1. (90 Min.)
Berechnen Sie folgende Größen für das abgebildete Schaltgetriebe. Der Modul für alle Räder beträgt m = 3.
nII, nIII bei Schaltstellung 3/5, nIII bei Schaltstellung 4/6, i1/2, i3/5, i4/6, iges in beiden
Schaltstellungen, uges in beiden Schaltstellungen, d1, d6, da1, df6, (hf = 1,25 m gewählt), aI/II, aII/III, jn mit 0,04 ∙ m gewählt.
2. (30 Min.)
Berechnen Sie folgende Größen einer 0,5-Verzahnung:
d, V, ha, da, hf, df
Gegeben: m = 6 mm, z = 23.
3. (150 Min.)
Der Antrieb einer großen Seiltrommel wird über ein einstufiges, geradverzahntes Stirnradgetriebe vorgenommen. Im Laufe des Betriebes kommt es immer wieder zu Zahnschäden am Ritzel, sodass häufiger Instandsetzungen erforderlich sind. Es ist von einer Wechselbeanspruchung des Ritzels auszugehen.
Prüfen Sie das Getriebe rechnerisch überschläglich nach und ermitteln Sie die vermutliche Ursache der Zahnschäden. Danach soll das Getriebe mit geänderten Konstruktionsdaten erneut berechnet werden.
Gegeben:
Antrieb durch Elektromotor, leichte Stöße, Dauerbetrieb, mäßige Stöße an der Seiltrommel.
Leistung: P = 24 kW
Drehzahl: n1 = 900 1/min
Verzahnungsqualität: 9
Übersetzungsverhältnis: i = u = 9,5
Modul: m = 8 mm
Zähnezahl Ritzel: z1 = 21
Zahnradbreite: b1 = 50 mm
Werkstoff Ritzel: E360
Werkstoff Großrad: EN-GJS-420
Gesucht:
a) ausgeführte Teilkreisdurchmesser d1 und d2
b) Umfangsgeschwindigkeit am Teilkreis v
c) Nachprüfung des Ritzels auf Zahnfuß- und Flankentragfähigkeit
d) Ergebnisbetrachtung
e) Gegebenenfalls Neuberechnung des Ritzels mit Wahl eines anderen Werkstoffs.
Empfohlen wird C60E.
e1) Zahnfußtragfähigkeit Ritzel
e2) Flankentragfähigkeit Ritzel
e3) Zahnfußtragfähigkeit Großrad
e4) Flankentragfähigkeit Großrad
f) Ergebnisbetrachtung
4. (45 Min.)
Für den Laufbandantrieb einer Postbearbeitungsmaschine sind Kunststoffstirnräder als Großrad eingesetzt worden. Das Ritzel besteht aus Stahl. Überprüfen Sie durch Nachrechnung der Zahnfuß- und der Flankentragfähigkeit, ob das Kunststoffrad
richtig bemessen wurde.
Leistung: P = 0,3 kW; Drehzahl: n = 300 min–1; Übersetzungsverhältnis: i = u = 2,4;
Modul: m = 3; Zähnezahl: z= 45; Zahnbreite: b = 20 mm; Verzahnungsqualität: 9;
Betriebstemperatur: 40 °C; Lebensdauer: ca. 107
Lastwechsel; Werkstoff: Polyamid
PA 12; Antrieb durch Elektromotor; leichte Stöße; Trockenlauf.
5. (90 Min.)
Das in Kapitel 8.1, Abb. 8.2, dargestellte Getriebe soll in den wichtigsten Abmessungen berechnet werden. Das Kegelradritzel wird von einem Elektromotor mit einer Leistung von P = 5,5 kW und einer Drehzahl n = 1 850 min–1 angetrieben und ist
mäßigen Stößen ausgesetzt. Keine Profilverschiebung.
1) Kegelradsatz, geradverzahnt
Übersetzungsverhältnis i = u = 3,2;
Zähnezahl des Ritzels z1 = 19;
Achswinkel Σ = 90°
Die Zähne wurden spanend gefertigt und sind einseitig (Ritzel) gelagert, Verzahnungsqualität 7.
Ritzelwerkstoff: 15CrNi6
Werkstoff Großrad: C45E
a) Modul m nach DIN 780 (nur Ritzel)
b) Teilkegellängen Re1 und Re2
c) Zahnbreite b nach Gl. 8.13
d) Kopfkreisdurchmesser dae1 und dae2
e) Zahnhöhe he
2) Stirnradsatz, schrägverzahnt
Übersetzungsverhältnis i = u = 2,7;
Zähnezahl des Ritzels z1 = 21;
Schrägwinkel β = 15°
Die Zähne wurden spanend gefertigt, Wellenlagerung starr und parallel,
Verzahnungsqualität 7.
Ritzelwerkstoff: 42CrMo4 umlaufgehärtet
Werkstoff Großrad: C45E
Berechnen Sie:
a) Normalmodul mn (nur Ritzel) nach DIN 780 (Hinweis: Denken Sie bitte daran, dass sich das Drehmoment Mdmax wegen des Übersetzungsverhältnisses von i = 3,2 aus Aufgabe 5.1 ändert)
b) Teilkreisdurchmesser d1 und d2
c) Zahnbreite b nach Gl. 4.8
d) Kopfkreisdurchmesser da1 und da2
e) Achsabstand ad
f) Abtriebsdrehmoment bei ηges = 0,95
6. (90 Min.)
Das in Kapitel 10.1, Abb. 10.5, dargestellte Schneckengetriebe soll in den wichtigsten Abmessungen nachgerechnet werden. Die angegebene Leistung ist vom Getriebe zu übertragen.
Berechnen Sie:
a) ungefähren Achsabstand und Wahl des endgültigen Achsabstandes nach Tab. 6.1
b) Zähnezahlen z1 (Gangzahl) der Schnecke und z2 des Schneckenrades; Festlegung der endgültigen Zähnezahlen
c) vorläufiger Mittenkreisdurchmesser dm1 der Schnecke
d) vorläufiger Teilkreisdurchmesser d2 des Schneckenrades
e) Axialmodul mx und Festlegung des Moduls nach DIN 780
f) endgültiger Teilkreisdurchmesser d2
g) endgültiger Mittenkreisdurchmesser dm1
h) Mittensteigungswinkel γm. Ist das Getriebe selbsthemmend?
i) Kopfkreisdurchmesser da1 der Schnecke
j) Zahnbreite b1 der Schnecke, auszuführendes Maß wählen
k) Kopfkreisduchmesser da2 des Schneckenrades
l) Außendurchmesser de2 des Schneckenrades
m) Schneckenradbreite b2, auszuführendes Maß festlegen
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