Bandgetriebe - ZahnriemenBandgetriebe - ZahnriemenDie Berechnung ist für den geometrischen Entwurf und die Festigkeitskontrolle der Bandgetriebe mit Zahnriemen bestimmt. Das Programm löst folgende Aufgaben.
Auswahl eines leistungsgeeigneten Riementyps.
Die Auswahl einer Optimalübertragungsvariante in Hinsicht auf Leistung, Geometrie und Gewicht.
Möglichkeit des Entwurfs eines nichtgenormten Getriebes.
Die Berechnung aller benötigten Festigkeits- und geometrischen Parameter
Berechnung der Kraftparameter und Belastung der Achsen.
Unterstützung von 2D und 3D CAD- Systemen.
Das Programm arbeitet zusammen mit CAD-Systemen und enthält entsprechende Riemenscheiben- und Riemenmodelle. Die Berechnungen verwenden Verfahren, Algorithmen und Angaben aus ANSI, RMA (Rubber Manufacturers Association), ISO, DIN, BS und Unterlagen aus Katalogen der Firmen ContiTech(r) und Gates Rubber Company(r). Die Riemen-Dataibase enthält 20 der am häufigsten verwendeten Riementypen.
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".
In diesem Absatz die Berechnungseinheiten einstellen, Leistungsparameter und Belastungsmodus des Getriebes eingeben.
In einer Auswahlliste das verlangte System von Berechnungseinheiten wählen. Beim Umschalten der Einheiten werden alle Eingangswerte sofort umgerechnet.
Die Leistungsaufnahme des Antriebsrades eingeben. Gemäß dem eingestellten Wirkungsgrad ist die Leistung auf dem angetriebenen Rad nachträglich berechnet.
Drehzahl des Antriebs- und die Solldrehzahl des angetriebenen Rades eingeben. Das Übersetzungsverhältnis [1.5] ist durch Berechnung ergänzt. Auf Grund des verlangten Übersetzungsverhältnisses ist die Zahnanzahl der angetriebenen Riemenscheibe entworfen, und das Istübersetzungsverhältnis und die Istdrehzahl des angetriebenen Rades ist nachhinein berechnet.
Diese werden errechnet aus der Eingangsdrehzahl und aus der Zahnanzahl.
Das Soll-Übersetzungsverhältnis ist aus der Soll-Eingangs- und Soll-Ausgangsdrehzahl berechnet. Das Ist-Übersetzungsverhältnis ist aus der Zahnanzahl der beiden Riemenscheiben berechnet.
Dieses ist aus der Istdrehzahl [1.4] und aus der übertragenen Leistung [1.2] berechnet.
Einen solchen Typ der Antriebsmaschine auswählen, die der Aufgabe am besten entspricht.
Elektrische Motoren mit einem niedrigen Anlaufmoment (bis zu 1,5-fachem des Nennmomentes), Wasser- und Dampfturbinen, Verbrennungsmotoren mit mehreren Zylindern (8 und mehr).
Elektromotoren mit einem niedrigen Anlaufmoment (1.5-2.5-faches des Nennmomentes), Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren (von 4 bis 6 Zylinder).
Elektromotoren mit einem hohen Anlaufmoment (mehr als 2.5-faches des Nennmomentes), Hydraulikantriebe, Verbrennungsmotoren (weniger als 4 Zylinder).
Einen solchen Typ der betriebenen Maschine auswählen, die Ihrer Aufgabe am besten entspricht.
Abbildungs-, Dosierungsgeräte, Geräte-, Meß- und medizinische Technik, Büroprojektoren.
Reinigungsanlagen, Nähmaschinen, Büromaschinen, Maschinen für Holzbearbeitung (Leichtbetrieb), Bandsägen, Bohrmaschinen.
Rührgeräte, Bandförderer für Leichterzeugnisse, Bohrmaschinen, Waschmaschinen, Maschinen für Holzbearbeitung, Kreissägen.
Rührmaschinen teigartiger Massen, Zentrifugalkompressoren, Erz-, Kohlen-, Sandbeförderer, Transmissionswellen, Werkzeugmaschinen (Schleif-, Stoß-, Fräs-, Ausbohrmaschinen), Papier- und Druckereianlagen, Pumpen (Zentrifugal-, Räder-, Rotationspumpen), Textilmaschinen.
Ziegelmaschinen, Kratzer- und Becherförderer, Zentrifugen, Waschmaschinen, Ventilatoren, Zentrifugalgebläse, Generatoren, Gleichstromgeneratoren, Seilwinden, Aufzüge, Maschinen für Gummiverarbeitung, Mühlen, Strangpressen.
Zentrifugen, Schneckenförderer, Schmiedehammer, Papiermühlen, Textilmaschinen.
Gebläse, Verdrängergebläse, Grubenventilatoren, Feinverkleinerer.
Brecher (Backenbrecher, Kreiselbrecher), Pumpen, Kompressoren und Sägen mit hin-und-her-Bewegung, Mühlen, Grubenanlagen.
Auf Grund der Parameter [1.7],
[1.8] a [1.9] ist der Wert von "Koeffizient der Betriebsbelastung" vorgeschlagen. Wenn das Ankreuzfeld angekreuzt ist, ist der vorgeschlagene Wert automatisch in der Berechnung verwendet.
In diesem Absatz wählen Sie den Riementyp aus. Für den ausgewählten Riemen können Sie dann den "Automatischen Entwurf" starten (empfehlenswert), der die Optimalvariante von Riemenscheiben, Riemenbreite und Riemenlänge so auswählt, dass die Lösung höchst effektiv ist. Manuelle Berechnung kann im Absatz [3] durchgeführt werden.
Der Riemen ist einer Auswahlliste zu entnehmen. In dem Leistungsdiagramm ist der Arbeitsbereich (Drehzahl / Leistung) blau dargestellt. In dem Diagramm ist "ein Fadenkreuz" rot dargestellt, das eine aktuelle Anforderung (eingegebene Leistung und Drehzahl) auf das sich in Entwurf befindende Getriebe angibt. Das Fadenkreuz sollte sich im Arbeitsbereich des ausgewählten Riemens befinden. Grundzahnriementypen und deren Verwendung finden Sie unten.
Es handelt sich um einen theoretischen,unter Verwendung der Minimal- / Maximalriemenlänge und der entsprechenden Riemenscheiben, erreichbaren Abstand. Den tatsächlichen minimal- und maximal und empfohlenenAchsabstand, der gewählten Riemen entsprechend, finden Sie in der Zeile [3.5].
Hier ist der Achsabstand einzugeben, den Sie erreichen wollen.
Durch Drücken der Schaltfläche "Automatischer Entwurf" eröffnen Sie den Vorgang des automatischen Entwurfs. Der dargestellte Indikator 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 möglichen Kombinationen der Riemenscheiben und Riemen durchgegangen und alle Lösungen, die sich den verlangten Kriterien nähern (Übersetzungsverhältnis, Achsabstand, Festigkeit), sind in der Lösungstabelle einbezogen. Die Lösungen sind nach dem in der Zeile [2.5] ausgewählten Kriterium sortiert.
Nach der Beendigung des Prozesses "Automatischer Entwurf" wird eine solche Lösung ausgewählt, deren Riemen-Ausnutzungsgrad am nächsten zur 1 liegt. Wenn die automatisch ausgewählte Lösung Ihnen nicht entspricht, wählen Sie in der Tabelle (in der Rolloliste) eine solche Lösung aus, die mehr Ihren Anforderungen entspricht.
Die Lösungstabelle enthält folgende Werte:
| Symbol | Beschreibung |
| z1 | Zahnanzahl der Antriebsriemenscheibe. |
| z2 | Zahnanzahl der getriebenen Riemenscheibe. |
| B | Breite des Riemens. |
| i | Übersetzungsverhältnis. |
| di [%] | Prozentuelle Abweichung des erreichten Übersetzungsverhältnisses gegenüber dem verlangten. |
| A | Achsabstand. |
| dA | Abweichung des erreichten Achsabstandes gegenüber dem verlangten. |
| SF | Riemen-Ausnutzungsgrad. |
| m | Annäherndes Gesamtgewicht (die beiden Riemenscheiben + Riemen). |
In diesem Absatz ist die eigene Berechnung der Riemenübertragung eingeräumt. In dem Absatz können die beliebigen Eingangsparameter von Ihnen geändert werden. Sofort nach irgendeiner Änderung sind die Resultatswerte nachgerechnet.
Die Rolloliste enthält verfügbare Breiten des ausgewählten Riementyps. Die verlangte Breite auswählen.
Die Rolloliste enthält verfügbare Durchmesser der Riemenscheiben für den gegebenen Riementyp und die ausgewählte Riemenbreite. Durch Auswahl die Zahnanzahl (den Durchmesser) der Antriebriemenscheibe in der folgenden Zeile einstellen [2.12].
Die Zahnanzahl der Antriebriemenscheibe eingeben, (wenn Sie es nicht schon so in der Rolloliste in der letzten Zeile getan haben). Die Zahnanzahl der getriebenen Riemenscheibe ist auf Grund der verlangten Drehzahl nachgerechnet und es ist die nächste entsprechende Riemenscheibe aus dem Verzeichnis der verfügbaren Riemenscheiben ausgewählt.
Der Berechnungsdurchmesser Dp der beiden Riemenscheiben sind aus dem Achsabstand und der Zahnanzahl berechnet.
In der ersten Zelle ist der empfohlene Achsabstand für die gegebenen Riemenscheiben angeführt, in der zweiten der Bereich von dem minimalen bis zum maximalen empfohlenen Achsabstand.
Hier den verlangten Achsabstand der Riemenscheiben eingeben. Sofort nach der Eingabe (Änderung) des verlangten Achsabstandes ist der tatsächliche Aachsabstand nachgerechnet (aus den ausgewählten Riemenscheiben und der geeignetsten Tabellenlänge des Riemens). Diese Berechnung verläuft, soweit das Ankreuzfeld in der Zeile [3.8] angekreuzt ist.
Das Rolloverzeichnis enthält die Zahnanzahl und die verfügbaren Riemenlängen für den gegebenen Typ und die ausgewählte Breite. Durch die Auswahl die Zahnanzahl (Länge) des Riemens in der folgenden Zeile [2.17] einstellen und das Ankreuzfeld in der Zeile [3.8] ausschalten.
In der Zelle rechts ist die Optimalzahnanzahl des Riemens entworfen. Der Entwurf geht von dem verlangten Achsabstand, aus den ausgewählten Riemenscheiben und verfügbaren Riemenlängen aus. Wenn das Ankreuzfeld angekreuzt ist, wird der Entwurfswert automatisch in die Zelle links übertragen und somit auch in die Berechnung. Wenn Sie wünschen, eine eigene Zahnanzahl des Riemens einzugeben, heben Sie die Ankreuzung des Ankreuzfeldes auf, und geben Sie den Wert in die Zelle links ein.
Die Riemenlänge ist aus der Zahnanzahl und dem Achsabstand ausgerechnet.
Aus der verlangten übertragenen Leistung und der Belastungsart des Getriebes ist die "Entwurfsleistung" ausgerechnet. Auf diese Leistung ist der Zahnriemen auszulegen.
Es handelt sich um die Istleistung, die der ausgewählte Riemen unter gegebenen Bedingungen übertragen kann (Konstruktionsanordnung - Durchmesser der Riemenscheiben, Achsabstand). Grundleistungsparameter des Riemens werden aus den Leistungsgleichungen des Riemens gewonnen.
Das ungefähre Gesamtgewicht ist die Summe der abgeschätzten Gewichte der beiden Riemenscheiben und des Riemens. Als Ausgangswerkstoff ist Gusseisen betrachtet. Trotzdem, dass das Gewicht dem Fertiggewicht der Riemenscheiben selbstverständlich nicht entsprechen kann, handelt es sich um einen sehr guten Optimierungsparameter, der bei dem Entwurf berücksichtigt werden sollte.
Das Gewicht der Riemenscheiben wird nach der vereinfachten Abbildung rechts berechnet.
Das ist der Quotient zwischen der "Entwurfleistung" und der "mit dem Riemen übertragenen Leistung". Der Optimalwert des Koeffizienten der Riemenausnutzung sollte 1 unterschreiten und zur 1 am nähesten sein. Wenn der Koeffizient der Riemenausnutzung 1 überschreitet, kann es zu einer Minderung der Lebensdauer kommen oder auch zur Riemenzerstörung.
Der Umschalter steuert die Berechnung, ob die Riemenscheiben dem Bereich ,der in Tabellen enthaltenen (hergestellten) Werte, zu entnehmen sind.
Der Umschalter steuert die Berechnung, ob die Riemen dem Bereich der in Tabellen enthaltenen (hergestellten) Werte, zu entnehmen sind.
In diesem Absatz können die zur Berechnung verwendeten Koeffizienten gefunden werden. Weiter ist hier der Kraftbestand an der Riemenscheibe zu finden. Der Kraftbestand ist in der Abbildung im unteren Teil dieses Absatzes dargestellt.
Diese Koeffizienten gehen aus der Belastung des Riemens, dem Riementyp und der Konstruktionsanordnung des Getriebes aus. Einzelheiten empfehlen wir in der Fach- oder Firmenliteratur nachzuschlagen.
Wenn keine Spannrolle bei dem entworfenen Bandgetriebe zur Verfügung steht, sollte eine der Riemenscheiben verstellbar sein (dem Aufsetzen oder Spannen des Riemens wegen). Die angeführten Werte sind informativ und gelten für eine Rolle ohne Führungsborde. Konkrete Werte lassen sich in der Firmendokumentation finden .
In den Zeilen [3.10, 3.11] sind Minimalwerte für jede Riemenscheibe angeführt, und zwar für Riemenspannen (Parameter x) und Riemenaufsetzen (Parameter y).
Die Umfangsgeschwindigkeit ist ein weiterer wichtiger Parameter des Riemengetriebes. Der angeführte Maximalwert ist informativ, und wenn die Umfangsgeschwindigkeit Ihres Entwurfes diese Werte erreicht oder sie überschreitet, empfehlen wir einen Spezialisten des Herstellers zu konsultieren.
Für die Berechnung der im Getriebe wirkenden Kräfte stehen drei Verfahren zur Verfügung. Das erste allgemeine ist für die normale Trapezverzahnung zu verwenden (MXL, XL, L, H, XH, XXH). Die zwei weiteren Verfahren sind entsprehend der Firmenliteratur der entsprechenden Hersteller.
Die allgemeine Berechnung beruht auf der Tatsache, dass die Zahnriemen in den meisten Fällen am besten arbeiten, wenn die Kraft F2 im entlasteten Riementeil 10-50% der Zugkraft Fu ist (Quotient zwischen dem Drehmoment und dem Halbmesser der Riemenscheibe). Die Größe dieser Kraft ist von einer Reihe anderer Parameter beeinflusst und der empfohlene Prozentwert ist in der Zeile [4.15] angeführt. Die automatische Übertragung des empfohlenen Wertes in die Berechnung ist durch Ankreuzen des Ankreuzfeldes aktiviert.
Unter Zugrundelegung der gewählten Kraft F2 werden dann andere Kraftwerte nachberechnet. Bedeutung siehen Abbildung.
Diese Kraft ist die Resultierende der auf die Welle wirkenden Kräfte. Ihre Kenntnis ist bei der Auslegung der Wellen, Lager und anderer Konstruktionselemente des Bandgetriebes nötig.
Für die richtige Funktion des Bandgetriebes ist eine "Riemenvorspannung" nötig, die eine Durchbiegung des entlasteten Riementeils verhindert und den richtigen Eingriff der Riemenzähne auf der Riemenscheibe sichert. Die richtige Vorspanngröße ist meistens durch eine Messung der Durchbiegung auf der Stelle der wirkenden Kraft F auf den Riemen festgestellt (siehe Abbildung). Messgeräte, Meßvorgänge und Werte sind aus den Handbüchern der Riemenhersteller zu erhalten.
In diesem Absatz sind grundlegende Maße des gewählten Riemens und jeder Riemenscheibe angeführt. Diese Maße sind für 2D-Zeichnungen und CAD-Modelle verwendet.
Historisch wurde eine ganze Reihe der Synchronriemen entwickelt von einer ganzen Reihe Hersteller. Deshalb führen wir hier folgende allgemeine Tabelle der Synchronriemen, Leistungsgrenzen und Anwendungstypen an. Konkrete Riemenparameter können sich unterscheiden in Abhängigkeit vom Hersteller.
Die erste Entwicklungsstufe des Synchronriemens. Verwendung finden diese in älteren oder erblichen Konstruktionen. Bei neuen Konstruktionen bei ihnen ,können das heutige technische Niveau, die Genauigkeit, Minimalmaße und Preise, nicht erreicht werden.
Profil:
Maße: MXL, XL, L, H, XH, XXH (Zoll) T2.5, T5, T10 (mm)
Leistungen: bis 150kW | 200HP; bis 10 000 U/min; bis 40m/s | 8000Fuß/min
Fortgeschrittener Typ des Synchronriemens. In einem breiten Leistungs-, Drehzahl- und Geschwindigkeitsbereich verfügbar.
Profil:
Maße: (HTD) 3M, 5M, 8M, 14M, 20M
Leistungen: bis 1000kW | 1350HP; bis 20 000 U/min; bis 80m/s | 16000Fuß/min
Weitere Aufbesserungen der Synchronriemen. Diese weisen aus höhere übertragene spezifische Leistungen, eine höhere Genauigkeit, einen niedrigeren Geräuschpegel.
Profile:
Maße: (GT, GT2, STD) 2M, 3M, 5M, 8M, 14M
Leistungen: bis 600kW | 800HP; bis 20 000 U/min; bis 80m/s | 16000Fuß/min
Offensichtlich sind die wichtigsten von den verbreitesten Grundtypen abgeleiteten Typen folgende:
In Herstellerkatalogen lassen sich weitere Spezialtypen für verschiedene spezifische Zwecke finden.
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.
Eine ganze Reihe der Parameter ist von einem konkreten Hersteller des entsprechenden Zahnriemens abhängig. Deshalb ist es möglich, in dieser Berechnung irgendwelche Parameter in der Datenbasis, in der von der Berechnung verwendeten Riemen durch den Benutzer, zu ändern.
Alle Parameter der verfügbaren Riemen sind im Blatt "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 "Belt types" gespeichert, wo jede Zeile einem Riementyp entspricht. Die Tafelspalten sind, einer einfachen Orientierung wegen, mit einer zutreffenden Beschreibung versehen.
^