Zahnradberechnung online – mega einfach!

GWJ Technology bietet Software für die Zahnradberechnung im Getriebe und Maschinenbau. Damit unterstützt der Berechnungsprofi aus Braunschweig Konstrukteure und Entwicklungsingenieure bei ihrer täglichen Arbeit. Hier finden Sie Weiterentwicklungen der webbasierten Berechnungssoftware eAssistant und der Getriebe Software TBK. Jüngste Erweiterungen sind ein Modul für die Hirth Verzahnung und eine CAD Funktionalität, welche den Export von Verzahnungen im 3D STEP oder Iges Format unterstützt.

Inhalt

• Hirth Verzahnung online berechnen
• Zahnradberechnung für 3D Zahnräder im Step Format
• Erweiterte Stirnrad Berechnung
• Zahnräder aus Kunststoff detailliert online berechnen
• Webbasierte Berechnungssoftware für Zahnradgetriebe
• Häufig gestellte Fragen

Hirth Verzahnung online berechnen

10.01.2022 | GWJ hat seine webbasierte Berechnungssoftware eAssistant für Konstruktion und Entwicklung um ein Modul zur Berechnung von Hirth Verzahnung erweitert. Die Hirth Verzahnung bzw. Stirnzahnverbindung gehört mit ihren geraden, dreieckförmigen Zähnen zu den Welle-Nabe-Verbindungen.

Die Verzahnungsart dieses formschlüssigen, selbstzentrierenden und leicht lösbaren Zahnrades kommt im Maschinenbau zum Einsatz. Die Technik verbindet Wellen, Scheiben, Rotoren, Räder und Kurbeln präzise miteinander, positioniert dabei exakt und überträgt so hohe Drehmomente.

Das neue eAssistant Modul berechnet automatisch die Geometrie der Hirth Verzahnung. Hierzu gibt der Anwender Werte wie Zähnezahl von den Zahnrädern, Außen- und Innendurchmesser, Flankenwinkel und Zahnfußradius ein. Verschiedene Sonderfälle der Hirth-Verzahnung unterstützt das Programm ebenfalls.

Zudem werden Axialkraft, Vorspannkraft, zulässige Flächenpressung und die entsprechenden Sicherheiten bei maximaler Belastung direkt im Berechnungsmodul in der Ergebnisübersicht angezeigt. Übliche Abmessungen in Durchmesser von 50 bis 900 mm lassen sich auf Knopfdruck aus einer integrierten Datenbank auswählen – jeweils mit passender Zähnezahl, Innendurchmesser und Zahnfußradius. 

Die zulässigen Pressungen werden anhand der Werkstoffeigenschaften ermittelt. Vorhandene Werkstoffe stehen in der integrierten Werkstoffdatenbank zur Auswahl. Es lassen sich aber auch individuelle Werkstoffe für die Berechnung eingegeben.

Effiziente Zahnrad Perspektiven aus Hochleistungskunststoff

Nach erfolgter Berechnung wird dem Anwender ein detailliertes Berechnungsprotokoll im HTML- und PDF-Format ausgegeben. Ein 3D-Modell der Hirth Verzahnung gibt es direkt in einem CAD System über die eAssistant 3D CAD Plugins.

Zahnradberechnung für 3D Zahnräder im Step Format

15.04.2021 | Mit der neuen CAD Funktion für die Zahnradberechnung in der Berechnungssoftware eAssistant lässt sich die Geometrie verschiedener Verzahnungsarten als 3D CAD Modell im Step und Iges Format generieren. Damit erhält der Anwender eine Alternative zu den schon lang verfügbaren intelligenten 3D CAD Plugins für CAD Systeme wie Autodesk Inventor, Solidworks, Solid Edge oder Siemens NX.

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Step und Iges Format sind standardisierte Austauschformate für 3D Modelle. Sie lassen sich in fast jedes CAD System importieren. Im Einstellungsmenü für die Ausgabe beider Formate kann der User aus verschiedenen Funktionalitäten wählen, mit denen er den Export individuell anpasst. Dabei lässt sich die Geometrie als Volumenmodell mit einem Zahn, für alle Zähne oder auch als Flächenmodell der Zahnlücken Geometrie erzeugen. Beim Export kann der Genauigkeitsgrad vom Zahnrad auf einen gewünschten Wert festgelegt werden.

Zurzeit beinhalten folgende Berechnungsmodule den neuen Step / Iges Export: Einzel Zahnrad außen und Einzel Zahnrad innen für die Geometrie Berechnung einzelner Zahnradtypen wie Gerad- und Schrägstirnräder, Stirnradpaar, Planetenstufen, 3er und 4er Räderkette, geradverzahnte und schrägverzahnte Kegelräder, spiralverzahnte Kegelräder sowie Zahnwellenverbindungen (DIN 5480 etc.). Alternativ können auch evolventische Zahnformen im 2D DXF mit verschiedenen Einstelloptionen ausgegeben werden. Hierbei wird sowohl die Zahnform Geometrie von Zahnrädern in Stirnschnitt und Normalschnitt unterstützt.

Erweiterte Stirnrad Berechnung

30.06.2020 | GWJ hat sein Berechnungsmodul für Stirnradpaare innerhalb der webbasierten Software eAssistant erweitert. Im Berechnungsmodul Stirnradpaar wurde eine Option zur Entkopplung der Profilverschiebungssumme und Achsabstand implementiert. Dies ergänzt die verschiedenen Auslegungsfunktionen für die Aufteilung der Profilverschiebungsfaktoren.

Mit der neuen Funktion Fester Betriebsachsabstand (Nachrechnung) lassen sich die Faktoren für die Profilverschiebung unabhängig zum Achsabstand vorgeben. Damit werden zum Beispiel vorhandene Stirnradpaare berechnet, die mit falschem Achsabstand im Gehäuse verbaut werden sollen. Flankenspiel, Profilüberdeckung und Tragfähigkeit werden dabei präzise mit berechnet. Die Funktion kann auch bei der Auslegung von kleinmoduligen Verzahnungen von Stirnrädern zum Einsatz kommen.

Passungsrechner und Rauheit online berechnen

Für Werkzeuge mit verschobener Profilbezugslinie wird neben dem Kopfhöhenfaktor haMP0* des verschobenen Profils zusätzlich der Fußhöhenfaktor hfMP0* angezeigt und ausgegeben im Protokoll. Er kann über eine Schlossfunktion zusätzlich so vorgegeben werden, dass der Fußhöhenfaktor hfP0* des umgerechneten nicht verschobenen Bezugsprofils gemäß Definition DIN 867 immer 1,0 ist.

Weitere Neuheiten: Die Option Vollradius für die Schneidräder Kopfform bei Wälzfräsern wurde ergänzt. Bei der Definition von Lastkollektiven können jetzt der Breitenfaktor KHbeta und die Temperatur pro Lastfall vorgegeben werden. Das gestattet die automatische Werteübergabe direkt aus der Systemerweiterung Systemmanager an das Modul Stirnradpaar im Hintergrund. 

Auf der Systemebene ist nun sichtbar, wie sich auf Grund von Flankenmodifikationen die Zahnfußsicherheit und Flankensicherheit ändern. Zu den Berechnungsmethoden der Tragfähigkeit nach DIN 3990, ISO 6336 und Ansi / Agma 2101 wurde im neuen Release die Tragfähigkeit für Kunststoffzahnräder nach VDI 2736 implementiert.

Zahnräder aus Kunststoff detailliert online berechnen

18.05.2020 | GWJ Technology hat seine webbasierte Software eAssistant um die Möglichkeit der Berechnung von Kunststoffverzahnungen erweitert. Im Modul Stirnradpaar steht jetzt die Berechnungsmethode für Kunststoffzahnräder nach VDI 2736 zur Verfügung. Sie ergänzt die Berechnungsmethoden der Tragfähigkeit nach ISO 6336, DIN 3990 und Ansi / Agma 2101.

Kunststoffe in Werkstoffdatenbank aufgenommen

Gleichzeitig hat GWJ erste Kunststoffe in der allgemeinen Werkstoffdatenbank ergänzt. Für sie sind nun die temperaturabhängigen Kennwerte wie Zeitfestigkeiten und E-Modul aus den Diagrammen der VDI 2736 approximiert und hinterlegt.

Die Daten werden genutzt, um mit den nach der VDI 2736 automatisch berechneten Zahnfuß und Zahnflanken Temperaturen die zugehörigen Materialkennwerte für die Berechnung der Tragfähigkeit zu ermitteln. Überschreiten die ermittelten Temperaturen für Zahnflanken oder Zahnfuß die max. Gebrauchstemperaturen der entsprechenden Kunststoffe, erfolgt ein Warnhinweis.

Für die Berechnung der Zahnflanken und Zahnfußtemperaturen können alternativ zu einer automatischen Vorbelegung die Bauform des Gehäuses, wärmeabführende Oberfläche und Wärmeübergang sowie Wärmewiderstand vom Konstrukteur vorgegeben werden.

Simulationssoftware für das Verhalten von Getriebe und Antriebsstrang

Als Materialpaarungen empfehlen sich Paarungen von Kunststoff | Kunststoff und Kunststoff | Metall. Auch Paarungen von Metall | Metall werden für eine Vergleichsmöglichkeit zu den Berechnungsmethoden für metallische Zahnräder unterstützt. Für die Tragfähigkeitsberechnung nach VDI 2736 gibt es eine Lastkollektivberechnung. Bei den Schmierungsarten für die VDI 2736 wurde die Funktion Trockenlauf ergänzt.

Webbasierte Berechnungssoftware für Zahnradgetriebe

16.01.2018 | GWJ Technology stellt eine aktualisierte Version der webbasierten Software zur Getriebeberechnung Zahnradgetriebe "Eassistant“ bereit. Ein Klick auf "Neu" schließt die aktuelle Berechnung und öffnet das Berechnungsmodul mit der internen Eassistant Standardvorlage oder mit der eigenen Standardvorlage des Anwenders.

Neben der DIN 3961 für Verzahnungstoleranzen / Verzahnungsqualitäten stehen jetzt auch die DIN 58405 für die Feinwerktechnik sowie die ISO 1328 und die Ansi/Agma 2015 in den Modulen "Einzelrad (Außen / Innenverzahnungen)", „3er- und 4er Räderkette“ und Zahnstangen Ritzel zur Verfügung.

Die Definition der Werkzeug Bezugsprofile im Stirnradpaar und im Einzelrad (außen) wurde um die Kantenbruchflanke sowie um Kopfüberschneidung erweitert. Mit der Definition der Kantenbruchflanke können entsprechende Wälzfräser vorgegeben werden. Diese erzeugen beim Abwälzprozess einen Kopfkantenbruch. Mit der Option Kopfüberschneidung werden die Kopfkreisdurchmesser direkt mit dem Fußhöhenfaktor des Werkzeuges festgelegt. Ein nachträgliches Abdrehen vom Kopfkreisdurchmesser ist damit nicht möglich. Gleichzeitig ergeben sich dann die Kopfkreisabmaße analog zu den Fußkreisabmaßen direkt aus den Zahndickenabmaßen.

Häufig gestellte Fragen

Was ist eine Hirth Verzahnung?

Die Hirth Verzahnung dient der formschlüssigen, selbstzentrierenden und leicht lösbaren Verbindung mit einer Welle, Scheibe, einem Rotor u. ä. Ihr Erfinder ist Albert Hirth. Eine Hirth Verzahnung ist sehr robust und eignet sich zur Übertragung von Stoß- und Wechselkräften. Außerdem ist sie aufgrund ihrer kleinen Bauweise sehr platzsparend. Bei der Montage zentrieren sich die Teile selbst. Die Verzahnung ist kostengünstig herstellbar.

Wie funktioniert ein Zahnrad einfach erklärt?

Ein Zahnrad ist ein Maschinenelement, das dazu dient, die Kraft von einem Teil der Maschine auf einen anderen zu übertragen, indem es die Drehbewegung ändert.

Einfach ausgedrückt, funktioniert ein Zahnradgetriebe durch das Ineinandergreifen von Zähnen und die Übertragung der Drehkraft von einem Zahnrad auf ein anderes. Zahnräder funktionieren wie Hebel, da sie je nach Größe und Form eine kleine Kraft in eine größere übertragen können oder umgekehrt. Wie dies funktioniert, hängt von der Art des verwendeten Zahnrads ab: Es gibt Kegelräder (bei denen sich zwei Wellen im rechten Winkel schneiden), Schrägzahnräder (mit gekrümmten Zähnen, die sich entlang paralleler Achsen bewegen), Stirnräder (geradverzahnte Räder mit zylindrischen Körpern) und Schneckenräder (Eingriff zwischen zwei Spiralelementen).

In den meisten Fällen ist die Anzahl der Zähne zwischen zwei Zahnrädern ungleich, so dass sich das eine bei der Drehung schneller dreht als das andere, was dazu führt, dass sich beide mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, aber in die gleiche Richtung bewegen. Dies ist nützlich für Anwendungen wie Förderbänder, die ständig synchronisiert werden müssen, oder für Mechanismen mit variabler Geschwindigkeit, wie sie in Autos zu finden sind, und die ein schnelles Hoch- und Runterschalten zwischen verschiedenen Übersetzungsverhältnissen ermöglichen, ohne dass Getriebeteile vollständig auskuppeln.

Außerdem ermöglicht die unterschiedliche Teilung den Maschinen eine so genannte Drehmomentvervielfachung, die viel höhere Leistungen ermöglicht, als dies ohne die Verwendung von Getriebemechanismen möglich wäre.

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