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Berechnungssoftware

Kegelräder sicher auslegen und dimensionieren

| Redakteur: Lilli Bähr

Mit dem Modul "Kegel-, Hypoidrad" will Mdesign seinen Kunden eine schnellere Berechnung von Kegelrad- und Hypoidverzahnungen ermöglichen sowie insgesamt kürzere Entwicklungszyklen. Außerdem sollen Tragfähigkeitsnachweise neu auch nach internationalen Standards effizient durchführbar sein.

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Mdesign ermöglicht die Auslegung, Nachrechnung und Optimierung von Kegel- und Hypoidrädern mit dem Modul "Kegel-, Hypoidrad".
Mdesign ermöglicht die Auslegung, Nachrechnung und Optimierung von Kegel- und Hypoidrädern mit dem Modul "Kegel-, Hypoidrad".
(Bild: Mdesign)

Mit dem Mdesign-Modul "Kegel-, Hypoidrad" sollen zeitaufwändige Berechnungen von Kegelrad- und Hypoidverzahnungen per Excel oder Taschenrechner der Vergangenheit angehören. Das Modul ermöglicht laut Unternehmen die effiziente Auslegung, Nachrechnung und Optimierung von gerad-, schräg- und spiralverzahnten Kegelrädern sowie von Zerol- und Hypoidrädern. Dadurch soll der Anwender nicht nur Rechenzeit sparen, sondern insgesamt von kürzeren Entwicklungszyklen profitieren.

Tragfähigkeitsnachweis nach AGMA- und DNV-Grundlagen durchführen

Zur Berechnung der Geometrie und Tragfähigkeit von Kegel- und Hypoidrädern stehen dem Konstrukteur unterschiedliche Berechnungsverfahren nach anerkannten nationalen und internationalen Normen und Standards zur Verfügung. Im Zusammenhang mit Produkthaftungsfragen sollen die Einhaltung und Anwendung dieser Normen den entscheidenden Entlastungsnachweis liefern, dass Produkte nach aktuellem Stand der Technik konstruiert sind.

Die Geometrieberechnung von Kegel- und Hypoidrädern erfolgt auf Grundlage der ISO 23509 oder nach AGMA 2005-D03. Dabei gibt es in der Praxis vier gängige Methoden zur Ermittlung der jeweiligen Teilkegelparameter, die in Mdesign berücksichtigt werden: eine allgemeine Methode für die Berechnung von Kegelrädern ohne Achsversatz sowie drei herstellerspezifische Verfahren für die Berechnung von Hypoidrädern: das Gleason-, das Oerlikon- und das Klingelnberg-Verfahren

Die verbleibenden Geometrieeingaben, um die Verzahnungsmessung abzuschließen, sind nach europäischem System mit Profilfaktor ("EN") oder dem amerikanischen "AGMA"-System vorgebbar.

Die Berechnung der Tragfähigkeit (Grübchen-, Zahnfuß- und Fresstragfähigkeit) erfolgt nach DIN 3991 oder ISO 10300.

Seit Mai 2017 beinhaltet Mdesign zwei weitere internationale Rechenverfahren: AGMA 2003-C10 und DNVGL-CG-0036. Die DNVGL-Vorschrift für den Schiffbau stellt eine Weiterentwicklung der ISO 6336 und ISO 10300 dar und soll dem Anwender zusätzlich die Berechnung der Sicherheit der gehärteten Randschicht sowie die Durchführung von Festigkeitsberechnungen mit gemessenen Wöhlerlinien ermöglichen.

Notwendige Eingabegrößen sind unter anderem Nennmaße wie Drehzahl und -moment oder Lagerungsfaktor sowie Werkstoff- und Schmierstoffspezifikationen. Hierbei haben Anwender direkten Zugriff auf eine umfangreiche Mdesign-Materialdatenbank, die sie bei der Auswahl geeigneter Werkstoffe unterstützen soll. Dies kann wertvolle Recherchezeit sparen. Zusätzlich bietet das Tool die Möglichkeit, einfach und schnell firmenspezifische Werkstoffkenndaten zu integrieren. Die errechneten Sicherheitsfaktoren beschreiben das Verhältnis der Festigkeit zur Beanspruchung und sollen gesicherte Aussagen über die Tragfähigkeit einer Verzahnung bei einer bestimmten Belastung ermöglichen.

Berechnungsdokumentation automatisch erstellen

Die Ergebnisse der Berechnung ebenso wie ihr zugrunde liegende Methoden, Formeln, relevante Normen, erläuternde Grafiken, 3D-Modelle oder Tabellen sollen sich anschließend per Knopfdruck in einer umfassenden Dokumentation zusammenstellen lassen. Laut Unternehmen sind Inhalt und Layout auf kundenspezifische Vorstellungen hin anpassbar und die Dokumentation können mit einem Klick ins Englische übersetzt werden. (lb)

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