Technisches Projekt

Dieses Thema im Forum "Technik" wurde erstellt von Hennus, 23 Nov. 2012.

  1. Hallo,

    ich studiere Maschinenbau im dritten Semester und habe ein Projekt. [Siehe Bild]

    Erstes Problem:

    Wo kann ich am sinnvollsten für alle drei Wellen Fest- oder Loslager einbauen? Sprich, bei Welle 1 eher links das Loslager oder eher rechts? Wie bestimmt man wo das Fest- und wo das Loslager hin muss?

    Zweites Problem:

    Die Kegelradstufen sind so zu konstruieren, dass bei der Montage die axiale Einstellung der Zahnräder zueinander mittels Passscheiben vorgenommen werden kann. Wo kann man dies am besten realisieren? Was ist am sinnvollsten?

    Zusätzliche Daten:

    Der durch den Wind angetriebene Rotor (1) treibt über eine Welle-Nabe-Verbindung die Rotorwelle (2) an. Über die Kegelradstufe 1 (3) wird die Drehbewegung auf die Königswelle (4) übertragen. Die Königswelle wird über eine Fest-Los-Lagerung im Königswellengehäuse (5) gelagert. Die Drehbewegung der Königswelle wird durch eine weitere Kegelradstufe (6) auf die Abtriebswelle (:cool: übertragen.
    - Zahnräder sind Kegelräder

    Über Hilfe würd ich mich freuen.

    projekt.jpg
     
  2. AW: Technisches Projekt

    Hallo Hennus

    Das sieht aber ganz nach Hausaufgaben Erledigung aus.
    Na gut ein paar Tips sollen es sein.
    Erstmal gibt es in dem Bild keine Welle 1.
    Bei der Rotorwelle kannst du überlegen, was mit dem Kegelrad Antrieb passiert, wenn das Loslager rechts ist.
    Die "Königswelle" ist oben und unten durch Kegelräder begrenzt, wo soll die sich hindehnen? Da wirs du einen Dehnungsausgleich (Vielzahn, Passfeder) schaffen müssen.

    Gruß
    Rochus
     
    Rochus und ichweiswas gefällt das.
  3. AW: Technisches Projekt

    Besser und billiger als Dehnungsausgleich:
    Unten ein Stirnradgetriebe vorsehen - dann ist die Dehnung egal.
    Das Festlager der Königswelle kommt dann dorthin, wo man zum Einstellen leichter dazukommt.

    ... aber ob das bei der Hausübung zulässig ist? ;)
     
  4. AW: Technisches Projekt

    Ja das stimmt.
    Leider wissen wir nix von den Abmessungen. Wenn die senkrechte Welle lang ist, dann wird man auch Probleme mit der Ausrichtung haben. Auch wissen wir nix von Kräften, Drehmomenten, Drehzahlen. Bei der Auslegung solcher Antriebe ist es doch nicht ganz unwichtig zu wissen, mit welchen Dimensionen man es zu tun hat. Und auch die veranschlagte Nutzungsdauer ohne großen Wartungsaufwand ist auch für die Preisgestaltung wichtig, nicht nur ein niedriger Anschaffungswert der Bauteile.
     
  5. AW: Technisches Projekt

    ... und wenn da insgesamt zwischen Rotor- und Generatorwelle eine Übersetzung realisiert werden soll,
    was ja gerade bei solchen Windgeneratoren sehr oft gewünscht ist (hochtourige Maschinen sind kleiner und billiger),
    wäre auch schlau, die zumindestens teilweise schon oben ins Kegelradgetriebe zu verlegen.
     
    derschwarzepeter gefällt das.
  6. AW: Technisches Projekt

    Jawoll Peter, so isset.
    Aber da muss man einen vernünftigen Kompromiss finden.
    Bei gleicher zu übertragender Leistung: hohe Drehzahl = kleineres Drehmoment = dünnere Wellen = höhere Anforderungen an Auswuchtung, Rundlauf, Lagerung.
     
  7. AW: Technisches Projekt

    Hallo Leute,

    schön zu sehen das sich einige Gedanken über mein Projekt machen. Danke dazu!

    An Rochus:

    Das ist nur ein Müh-Bereich von dem, was ich mit dem Projekt machen soll. Wir sollen dieses Getriebe komplett selbst entwickeln [natürlich nur auf theoretischer Basis] (Maße aller Bauteile, Zähnezahlen der Kegelräder, Lagerarten, Statik berechnen, Momente berechnen, Festigkeiten, Sicherheiten und und und). Also keine Angst, meine Hausaufgaben muss und soll natürlich keiner hier für mich erledigen. :)

    Mit Welle 1 meinte ich = Erste Welle = Antriebswelle.

    An derschwarzepeter und ichweiswas:

    Leider haben wir die Zahnräder als Kegelräder vorgegeben und haben da nicht den Freiraum, eine andere Getriebestufe zu verwenden. Aber die Idee ist klasse! Hier noch ein paar Sachen die ich schon errechnet habe oder die vorgegeben sind:

    Antriebsleistung P = 750 Watt [vorgegeben]
    Abtriebsleistung P = 750 Watt
    [wir nehmen idealerweise einen Wirkungsgrad von 1 an, wurde mit dem Prof. besprochen]

    Widerstandskraft Rotor [Betrieb] = 500 N [vorgegeben und keine Ahnung was das ist]

    Gesamtübersetzungsverhältnis i = 1:3 [vorgegeben]
    [1:1 für erste Getriebestufe; 1:3 für zweite Getriebestufe, ist auch vorgegeben]

    Anfangsdrehzahl n = 1200 1/min [vorgegeben]
    Enddrehzahl n = 400 1/min [errechnet]

    Antriebsmoment M = 6 Nm [errechnet]
    Abtriebsmoment M = 18 Nm [errechnet]

    Zähnezahl / Teilkreisdurchmesser / Module [aus Zeichnung abgelesen, errechnet, errechnet]:
    z1 = 16 / d1 = 32 mm / m1 = 2 mm
    z2 = 16 / d2 = 32 mm / m2 = 2 mm
    z3 = 15 / d3 = 30 mm / m3 = 2 mm
    z4 = 45 / d4 = 90 mm / m4 = 2 mm

    Das sind bis jetzt alle Werte die ich hab.

    Ein paar Fragen dazu:


    1. Ich hab rechnerisch bei allen Zahnrädern ein Modul von 2 mm ermittelt. Ist sowas normal?
    [Eigentlich sind die Zähnezahlen nicht gut gewählt, weil sie jeweils einen gemeinsamen Teiler haben, aber sie sind in der Getriebestufen-Zeichnung so vorgegeben. Also falls das jemand bemängelt, ja ich finds auch nicht klug. :D ]

    2. Festlager dort einbauen wo die größten axialen Kräfte auftreten, Loslager dort wo radiale Kräfte aufgenommen werden sollen. Jetzt treten bei der Antriebswelle ja auf beiden Seiten hohe Kräfte auf und ich hab mal irgendwo gelesen das man ein Loslager nicht so nah am Rotor einbauen soll. Also ist mein Gedanke:

    Links Festlager, Rechts Loslager bei der Antriebswelle?

    3. Bei der Königswelle dann eher oben das Festlager, weil man ja sonst zwei Loslager bei einer Getriebestufe hätte und das ist doch bestimmt praktisch nicht klug oder?

    Das erstmal zu meinen Fragen :D
    Problem ist ganz einfach das Studium = Theorie und vieles kriegen wir nicht vermittelt wie man es angehen sollte.

    LG & ein schönes We euch!
     
  8. AW: Technisches Projekt

    keiner?! :rtfm::flowers::D
     
  9. AW: Technisches Projekt

    1. Ich hab rechnerisch bei allen Zahnrädern ein Modul von 2 mm ermittelt. Ist sowas normal?
    "Normal" ist relativ: Einen 2er-Modul würde ich eher in einem Wecker vermuten - nimm wenigstens 3!

    2. Festlager dort einbauen wo die größten axialen Kräfte auftreten, Loslager dort wo radiale Kräfte aufgenommen werden sollen. Jetzt treten bei der Antriebswelle ja auf beiden Seiten hohe Kräfte auf und ich hab mal irgendwo gelesen das man ein Loslager nicht so nah am Rotor einbauen soll.
    Ersteres ja, zweiteres kann ich nicht nachvollziehen:
    Der mords Propeller wird doch mehr Radiallast einbringen als die Kegelräder, oder?

    3. Bei der Königswelle dann eher oben das Festlager, weil man ja sonst zwei Loslager bei einer Getriebestufe hätte ...
    Wenn du eine Getriebestufe umdrehst, machert das sogar Sinn,
    denn das würde das Distanzieren des Flankenspieles erleichtern!


    Kleiner Tipp:
    Die haben zwar meistens ein bissi höhere Übersetzungen,
    aber schau dir mal das Getriebe im Kopf eines Winkelschleifers an;
    das ist ziemlich genau deine Liga!
     
  10. AW: Technisches Projekt

    1. das modul hab ich aber anhand der vorgegebenen daten so errechnet, werd das wohl so beibehalten müssen auch wenn es eher realitätsfern ist.

    2. touche, da haste natürlich recht mit der lagerung. also doch bei der antriebswelle das linke lager als loslager und das rechte als festlager. jetzt weiß ich aber nicht genau was du mit getriebestufe umdrehen meinst?

    Danke für den Tipp. Werd ich machen! Und danke für deine Hilfe!

    LG
     
  11. AW: Technisches Projekt

    Nein, bringt auch nix.
    Du brauchst einfach bei jedem Kegelrad der Königswelle (auf der Seite mit dem großen Durchmesser) ein Festlager,
    dessen genaue Position einstellbar ist.
     
  12. AW: Technisches Projekt

    Hennus ich nehme an Du studierst im Emden? ;)

    Sitze gerade am selben Projekt, allerdings habe ich Drezahl n=1000 u/min; Gesamtübersetzung i=1/2; Leistung P=1,25kW und Windwiderstandskraft des Rotors Fw=700N.

    Bin jetzt schon so weit, dass ich die Sicherheit der Wellen gegen Fließen und Dauerbruch nachgewiesen habe für einen Entwurfsdurchmesser von 8,5 mm.

    Als Welle-Nabe-Verbindung habe ich eine Passfeder DIN 6885 A4*4*14 gewählt.

    Jetzt zermatter ich mir den Kopf über die Kegelradstufen. Da ja ganzzahlige Übersetzungsverhältnisse ungünstig sind, habe ich für die erste Kegelradstufe i1=1,25 und für die zweite i2=1,6 gewählt.

    Da die Wellen ja im 90 Grad Winkel stehen und das Übersetzungsverhältnis der ersten Stufe und somit ja auch das Zähnezahlverhältnis bekannt waren, konnte ich die Teilkegelwinkel mit delta1=38,66 Grad und delta2=90 Grad - delta1 = 51,34 Grad bestimmen.

    Jetzt fehlt mir leider komplett der Ansatz die Kegelräder zu entwerfen. Ich habe mich am Roloff/Matek entlandgehangelt komme nicht wirklich weiter was die Abmaße der Räder betrifft. Kann ich den Modul frei wählen?

    Die Zähnezahl des Ritzels muss 17 bis 36 Zähne betragen. Und damit die Zähnezahl des Rades ganzzahlig wird, kommen nur 20, 24, 28, 32 oder 36 Zähne in Frage. Ich habe also die Zähnezahl des Ritzel auf 20 festgelegt.

    Nach der Gleichung 22.32 aus dem Roloff Matek konnte ich damit bestimmen, dass mein mittlerer Modul mindestens 1,02 betragen muss. Nur wie mache ich weiter?

    Ich habe mir schon überlegt das Ritzel der zweiten Kegelradstufe als Ritzelwelle auszuführen oder ist die ungünstig?

    Kann mir vielleicht jemand weiterhelfen?
     

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