzuwählen.

Es können vorgegebene Passungen durch anklicken oder durch anklicken dereinzelnen Größen beliebige Zusammenstellungen gewählt werden. Angezeigtwerden die Abmaße, die zulässigen Fehler und das sich ergebendeFlankenspiel. Es können einzelne Werte der Passung beliebig verändertwerden. Die Wahl ist für beide getrennt Räder möglich.


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Nach ÜBERNAHME erfolgt Prüfung auf Eingriffsstörungen.

Liegen Störungen vor erfolgtentsprechende Anzeige. Zur Beseitigungkann dann der entsprechende Befehlangewählt werden . Neben der Änderungvon Geometrie -, Prüf- oderWerkzeugdaten kann auch dernotwendige Kopfkreisdurchmesserübernommen werden es erfolgt dann eine

entsprechende Kopfkürzung- oder ein entsprechender Kopfnutz- und Fußnutzkreisdurchmesser- es erfolgt keine Kopfkürzung- . Diese Nachprüfung kann auch mit dem Befehl „EINGRIFF“angewählt werden.

Über PRÜFMAßE können die Meßzähnezahlen und Rollendurchmessergeändert werden.

5.05 Materialdaten

Beim öffnen des Eingabefensters sind die Materialdaten bereits entsprechendder Vorbelegung eingelesen.Neben den Materialdaten können hier Vorgaben zur Wärme- bzw. Härte-behandlung gemacht werden. Aus der aufgerufenen Materialliste kann derausgewählte Werkstoff durch Doppelklick oder mit RETURN Übernommenwerden.Freie Eingabe bzw. Änderung einzelner Werte ist möglich, die geändertenDaten gelten aber nur für die aktuelle Berechnung.


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Die Angabe für Härte HRC gibt die Härte und die zulässige Abweichung an.Tabelle zur Kennung kann durch Doppelklick auf das Eingabefeld aufgerufenwerden. Beachten Sie, daß das Programm nur über die Kennung Informationenzur Wärmebehandlung erhält.

Je nach Voreinstellung wird die Wärmebehandlung automatisch aus derhinterlegten Tabelle entnommen oder muß unter WÄRMEBEHANDLUNGeingegeben werden.

Zur Bestimmung der Härtetiefe und Abweichung kann auf eine vorhandeneHärtetiefen Datei über AUS TABELLE zugegriffen werden.

Ist die Härtetiefe kleiner als die sog.Grenzeinsatztiefe erfolgt über den sichergebenden Härtefaktor eine Reduzierungder Werte für Sigma Hlim. ZurVermeidung dieser Reduzierung kann derHärtefaktor wieder auf 1 gesetzt werden.

5.06 Leistungsdaten

Eingabe entsprechend der Eingabefelder.Wahlweise eine Drehzahl und die Leistung oder ein Moment.Einzugeben bzw. zu ändern sind u.U. auch Anzahl der Zahneingriffe , Faktorfür Wechselbeanspruchung und Aufteilungsfaktor bei Verzweigung. Ferner dieAnwendungsfaktoren K A für Fuß (F) und Grübchen (G), sowie dieLebensdauer in Stunden. Festzulegen ist ob Grübchen zugelassen werden undwelches Rad treibt.Die Eingabe zum Lastfall ist nicht zwingend, diese Angabe hat keinen Einflußauf die Berechnung und dient lediglich zur Bezeichnung.

TABELLE öffnet eine Tabelle mit gebräuchliche KA Faktoren.

Weiter kann ein LASTKOLLEKTIV vorgegeben werden.Die Berechnung erfolgt nach der Hypothese der linearenSchadensakkumulation nach Palmgreen/Miner.


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Zunächst wird ein Fenster zur Eingabe bzw. Änderung der Grenzwerte derWöhlerlinien für Flanke und Fuß geöffnet.

Die vorbelegten Werteentsprechen derWärmebehandlung der gewähltenWerkstoffe (nur fürStahlwerkstoffe).

Zum Lastkollektiv sind folgende Eingaben erforderlich:

Nennmoment ist das unterLeistungsdaten eingegebeneRitzelmoment. Beachten Sie, daß dasNennmoment nicht das Maximalmomentsein kann sondern nach Möglichkeit das

Moment mit dem größtem Zeitanteil.

Eingabe maximal 9 Laststufen: Zeit % = der Zeitanteil der Laststufe Ti (Nm) = Drehmoment der Laststufe (Ti/T wird berechnet) oder Ti/T = Stufenmoment/ Nennmoment (Ti wird berechnet) ni = Ritzeldrehzahl der Laststufe Ni = Anzahl der Lastwechsel (wird berechnet)Nach jeder Eingabe wird der noch vorhandene Zeitanteil unter Rest %angezeigt.Durch Doppelklick auf das Eingabefeld Zeit% wird folgendes Fenster geöffnet:

Es kann eingegeben werdenentweder derZeitanteil in % oder dieZeit in Stunden oder dieAnzahl der LastwechselJeweils Anteile derGesamtzahlen.

Berechnet werden die Lastkollektiv abhängigen KA Faktoren für Fuß (Fu) undGrübchen (Gr).

Weitergehende Infos unter Niemann: Maschinenelemente Band II Seite 91 ff.


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6. Programmablauf Tragfähigkeit

6.01 DIN 3990 Methode B , KHß Faktor nach Methode C

Anwahl ist nur möglich wenn alle Eingaben zu Geometrie, Werkstoff, Prüfdatenund Leistung erfolgt sind . Nach Anwahl wird die Tragfähigkeit mit den in derVorbelegung festgelegten Standardwerten berechnet. Nach Anzeige könnendurch Wahl der entsprechenden Befehle die einzelnen Einflußfaktoreneingesehen, geändert und optimiert werden.

VORGABEN

Änderungsmöglichkeit derallgemeinenEinflußfaktoren.Eingabemöglichkeiten derAbmessungen für ein Radmit Radkranz und Steg.

K-FAKOptimierung bzw. Änderung derK-Faktoren, insbesondere desKhbeta Faktors.Freie Änderung der Flanken-linienabweichnung FßxNEU, esfolgt Anpassung von KHß undder anderen abhängigen K-Faktoren.

Über KORREKTUR könnenWerte für Breitenballigkeit u/oEndrücknahme vorgegebenMit BERECHNEN werden diejeweiligen Werte nach DINberechnet.


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Khß Bestimmung nach ERFAHRUNGSWERTE

Vorgabe der Ritzelverformungfsh nach Tabelle und Wahl derergebenden Werte für Fßx jenach Tragbildgröße.

KHß Bestimmung nach NÄHERUNG:

Eingabe der abgefragtenGrößen und dann Wahl derRitzelverformung fsh je nachder vorhandenen Korrektur.werden.

Mit BILD WEITER werden weitere Möglichkeiten des Faktors K angezeigt.

Z-FAK

Änderungs- bzw.Eingabemöglichkeit zurSCHMIERUNG und RAUHEIT


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Y-FAKAnzeige der Y-Faktoren undEingabemöglickeit einerSchleifkerbe.Ein Hinweis auf die Möglichkeiteiner Schleifkerbe erfolgt wennbei der Werkzeugeingabe eineBearbeitungszugabe ohneProtuberanzwerkzeug definiertwurde.

LEISTUNGProgrammverzweigung zur Leistungseingabe bzw. Änderung. Beachten Siebitte, daß bei Leistungsändernung auch die einzelnen Einflußfaktoren(insbesondere der KHß Faktor) neu berechnet werden, so daß evt. vorhervorgenommene manuelle Änderungen verloren gehen

WERKSTOFFProgrammverzweigung zur Werkstoffeingabe bzw. Änderung. Beachten Siebitte, daß bei Werkstoffänderungen auch die einzelnen Einflußfaktoren(insbesondere der KHß Faktor) neu berechnet werden, so daß evt. vorhervorgenommene manuelle Änderungen verloren gehen.


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6.02 AGMA 2001-C98

Die Tragfähigkeitsberechnung nach AGMA 2001-C98 kann zusätzlich zu eineranderen Tragfägigkeitsberechnung durchgeführt werden. Die Ergebnissewerden getrennt abgespeichert und können zusammen ausgedruckt werden.Bei mehreren Berechnungen nach verschiedenen AGMA Versionen wird jeweilsnur die zuletzt berechnete abgespeichert. Die vorhergehenden Berechnungenwerden gelöscht.

Bei Anwahl AGMA werden nacheinander 8 Eingabemenüs geöffnet. Die Datensind bereits nach einer festgelegten Berechnungsmethode berechnet. BeiAnwahl NEUE EINGABE bestehen Änderungsmöglichkeiten.

1. Vorgabedaten

Vorgabedaten können hier eingegebenbzw. geändert werden

2. Faktoren für Flankentragfähigkeit

Einzugeben ist der Servicefaktor.Die anderen Faktoren sind von denVorgabedaten abhängig und sollten nichtgeändert werden.

3. Faktoren zur Bestimmung des Breitenfaktores

Für die Faktoren Cpm, Cmc, Cma und Cegibt es alternative Berechnungsvor-schriften.Entsprechende Auswahlfelder werdenbeim anklicken der Eingabefelder geöffnetCmf wird schließlich berechnet.

4. Zulässige Flankenpressung

Ist die Lastwechselzahl > 10^7 kann denLebensdauerfaktor nach der oberen oderunteren Linie berechnet werden. DiesesEingabefenster ist nur bei LW > 10^7aktiv.


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5. Sicherheit gegen Grübchen

Die berechneten Sicherheiten werdenangezeigt.

6. Faktoren für Zahnfußsicherheit

Einzugeben ist der Servicefaktor. Dieanderen Faktoren sind von den Vor-gabedaten abängig und sollten nichtgeändert werden.

7. Weitere Faktoren zu Zahnfußsicherheit

Bei LW > 10^7 kann der Lebens-dauerfaktor nach der oberen oder unterenLinie berechnet werden.Für den Materialfaktor bestehenalternative Werte. Auswahlfeld wird beimanklicken des Eingabefeldes geöffnet.

8. Ergebnis Zahnfußsicherheiten

Berechnet und angezeigt werden dieZahnfußsicherheiten.Bei BERECHNUNG NEU kann dieBerechnung wiederholt werde.


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6.03 DNV 41.2 – ISO (Norske Veritas)Die Berechnung nach DNV 41.2 kann nur alternativ zur Berechnung nach DIN3990 durchgeführt werden. Eine vorhandene DIN Berechnung wird bei derAnwahl zur Berechnung nach DNV gelöscht und umgekehrt.In der Ablagedatei befindet sich dann entweder DIN oder DNV.

Als zusätzliche Eingabe sind Angaben über die Härtung erforderlich. DieEingaben erfolgen über MATERIAL Å WÄRMEBEHANDLUNG Å EINGABEDNV-ISO .

Es erfolgt dann die Berechnung der Faktoren ZX und YC. Beachten Sie bitte,daß der Härtefaktor nach DIN immer auf 1 gesetzt wird. Die notwendigeKorrektur bei zu geringer Härtetiefe wird über die Faktoren ZX und YCvorgenommen.

Der Faktor Cd entspricht dem Wechselfaktor für Biegung und kann bei derEingabe für die Leistungsdaten eingegeben werden.

Der Faktor Aufteilungsfaktor Ky wird ebenfalls bei der Leistungsdaten Eingabeabgefragt.

Die Lebensdauerfaktoren ZN und YN können unter Z-FAK bzw. Y-FAKgeändert werden.In Dauerfestigkeitsbereich kann der Faktor mit einem reduzierten Wertberechnet werden. (Siehe DNV N0.41.2 Abs. 2.10 bzw. 3.11)

Der weitere Verlauf der Berechnung entspricht der DIN 3990.


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7. Ausgabe Grafik und Text

Anwahl zur Ausgabe von Grafik oder Text. Zunächst Anzeige bzw. Eingabe vonKopfzeileninhalt und Auftragsdaten.

Unter ZUSATZTEXT können bis zu drei Zeilen Text eingegeben werden.Zeilenumbruch mit Strg + Return.Die Auftragsdaten können zur Abspeicherung und drucken ( SPEICHERN +DRUCKEN ) oder nur für den einen Ausdruck ( NUR DRUCKEN )übernommen werden.

8. Grafikausgabe Es folgt Fenster zur Auswahl der gewünschte Ausgaben.

Bei Grafikausgabe ist der Maßstabfestzulegen.


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9. Textausgabe

9.01 Ausgabe DruckerEs folgt Fenster zur Auswahl der gewünschten Ausgaben.

Zu wählen ist die Sprache und dieSchriftgröße für Normalschrift, sie ist mit10 vorbelegt. Falls der Ausdruck über denunteren Blattrand hinausgeht, kann 8 oder9 eingegeben werden.Unter DRUCKERWAHL verzweigt dasProgramm in die entsprechende WindowsRoutine zur Auswahl und Einrichtung desDruckers

9.02 Ausgabe Bildschirm

Es erfolgt Ausgabe der Berechnungsergebnisse am Bildschirm

9.03 CAD Schnittstelle

Vorzugeben ist für welches CAD-System die Daten übergebenwerden sollen und in welchenOrdner die Dateien abgelegtwerden sollen. Die Dateinamensind fest vorbelegt und dürfen beiVerwendung der TBK CAD Modulenicht geändert werden.Die anderen Eingaben erklärensich von selbst.

Über die CAD Schnittstelle autoCAD werden die ASCII Dateien ‚RITZEL.STI‘bzw. ‚RAD.STI erzeugt und im definierten Ordner abgelegt. Die Datensätze fürdie einzelnen Verzahnung werden unter der ID Nummer fortlaufend in die Dateieingeschrieben. Es kann bei Erstellung entschieden werden, ob der neueDatensatz angehängt oder ob die Datei vorher geleert werden soll.

Datentabelle siehe Anhang.


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10. Zahnstangengetriebe

Bei unbekannter Geometrie kann die Auslegung nach den Leistungsdatenerfolgen.

Bei bekannter Geometrie sind zuerst die Geometriedaten und danach dieLeistungsdaten einzugeben.

a) Kopfhöhenfaktoren und Profilwinkel sind vorbelegt und können geändertwerden. Dazu das Eingabefeld oder GEOMETRIE anklicken.

b) Eingabe in folgender vorgegebener Reihenfolge: Zähnezahl Ritzel ->Modul -> Schrägungswinkel -> Profilverschiebung Ritzel ->Profilverschiebung Zahnstange.

c) Berechnet und angezeigt werden Teilkreis, Grundkreis und Kopfkreis fürdas Ritzel.

d) Weitere Eingaben Zahnbreite Ritzel und Zahnstange.e) Eingabe Länge der Verzahnung an Zahnstange oder Zähnezahl der

Zahnstange berechnet wird die fehlende Größe. Bei Eingabe der Längewird die Eingabe auf ein Vielfaches der Teilung gerundet.

f) Abstand d2 = Abstand von der Profillinie zur Auflagefläche derZahnstange.

g) Abstand da2 = Abstand der Kopflinie zur Auflagefläche, der Absatnddf2= Abstand der Fußlinie zur Auflagefläche und derFußkreisdurchmesser am Ritzel df1 werden nach Eingabe derWerkzeug- und Prüfdaten berechnet.

h) Der Kopfkreisdurchmesser des Ritzels kann verändert werden.


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i) Es kann der Abstand der ersten Zahnlücke zum Zahnstangenanfangnach folgendenKriterien berechnet werden:1) freie Eingabe. Die Zahnstangenlänge ist dann das Eingabemaß +

Nutzlänge.2) Zahnstangenanfang und Zahnstangenende ist jeweils eine

Zahnlückenmitte. Die Zahnstangenlänge ist dann Zähnezahl xTeilung + ½ Teilung.

3) Mitte der Zahnstange ist der mittlerere Zahn.

Aus der Verzahnungslänge und dem Abstand zur ersten Zahnlücke errechnetsich die Gesamtlänge der Zahnstange.

Die weiteren Vorgaben für Werkzeug, Prüfdaten und Material erfolgen wie ineiner normalen Stirnradpaarung.

Für die Zahnstange wird ein Kugelmaß berechnet, wobei das Kugelmaß derAbstand vom Kugelaußendurchmesser zur Auflagefläche der Zahnstangebeträgt. Der notwendige Kugeldurchmesser wird berechnet und vorgegeben, erkann in kleinen Bereichen verändert werden.

Die Tragfähigkeitsberechnung erfolgt ebenfalls analog zu Stirnradpaarungen,dabei wird intern für die Zahnstange eine Zähnezahl von 5000 festgelegt.Durchmesserabhängige Größen werden entsprechend korrigiert.


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11. Mit Vorgabe der Überdeckungen (Hochverzahnung)

Mit dieser Berechnungsvariante können sogenannte Hochverzahnungen mitvorgegebenen Überdeckungen ausgelegt werden.Dazu werden zunächst die Grundverzahnungsdaten bis zum Achsabstandeingegeben.Dann kann im unten angezeigten Eingabefenster die Profil- und Sprung-überdeckung vorgegeben werden.

Die voneinander abhängigen Größen können dann variiert werden.Unter Zahnkopf 1/2 können die Zahnkopfdickenfaktoren explizit vorgegebenwerden.Bei ZAHNKOPF GLEICH werden beide Zahnköpfe gleich dick.Als Ergebnis der Eingaben werden jeweils die Kopfhöhenfaktoren und dieProfilverschiebungsfaktoren berechnet.

Beachten Sie bitte, daß die Werkzeugdaten dann entsprechend einzugebensind.Der weitere Berechnungsablauf entspricht der normalenStirnradverzahnung.


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12. Mit variablen Achsabstand

Mit dieser Berechnungsvariante können Zahnpaare ausgelegt werden derenAchsabstand sich während des Betriebes in gewissen Grenzen verändert.

Geben Sie die Grunddaten der Verzahnung ein und dann die beiden Grenzwertedes sich einstellenden Achsabstandes.Berechnet und angezeigt werden die sich einstellenden Größen vonProfilüberdeckung, Betriebseingriffswinkel und Kopfspiel bei minimalen undmaximalen Achsabstand.Weiter die sich ergebenden Zahnkopfdickenfaktoren.Durch verändern der beeinflussenden Daten kann die Verzahnung optimiert werden.Die weitere Berechnung ist mit der normalen Stirnradverzahnung identisch.

Achten Sie bitte auf die korrekte Eingabe der notwendigen Werkzeugdaten.

Für die Weiterberechnung wird der minimale Achsabstand übernommen.


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13. Kupplungsverzahnung

Möglichkeit zur Geometrieberechung einer innenverzahntenStirnradpaarung mit gleichen Zähnezahlen und damit Achsabstand 0.Eingaben wie bei normaler innenverzahnten Stirnradpaarung. In vielenFällen ist dabei eine Kopfkürzung notwendig, weil der Kopfkreis größer alsder Grundkreis ist. Dazu kann von vorneherein der Kopfhöhenfaktor kleinergewählt werden oder auch eine Kopfhöhenänderung definiert werden.

Zum Tragfähigkeitsnachweis werden analog zu DIN 5480 die vorhandenenPressungen und Spannungen berechnet.

Vorzugeben ist der Traganteil der Zähne in %. Übliche Werte 50 oder 75, janach Fertigungsqualität.


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14. Datenbank

14.01 Aus Datenbank lesen

In der Liste werden alle vorhandenenRadsätze aufgelistet. Die Sortierung kannvorgewählt werden.Durch anklicken einer Zeile werden weitereInformationen zu disem Radsatz angezeigt.Durch Filter-Vorgabe wird die Listeeingeschränkt. Der Filter kann alle oder nureinen Teil des gewünschtes Begriffesenthalten. Nicht gewünschte Teile sinddurch ein ? zu definieren.

Durch Doppenklick ist der gewünschteRadsatz zu aktivieren und kann dann mit DATEN ÜBERNEHMEN eingelesen werde.

14.02 In Datenbank speichern

Vorzugeben ist eine ID Nummer für denRadsatz. Die ID Nummern für die anderenTabellen können frei eingegeben werden,vorbelegt ist jeweils die ID Nummer desRadsatzes.

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