Maschinenelemente. Band 3: Schraubrad-, Kegelrad-, Schnecken-, Ketten-, Riemen-, Reibradgetriebe, Kupplungen, Bremsen, Freiläufe.

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1 G. Niemann H. Winter 2008 AGI-Information Management Consultants May be used for personal purporses only or by libraries associated to dandelon.com network. Maschinenelemente Band 3: Schraubrad-, Kegelrad-, Schnecken-, Ketten-, Riemen-, Reibradgetriebe, Kupplungen, Bremsen, Freiläufe Zweite, völlig neu bearbeitete Auflage Mit 234 Abbildungen Springer

2 Inhaltsverzeichnis 23 Stirn-Schraubradgetriebe Eigenschaften und Verwendung Zeichen und Einheiten Geometrie der Schraubräder Grundelemente eines Schraubradpaares Berührverhältnisse der Schraubräder mit Evolventenverzahnung Gleitgeschwindigkeiten Sonstige Verzahnungsdaten , Graphische Ermittlung der Schrägungswinkel für gegebene z v z 2, a und Profilverschiebung bei Schraubrädern 9 ; 23.4 Zahnkräfte, Kraftverteilung, Lagerkräfte Verlustleistung und Wirkungsgrad Gesamtverlustleistung und -Wirkungsgrad Verzahnungsverlustleistung Pyz un d -Wirkungsgrad r\ z Tragfähigkeitsberechnung und Auslegung Nachrechnung auf Gleitverschleiß Nachrechnung auf Fressen Nachrechnung der Zahnfußtragfähigkeit "Überschlägige Auslegung bei = Werkstoffe, Bearbeitung, Schmierung Berechnungsbeispiel Literatur zu Kegelrad-, Hypoid-, Kronenradgetriebe Eigenschaften,,Bauarten, Verwendung Kegelräder Hypoidräder (Kegel-Schraubräder) Kronenräder (Stirnplanräder) Kegelige Stirnräder Zeichen und Einheiten Geometrie der Kegelradverzahnung Paarung der Kegelräder Zahnformen der Kegelräder Bezugsprofil, Profilverschiebung und Änderungen am Bezugsprofil Flankenlinienverlauf, Schrägungswinkel (bei Bogenverzahnung Spiralwinkel) Kegelflächen Mittlere Ersatz-Stirnräder Modul Gleit- und Wälzbewegung der Zahnflanken 33! 24.4 Verzahnungsabweichungen und -toleranzen, Verzahnungsprüfung, Flankenspiel Radkörper- und Einbautoleranzen Tragbild, Verzahnungstoleranzen Zahndicke, Flankenspiel Kegelradherstellung Spanlose Formgebung Spanende Formgebung Werkstoffe und Wärmebehandlung für Kegelräder Gestaltung, Schmierung, Lagerkräfte Verlustleistung und Wirkungsgrad Auslegen und Entwerfen eines Kegelradgetriebes Gegebene Größen, Pflichtenheft 43

3 X. Inhaltsverzeichnis Uberschlägige Bestimmung von Durchmesser und Breite bei S = Wahl von Zähnezahl z x und Modul Entwurfsskizze, weitere Verzahnungsdaten Nachweis der Tragfähigkeit, Rechenschema, Beispiele Berechnungsverfahren Allgemeine Einflußgrößen Grübchentragfähigkeit Zahnfußtragfähigkeit Freßtragfähigkeit (Warmfressen) Beurteilung der Kaltfreßgefahr (s.abschn a) Verschleißtragfähigkeit Hypoidgetriebe (Kegelschraubgetriebe) Geometrie der Hypoidverzahnung Reibungszahl, Verlustleistung und Wirkungsgrad Lagerung, Gestaltung, Schmierung Auslegen und Entwerfen von Hypoidgetrieben Nachweis der Tragfähigkeit, Rechenschema, Beispiele Beispiel: Nachrechnung eines Pkw-Achsgetriebes (Hypoidgetriebe) Literatur zu Schneckengetriebe Übersicht Eigenschaften und Verwendung Paarungsarten, Flankenformen Tragfähigkeitsgrenzen und Betriebsverhalten Zeichen und Einheiten Zylinderschneckengeometrie (für Achsenwinkel = 90 ) Hauptmaße und Verzahnungsdaten Eingriffsgeometrie Gleichung der Schneckenflanke Ermittlung der Berührlinien Zahnkräfte, Kraftverteilung, Lagerkräfte Äußere Kräfte, Anwendungsfaktor K A Innere Kräfte und Kraftverteilung Zahnkraftkomponenten für Achsenwinkel = Lagerkräfte Verlustleistung und Wirkungsgrad Gesamtverlustleistung und -Wirkungsgrad ' Verzahnungsverlustleistung Py z und -Wirkungsgrad rj z bei = Zahnreibungszahl ß z = tan g z Leerlaufverlustleistung Py Verlustleistung durch Lagerbelastung P\LP Auslegung und Nachrechnung der Tragfähigkeit Uberschlägige Auslegung Nachrechnung der Temperatursicherheit S T Nachrechnung der Grübchensicherheit <S H und der Verschleißsicherheit <S W Nachrechnung der Zahnbruchsicherheit S F Nachrechnung der Durchbiegesicherheit Sg Gestaltung, Herstellung, Genauigkeit, Werkstoff, Schmierung, Montage Gestaltung von Bauelementen der Schneckengetriebe Herstellung Genauigkeit, Prüfung, Tragbild, Flankenspiel Werkstoffe Schmierung Beispiele und Rechenschema Literatur zu Kettengetriebe Überblick, Eigenschaften Bauarten, Anwendung Zeichen und Einheiten Kinematik Polygoneffekt, momentane Übersetzung Bewegung der gelängten Kette, maximale Zähnezahl Schwingungen der Kettengetriebe 114

4 Inhaltsverzeichnis XI 26.5 Kräfte an Kette und Kettenrad, Lagerkräfte Umfangskraft aus der übertragenen Leistung (Nenn-Umfangskraft) Äußere Zusatzkräfte, Betriebsfaktor / B Vorspannkraft F v Fliehkraftanteil F t Kräfte aus Kettenschwingungen, Polygonkraft Aufschlagkraft F A Für die Berechnung maßgebende Kräfte Lagerkräfte Verlustleistung und Wirkungsgrad Gelenkreibung und Gelenkwirkungsgrad Sonstige Reibungsverluste an Kettenelementen Stoßverlust, Stoßverlustwirkungsgrad Verlustleistung durch Lagerbelastung PyLP Leerlaufverluste P v Tragfähigkeit, Festigkeitsnachweis Kettenräder Tragfähigkeit der Rollen-, Buchsen-, Hülsenkette Beanspruchung der Zahnkette Abmessungen, Auslegung, Konstruktion Allgemeine Beziehungen für Kettengetriebe Besonderheiten der Rollen-, Buchsen- und Hülsenketten-Getriebe Besonderheiten der Zahnkettengetriebe Werkstoffe, Schmierung, Kettengetriebe Bauweisen Auswahl und Bemessung, Beispiele Pflichtenheft (Checkliste) für Kettengetriebe Auslegung von Rollen- und Hülsenkettengetrieben Auslegung von Zahnkettengetrieben mit Wiegegelenken Tragfähigkeit der Förder- und Lastketten Verstell-Kettengetriebe Anwendung, Eigenschaften Bauarten, Bauelemente Literatur zu Riemengetriebe Überblick,-Eigenschaften Bauarten, Anwendung Zeichen und Einheiten Allgemeine Gleichungen, Kennwerte Kinematik Abmessungen Kräfte, Dehnungen, Schlupf Riemenspannungen, Beurteilung der Tragfähigkeit Verlustleistung und Wirkungsgrad < Erzeugung und Kontrolle der Vorspannung Auflegedehnung, Riemenkürzung bei festem Achsabstand Starre Vergrößerung der Wirklänge Spannwelle und Spannrolle mit konstanter Kraft Selbstspannung Kontrolle der Vorspannung Auswahl und Bemessung, Beispiele Pflichtenheft (Checkliste) Flachriemengetriebe Keilriemen- und Rundriemengetriebe Zahnriemengetriebe Verstellriemengetriebe Stufenweise verstellbares Riemengetriebe Stufenlos verstellbare Riemengetriebe allgemein Flachriemen-Verstellgetriebe Keilriemen-Verstellgetriebe allgemein Keilriemen-Verstellgetriebe, Bauelemente und Bauarten Literatur zu

5 XII Inhaltsverzeichnis 28 Reibradgetriebe Überblick, Eigenschaften Bauarten und Verwendung Reibradgetriebe mit konstanter Übersetzung Schalt-Reibradgetriebe Verstell-Reibradgetriebe Zeichen und Einheiten Werkstoffpaarung der Reibräder, Sehmierstoffe Reibkraft, Reibungszahl, Schlupf, Schmierstoffeinfluß Entstehung der Reibkraft Schlupf Reibungszahlkurven (Wälz-Gleit-Reibungszahlen) Erzeugen der Anpreßkräfte Grundlagen der Berechnung Grundelemente einer Reibradpaarung Geometriebeziehungen Übersetzung i bei Kraftübertragung Wälzbewegung, Bohrbewegung Verstellcharakteristik (s. Abschn ) Kräfte, Momente, Leistungen Lagerkräfte Verlustleistung und Wirkungsgrad Auswahl, Bemessung und Tragfähigkeit Pflichtenheft (Checkliste) für Reibradgetriebe Rutschsicherheit is R, S^mia, Nutzreibungszahl /t U i a i und genützte Reibungszahl fi a Oberflächenbeanspruchung.... : v Verschleiß, Lebensdauer Erwärmung Berechnungsbeispiele Literatur zu Reibkupplungen und Reibbremsen Überblick Kupplungen und Bremsen Reibkupplungen Reibbremsen Zeichen und Einheiten Vorgänge beim Kuppeln und Bremsen Betrieb mit einer Schaltkupplung Betrieb mit einer Stoppbremse Bauarten, Eigenschaften Trommel-Kupplung/-Bremse Kegel-Kupplung/-Bremse Scheiben- und Lamellen-Kupplung/-Bremse Band-Kupplung/-Bremse Reibpaarungen, Reibbeläge bei Kupplungen und Bremsen Trockene und geschmierte Reibpaarungen Reibungszahl ft, Ratterneigung Auswahl der Reibpaarungen Bedieneinrichtungen Bedienwerte Nachstellen der Reibbeläge zum Ausgleich des Verschleißes Schaltzeug, Bedienkräfte Auswahl, Bemessung, Berechnung Anforderungen (Pflichtenheft, Cheokliste) Überschlägige Bestimmung der Hauptabmessungen Nachrechnung der Lebensdauer der Reibpaarung (Verschleiß) L B Nachrechnung der Erwärmung Sonderausführungen Fliehkraftkupplung oder -bremse Sicherheits- oder Anfahrrutschkupplung Magnetpulverkupplung, Magnetflüssigkeitskupplung 254

6 Inhaltsverzeichnis XIII Haltebremse Leistungsbremse Rechenschema und Beispiele Literatur zu 29 ^ Freilaufkupplungen (Rücklaufsperren, Überholkupplungen, schaltbare Freiläute) Überblick: Verwendung, Bauarten, Benennungen Arbeitsweise: Formschlüssig Reibschlüssig Benennung Zeichen und Einheiten Freiläufe mit Klinkensperrung Ausführungsarten, Verwendung Konstruktionsdaten Kräfte, Beanspruchungen, Ausführung Berechnungsbeispiel Freiläufe mit Klemmsperrung Ausführungsarten, Verwendung Grundlagen der Berechnung von Klemmfreiläufen Schadensgrenzen, Gegenmaßnahmen Bemessung, Gestaltung, Schmierung Berechnungsbeispiel Literatur zu Sachverzeichnis 291