Artikelbeschreibung

Fahrzeugkomponenten, Kfz-Ersatzteile, Getriebe, Getriebesystem, Untersetzungsgetriebe

 

Berechnung der Durchbiegung einer Schneckenwelle

In this article, we are going to go over how to calculate the deflection of a worm gear’s worm shaft. We will also discuss the qualities of a worm equipment, such as its tooth forces. And we will go over the crucial characteristics of a worm equipment. Read on to understand a lot more! Below are some factors to take into account prior to acquiring a worm gear. We hope you get pleasure from understanding! Right after reading this article, you’ll be nicely-geared up to decide on a worm gear to match your demands.

Berechnung der Schneckenwellendurchbiegung

Das Hauptziel der Berechnungen ist die Ermittlung der Durchbiegung einer Schnecke. Schnecken werden zum Schalten von Zahnrädern und in mechanischen Geräten eingesetzt. Diese Getriebeart verwendet eine Schnecke. Der Schneckendurchmesser und die Zahnflankenlänge werden schrittweise in die Berechnung eingegeben. Anschließend wird eine Tabelle mit passenden Lösungen auf dem Bildschirm angezeigt. Nach Ausfüllen der Tabelle kann die eigentliche Berechnung durchgeführt werden. Die Festigkeitsparameter können ebenfalls angepasst werden.
Die maximale Durchbiegung der Schneckenwelle wird mithilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) berechnet. Die Konstruktion umfasst zahlreiche Parameter, wie beispielsweise die Elementgröße und die Randbedingungen. Die Vorteile dieser Simulationen liegen im Vergleich zu den entsprechenden analytischen Werten zur Berechnung der maximalen Durchbiegung. Das Ergebnis ist eine Tabelle, die die optimale Durchbiegung der Schneckenwelle aufzeigt. Die Tabellen können Sie unten herunterladen. Dort finden Sie auch weitere Informationen zu den verschiedenen Formeln zur Berechnung der Durchbiegung und deren Anwendungsbereichen.
Die Berechnungsmethode nach DIN EN 10084 basiert auf der gehärteten Zementschnecke aus 16MnCr5. Alternativ können Sie DIN EN 10084 (CuSn12Ni2-C-GZ) und DIN EN 1982 (CuAl10Fe5Ne5-C-GZ) verwenden. Die Schneckenfrontbreite kann dann manuell oder mithilfe der automatischen Vervollständigungsfunktion eingegeben werden.
Typical techniques for the calculation of worm shaft deflection offer a excellent approximation of deflection but do not account for geometric modifications on the worm. Even though Norgauer’s 2021 approach addresses these troubles, it fails to account for the helical winding of the worm teeth and overestimates the stiffening impact of gearing. Far more sophisticated ways are necessary for the effective design of slim worm shafts.
Schneckengetriebe weisen im Vergleich zu anderen mechanischen Bauteilen eine geringere Geräusch- und Vibrationsentwicklung auf. Allerdings ist ihr Einsatz häufig durch den Verschleiß des weicheren Schneckenrades begrenzt. Die Durchbiegung der Schneckenwelle hat einen wesentlichen Einfluss auf Geräuschentwicklung und Verschleiß. Die Berechnungsmethoden für die Schneckenraddurchbiegung sind in ISO/TR 14521, DIN 3996 und AGMA 6022 beschrieben.
Das Schneckengetriebe kann mit einem bestimmten Übersetzungsverhältnis entwickelt werden. Die Berechnung erfordert die Aufteilung des Übersetzungsverhältnisses auf mehrere Stufen im Getriebe. Eingangsparameter der Kraftübertragung beeinflussen die Getriebeeigenschaften sowie die Werkstoffe von Schnecke und Zahnrad. Um eine optimale Leistung zu erzielen, müssen die Werkstoffe von Schnecke und Zahnrad den jeweiligen Einsatzbedingungen entsprechen. Das Schneckengetriebe kann als selbsthemmendes Getriebe ausgeführt sein.
Das Schneckengetriebe besteht aus mehreren Komponenten. Die Hauptursachen für die Gesamtverluste sind die Axialkräfte und Lagerverluste an der Schneckenwelle. Daher werden verschiedene Lagerkonfigurationen untersucht. Eine Variante umfasst Festlager und Freilager, eine andere Kegelrollenlager. Schneckengetriebe werden im Hinblick auf Festlager und Freilager betrachtet. Die Untersuchung von Schneckengetrieben beinhaltet auch die Betrachtung von X-Lagern und Vierpunkt-Kontaktlagern.

Einfluss der Zahnkräfte auf die Biegesteifigkeit eines Schneckengetriebes

Die Biegesteifigkeit eines Schneckengetriebes hängt von den Zahnkräften ab. Mit steigender Leistungsdichte nehmen die Zahnkräfte zu, was jedoch auch zu einer erhöhten Durchbiegung der Schneckenwelle führen kann. Die daraus resultierende Durchbiegung kann die Leistung, die Belastbarkeit und das NVH-Verhalten beeinträchtigen. Kontinuierliche Verbesserungen bei Bronzekomponenten, Schmierstoffen und der Fertigung hochwertiger Produkte haben es den Herstellern von Schneckengetrieben ermöglicht, immer höhere Leistungsdichten zu realisieren.
Standardisierte Berechnungsverfahren berücksichtigen lediglich die Stützwirkung der Verzahnung auf die Schneckenwelle. Freitragende Schneckenräder werden dabei jedoch nicht berücksichtigt. Auch der Verzahnungspunkt bleibt unberücksichtigt, es sei denn, die Welle ist für den Einsatz mit der Schnecke vorgesehen. Ebenso wird der Fußdurchmesser als äquivalenter Biegedurchmesser behandelt, wodurch die Stützwirkung der Schneckenverzahnung außer Acht gelassen wird.
Es wird ein allgemeines System zur Abschätzung des Beitrags der Zahneingriffsfläche zur Schwingungsanregung vorgestellt. Die Ergebnisse sind für alle Geräte mit Zahneingriffsmuster relevant. Ingenieuren wird empfohlen, verschiedene Eingriffsansätze zu testen, um genauere Ergebnisse zu erzielen. Eine Möglichkeit zur Prüfung von Zahneingriffsflächen besteht in der Verwendung eines Finite-Faktor-Spannungs- und Vernetzungsprogramms. Dieses Softwareprogramm misst die Zahnbiegespannungen unter dynamischen Belastungen.
Der Einfluss von Zähneputzen und Schmiermittel auf die Biegesteifigkeit lässt sich durch Erhöhung des Kraftwinkels des Schneckenpaares erzielen. Dadurch können die Zahnbiegespannungen im Schneckengetriebe reduziert werden. Ein weiterer Ansatz besteht in der Einbeziehung einer lastbelasteten Zahneingriffsanalyse (CCTA). Diese wird auch zur Beurteilung von Fehlanpassungen in ZC1-Schneckengetrieben eingesetzt. Die mit diesem Verfahren erzielten Ergebnisse wurden bereits umfassend auf verschiedene Getriebearten angewendet.
In this review, we identified that the ring gear’s bending stiffness is highly motivated by the teeth. The chamfered root of the ring equipment is larger than the slot width. As a result, the ring gear’s bending stiffness varies with its tooth width, which will increase with the ring wall thickness. In addition, a variation in the ring wall thickness of the worm gear brings about a greater deviation from the style specification.
Um den Einfluss des Zahnschmelzes auf die Biegesteifigkeit eines Schneckenrades zu erkennen, ist die Kenntnis der Zahnwurzelform entscheidend. Evolventenförmige Zahnschmelze neigen zu Biegespannungen und können unter extremen Belastungen brechen. Eine Zahnbruchuntersuchung kann dies aufdecken, indem sie die Zahnwurzelform und die Biegesteifigkeit bestimmt. Die Optimierung des Zahnwurzelzustandes direkt am Endzahnrad minimiert die Biegespannung in den Evolventenzähnen.
Der Einfluss der Zahnkräfte auf die Biegesteifigkeit eines Schneckengetriebes wurde mithilfe der CZPT-Spiralkegelrad-Prüfanlage untersucht. In dieser Studie wurden mehrere Zähne eines Spiralkegelrads mit Druckmessgeräten instrumentiert und bei Drehzahlen von Stillstand bis 14.400 U/min untersucht. Die Versuche wurden mit elektrischen Leistungen bis zu 540 kW durchgeführt. Die Ergebnisse wurden mit der Auswertung eines dreidimensionalen Finite-Faktor-Modells verglichen.

Eigenschaften von Schneckengetrieben

Worm gears are special types of gears. They attribute a range of attributes and apps. This post will analyze the characteristics and positive aspects of worm gears. Then, we’ll analyze the common applications of worm gears. Let’s consider a look! Ahead of we dive in to worm gears, let us overview their abilities. With any luck ,, you will see how functional these gears are.
Ein Schneckengetriebe kann mit geringem Aufwand enorme Untersetzungsverhältnisse erreichen. Durch die Vergrößerung des Umfangs des Schneckenrades lässt sich das Drehmoment der Schnecke drastisch erhöhen und ihre Drehzahl verringern. Herkömmliche Getriebe benötigen zahlreiche Untersetzungsstufen, um dasselbe Untersetzungsverhältnis zu erzielen. Schneckengetriebe haben weniger bewegliche Teile und sind daher weniger anfällig für Fehler. Allerdings können sie die Drehrichtung nicht umkehren. Dies liegt daran, dass die Reibung zwischen Schnecke und Rad eine Rückwärtsbewegung der Schnecke verhindert.
Schneckengetriebe finden breite Anwendung in Aufzügen, Hebezeugen und Liften. Sie sind besonders dort von Vorteil, wo eine hohe Bremsgeschwindigkeit entscheidend ist. Sie lassen sich mit kompakteren Bremsen kombinieren, um grundlegende Sicherheit zu gewährleisten, sollten aber nicht als primäres Bremssystem eingesetzt werden. Da sie in der Regel selbsthemmend sind, eignen sie sich hervorragend für viele Anwendungen. Sie bieten zudem zahlreiche Vorteile, wie verbesserte Leistung und erhöhte Sicherheit.
Schneckengetriebe sind für ein bestimmtes Untersetzungsverhältnis ausgelegt. Sie werden üblicherweise zwischen der Eingangs- und Ausgangswelle eines Motors und einer Last angeordnet. Die beiden Wellen sind in der Regel in einem Winkel zueinander angeordnet, der eine korrekte Ausrichtung gewährleistet. Schneckengetriebe haben einen Achsabstand, der von den Gehäuseabmessungen abhängt. Der Achsabstand des Getriebes und der Schneckenwelle bestimmt die Teilung. Beispielsweise ist bei radialer Anordnung der Zahnradsätze ein kleinerer Außendurchmesser erforderlich.
Worm gears’ sliding make contact with lowers performance. But it also ensures quiet procedure. The sliding motion restrictions the performance of worm gears to thirty% to 50%. A number of tactics are launched herein to decrease friction and to produce very good entrance and exit gaps. You may shortly see why they’re this sort of a adaptable option for your wants! So, if you’re taking into consideration purchasing a worm equipment, make certain you read this post to find out far more about its qualities!
Eine Ausführungsform eines Schneckengetriebes ist in den Abbildungen 19 und 20 dargestellt. Eine alternative Ausführungsform des Programms verwendet einen Motor und eine Schnecke 153. Die Schnecke 153 treibt ein Zahnrad an, welches einen Arm 152 bewegt. Der Arm 152 wiederum bewegt die Linsen-/Spiegelanordnung 10 durch Verändern des Höhenwinkels. Die Motorsteuerung 114 verfolgt anschließend den Höhenwinkel der Linsen-/Spiegelanordnung 10 relativ zur Referenzposition.
Schneckenrad und Schnecke sind beide aus Stahl gefertigt. Die Messingvariante besteht jedoch aus Messing, einem gelben Metall. Die Auswahl an Schmierstoffen ist hier deutlich flexibler, allerdings sind die Additive aufgrund des gelben Metalls eingeschränkt. Kunststoff-auf-Stahl-Schneckengetriebe werden üblicherweise bei geringer Belastung eingesetzt. Der verwendete Schmierstoff hängt von der Kunststoffart ab, da viele Kunststoffe mit den in Standardschmierstoffen enthaltenen Kohlenwasserstoffen reagieren. Daher ist ein reaktionsarmes Schmiermittel erforderlich.