Getriebe. zur Auswahl der Ausbildungseinheiten. Swissmem, Lizenzerwerb durch Kauf der CD-ROM

Transkript

1 Getriebe Lernziele Getriebe im Funktionsstrang Funktion der Getriebe Systematik der Getriebe Getriebedarstellung Zahnradgetriebe Planetengetriebe Differentialgetriebe Stufenlos verstellbare mech. Getriebe Aufgaben Zusatzinformationen zur Auswahl der Ausbildungseinheiten

2 Getriebe «Zusatzinformationen» Video CS Industries KA-Getriebe MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Zusatzinformationen _2

3 Getriebe «Lernziele» Funktionen der Getriebe unterscheiden Getriebesystematische Einteilungen unterscheiden Verschiedene Getriebearten beurteilen, skizzieren und berechnen Getriebepläne, Drehzahlbilder und Kraftflussbilder interpretieren MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Lernziele _3

4 Getriebe im Funktionsstrang Getriebe sind Baueinheiten zwischen Antriebs- und Arbeitseinheiten. Antriebseinheit Getriebe Arbeitseinheit MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Getriebe im Funktionsstrang 105_4

5 Grundfunktionen der Getriebe Getriebe können folgende Funktionen haben: Übertragen Anpassen Ändern Umformen von Kräften Drehzahlen Bewegungen Energie Leistung MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Funktion der Getriebe 3D-Animation Kegelradgetriebe 105_5

6 Grundmerkmale der Getriebe Drehzahl Drehmoment M 1 M 2 Drehrichtung Bewegungsrichtung Achsrichtung Achsdistanz MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Funktion der Getriebe 105_6

7 Aufgabe «Berechnen Sie die in der Tabelle fehlenden Werte, ausgehend von einem Motordrehmoment von 175 Nm bei 3000 min -1.» Zähnezahl des treibenden Rades Zähnezahl des getriebenen Rades Übersetzung Drehmoment Drehzahl Beispiel z 1 = 15 z 2 = i = 15 = 2,40 : 1 M = 175 Nm 2,4 = 420 Nm n = 3000 min -1 2,4 = 1250 min -1 z 1 < z 2 i > 1 steigt sinkt Aufgabe z 1 = 24 z 2 = 18 i = 18 / 24 = 0,75 M = 175Nm 0,75 n=3000 min -1 /0,75 i = 1 : 1,33 M = 131,3 Nm n=4000 min -1 z 1 > z 2 i < 1 sinkt steigt MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Funktion der Getriebe 106_7

8 Unterscheidung nach der Energieübertragung Unterscheidung der Getriebe nach der Energieübertragung mechanisch pneumatisch hydraulisch MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Systematik der Getriebe 106_8

9 Unterscheidung nach Art der Übersetzung gleichförmig ungleichförmig einstufig mehrstufig stufenlos formschlüssig kraftschlüssig MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Systematik der Getriebe 106_9

10 Getriebedarstellung Als Hilfsmittel für die Getriebedarstellung werden verwendet Getriebeplan Drehzahlbild Kraftflussbild MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Getriebedarstellung 107_10

11 Getriebedarstellung Als Hilfsmittel für die Getriebedarstellung werden verwendet Getriebeplan Drehzahlbild Kraftflussbild MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Getriebedarstellung 107_11

12 Getriebedarstellung Als Hilfsmittel für die Getriebedarstellung werden verwendet Getriebeplan Drehzahlbild Kraftflussbild MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Getriebedarstellung 107_12

13 Getriebedarstellung Als Hilfsmittel für die Getriebedarstellung werden verwendet Getriebeplan Drehzahlbild Kraftflussbild MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Getriebedarstellung 107_13

14 Getriebedarstellung Als Hilfsmittel für die Getriebedarstellung werden verwendet Schaltstellung 1 Getriebeplan Drehzahlbild Kraftflussbild MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Getriebedarstellung 107_14

15 Getriebedarstellung Als Hilfsmittel für die Getriebedarstellung werden verwendet Schaltstellung 1 Getriebeplan Drehzahlbild Kraftflussbild MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Getriebedarstellung 107_15

16 Getriebedarstellung Als Hilfsmittel für die Getriebedarstellung werden verwendet Schaltstellung 1 Getriebeplan Drehzahlbild Kraftflussbild MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Getriebedarstellung 107_16

17 Getriebedarstellung Als Hilfsmittel für die Getriebedarstellung werden verwendet Schaltstellung 2 Getriebeplan Drehzahlbild Kraftflussbild MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Getriebedarstellung 107_17

18 Getriebedarstellung Als Hilfsmittel für die Getriebedarstellung werden verwendet Schaltstellung 2 Getriebeplan Drehzahlbild Kraftflussbild MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Getriebedarstellung 107_18

19 Getriebedarstellung Als Hilfsmittel für die Getriebedarstellung werden verwendet Schaltstellung 2 Getriebeplan Drehzahlbild Kraftflussbild MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Getriebedarstellung 107_19

20 Getriebedarstellung Als Hilfsmittel für die Getriebedarstellung werden verwendet Getriebeplan Drehzahlbild Kraftflussbild MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Getriebedarstellung 107_20

21 Aufgabe «Ordnen Sie die folgenden Bezeichnungen den Abbildungen zu.» Schieberadgetriebe Wechselradgetriebe Umsteckrädergetriebe Kupplungsgetriebe Vorlegegetriebe Wendegetriebe Ziehkeilgetriebe Schwenkradgetriebe (Norton) Getriebeplan Getriebeplan Drehzahlbild Drehzahlbild Kraftflussbild Kraftflussbild Feste Achsabstände Schieberadgetriebe Kupplungsgetriebe Umsteckrädergetriebe MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Zahnradgetriebe 107_21

22 Aufgabe «Ordnen Sie die folgenden Bezeichnungen den Abbildungen zu.» Schieberadgetriebe Wechselradgetriebe Umsteckrädergetriebe Kupplungsgetriebe Vorlegegetriebe Wendegetriebe Ziehkeilgetriebe Schwenkradgetriebe (Norton) Getriebeplan Getriebeplan Getriebeplan Wendegetriebe (Wendeherz) Schieberadgetriebe Ziehkeilgetriebe MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Zahnradgetriebe 107_22

23 Aufgabe «Ordnen Sie die folgenden Bezeichnungen den Abbildungen zu.» Schieberadgetriebe Wechselradgetriebe Umsteckrädergetriebe Kupplungsgetriebe Vorlegegetriebe Wendegetriebe Ziehkeilgetriebe Schwenkradgetriebe (Norton) Getriebeplan Getriebeplan Getriebeplan Rädersatz Zwischenachse II veränderliche Lage Schere Wechselradgetriebe Schwenkradgetriebe Vorgelegegetriebe MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Zahnradgetriebe 107_23

24 Aufgabe «Ordnen Sie die folgenden Drehzahl- und Kraftflussbilder den Getrieben zu.» Schieberadgetriebe Wechselradgetriebe Umsteckrädergetriebe Kupplungsgetriebe Vorlegegetriebe Wendegetriebe Ziehkeilgetriebe Schwenkradgetriebe (Norton) Drehzahlplan Drehzahlplan Drehzahlplan Kraftflussbild Schieberadgetriebe Vorgelegegetriebe Umsteckrädergetriebe Schieberadgetriebe Vorgelegegetriebe MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Zahnradgetriebe 107_24

25 Aufgabe «Berechnen Sie für das folgende Getriebe die Abtriebsdrehzahlen und zeichnen Sie das Drehzahlbild.» Getriebeplan Drehzahlbild n 1 =100 n 2 =140 n 3 =200 n 4 =280 1/min MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Zahnradgetriebe 108_25

26 Aufgabe «Berechnen Sie für das folgende Getriebe die Abtriebsdrehzahlen und zeichnen Sie das Drehzahlbild.» Getriebeplan Drehzahlbild n 1 =100 1/min MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Zahnradgetriebe 108_26

27 Aufgabe «Berechnen Sie für das folgende Getriebe die Abtriebsdrehzahlen und zeichnen Sie das Drehzahlbild.» Getriebeplan Drehzahlbild n 2 =140 1/min MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Zahnradgetriebe 108_27

28 Aufgabe «Berechnen Sie für das folgende Getriebe die Abtriebsdrehzahlen und zeichnen Sie das Drehzahlbild.» Getriebeplan Drehzahlbild n 3 =200 1/min MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Zahnradgetriebe 108_28

29 Aufgabe «Berechnen Sie für das folgende Getriebe die Abtriebsdrehzahlen und zeichnen Sie das Drehzahlbild.» Getriebeplan Drehzahlbild n 4 =280 1/min MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Zahnradgetriebe 108_29

30 Aufgabe «Welche Auswirkungen hat ein Zwischenrad bei einem Zahnradgetriebe...» a)... auf das Übersetzungsverhältnis? b)... auf die Drehrichtung des getriebenen Rades? a) keine b) Die Drehrichtung des 1. und 3. Rades bleibt gleich. MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Zahnradgetriebe 108_30

31 Aufgabe «Warum können Schieberadgetriebe nicht während des Laufs geschaltet werden?» Die zweite Welle hat nicht die gleiche Drehzahl wie die erste Welle. Durch das plötzliche Eingreifen würden die Zahnräder zerstört. MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Zahnradgetriebe 108_31

32 Planetengetriebe werden auch Umlaufgetriebe genannt. Es sind kompakt angeordnete Rädergetriebe, die vielfältige Übersetzungsmöglichkeiten zulassen. Planeten- oder Umlaufräder; meistens drei Räder Steg- oder Planetenträger Sonnenrad, auch Mitten- oder Zentralrad genannt Hohlrad oder Zentralrad 2 MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Planetengetriebe 109_32

33 Vor- und Nachteile der Planetengetriebe Vorteile: Grosse Übersetzungen bei geringem Raumbedarf Hoher Wirkungsgrad Ruhiger Lauf Gleichachsigkeit Lagerkräfte ausgleichbar Nachteil: Exakte Herstellung nötig, daher teuer MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Planetengetriebe 109_33

34 Aufgabe «Jeder der drei Getriebeteile kann Antrieb Abtrieb oder Festglied (feststehend) sein. In den Abbildungen sind die feststehenden Teile schwarz, die Antriebsglieder grau dargestellt. Bestimmen Sie die Drehrichtung der Abtriebsglieder.» MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Planetengetriebe 109_34

35 Aufgabe «Jeder der drei Getriebeteile kann Antrieb Abtrieb oder Festglied (feststehend) sein. In den Abbildungen sind die feststehenden Teile schwarz, die Antriebsglieder grau dargestellt. Bestimmen Sie die Drehrichtung der Abtriebsglieder.» MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Planetengetriebe 109_35

36 Aufgabe «Jeder der drei Getriebeteile kann Antrieb Abtrieb oder Festglied (feststehend) sein. In den Abbildungen sind die feststehenden Teile schwarz, die Antriebsglieder grau dargestellt. Bestimmen Sie die Drehrichtung der Abtriebsglieder.» MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Planetengetriebe 109_36

37 Aufgabe «Jeder der drei Getriebeteile kann Antrieb Abtrieb oder Festglied (feststehend) sein. In den Abbildungen sind die feststehenden Teile schwarz, die Antriebsglieder grau dargestellt. Bestimmen Sie die Drehrichtung der Abtriebsglieder.» 1. Gang Rückwärtsgang 2. Gang direkter Gang MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Planetengetriebe 109_37

38 Aufgabe «Jeder der drei Getriebeteile kann Antrieb Abtrieb oder Festglied (feststehend) sein. In den Abbildungen sind die feststehenden Teile schwarz, die Antriebsglieder grau dargestellt. Bestimmen Sie die Drehrichtung der Abtriebsglieder.» 1. Gang Rückwärtsgang 2. Gang direkter Gang MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Planetengetriebe 109_38

39 Aufgabe «Jeder der drei Getriebeteile kann Antrieb Abtrieb oder Festglied (feststehend) sein. In den Abbildungen sind die feststehenden Teile schwarz, die Antriebsglieder grau dargestellt. Bestimmen Sie die Drehrichtung der Abtriebsglieder.» 1. Gang Rückwärtsgang 2. Gang direkter Gang MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Planetengetriebe 109_39

40 Aufgabe «Jeder der drei Getriebeteile kann Antrieb Abtrieb oder Festglied (feststehend) sein. In den Abbildungen sind die feststehenden Teile schwarz, die Antriebsglieder grau dargestellt. Bestimmen Sie die Drehrichtung der Abtriebsglieder.» 1. Gang Rückwärtsgang 2. Gang direkter Gang MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Planetengetriebe 109_40

41 Aufgabe «Jeder der drei Getriebeteile kann Antrieb Abtrieb oder Festglied (feststehend) sein. In den Abbildungen sind die feststehenden Teile schwarz, die Antriebsglieder grau dargestellt. Bestimmen Sie die Drehrichtung der Abtriebsglieder.» 1. Gang Rückwärtsgang 2. Gang direkter Gang MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Planetengetriebe 109_41

42 Differentialgetriebe Antrieb sind Planetengetriebe, bei denen sich alle Getriebeteile gleichzeitig drehen können. Differentialgetriebe verteilen z.b. das Antriebsmoment gleichmässig auf zwei Abtriebswellen, unabhängig von ihrer Drehzahl. Abtrieb 1 Käfig mit Planetenrädern Anwendung: Antriebsachse bei Autos. Abtrieb 2 3D-Animation Differentialgetriebe MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Differentialgetriebe 109_42

43 Aufgabe «Bei welcher Bedingung steht das Planetenrad z still?» Wenn n 1 = n 2 ist. Bei Kurvenfahrt (n 1 n 2 ) dreht das eine Abtriebsrad um den Betrag langsamer wie das andere schneller. Abtrieb 1 Antrieb Käfig mit Planetenrädern Abtrieb 2 MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Differentialgetriebe 109_43

44 Stufenlos verstellbare mechanische Getriebe Mit stufenlos verstellbaren Getrieben ist in bestimmten Grenzen eine stetige Verstellbarkeit der Drehzahl möglich. Die Verstellung kann sowohl im Stillstand als auch bei laufender Maschine erfolgen. Im Reibradgetriebe werden Drehmomente vom treibenden Bauelement über Reibräder, aber auch mit Wälzkörpern als Übertragungsglieder wie Kugeln, Rollen, Ringe oder Kegel auf das Abtriebsrad kraftschlüssig übertragen. Werkstoffe Grauguss oder Stahl (geschliffen) gepaart mit Kunststoff oder Gummi. MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Stufenlos verstellbare mechanische Getriebe 110_44

45 Vor- und Nachteile verstellbarer mech. Getriebe Vorteile: Einfach Preisgünstig Geringe Wartung Schutz vor Überlast Geringe Achsabstände Nachteile: Grosse Anpresskraft Schlupf Hohe Lagerbelastung Kleine Leistung MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Stufenlos verstellbare mechanische Getriebe 110_45

46 Aufgabe «Zeichnen Sie in die Zeichnungen farbig den Kraftfluss zwischen n 1 und n 2 ein.» Reibradgetriebe mit Zylinderrad Reibradgetriebe mit Kegelrad Reibradgetriebe mit Kegel und Rolle MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Aufgaben 110_46

47 Aufgabe «Zeichnen Sie in nebenstehenden Zeichnungen farbig den Kraftfluss zwischen n 1 und n 2 ein.» Reibradgetriebe mit Kugel Reibradgetriebe mit Schwenkrad Reibradgetriebe mit Scheiben (durch Achsversetzung) MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Aufgaben 110_47

48 Aufgabe «Wie viele verschiedene Drehzahlen lassen sich mit dem Schieberadgetriebe schalten?» Block III Welle IV Welle V Welle IV = 12 2 Welle III Block II Welle II Welle I (Antrieb) Block I Welle III Welle II Welle I (Antrieb) MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Aufgaben 111_48

49 Aufgabe «Erläutern Sie anhand der Skizze des Ziehkeilgetriebes den Kraftverlauf.» Treibende Welle Getriebene Welle Schaltstange Zwischenscheibe Ziehkeil Alle Zahnräder sind ständig im Eingriff. Die Getriebewelle, die als Hohlwelle konstruiert ist, beinhaltet die Schaltstange mit dem Ziehkeil. An der Stelle, wo sich der Ziehkeil befindet, wird das Drehmoment vom Zahnrad auf die Welle übertragen (Anwendung: z.b. Motorrad). MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Aufgaben 111_49

50 Aufgabe «Skizzieren Sie den Geschwindigkeitsverlauf v des Malteserkreuzgetriebes.» v 2 v 1 n 1 = konstant 3D-Animation Malteserkreuzgetriebe MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Aufgaben 111_50

51 Aufgabe «Studieren Sie die Funktion des Getriebes beim Vorwärtsfahren und beim Aufziehen.» MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Aufgaben 112_51

52 Aufgabe «Studieren Sie die Funktion des Getriebes beim Vorwärtsfahren und beim Aufziehen.» MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Aufgaben 112_52

53 Ende der Ausbildungseinheit zum Anfang der Ausbildungseinheit nächste Ausbildungseinheit zur Auswahl der Ausbildungseinheiten MachineWorld Übertragungselemente Getriebe Ende der Ausbildungseinheit _53