komplettes Getriebe selbst konstruieren (Projekt)

[crawwler]

Grüß euch wieder einmal hier im Forum...
Neues (Schul)-Jahr neues Glück!

Wir haben aktuell ein Projekt, bei dem wir ein Getriebe selbst konstruieren müssen.
Es ist uns überlassen, wie dieses ausgeführt ist, bzw welche Bauart es ist.
Folgende Daten müssen wir einhalten:

Bauart: koaxial
Stufenzahl: Frei wählbar, sodass das geringste Bauvolumen erreicht wird
Schmierung: Tauchschmierung
Lagerung: Wälzlager
Lebensdauer: 25000h
Gehäuse: Aluminium-Sandguss
Antriebsdrehzahl: 1000
Abtriebsdrehzahl: 51
Antriebsleistung 5.0 kW
Abtriebswelle: Hohlwelle mit Passfeder
Zahnräder: Zukaufteile
Jahresstückzahl: 500
Flanschmotoranschluss: Den E-Motor hab ich bereits ausgesucht.

Der Außendurchmesser vom Motorflansch beträgt 300mm.
Lochkreis 265 mm
Antriebswellen-Ø 38mm.
Bemessungsleistung: 5.5kW
Bemessungsdrehzalh: 950 1/min

Ich hab vor das Projekt hier Schritt für Schritt einzustellen, mit den dazugehörigen Zeichnungen, Plänen, Berechnungen ...

Vor allem desshalb, weil ich ein Planetengetriebe konstruieren will, und man im Netz dazu nicht wirklich was zu den Berechnungen findet.

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Meine ersten Ideen dazu:

Planetengetriebe -> zweistufig
Antrieb jeweils über die Sonnenräder, Abtrieb über den Steg. Sonne steht fest.
Gesamtübersetzungsverhältnis: 1000/51 = 19.60784

Ich habe mal gehört, dass man die Übersetzung so gut es geht auf die Stufen aufteilen soll.
Ist das in diesem Fall auch korrekt?

Wie würdet ihr grundsätzlich vorgehen?

Vielen Dank für eure Hilfe

 

[pleindespoir]

http://de.wikipedia.org/wiki/Umlaufrädergetriebe
verrät schonmal die Formeln zur Übersetzung.
Bei zwei Stufen hätte jede Stufe 4,428
Ich schlage vor, das Aussenrad der ersten Stufe anzutreiben und die beiden Plantenträger miteinander zu koppeln (stabiler) , das 1. Sonnenrad fixiert und das zweite Sonnenrad zum Abtrieb zu verwenden, wobei das 2. Aussenrad feststeht.
Viel Spass beim Berechnen!
PS: Beim Zukauf von Aussenrädern könnte es ein wenig schwierig werden - aber auch das ist zu meistern.

 

[crawwler]

Besten Dank schon mal!
Deine Antwort motiviert mich jetzt richtig, dass Projekt so gut es geht fertigzustellen.

Der Aufbau müsste dann so aussehen wie beim System "27" oder? Was spricht gegen das System 8?


Stufe 1:

Stufe 2:

Für Stufe 1:
Für "i0" nehme ich dann die ___ ?
n2=1000 1/min ?
ns=0 1/min ?

Blick da nicht ganz durch!?
Muss ich da schon angenäherte Drehzahlen für die Planetenräder annehmen, und dann durchrechnen, ggfs korrigieren?

DANKE DANKE für die Hilfe!

 

[pleindespoir]

Bei dem Bild 27 ist die Kraftrichtung falschrum - aber das habe ich ja letztes Mal schon verwechselt.
Da es nur ganze Zähne gibt und die Vorgabe der Gesamtübersetzung vermutlich so geneu wie möglich errreicht werden soll, muss man vorher etwas rechnen, was günstiger ist, um mit den Teilübersetzungen auf die gewünschte Gesamtübersetzuung zu kommen. Falls die Drehrichtung eine Rolle spielt, hat man da eventuell schon eine Vorgabe.

Von der Konstruktion her habe ich wenig Ahnung, ob es einfacher ist den Planetenträger oder die Aussenringe beweglich zu machen bzw. zu sperren. Das muss man auch überlegen, und in die Entscheidung einfliessen lassen. So rein gefühlsmässig meine ich ein gemeinsamer Planetenträger für beide Teilgetriebe ist zumindest mal materialsparend. Die Achsen werden aber wohl nicht auf gleicher Höhe sein, sonst schränkt man sich zu sehr ein. Eher eine robuste Scheibe, auf der die Planetenachsen versetzt montiert werden "schwebt" mir vor.

Irgendwo in den Weiten des inet habe ich auch mal eine Seite gesehen, bei der man ein Planetengetriebe rechnerisch simulieren kann und mit den Zahnzahlen "spielen"

 

[crawwler]

Die Kraftrichtung anders herum?
Du meinst, dass das erste Hohlrad fixiert ist, und der Abtrieb über das zweite Hohlrad erfolgt?

Die Drehrichtung spielt bei uns keine Rolle, wir können auch so viele Stufen einbauen wie wir wollen.
(geringstes Volumen)

Das mit den Zähnezahlen ist mir soweit auch klar.
Wie kommst du aber auf eine Übersetzung von 4,428 pro Stufe?

Für die endgültige Konstruktion der Zahnräder und Stufen, würde ich dann den eAssistent.eu nehmen.
(Hab da einen 300min Testzugang angelegt). Sonst hab ich nicht viel zum Konstruieren der Zahnräder.

Wie geh(s)t du/man an die Modul-festlegung?
Es sind ja immerhin 55.3 Nm zu übertragen.

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Mit System 8,
Ich gehe mal von einem 4er Modul aus.

Stufe 1: Eingang 950 1/min.
Hohlrad 68 Zähne
Sonnenr 20 Zähne
Übersetzung: 4.40
Abtrieb mit 227.3 1/min

Stufe 2: Eingang 227.3 1/min
Hohlrad 69 Zähne
Sonnenr 20 Zähne
Übersetzung: 4.45
Abtrieb mit 51.08 1/min

Ich denke irgendwo in diese Richtung wird es gehen.
Mit nem 3er Modul bekomm ich da auch ordentliche Ø raus.

Ich kann mit dem 27er System bei gleicher Baugröße keine so "großen" Übersetzungen erziehlen...

Hohlrad 70 Zähne
Sonnenr 20 Zähne
Ü = 1.286
Abtrieb mit 777.8 1/min

Da brauche ich dann eine oder 2 Stufen mehr...

Was denkst du? Bin ich auf dem richtigen Dampfer :)

 

[pleindespoir]

Wie kommst du aber auf eine Übersetzung von 4,428 pro Stufe?
Quadratwurzel von1000/51
Das ist freilich nur ein grober Anhaltspunkt - die beiden Stufen werden ja sicher nicht gleich sein, aber zumindest einigermassen ähnlich wäre schon sinnvoll.
Ich hab mal ein wenig getüftelt - Antrieb Sonne Abtrieb Steg gibt die grösste Untersetzung bei 343Z Aussenring starr und Sonne 100 Z ... Planetenzähne gehn dann natürlich nicht auf. Antrieb Steg Abtrieb Sonne bringt nix - also 1. Steg auf die 2.Sonne fest verbinden. Das zwei Mal hintereinander bringt ungefähr die Übersetzung. Nun aber ein wenig weitertüfteln, um auf sinnvolle 'Zahnzahlen zu kommen. Wieviele Planeten sollen laufen ? 2, 3, 4 ?

 

[crawwler]

Hey,
ah okay, vielen Dank für die Erläuterung... klingkt relativ logisch.

So wie du es beschrieben hast, will ich es eigentlich ja auch bauen.
Das ist genau die Skizze vom 8er Bild.

Wie du oben siehst, hab ich auch schon die Zähnezahlen relativ gut angenähert bei der ersten Stufe.
Denkst du das könnte hinhauen?
Die zweite Stufe benötigt da noch etwas feintuning.

Von der Planetenanzahl würde ich jetzt mal von 3 ausgehen.
Das ist vom Drehmoment abhängig oder?

 

[pleindespoir]

hier ist das Berechnungstool:
http://portal.tugraz.at/portal/page/portal/Files/i3100/03_Lehre/Daten/Einfach Planetengetriebe.swf
Viel Erfolg!

 

[DrDuemmlich]

Wie ist der Stand der Dinge?