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Berechnung Kisssoft stellt zur Hannover Messe 2015 Kisssoft-Release 03/2015vor

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Pünktlich zur Hannover Messe 2015 stellt der Berechnungsspezialist Kisssoft das neue Release 03/2015 seiner Software Kisssoft vor und verspricht zahlreiche Erweiterungen auf allen Gebieten – in der Zahnrad-, der Festigkeits- und der Wellenberechnung.

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(Bild: Kisssoft)

In der neuen Version von Kisssoft wurde die Flankenbruchberechnung nach Methode B der ISO/DTR 19042 hinzugefügt. Diese Schadensart tritt in Form einer Rissentstehung in grösseren Werkstofftiefen auf und kann bei Stirnrädern wie Kegelrädern vorkommen. Ein Flankenbruch führt in den meisten Fällen zum kompletten Ausfall des Getriebes.

Die Berechnungsnorm ISO/DTR 19042 wird derzeit im ISO-Komitee für Stirnräder erstellt und beinhaltet einen Rechengang für die Berechnung mit vereinfachten Lastannahmen (Methode B) sowie ein lokales Verfahren, welches es ermöglicht, die Schadensgefahr über den ganzen Zahneingriff zu analysieren (Methode A). Beide Methoden stehen dem Anwender im Release 03/2015 zur Verfügung.

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Optimierung der Tragbildlage von Kegelrädern

Bei der Optimierung von Kegelrädern ist es aufgrund der räumlichen Abdrängungen unter Last unausweichlich, Flankenmodifikationen wie Längs- und Höhenballigkeit anzuwenden sowie eine Optimierung der Tragbildlage durchzuführen. Die Beurteilung der Flankenmodifikationen erfolgt üblicherweise in einer Kontaktanalyse unter Last, welche die Lageabweichungen und die Zahnbiegungen berücksichtigt. Diese wurde nun in Kisssoft implementiert: Als Resultate werden das Tragbild, die Drehwegabweichung und Spannungsverteilung ausgegeben – sowie das Risiko des Flankenbruchs, basierend auf dem Entwurf der Flankenbruchberechnung ISO/DTR19042 für Stirnräder.

Für Kegelräder ist jetzt zudem die Auslegung für topologische Korrekturen erhältlich. Ausgehend von Messgitterdaten – im Klingelnberg- oder Gleason-Format – wird die Korrektur so berechnet, dass die Topologie des Kegelrads identisch ist mit dem Zielkegelrad. Somit ist ein Re-Engineering eines bestehenden Kegelradsatzes möglich, was in Reparatur oder Ersatzteilefällen sehr hilfreich ist.

Bei Differential-Kegelrädern sind aufgrund des Schmiedeprozesses viel mehr geometrische Freiheiten als bei konventionellen Bogenverzahnungen vorhanden. In Kisssoft sind nun neu in der Feinauslegung zusätzliche Parameter wie Zahnhöhen oder Kopf- sowie Fusskegelwinkel variierbar. In der Resultate-Tabelle der Feinauslegung werden zudem beispielsweise die Überdeckung, Entformbarkeit etc. aufgezählt. Neu werden diese Parameter – neben den bisherigen Werten in der Mitte – auch an der Innen- und Aussenseite der Verzahnung angezeigt, sodass der Anwender seine Auslegungen an mehreren Positionen prüfen und Lösungen gezielt auswählen oder verwerfen kann.

Aktuelle Normen der Festigkeitsberechnung

Die Festigkeitsberechnung gemäss Lloyd’s Register:2013 ist jetzt implementiert – diese spezifische Schiffsnorm wird vielerorts als Nachweis verlangt. Die GOST 21354-87 für Fertigungstoleranzen sowie für Zahndickenabmasse nach GOST 1643-81 bei Stirnrädern sind nun ebenfalls verfügbar. Ausserdem wurden die vorhandenen Rechenmethoden um die Norm ISO 13691 („High-speed special-purpose gear units“) erweitert.

Neuerungen in der Wellenberechnung

Die Wellenfestigkeitsberechnung nach AGMA 6101-E08/6001-E08 ist jetzt verfügbar und beinhaltet den statischen und dynamischen Nachweis. Der statische Nachweis erlaubt dabei die Berücksichtigung von Spitzenlasten, abhängig von verschiedenen Verzahnungsarten. Der dynamische Nachweis berücksichtigt die verschiedenen Kerbfaktoren und die Auswertung erfolgt nach der GEH-Methode (von Mises). Die zulässigen Werkstoffkennwerte werden grundsätzlich aus der Werkstoff-Kernhärte abgeleitet, welche nun neu in Kisssoft eingegeben werden kann.

Erweiterungen bei den Planetengetrieben

In der Planetenkontaktanalyse lässt sich jetzt auch ein fliegend gelagertes Sonnenrad berücksichtigen – und somit auch für diesen Fall eine realistische Modellierung der Lastverteilungen innerhalb der Planeten. Diese Berechnung wird typischerweise bei der üblichen Bauart mit drei Planeten angewendet und bezieht die flexible Zentrierung über die Verzahnungen mit ein. Die Sonne wird hierfür als Folge der unter-schiedlichen vorherrschenden Eingriffssteifigkeiten der drei Planeten, den Eingriffskräften entsprechend, positioniert und führt zu einer realitätsnahen Berechnung des Lastverteilungsfaktors Kγ.

Die Verformungen der Planetenbolzen im Planetengetriebe haben einen massgeblichen Einfluss auf die Eingriffsverhältnisse von Planetenrad zu Sonne sowie von Planetenrad zum Hohlrad. Zusätzlich zur bisherigen Funktionalität – die Schiefstellung des Planetenrades vorgeben zu können – ist es nun auch möglich, die Schiefstellung des Planetenbolzens aufgrund der simulierten Verformung des Planetenträgers berechnen zu lassen.

Als Planetenträgerkonstruktionen stehen ein- und doppelwandige Bauformen zur Auswahl, welche die Knoten des Planetenbolzens beinhalten. Die Knotenkoordinaten und Verformungen können dabei wahlweise eingegeben oder über eine FE-Berechnung ermittelt werden. Deshalb besteht nun die Möglichkeit, den Planetenträger in Kisssoft zu dimensionieren und mit einer Open-Source FE-Bibliothek die Verformungen des Planetenbolzens berechnen zu lassen.

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