Bootswendegetriebe. Gliederung:

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Adolf Lang
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1 M Bootswendegetriebe Gliederung: 1 Zahnradberechnungen - - Berechnungen für die Wellen und Lager.1 Abtriebswelle - -. Antriebswelle Motorenauswahl.1 Vorbemerkungen Gegenüberstellung verschiedener Motoren Auswahl eines Motors Montageanleitung 4.1 Einzelschritte Montageschritte Anhang: Verschieden Motoren

2 M 1 Zahnradberechnungen: Gegeben: - Geradverzahnt - Eingriffswinkel - Modul 5 Teilung p ð m Kopfspiel c.167 m.85 Vorwärts Rückwärts Zwischenrad Außendurchmesser d a in mm d m Zähnezahl z a m Teilkreisdurchmesser d k m z in mm Fußkreisdurchmesser d f d k (m+c) in mm Zahnkopfhöhe h a m in mm 5 Zahnhöhe h m + c in mm 1.8 Zahnfußhöhe h f m + c in mm 5.8 Achsabstand: a dk1 + dk mm 185mm Berechnungen für Wellen und Lager.1 Abtriebswelle: (Daten aus Übung des Sommersemesters) Gegeben: T ab 15 Nm 1 n min N σ zul 15 ( Werkstoff St 7-) mm Lebensdauer ~ 5 h Daten aus FAG-Katalog: S. 7 f l - für kleine Schiffsgetriebe S. 4 f l 1.44 aus Tabelle f n.481 p F r dk T T ab Ft F t d k F t 8.47 kn 9. kn cos Nm 8.47 kn.95 m Σ M (A) : - F r.6 m + F B.4 m F F B r.6 m 9. kn.6 m 1.9 kn.4 m.4 m Σ F : - F r + F A + F B F A F r - F B 9. kn 1.9 kn 7.7 kn M b F A l 7.7 kn.6 m 46.8 Nm

3 M 16 T 16 15Nm t t 5.9 MPa ð d ð (.5m ) M b 46.8 Nm s b 7.8 MPa ðd ð (.5m ) 1 ó bzuliii 1 15 a.8 ô 19 tzuli M d erf ðó M s vge ðd zul b b 1 á T + 4 M b 46.8 Nm N ð15 m 15Nm m Nm T 46.8 Nm 15Nm 1+ á M 5.5 MPa b ð (.5 m) Nm L mit P X F r, und X folgt aus L h p C P 6 L1 n6 5.1 kn 7.7 kn f C F e < x Umdrehungen 6 h 51 h gewähltes Lager kann verwendet werden. Lagerdaten:

4 M. Antriebswelle: Aus der Zahnradberechnung folgt: i F t F r T d k z z 1 n n z n n z min 15 min 17.8 Nm 8.47 kn.75 m F t 8.47 kn 9. kn cos.997 T an i T ab.9 15 Nm 17.8 Nm Σ M (A) : - F r.6 m + F B.4 m F F B r.6 m 9. kn.6 m 1.9 kn.4 m.4 m Σ F : - F r + F A + F B F A F r - F B 9. kn 1.9 kn 7.7 kn M b F A l 7.7 kn.6 m 46.8 Nm Für die folgenden Berechnungen wird ein Wellendurchmesser von 45 mm genommen. 16 T Nm t t 17.8 MPa ð d ð (.45m ) M s b ðd a b 1 ó ô 46.8 Nm 51.8 MPa ð (.45m ) bzuliii tzuli M d erf b T 46.8 Nm 1+ á ðó zul 4 M b N ð15 m gewählter Durchmesser kann genommen werden. M s vge ðd b 17.8Nm m Nm T 46.8 Nm 17.8Nm 1+ á M 6.5 MPa b ð (.45 m) Nm L mit P X F r, und X folgt aus p C P 5.7 kn 7.7 kn f C F e < x Umdrehungen 6 6 L L h h 4476 h n gewähltes Lager kann gewählt werden

5 M Lagerdaten: Motorenauswahl:.1 Vorbemerkungen Bei der Motorenauswahl stand ich vor gewissen Problemen. Aufgrund der sehr niedrigen Drehzahlen und den großen Momenten die übertragen werden sollten, gestaltete sich die Suche nach einem für dieses Getriebe geeigneten Motor als schwierig. Die meisten Hersteller sind darauf bedacht, Ihre Motoren so zu züchten, das sie mehr Leistung bei höheren Drehzahlen leisten. Deshalb drehen die meisten Motoren sehr hoch ( 1/min und mehr). Wenn das Getriebe nicht schon im vorherigen Semester konstruiert und berechnet wurde, hätte ich das Übersetzungsverhältnis noch mehr verändert, um eine optimalere Kombination aus Drehzahl und Momente zu bekommen. Da aber die Abtriebswelle bereits konstruiert und berechnet wurde, und ich diese Daten nicht verändern wollte, und gleichermaßen aber die Zahnräder der Antriebswelle nicht beliebig klein werden lassen konnte, habe ich lediglich einen Motor ausgewählt, der den gewünschten Daten zumindest einigermaßen entspricht. Auf den nun folgenden zwei Seiten habe ich die Leistungs- als auch die Momentnenlinien für verschiedene Motoren selbst gezeichnet, bzw. errechnet, mittels der Daten die man direkt bei Deutz abfragen konnte. Die selbst konstruierten Verläufe geben nur ungefähr den richtigen Verlauf wieder, aber im Rahmen dieser Übung reicht das aus. In der Wirtschaft hingegen wird man sich natürlich nicht auf solche grob Verläufe verlassen, sondern entsprechende Unterlagen einfordern, bzw. sich genauestens beraten lassen. Ich habe mich zwar während meiner Ausarbeitung an verschiedene Firmen gewandt, z.b. MAN, Deutz, Volvo u.a. um Bitte für entsprechende Unterlagen, aber bis zum Abgabezeitpunkt leider noch keine Antworten erhalten

6 M Leistungskurven P in kw D9-6 F6L91 TD9-4 F5L91 D9-4 F4L91 D- D- FL91 TD U in 1/min

7 M Momentenverläufe 5,, M in Nm 5,, 15, 1, D9-6 F6L91 TD9-4 F5L91 D9-4 F4L91 TD- FL91 D- D- 5,, U in 1/min

8 M. Auswahl eines Motors Aus den vorangegangenen Motoren wurde nun der F6L91 ausgewählt. Begründung: Die Momentenlinie zeigt bei einer Umdrehungszahl von 15 1/min noch nach oben, könnt somit also dem Wert von 17.8 Nm bei 1 1/min am nächsten kommen. Der D9-6 dürfte sein maximalen Wert von ungefähr Nm erst bei 16 Umdrehungen erreichen, und die anderen Deutz Motoren schaffen die erforderliche Leistung nicht. P in kw Leistungskurve M in Nm Momentenkurve n in 1/min n in 1/min Noch einmal sei bemerkt, dass dieser Motor bestimmt nicht ein Optimum darstellt, dennoch kommt er im Vergleich zu anderen, wie z.b. den Perkins-Sabre Motoren, oder Westerweke Motoren (siehe Anhang) den geforderten Werten am nächsten. Technische Daten des F6L91 von DEUTZ: Es handelt sich um einen Motor der Baureihe 91 Reihen 6-Zylinder Saugmotor Bohrung/Hub mm 1/1 Hubvolumen Ltr. 5,616 Leistungen bei 15 min -1 kw (PS) 48 (65) 18 min -1 kw (PS) 57 (78) 15 min -1 kw (PS) 66 (9) Gewicht kg 41 weitere Merkmale: siehe Anhang A

9 M 4 Montageanleitung 4.1 Einzelschritte Antriebswelle (Symmetrische Montage) - Distanzhülsen (1) aufschieben - Radialrillenkugellager (5) aufpressen - Sichern der Lager durch Montage der Sicherungsringe () Abtriebswelle - Einsetzen der Passfeder (51) - Montage der Kupplung (1) (Symmetrische Montage von hier an) - Aufbringen der Rillenkugellager (4) (innen) - Aufsetzen der Zahnräder (1 und 11) - Vormontage mittels der Innensechskantschrauben (7) und Federringe (5) - Einsetzen der Sicherungsringe () - Distanzhülsen (19) aufschieben - Rillenkugellager (4) außen aufschieben - Festziehen der Schrauben (7) - evtl. Nachschieben der äußeren Kugellager (4) - Aufschieben der Distanzhülse () - Montage der Rillenkugellager () - Sichern durch Sicherungsringe (1) Zwischenwelle - Aufsetzen des inneren Kugellagers (6) - Aufbringen des Zwischenzahnrades (1) - Sicherungsringe (5) montieren - Distanzhülse () aufschieben - Zweites Kugellager (6) montieren - Sicherungsring ((4) montieren Deckel vorbereiten - Deckel (6) einsetzen des Radial Wellen Dichtringes (7) - Sicherungsring (1) montieren - O-Ring (44) einsetzen - Deckel (8) einsetzen des RWD (8) - Sicherungsring () montieren - O-Ring (46) einsetzen - Deckel (7) O-Ring (45) einsetzen - Deckel (9) O-Ring (47) einsetzen - Lagerbuchse (18) mit eingesetztem O-Ring (48) in Gehäusewand einpressen - Vormontage der Zwischenwelle mittels Schrauben (41) und U-Scheiben (4) - Einsetzen der montierten Antriebs- und Abtriebswelle in den Gehäuseboden (4) - Anbringen der Deckel mittels Innensechskantschrauben (6) und Unterlegscheiben (4) (Aufpassen bei der Montage auf die RWD s), aber noch nicht entgültig festziehen. - Einstellen und Anziehen der Zwischenwelle Einbau des Schaltgestrenges - Aufsetzen der Klaue (16) - Zahnstange (15) auf der Führung seitlich einschieben - Verbinden von Zahnstange (15) mit Klaue (16) mittels Schrauben (8) und U-Scheiben (4) - Einbringen des Hebels (14) - Sicherungsringe (5) montieren - Kugel (17) aufschrauben

10 M Passstifte (49) einsetzen Auflageflächen für Gehäusedeckel (5) am Gehäuseboden (4) mit Dichtmasse ausfüllen. Aufsetzen des Gehäusedeckels (5), und mittels Schrauben (9 und 4) und U-Scheiben (4) festschrauben. Deckel ebenfalls nun festschrauben. 4. Montageschritte Vormontage der Deckel Zwischenwelle Deckel aufsetzen und vormontieren Antriebswelle einsetzen in Gehäuseboden Abtriebswelle Lagerbuchse mit O-Ring Einstellen der Zwischenwelle Vorbereiten des Gehäusedeckels Einbau Schaltgestänge Endmontage, Kontrolle Die Verbindung zwischen Motor und Getriebe wird durch eine hochflexible Kupplung hergestellt, auf die aber in dieser Übung nicht weiter eingegangen wird

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