Rollenkettengetriebe.Rollenkettengetriebe.Die Berechnung ist für den geometrischen Entwurf und die Festigkeitskontrolle der üblichen Kettengetriebe mit Rollenketten bestimmt.
Das Programm löst folgende Aufgaben.
Programm arbeitet mit ausgewählten CAD-Systemen zusammen und enthält entsprechende Datenbasen der Rollenketten. Die Berechnungen verwenden Daten, Verfahren, Algorithmen und Angaben aus ANSI/ASME, ACA (American Chain Association) ISO, DIN, BS und JIS.
Normenverzeichnisse: ANSI/ASME B29.1M (Dec2001), ANSI/ASME B29.3, DIN 8187, DIN 8181, DIN 8181, DIN 8164, DIN 8150, ISO R606, ISO 1275, BS 228, JIS B1801, JIS B1803.
Anwenderoberfläche.
Zum Herunterladen.
Preisliste, Einkauf.
Die Informationen über die Syntax und die Bedienung der Berechnung finden Sie im Dokument "Steuerung, Struktur und Syntax der Berechnungen".
Die Informationen über den Zweck, die Anwendung und die Bedienung des Absatzes "Projektinformation " finden Sie im Dokument "Projektinformationen".
Eine typische Berechnung / ein typischer Entwurf des Rollenkettengetriebes besteht aus folgenden Schritten:
In diesem Absatz Berechnungseinheiten einstellen, Leistungsparameter und Belastungsmodus und Berechnungsparameter des Getriebes eingeben.
In einer Auswahlliste das verlangte System von Berechnungseinheiten wählen. Beim Umschalten der Einheiten werden alle Eingangswerte sofort umgerechnet.
Den Kraftbedarf des Antriebsrades (Kettenrad 1) eingeben. Die Leistung des Antriebsrades wird dem Wirkungsgrad gemäß nachberechnet, der bei Getrieben mit Rollenketten um 98% beträgt.
Drehzahl des Antriebs- und die Solldrehzahl des Antriebsrades eingeben. Das verlangte Übersetzungsverhältnis [1.5] ist nachberechnet.
Sind aus der Eingangsdrehzahl und der Zahnanzahl der Kettenräder nachberechnet.
Das Soll-Übersetzungsverhältnis ist aus der Soll-Eingangs- und Soll-Ausgangsdrehzahl berechnet. Wirkliche Übersetzung
Dieses ist aus der Istdrehzahl [1.4] und aus der übertragenen Leistung [1.2] berechnet.
Einen solchen Typ der Antriebsmaschine auswählen, der Ihrer Aufgabe am besten entspricht.
Elektrische Motoren mit einem niedrigen und mittleren Anlaufmoment.
Elektrische Motoren mit einem höheren Anlaufmoment, Schnelllauf-Verbrennungsmotoren mit mehreren Zylindern (2 bis 6 Zylinder).
Verbrennungsmotoren (langsamlaufende, 1 und 2 Zylinder).
Einen solchen Typ der angetriebenen Maschine auswählen, der Ihrer Aufgabe am besten entspricht.
Büromaschinen, Dosiermaschinen, holzbearbeitende Anlagen (Leichtbetrieb) Generatoren - niedrige Belastung.
Zweistufen- Zentrifugalkompressoren, Schüttgutförderanlagen, Gebläse, holzbearbeitende Maschinen, Fräsmaschinen, Drehbänke, Bohrmaschinen, Mischmaschinen.
Herstellungsmaschinen, Hydraulikpressen, Kolbenpumpen, Stoßmaschinen, Webstühle, Kolbenkompressoren, Pressen, Quetschwalzen, Grobgutbeförderer, Rütteldrahtnetz, Hobelmaschinen.
Exzenterpressen, Mehrstufen-Kolbenkompressoren, Ventilatoren, Walzstraßen, Schlaghammermühlen, Hebezeuge, Grubenanlagen, Bagger, Hubstappleer .
Bei der Berechnung wird vorausgesetzt, dass die verlangte Schmierweise, die in der Abhängigkeit von den Eingangsbedingungen und in den Lösungsergebnissen in der Zeile [4.10 und 4.11] angeführt ist, durch Konstruktion sichergestellt wird. In diesem Rolloverzeichnis auswählen, unter welchen Bedingungen das Schmiersystem arbeiten wird.
Durch den Umschalter einstellen, ob eine Kette mit einer geraden oder einer beliebigen Anzahl der Glieder entworfen wird. Bei der ungeraden Anzahl der Glieder ist es notwendig, zur Verbindung der Kettenenden einen speziellen Gliedtyp zu benutzen, der die Kraft beim Kettenbruch [3.12] um 20% vermindert. Allgemein wird dann die Verwendung der Ketten mit einer geraden Anzahl der Glieder empfohlen.
Der Umschalter stellt ein, ob die mit dem "Automatischen Entwurf" entworfenen Räder über eine ungerade oder beliebige Zahnanzahl verfügen. Wegen der Abnutzung wird empfohlen, eine ungerade Zahnanzahl der Kettenräder und eine gerade Gliederanzahl der Kette zu benutzen.
Der Automatische Entwurf durchläuft das Verzeichnis aller Maße des ausgewählten Kettentyps. Für jede Abmessung aus dem Verzeichnis wird die Zahnanzahl für ein kleineres Kettenrad aus dem Bereich in der Zeile allmählich eingesetzt. [2.4] . Für jede dieser Varianten wird der komplette Entwurf durchgeführt. Die Lösungen, die die verlangten Eintritts- und Austrittsparameter erfüllen, sind in die Ergebnistabelle eingeordnet. Nach Beendigung des Entwurfes ist eine genügende Lösung mit dem Mindestgewicht ausgewählt. Diese Lösung ist in den Berechnungsabsatz [3] zu übertragen.
Bei dem Automatischen Entwurf verfahren Sie wie folgt.
Das Auswahlverzeichnis enthält die am meisten verwendeten Typen der Rollen- und Buchsenketten gemäß Normen ANSI/AGMA, DIN, ISO, BS. Die Norm ist in der Klammer hinter dem Kettennamen angeführt.
- Im Falle, dass diese Ihnen nicht bekannt ist, oder Sie aus Konstruktionsgründen nicht gezwungen sind einen bestimmten Wert des Achsabstandes zu verwenden, wählen Sie in der Auswahlliste "Optimal" und der Automatische Entwurf wird von dem empfohlenen Achsabstand Gebrauch machen, was das 40-fache des Abstandes ist.
- Wenn der Achsabstand Ihnen bekannt ist, wählen Sie in der Auswahlliste die Wahl "Manuell" aus und in das Eingangsfeld geben Sie den verlangten Wert ein.
Hier stellen Sie den Bereich ein, für den der "Automatische Entwurf" die Lösung sucht. Empfehlungen für die Zahnanzahl finden Sie in [3.3].
Durch Drücken der Funktionstaste "Automatischer Entwurf" eröffnen Sie den Vorgang des automatischen Entwurfs. Der dargestellte Anzeiger zeigt den Lösungsvorgang an .
Die Ergebnisse in der Lösungstabelle können jederzeit durch die Auswahl eines anderen im Rolloverzeichnis ausgewählten Kriteriums umsortiert werden.
Bei dem Automatischen Entwurf werden alle Lösungen in die Tabelle eingeordnet, die nicht ausdrücklich falsch sind. So besteht auch eine Möglichkeit für Sie, eine Lösung auszuwählen, bei der ein Parameter nicht entspricht, und diesen dann manuell verändern. Sofort nach der Auswahl einer Lösung aus der Liste sind deren Parameter im Absatz Berechnung [3] eingestellt.
Die Lösungstabelle enthält folgende Werte:
| Symbol | Beschreibung |
| z1 | Die Zahnanzahl des Antriebskettenrades |
| z2 | Die Zahnanzahl des Antriebskettenrades |
| n2 | Drehzahl des Antriebskettenrades |
| i | Übersetzungsverhältnis. |
| A | Achsabstand. |
| Pp | Tabellenleistung der entsprechenden Kettenabmessung unter gegebenen Bedingungen |
| v | Umfangsgeschwindigkeit der Kette |
| SD | Dynamischer Sicherheitsfaktor gegen Durchreißen |
| p | Berechneter Druck im Gelenk der Kette |
| SP | Sicherheitsfaktor im Gelenk der Kette |
| Pp% | Ausnutzung des Leistungspotentials der Kette in Prozent |
| m | Annäherndes Gesamtgewicht (beide Kettenräder + Kette) |
Das Ergebnis des Automatischen Entwurfes [2.5] oder das aus der Lösungstabelle [2.7] ausgewählte ist in die Kontrollberechnung dieses Absatzes eingegeben.
In der Auswahlliste die Kette (Größe) auswählen, die Sie für die Berechnung verwenden wollen. Die Auswahlliste ist nach dem ausgewählten Kettentyp [2.2] aufgefüllt. Hinter der Größenbezeichnung der Kette (z. B. 20B, 100) folgt die Reihenanzahl der Kette hinter einem Bindestrich, und in der Klammer ist die Teilung angeführt [mm/Zoll].
Informationen über die Teilung der ausgewählten Kette und über die Reihenanzahl.
In dieser Zeile die Zahnanzahl des Antriebsrades eingeben. In der grünen Zelle rechts ist der empfohlene Wert (in der Klammer Minimalwert) des Antriebsrades angeführt. Für die Wahl gibt es folgende praktische Empfehlungen.
Der Teilkreisdurchmesser der beiden Kettenräder.
Den verlangten Achsabstand eingeben. Der empfohlene, von der Kettenteilung abhängige Wert ist in der grünen Zelle rechts von der Eingangszelle angeführt. Der empfohlene Achsabstand ist das 40-fache der Teilung der ausgewählten Kette.
Der tatsächliche Achsabstand ist von der Zahnanzahl der Räder und der Gliederanzahl abhängig. Auf Grund des verlangten Achsabstandes und der Anzahl der Zähne der Räder ist die Anzahl der Kettenglieder entworfen. Die ist dann auf eine ganze (ganze gerade) Zahl aufgerundet und nachhinein ist der tatsächliche Achsabstand berechnet. In der grünen Zelle rechts ist der Bereich des minimalen (konstruktivbedingten) und des maximalen (empfohlenen) Achsabstandes angeführt.
Die Anzahl der für das Erreichen des verlangten Achsabstandes nötigen Kettenglieder ist im grünen Feld rechts angeführt. Wenn das Ankreuzfeld angekreuzt ist, ist dieser Wert für die Berechnung verwendet. Wenn Sie beabsichtigen, eine eigene Anzahl der Kettenglieder einzugeben, heben Sie die Ankreuzung des Ankreuzfeldes auf und geben Sie den eigenen Wert in der Zelle links ein.
In der Zelle ist die tatsächliche Kettenlänge angeführt.
In der linken Zelle ist die aktuelle Umfangsgeschwindigkeit der Kette angeführt. In der rechten grünen Zelle ist der Maximalwert der Umfangsgeschwindigkeit für den gegebenen Typ und Größe der Kette und die eingegebenen Eingangsbedingungen angeführt. Eine Überschreitung der maximalen Umfangsgeschwindigkeit ist durch Änderung der Ziffernfarbe auf rot angezeigt, eine kritische Überschreitung dann durch die Änderung der Farbe der ganzen Zelle.
Die Entwurfsleistung ist aus der verlangten Leistung berechnet. Sie ist durch eine Reihe von Koeffizienten [4.2 - 4.8] umgestaltet (multipliziert). Die Entwurfsleistung dient der Auswahl einer entsprechenden Kette nach deren Tabellenleistung. Die Tabellenleistung wird aus den Leistungsgleichungen berechnet. Wenn die Entwurfsleistung die Tabellenleistung überschreitet, ist die Ziffernfarbe rot, beim Überschreiten des 1,5-fachen, ist der Zellenhintergrund rot.
Für die Berechnung der Tabellenleistung einer konkreten Kette sind die Leistungsgleichungen verwendet. Diese Gleichungen enthalten eine Reihe von Koeffizienten (Tabelle "Tafeln", "Chain types - Main table" Spalte 6,8,10-16), die jene berechnete Leistung beeinflussen. Für die Abschätzung dieser Koeffizienten bei einer Kette von einem konkreten Hersteller senden wir den registrierten Benutzern auf Anforderung die Applikation "Editor der Leistungsgleichungen".
Auf Grund der übertragenen Leistung, der Drehzahl und der Durchmesser der Kettenräder entsteht eine Zugkraft in der Kette. Diese Kraft ist als Unterlage für den Entwurf (die Kontrolle) der Wellen und Lager zu nehmen. Die Zentrifugalkraft wird erst bei höheren Geschwindigkeiten der Kette wirksam, und deren Summe mit der Zugkraft ergibt eine resultierende auf die Kette einwirkende Kraft.
Das ist eine Kraft, bei deren Erreichung ein Kettenriß eintritt. Es ist ein Tabellenwert. Die Kettenkraft ist die Summe der Zug- und Zentrifugalkraft.
Links ist der aktuelle Wert der entworfenen Kette. Rechts dann der empfohlene Wert für übliche Bedingungen der entworfenen Lösung. Der den empfohlenen unterschreitende Wert ist durch eine rote Zahl angezeigt, die Überschreitung eines kritischen Wertes (=5) durch die Farbänderung der ganzen Zelle.
Für den dynamischen Bruchsicherheitsfaktor gilt das gleiche wie für den statischen.
Links befindet sich der aktuelle Druckwert der entworfenen Kette, rechts dann der Maximaldruckwert. Der Maximalwert sollte nicht überschritten werden. Die Rotziffer zeigt die Überschreitung des zugelassenen Maximalwertes an. Ein rot hervorgehobener zugelassener Maximalwert in der grünen Zelle zeigt an, dass der Kettenarbeitsbereich sich außerhalb der empfohlenen Werte befindet.
Das ist ein Verhältnis zwischen dem berechneten und zugelassenen Druck im Kettengelenk. Der Wert von diesem Koeffizienten sollte 1 überschreiten. Ein unterschreitender Wert wird durch eine Rotziffer angezeigt.
Das Gesamtgewicht ist die Summe der abgeschätzten Gewichte der beiden Kettenräder und der Kette. Als Ausgangswerkstoff der Räder ist Stahl angenommen. Das Kettengewicht ist genau auf Grund der Tabellenwerte berechnet.
Trotzdem, dass das Gesamtgewicht nur annähernd ist, handelt es sich um einen sehr guten Optimierungsparameter, der bei dem Entwurf als geeignet anzunehmen ist.
Das Gewicht der Riemenscheiben wird nach der vereinfachten Abbildung rechts berechnet.
In diesem Absatz sind die Koeffizienten angeführt, die der Berechnung der Entwurfsleistung [3.10] dienen und weitere Parameter des entworfenen Getriebes.
Die Tabellenleistung ist meistens in Form der Leistungsdiagramme angegeben für die unten angeführten Standardbedingungen. Für diese Bedingungen ist eine Lebensdauer der Kette von 15000 Stunden angegeben.
Deshalb ist es notwendig, die verlangte übertragene Leistung durch eine Reihe von Koeffizienten zu korrigieren, die die Bedingungen eines reellen Betriebes berücksichtigen.
Der Zahnanzahlfaktor berücksichtigt eine andere Zahnanzahl des kleineren Rades als der Standard. Für diese Berechnung behalten Sie den eingestellten Wert "K1=1.0"bei. Der Einfluss der Zahnanzahl ist schon in der Berechnung der Tabellenleistung [3.10] gemäß den in der Kettendatenbasis enthaltenen Leistungsgleichungen einbezogen.
Das berücksichtigt den Einfluss eines anderen Übersetzungskoeffizienten als 1:3.
Der Stoßfaktor berücksichtigt eine andere Belastung als eine fließende stoßfreie. Der Koeffizient ist nach der Einstellung im Absatz [1] in der Zeile [1.7, 1.8] eingesetzt.
Der Koeffizient berücksichtigt einen anderen Achsabstand als den optimalen.
Die Schmierungsweise und Schmierungsqualität beeinflusst schwerwiegend die Lebensdauer des Kettengetriebes. Der Koeffizient berücksichtigt deshalb nach der eingestellten Schmierungsqualität auch die Berechnung der "Entwurfsleistung".
Für übliche Temperaturen ist K6=1.0. Für wesentlich überschreitende (unterschreitende) Temperaturen den Kettenhersteller konsultieren. Wenn die Angaben nicht zur Verfügung stehen, können Sie die Tabelle verwenden.
| Temperatur | ||
| bis zu 80 °C bis zu 175 °F |
80-150 °C 175 - 300 °F |
150-250 °C 300 - 480 °F |
| 1.0 | 1.1 | 1.2 |
Dieser berücksichtigt den Tagesbetrieb des Getriebes. Für diese Berechnung ist K7=1.0. Den Koeffizienten mit dem Kettenhersteller konsultieren. Wenn Angaben nicht zur Verfügung stehen, können Sie die Tabelle verwenden.
| Der Tagesbetrieb des Getriebes [Stunden] | ||
| 8 | 16 | 24 |
| 1.0 | 1.1 | 1.2 |
Die Berechnung der "Entwurfsleistung" ist nach der verwendeten Norm unterschiedlich, eine erhalten Sie ANSI/ASME B29.1M, eine andere nach ISO 10823 (DIN 8195) und wieder eine andere nach ISO 10823 (DIN 8195) und unterschiedlich sind auch die Empfehlungen verschiedener Hersteller. Die Berechnung (bzw. die Koeffizienten) in dieser Tabelle läßt sich zwischen ANSI / ISO umschalten, oder es ist möglich, eigene Koeffizientenwerte nach Herstellerempfehlungen zu wählen.
Die Schmierungsweise ist mit Rücksicht auf die Kettengeschwindigkeit und die Kettenteilung empfohlen.
Die Schmierung beeinflusst die Lebensdauer und Qualität des Kettengetriebes am meisten. Achten Sie deshalb auf die Schmierung mit erhöhter Sorgfalt. Rot gefärbter Text zeigt eine nicht zugelassene Kombination der empfohlenen Schmierungsweise und deren Qualität an [1.9].
Gibt den empfohlenen Maximaldurchhang der Kette an, für den Fall, dass die Räder parallel sind.
siehe [4.14]
In diesem Absatz werden zwei Maßtypen angeführt.
Trotzdem empfehlen wir, die Weise und Qualität der Schmierung mit dem Kettenhersteller zu konsultieren, wir führen wir hier eine Orientierungstabelle der empfohlenen Öle für verschiedene Arbeitstemperaturen an.
|
|
|
||||
|
ANSI/AGMA |
ISO/DIN |
||||
| 50 und weniger | 10A/B und weniger | ||||
| 12A/B-16A/B | |||||
| 20A/B | |||||
| 120 und größer | 24A/B und größer | ||||
Die Informationen über die Möglichkeiten der 2D- und 3D-graphischen Ausgabe und die Informationen über das Zusammenwirken mit den 2D- und 3D CAD-Systemen finden Sie im Dokument "Grafische Ausgabe, CAD - Systeme".
Die Informationen über die Einstellung der Berechnungsparameter und der Spracheneinstellung finden Sie im Dokument "Einstellung der Berechnungen, Sprachenänderung".
Die allgemeinen Informationen darüber, wie man die Berechnungshefte ändern und erweitern kann, sind im Dokument "Benutzerspezifische Anpassungen der Berechnung" aufgeführt.
Alle Parameter der verfügbaren Ketten sind im Blatt "Tabellen-Tafeln" angeführt, in das Sie durch einen Doppelklick auf dem Buchzeichen mit dem Tabellennamen am unteren Rand der Mappe wechseln. Alle Berechnungsunterlagen sind in der Tafel "Chain types - Main table" gespeichert, wo jede Zeile einem Kettentyp entspricht. Die Tafelspalten sind, einer einfachen Orientierung wegen, mit einer zutreffenden Beschreibung versehen. Die ein konkretes Kettenmaß berührende Angaben sind in folgenden Tabellen gespeichert.
Für eine Abschätzung der Koeffizienten Exp1...Exp6 bei den Ketten von einem konkreten Hersteller senden wir den registrierten Benutzern auf Aufforderung die Applikation zu "Editor der Leistungsgleichungen".
^