Author Topic: Konstruktionsbeleg Erdbohrgetriebe WS 11/12 (Read 32505 times)

bolo · « **Reply #15 on:** October 25, 2011, 06:58:19 pm »

Ist alles auf der Homepage vom Maschinenelemente Lehrstuhl zu finden: http://www.me.tu-dresden.de/lehre/kbeleg/
Passwort ist das Altbekannte aus ME

aviator-sbh · « **Reply #16 on:** October 26, 2011, 12:00:13 pm »

War eben bei Herrn Kupfer um einige Fragen bzgl. der Aufgabenstellung zu klären. Da ich vielleicht nicht der Einzige bin, der sich diese stellt, poste ich hier mal seine Antworten:

Wie wird die Festigkeit der Hohlwelle am Abtrieb berechnet?

Die Widerstandsmomente werden entsprechend der geometrischen Formeln mit Kreisring berechnet. Bei der Kerbberechnung ändert sich das gamma, weil wir es mit einer Hohlwelle zu tun haben. Die alphas bzw. betas werden als identisch mit einer Vollwelle angesehen!
Das Zahnprofil wird am äußeren Ende der Hohlwelle außen angebracht. Somit ist die Hohlwelle innen glatt. Über die Momentübertragung auf den Bohrer sollen wir uns keine Gedanken mehr machen.

Nennleistung:

Die Angabe meint die Nennleistung jedes einzelnen Motors. Gesamtleistung an der Abtriebswelle ist also 2x P_nenn.

Zahnbreitenverhältnis (Falls sich jemand über die Werte wundern sollte):

Ist auf das Ritzel, also das kleinere Rad bezogen.

zwitch · « **Reply #17 on:** October 29, 2011, 04:38:30 pm »

Ich blicke da im Moment gerade nicht durch, was mit ALLE gemeint ist.

Das mit 100er/10er/1er hab ich ja noch verstanden, aber bei ALLE steht mal nichts dazu und die Welleninnendurchmesser sind ja manchmal doppelt und der Mindestabstand der ersten Stufen ist immer gleich.

Also wie bekomme ich da meine Kennzahl?

aviator-sbh · « **Reply #18 on:** October 30, 2011, 09:12:54 am »

Quote from: zwitch

Ich blicke da im Moment gerade nicht durch, was mit ALLE gemeint ist.

Das mit 100er/10er/1er hab ich ja noch verstanden, aber bei ALLE steht mal nichts dazu und die Welleninnendurchmesser sind ja manchmal doppelt und der Mindestabstand der ersten Stufen ist immer gleich.

Also wie bekomme ich da meine Kennzahl?

Ich nehme mal an, dass Du weißt, wie Du die Kennzahl bestimmst, wenn Du mit 100er, 10er und 1er was anzufangen weißt. Aus diesen drei Ziffern setzt Du eine dreistellige Zahl zusammen, wie im Absatz "Bestimmung der Kennzahl" erleutert ist.
Alle soll nur über der letzten Spalte der Variantentabelle stehen, also c_min. D.h., dass diesen Abstand alle einhalten müssen, unabhängig von der Kennziffer. Die Einer sollen von i_1 bis einschließlich zum Innendurchmesser gehen.
Bsp: Nr. 123
n_an = 25
P_nenn = 7,0
i_1 = 1, i_2 = 2,0
phi_35°
D_i = 180
c_min = 250.

Klar jetzt?

zwitch · « **Reply #19 on:** October 30, 2011, 12:11:50 pm »

So wird das sinnvoll, wenn die Spalte Innendurchmesser noch mit zu den Einer gehört.
Das kann man ja nicht wissen das hier der Fehlerteufel am Werk war.

aviator-sbh · « **Reply #20 on:** October 31, 2011, 04:35:04 pm »

Quote from: zwitch

Das kann man ja nicht wissen das hier der Fehlerteufel am Werk war.

Hat Herr Kupfer bei der Aufgabenvorstellung aber gesagt. (Sonst wär ich auch nicht drauf gekommen)

Toboggan · « **Reply #21 on:** November 02, 2011, 09:52:38 am »

Hey Leute
hab grad angefangen zu rechnen...steh grad voll aufm schlauch hier!
Wie komm ich denn auf das Kb? bzw auf das q in der Formel und woher nehme ich mein Nlim....eindeutig zu zeitig um zu rechnen:nudelholz:

aviator-sbh · « **Reply #22 on:** November 03, 2011, 05:25:12 pm »

In der Anleitung auf Seite 4 steht Formel (5).

Als Erstes solltest Du ausrechnen, wieviele Millionen Umdrehungen deine Wellen über die geforderte Lebensdauer mit dem geg. Lastkollektiv machen. Du wirst feststellen, dass die so erhaltene N_0 wesentlich größer ist, als die in der Aufgebenstellung gegebenen N_lim von 3Mio. (Dies ist der Knickpunkt der Wöhlerlinie, d.h. ab dann wird von Dauerfestigkeit gesprochen.)
Also ist in der Formel N_0 = N_lim. T_j sind die Moment der verschiedenen Laststufen. Nach meiner Interpretation die Spitzen der Sinusverläufe. T_nenn ergibt sich aus der Nennleistung und Nenndrehzahl. Delta_N_Ej sind die Anzahl Umdrehungen der jeweiligen Laststufe auf die gesamte Lebensdauer hochgerechnet. Also auch mal ausrechnen, wie oft das Lastkollektiv während der Lebensdauer durchlaufen wird...

Mit all Dem erhältst Du einen Wert in der Größenordung 1,5-1,7.

Da Du nur zwei Zahnradpaarungen berechnest, brauchst Du die Kb von Antriebswelle und Zwischenachse. Sind Antriebs- und Zwischenread gleich groß, sind auch die Kb gleich, weil man die selben Lasten und Umdrehungszahlen hat. Dann brauchst Du nur ein Kb für die gesamte Verzahnungsberechnung.

ichderheld · « **Reply #23 on:** November 03, 2011, 06:17:25 pm »

Thx, Aviator. Aber noch ne Frage:

Warum muss ich überhaupt verschiedene K.Bi berechnen? Wenn mein Nennmoment um einen bestimmten Faktor erhöht wird, wirkt sich das doch direkt proportional auf alle daraus resultierenden Kräfte und Momente aus.

Und wenn K.B nach Formel (5) in der Anleitung berechnet wird, kann ich doch sowieso nur einen Wert berechnen, der ausschließlich von den unter "Belastungskollektiv" gegebenen Werten abhängt. Warum und wie soll ich 2 verschiedene Werte berechnen?
An dem Punkt raff ichs leider nicht.

:huh:

aviator-sbh · « **Reply #24 on:** November 03, 2011, 09:33:03 pm »

Quote from: ichderheld

...Warum und wie soll ich 2 verschiedene Werte berechnen?
An dem Punkt raff ichs leider nicht.

:huh:

Da bin ich auch erst in der Konsultation heute dahinter gestiegen 8zum Glück erforderte die Korrektur meiner Fehler keine Neudimensionierung, puh!):
Der markante Unterschied ist die Gesamtdrehzahl über die Lebensdauer bei den unterschiedlich übersetzten Wellen. Damit stehen deine N_j (in der Endstufe weniger) in einem anderen Verhältnis zu N_lim (immer noch gleich). Das bewirkt, dass K_B mit abnehmender Umdrehungszahl kleiner wird.
Diese K_Bs, die also ab dann unterschiedlich sind, wenn sich die Drehzahlen aufgrund der Übersetzung ändern, werden für die Verzahnung und die Welle mit q=9 genutzt (siehe Aufgabe).
Der nächste Unterschied ist, dass wie schon angedeutet die q's für Verzahnung/Welle und Lager unterschiedlich sind: Verz./Welle: q = 9
Kugellager: q = 3
Rollenlager: q = 10/3
Also für die Lager nochmal neue K_B's ausrechnen und dann ist bei den Lagern P = K_B (vom Lager natürlich!) * F, wobei F die Gesamtkraft resultierend aus der Belastung mit Nennmoment ist. Mit diesen K_B's erschlägst Du also bei allen Maschinenelementen das Lastkollektiv und ersetzt es eben durch eine Äquivalentlast.

Andreas8815 · « **Reply #25 on:** November 03, 2011, 10:34:16 pm »

war quatsch und hat sich geklärt

ichderheld · « **Reply #26 on:** November 04, 2011, 03:30:09 pm »

@aviator

Ok, das macht Sinn, danke.

Hast Du denn in der Konsultation auch in Erfahrung bringen können, ob man für die einfachen K.B (nicht K.BS) in der Berechnung den Faktor 1.3 auch mit einbeziehen muss? Hieße dann also z.B. T.1/T.nenn=2.5*1.3.
Ich bin mir da leider nicht sicher. Auch das Buch vom Prof gibt nicht so wirklich was dazu her, wie man bei Mittelspannungen ungleich 0 vorzugehen hat. Und die Formulierung unter 8 in der Anleitung ist mir etwas zu schwammig.

Tut mir leid wegen der ewigen Fragerei, aber vor Donnerstag hatte ich noch nichts getan. zur nächsten Konsultation werde ich mich dann auch selber schleppen.

Lotti Karotti · « **Reply #27 on:** November 04, 2011, 04:35:21 pm »

Hallo zusammen,
Ich hab ein mickriges K.B von 1.3 raus.
Hab ne kurze Frage zur Formel (10) in der Anleitung. Da steht d.1 als Funktion von d.1, wird doch bestimmt nen Schreibfehler sein, aber was kommt sonst hin?

Habt ihr euch erstmal ein paar anfangswerte für d.1/2 bzw z.1 und z.3 genommen? Ich bin mir bei meinen Rechnungen ziemlich unsicher. Andauernd brauch ich wieder ne Breite oder Profilverschiebung, über die ich mir bis jez noch nicht so richtig gedanken gemacht habe...

schönen abend

aviator-sbh · « **Reply #28 on:** November 05, 2011, 10:00:09 am »

Quote from: ichderheld

Hast Du denn in der Konsultation auch in Erfahrung bringen können, ob man für die einfachen K.B (nicht K.BS) in der Berechnung den Faktor 1.3 auch mit einbeziehen muss? Hieße dann also z.B. T.1/T.nenn=2.5*1.3.

So wie ich das verstehe, müssen die 1,3 mit rein. Das Bild 1.1 auf Seite 3 der Anleitung unterstützt diese Vermutung. Dort ist die Linie T_i ja über die Maximalwerte gezogen.

@ Lotti Karotti:
Schau in der Formel 10 genau hin: Da steht b_w/d_1. Dies ist das Zahnbreitenverhältnis, für welches Du dir einen Anhaltswert aus der Tabelle auf Seite 7 der Anleitung holen kannst. Die dortigen Werte sind als Maxima zu verstehen.
Praktischer Hinweis: Ich hab anfangs das Verhältnis mit 1 angenommen, bekam dann auch die entsprechenden Durchmesser und hab dann mit der Formel 12 einen Anhaltswert für den Modul bestimmt. ABER: Das Ritzel wird dann sehr klein im Durchmesser und entsprechend riesig die Umfangskräfte, was zu Problemen mit den Wellen und Lagern führen wird. Deshalb würde ich mit b_w/d_1 = 0,5 anfangen, dann mal alles durchrechnen und notfalls b_w nochmal verändern, wobei die Durchmesser konstant bleiben. Ich konnte b_w z.B. nochmals halbieren, um auf angemessene Sicherheiten zu kommen.

Um Rechenarbeit zu sparen kann man bei solchen Korrekturen gut die Proportionalitäten der Sicherheiten gegenüber b_w nutzen:
S_H ~ SQRT(b) sowie S_F ~ b und S_FSt ~ b.
Somit muss man nur noch den Endwert der Rechnung korregieren, vorausgesetzt b ist die einzige geänderte Größe!

aviator-sbh · « **Reply #29 on:** November 10, 2011, 06:08:32 pm »

Quote from: alexindd

Auf die Berechnung der Dauerfestigkeit hat die Eigenschaft "Hohlwelle" also keinen Einfluss ?!

Nur insofern, dass aufgrund des Ringquerschnitts die Nennspannungen steigen. Die Kerbwirkungszahlen sind die gleichen wie bei einer Vollwelle. Siehe auch weiter oben einen der ersten Beiträge.