Verzahnungen

VerzahnungVerzahnungen sind nicht allein eine Frage der Berechnung, sondern eine Frage des gekonnten Zusammenspiels von Anwendungsbedingungen und Material, wobei das beste Material nicht immer das einzig Mögliche und schon gar nicht das Preiswerteste sein muss. Das Anwendungsgebiet ist vielfältig, gleichgültig ob es sich um die Verzahnung einer KfZ-Drosselklappensteuerung oder um eine Tunnelbohrmaschine handelt. Links zu sehen ist bspw. das Dezember 2003 weltweit erste serienmäßig gefertigte Zahnrad aus kohlefaserverstärktem Duroplast.

KISSsoft/HIRNWARE – Das Berechnungssystem

Mit unserem System berechnen wir u.a. Getriebe, Verzahnungen, Zahnradpumpen, Antriebs- und Maschinenelementen.

  1. Beispiele unserer Arbeiten im Bereich der Verzahnung
  2. Leistungsfähigkeit der Getriebeberechnungssoftware
  3. Programmumfang
  4. Implementierte Datenbanken
  5. Permanente Resultat-Übersicht
  6. Protokollierung

Hier finden Sie Screenshots der von uns verwendeten Software zur Berechnung von Getrieben und Verzahnungen.


1. Beispiele unserer Arbeiten im Bereich der Verzahnung

Das Zahnradpaar oben rechts ist Teil der Drosselklappensteuerung in einem Drive-by-Wire System in der Automobilindustrie. Auch vor der Berechnung geeigneter Verzahnungen bei Tunnelbohrmaschinen machen wir nicht halt. Auf dem Bild rechts erkennt man den Bohrschild der Maschine, die den neuen 57 km langen St.Gotthard-Tunnel gräbt. Auf dem Bild ist auch der Bolzenkranz des Kreisbogengetriebes der Bohrmaschine zur Tunneldeckenabsicherung zu sehen (grüner Pfeil), dessen Bauteile durch das quarzhaltige Bohrgut unerwartet stark belastet wurden und von uns zur Optimierung der Lebensdauer des Getriebes nachgerechnet worden sind, wobei wir alternative Materialien empfohlen haben. Bei 3Sat findet man einen interessanten Bericht zum Gotthard-Tunnel-Bau.

2. Leistungsfähigkeit der Getriebeberechnungssoftware

Unser System KISSsoft/HIRNWARE verbindet die zur Zeit einzigartige Software Kisssoft und HIRN mit unseren technischen Datenbanken und unserem Know-How zu einem Produkt. Die Leistungsfähigkeit dieses Systems möchten wir im Folgenden kurz vorstellen.
Die vorliegende Software zur Berechnung von Maschinenelementen, Verzahnungen, Getrieben, Kettentrieben, Keil- und Zahnriementrieben und Wellen bietet die zur Zeit beste, sicherste und umfangreichste Möglichkeit erfolgreicher Berechnungen.
Seit ihrem Erscheinen im Jahre 1999 ist die KISSsoft Software das sorgfältigste Programm zur Berechnung von Verzahnungen überhaupt.
In diese Software haben die mit großer Sorgfalt entwickelten Datenbanken der KISSsoft AG ebenso Eingang gefunden, wie auch Ideen der Nutzung der Hochverzahnung zur Verbesserung Geräuschreduzierung und die Möglichkeiten der freien Gestaltung des Zahnfußes zur Erhöhung der Biegesteifigkeit des Zahns und der Zahnfußfestigkeit.
Die sehr gute Übersicht der Eingabemasken, die jederzeit aufrufbare graphische Darstellung der Verzahnung zur Kontrolle der Berechnung und das sehr umfangreiche Protokoll geben dem Benutzer dieser
Software die Sicherheit eine gute Ausarbeitung zu erreichen.

3. Programmumfang

Das KISSsoft/HIRNWARE Berechnungssystem umfaßt die Berechnung von Verzahnungen,
Federn, Verbindungen, Antriebselementen, Wellen- und Lagern.

Die implementierte Software zur Berechnung der Antriebselemente
kann

  • Stirnräder
  • Kegelräder
  • Kronrad
  • Schraubenräder
  • Schneckenräder
  • Zahnwellenverbindungen
  • Riementriebe und Kettentriebe

in die Getriebeberechnung einbeziehen.
Dabei sind Eingriffswinkel von 5° bis 40°, beliebige Schrägungswinkel, Profilverschiebungsfaktoren von – 3,5 bis +4 bei frei wählbaren Faktoren für Fuß und Kopfgestaltung berechenbar.

Bezugsprofile sind in der Datenbank hinterlegt nach

  • ISO 53.2,
  • DIN 867,
  • DIN 3972 I und II,
  • DIN 58400 MN 0,1 bis 0,6,
  • DIN 58400 MN 0,6 bis 1,0
  • DIN 58412 MN 0,1 bis 0,6
  • und DIN 58412 MN 0,6 bis 1,0.

Nicht genormt sind eigene Eingaben, Hochverzahnung und Kurzverzahnung.
In der Stirnradberechnung wird wahlweise das Fördervolumen von Zahnradpumpen mitberechnet.

4. Implementierte Datenbanken

Umfangreiche Datenbanken bieten die Möglichkeit Getriebe,Stirnzahn, Kegelrad, Schneckenrad, Schraubrad, Hohlrad, Planetenrad auszulegen und zu gestalten.

schematische Gliederung der Datenarten

genormte und übliche Toleranzen  
Rechenmethoden amerik. AGMA bis ISO
Schmierstoffe bzw. Schmierungen von trocken bis hochadhäsive Spezialfette über synthetische und Mineralölbasissöle
Werkstoffe 60 verschiedene Metalle und Kunststoffe

implementierte Datenbanken in alphabetischer Ordnung

  • Achsabstandstoleranzen,
  • Bezugsprofile
  • Bohrungsnorm
  • Gewindeart Schraube
  • Herstellverfahren Hypoidkegelräder
  • Herstellverfahren Kegelräder
  • Keilriemen Norm
  • Kerbverzahnung Norm
  • Kettentyp DIN 8154
  • Kettentyp DIN 8187
  • Kettentyp DIN 8188
  • Klebwerkstoffe
  • Lastkollektive
  • Lötwerkstoffe
  • Passfeder Norm
  • Polygon Norm
  • Scheibenfeder Norm
  • Schmierstoffe
  • Schrauben Typ
  • Unterlegscheibe Norm
  • Vielnut Norm
  • Wälzlager
  • Werkstoffe Kleb- und Lötverbindungen
  • Werkstoff
  • Zahndickentoleranzen
  • Zahnriemen Norm

Screenshots im Beispiel veranschaulichen die Funktion der implementierten Datenbanken.

5. Permanente Resultat-Übersicht

Leistungseingabedaten, Lebensdauereingabedaten, und Anwendungsfaktoren bilden auf der Hauptmaske sofort die Übersichtsdaten wie

  • Überdeckung,
  • Sicherheit Fuß,
  • Sicherheit Flanke,
  • Sicherheit Fressen.

6. Protokollierung

Unter dem Titel werden die Zeichnungsnummern der Räder, die
Rechenmethode, die Nennleistung, die Nenndrehzahl, das Drehmoment,
der Anwendungsfaktor und die der Berechnung vorgegebene Legensdauer
angegeben.

Das Protokoll ist dann in 8 Bereiche unterteilt:

  1. Zahngeometrie, Werkstoff und Schmierung
  2. allgemeinen Einflussfaktoren
  3. Zahnfuß-Tragfähigkeit
  4. Flankensicherheit
  5. Fresstragfähigkeit
  6. Prüfmaße für die Zähne
  7. Toleranzen

Unter Punkt 8 werden ergänzende Daten festgehalten, die nicht den
Punkten 1 – 7 zugeordnet werden können, wie z.B. Reibungszahlen
Verschleißgleiten, Trägheitsmomente der vollen Radscheiben.