ProE-Design-Tools Pro/DT V 0professor.wyndorps.reutlingen-university.de/ProDT/Anwendung ProDT.pdf · ProE-Design-Tools Pro/DT V 0.1 Die vorliegende Konstruktionsbibliothek wurde von

ProE-Design-Tools

Pro/DT

V 0.1 Die vorliegende Konstruktionsbibliothek wurde von Herrn Prof. Wyndorps von der Hochschule Reutlingen entwickelt. Die Weblinkoberfläche für das Einbauen und Edi-tieren der Modelle wurde von Herr Steffen Nessler von INNEO erstellt. Bei den Stirnradverzahnungen werden Verfahren von Herrn Olaf Singe angewendet, die teilweise bei cad.de veröffentlicht wurden. Insbesondere die Außenverzahnung mit Fußtrochoide (Unterschnitt) basiert auf seinen Ausführungen. Die Pflege und Wartung der Bibliothek und Oberfläche wird von Prof. Wyndorps vor-genommen. Die Bibliothek sollte ursprünglich als reine Zahnradbibliothek der Allgemeinheit kos-tenfrei zum Download auf www.wyndorps.de zur Verfügung gestellt werden. Inzwi-schen ist die ganze Bibliothek allerdings derart umfangreich geworden, dass einer-seits aus lizenzrechtlichen Gründen, bedingt durch die Verwendung von Norm-Daten (Beuth-Verlag), und andererseits aufgrund des erheblichen Arbeitsaufwandes bei der Erstellung, eine andere Lösung gefunden werden muss. Bis zu einer abschließenden Klärung wird die Veröffentlichung beschränkt auf die Module:

Wellenabsatz Außenverzahnung Innenverzahnung

Der Aufwand zur Anpassung der Modelle, zum Aufbau der UDF-Struktur und der Weblink-Oberfläche war nicht unerheblich. Als Anerkennung und Unterstützung wird eine freiwillige Spende unter dem Stichwort ProDT erbeten an:

Prof. Wyndorps Konto: 228466 BLZ: 640 500 00 Bank: Kreisparkasse Reutlingen

Jegliche Haftungsansprüche die auf die Verwendung und den Einsatz der Bibliothek oder Teilen davon zurückzuführen sind, werden ausgeschlossen. Die Verwendung erfolgt auf eigenes Risiko. Dies gilt insbesondere auch für die gegebenenfalls not-wendigen Änderungen der Sicherheitsstufen des Internet-Explorers. Mein ganz besonderer Dank gilt Herrn Olaf Singe und Herr Steffen Nessler für ihre stete Unterstützung, Modellkontrolle und die wertvollen Diskussionen. Prof. Dr.-Ing. Paul Wyndorps Juli 2006

2 Pro/DT – Design Tools Prof. Wyndorps

Inhalt INHALT .................................................................................................................................... 2

1 EINLEITUNG .................................................................................................................. 3

2 INSTALLATION ............................................................................................................. 4

3 ANWENDUNG................................................................................................................. 4 3.1 GRUNDLAGEN ............................................................................................................. 4 3.2 TEIL ANLEGEN............................................................................................................. 4 3.3 BIBLIOTHEK AKTIVIEREN ............................................................................................ 4 3.4 MODUL ANLEGEN........................................................................................................ 5

3.4.1 Außenverzahnung einfügen ................................................................................ 5 3.5 MODUL EDITIEREN ...................................................................................................... 7

4 BESCHREIBUNG DER MODULE ............................................................................... 8 4.1 GRUNDELEMENTE ....................................................................................................... 8

4.1.1 Wellenabsatz....................................................................................................... 8 4.1.2 Gewindeabsatz mit Freistich.............................................................................. 8 4.1.3 Gewindeabsatz mit Freistich nach DIN 76 ........................................................ 9 4.1.4 Zyl. Wellenende nach DIN 748 Teil 1 mit Wellenbund ...................................... 9 4.1.5 Zyl. Wellenende nach DIN 748 Teil 1 ohne Wellenbund ................................. 10 4.1.6 Zyl. Wellenende nach DIN 748 Teil 3 mit Passfedernut .................................. 10 4.1.7 Kegeliges Wellenende nach DIN 1448 mit Außengewinde .............................. 11

4.2 VERZAHNUNGSELEMENTE......................................................................................... 12 4.2.1 Außenverzahnung ............................................................................................. 12 4.2.2 Außenverzahnung mit Fußtrochoide (Unterschnitt) ........................................ 12 4.2.3 Innenverzahnung .............................................................................................. 12 4.2.4 Zahnwelle nach DIN5480................................................................................. 13 4.2.5 Zahnwelle nach DIN5480 mit Absatz............................................................... 13 4.2.6 Zahnnabe nach DIN5480 ................................................................................. 13 4.2.7 Kegelräder und Kegelplanräder ...................................................................... 14 4.2.8 Zylinderschnecke Form A................................................................................. 15 4.2.9 Globoid-Schneckenrad ..................................................................................... 16

4.3 WERKZEUGE – TOOLS............................................................................................... 16 4.3.1 Gewindefreistich nach DIN 76 *)..................................................................... 17 4.3.2 Passfeder-Wellennut nach DIN 6885 *)........................................................... 17 4.3.3 Passfeder-Nabennnut nach DIN 6885 *) ......................................................... 17 4.3.4 Wellen- / Naben-Freistich Form E in Anlehnung an DIN 509 *) .................... 17 4.3.5 Wellen- / Naben-Freistich Form F in Anlehnung an DIN 509 *) .................... 18

5 AUSBLICK..................................................................................................................... 18

Prof. Wyndorps Pro/DT – Design Tools 3

1 Einleitung Mit Hilfe der vorliegenden ersten Version einer Konstruktionsbibliothek wird die 3D-Modellierung typischer Konstruktionselemente in Pro/ENGINEER erheblich verein-facht und standardisiert. In der Konstruktionsmethodik sind die Konstruktionselemente (z. B. Passfederver-bindung, Zahnradpaarung) als Prinziplösungen klar definierten Teilaufgaben, so ge-nannten „Funktionen“ (Moment einleiten, Moment wandeln), zugeordnet. Die geo-metrische Festlegung der Konstruktionselemente erfolgt auf der Basis einer Dimen-sionierungsrechnung oder aufgrund normativer Vorgaben. Häufig endet die methodische Funktionsstruktur gerade an der Schnittstelle zum 3D-CAD-System. Beispielsweise werden die Wellen- und Nabennuten für eine Passfe-derverbindung frei modelliert, wobei die geometrischen Maße und Toleranzen aus den entsprechenden Normtabellen (DIN 6885 bzw. DIN 138) entnommen werden. Ändern sich im Fortgang des Konstruktionsprozesses die Randbedingungen, z.B. durch Steigerung des zu übertragenden Drehmoments, müssen sowohl der Wellen-durchmesser als auch alle Daten der Passfeder neu definiert werden. Hierin liegt ein erhebliches Fehlerpotential, verstärkt durch den teilweise sehr unübersichtlichen Auf-bau komplexer CAD-Modelle. Die Konstruktionsbibliothek verfolgt den Ansatz, möglichst viele Prinziplösungen aus der Konstruktionsmethodik im 3D-CAD abzubilden und derart zu gestalten, dass die-se sich entweder selbsttätig an geänderte Randbedingungen anpassen oder auf ein-fachste Weise selektiert und manuell angepasst werden können, ohne dass dabei eine komplizierte oder gar bauteilübergreifende Referenzstruktur aufgebaut wird. Dazu werden sehr einfach zu bedienende Eingabe- und Änderungsmenüs für die Konstruktionselemente bereitgestellt. Zudem werden die Konstruktionselemente im Modellbaum unter eindeutigen Namen zusammengefasst, was einen sehr einfachen und übersichtlichen Modellaufbau garantiert. Neben hochkomplexen Modellen für Stirnzahnrädern, Kegelrädern, Schneckenrädern, Schneckenwellen, Zahnwellen- und Zahnnabenprofilen, usw. liegt ein besonderes Augenmerk auf den durch Nor-mung größenabhängigen Konstruktionselementen wie z.B. Passfedernuten, Gewin-de- und normale Freistiche, usw. Die Geometrie dieser Konstruktionselemente wird, abhängig von einem zugehörigen Wellen- oder Nabendurchmesser, durch entspre-chende Normen definiert. Daher „messen“ die hier verwendeten Modelle den Funkti-onsdurchmesser ein und ermitteln ihre Gestalt weitgehend entsprechend der Norm-vorgabe. Dementsprechend passen sich die Konstruktionselemente auch einer nach-träglichen Änderung des Führungskörpers automatisch normgerecht an. Mit der vorliegenden Konstruktionsbibliothek wird ein erster Schritt in Richtung einer funktionsorientierten Modellierungstechnik in Pro/ENGINEER umgesetzt. In Zukunft ist geplant, dem Konstrukteur mit der Auswahl seiner Konstruktionselemente auch eine überschlägige Dimensionierungsrechnung zur Verfügung zu stellen.


2 Installation Entpacken Sie die Datei ProDT.zip in ein geeignetes Verzeichnis bzw. erstellen Sie ein geeignetes Verzeichnis. Bei Verwendung der StartUpTool von INNEO biete sich hierfür das folgende Verzeichnis an:

\stoolswf2g\biliotheken\weblink\ProDT\ Bei der Erstinstallation werden dabei die Ordner weblink und darunter ProDT neu angelegt. Nach dem Entpacken sind unter der Rubrik weblink\ProDT die weiteren Verzeichnisse img und proe angelegt worden. Für die Verwendung der Konstruktionsbibliothek sind folgende Voraussetzungen zu erfüllen: Eine weblink - Linzens ist vorhanden Weblink ist installiert In der config.pro ist vor dem Start von Pro/E die

Variable “web_enable_javascript“ auf “on“ gesetzt. Im Internet-Explorer müssen Active-X und Active scripting zugelassen sein

3 Anwendung

3.1 Grundlagen Die Modelle werden immer in bestehende Pro/E-

Bauteile als Gruppe von Konstruktionselementen eingefügt. Das bestehende Bauteil kann dabei bis auf die Startbezüge leer sein. Für alle Modultypen (Außenverzahnung, Welle-

nende,...) werden automatisch eigene Folien (Modulfolien) generiert, auf welche die einzelnen Konstruktionselemente der Module übertragen werden. Die Modulfolien werden nach dem Einbau auto-

matisch ausgeblendet.

3.2 Teil anlegen Erstellen Sie in Pro/E ein neues Teil (Bsp. zahnwelle.prt) oder öffnen Sie ein beste-hendes Teil zum Einfügen der Verzah-nung.

3.3 Bibliothek aktivieren Wechseln Sie im Verzeichnisbaum auf das Verzeichnis ProDT und starten Sie die Bib-liothek durch einen Doppelklick auf die Da-tei ProDT.html.


Erscheint nach einer kleinen Wartezeit die nebenstehende Meldung, so sind die Vor-aussetzungen zur Nutzung der Verzah-nungsbibliothek auf Ihrem Rechner nicht erfüllt.

Nach einem erfolgreichen Aufruf steht die Kon-struktionsbibliothek ähnlich der abgebildeten Form zur Verfügung.

3.4 Modul anlegen Durch Anklicken der Abbildung werden die ent-sprechenden Module aufgerufen.

verzweigt in ein Untermenü zur Auswahl von Konstruktionswerkzeugen wie Freistiche, Nuten, usw. Als Anwendungsbeispiel wird im Folgenden eine Außenverzahnung gewählt. Die Modelle müssen immer in bereits bestehen-de Pro/E-Bauteile eingefügt. Ist kein Bauteil ak-tiv erscheint eine Fehlermeldung.

Hauptmenü

3.4.1 Außenverzahnung einfügen Die Außenverzahnung wird durch die Zähne-zahl, den Modul, den Profilverschiebungsfaktor, den Schrägungswinkel mit der Schrägungsrich-tung, sowie den Werkzeugdaten für Kopfhöhe, Eingriffswinkel und Fußausrundung definiert. Daneben können die Anzahl der darzustellen-den Zähne (besser Lücken) abweichend von der tatsächlichen Zähnezahl und eine Winkellage des Zahnsegmentes eingegeben werden.

Untermenü: Verzahnungselemente


Hinweis: Bei größeren oder mehreren Abweichungen der Eingabedaten von den Modellur-sprungsdaten (siehe Daten der Eingabemaske) kann es vereinzelt in Pro/E zu Prob-lemen bei der Modellerzeugung kommen. Es empfiehlt sich daher, zunächst die Ver-zahnung mit den Vorgabedaten einzubauen und nachträglich mittels Modul editieren (siehe Kap.3.5) auf die gewünschten Daten zu ändern. Als Beispiel wir eine Außenverzahnung mit den Daten Breite b=50mm, Schrägungswinkel ß=20°, Zähnezahl z=18, Schrägungsrichtung rechtssteigend, Modul m=6mm, Eingriffswinkel a=20°, Profilverschiebungsfaktor x=+0,25, sowie den Standardwerten für den Kopfhöhen-faktor hkf*=0,25 und das Kopfspiel c=0,16 de-monstriert. Es sollen alle (18) Zähne darge-stellt werden. Der Winkel der Zahnlage sei 0°.

Menü zur Verzahnungseingabe

Das KE-Zahnrad soll rechts (axiale Einbaula-ge: Seite) an einen bereits vorhandenen Kör-per (bei Durchmesser 100mm) anschließen. Nach dem Eintragen der Verzahnungsdaten wird die Verzahnung mit in das Modell eingebaut.

Stirnfläche wählen: Querschnittsfläche(1) wählen: Querschnittsfläche(2) wählen:

Bei der Auswahl der Referenzen wird die axiale Richtung der Zahnrad-Modellbildung durch die positive Richtung (bei Ebene) bzw. offen Richtung (bei Körpern) durch die Stirnfläche definiert. Die beiden Querschnittsflächen bilden miteinander die Mittelach-se des Zahnrads, senkrecht auf der Stirnfläche.


Anstelle eines vorhandenen Kör-pers können auch beliebige Ebe-nen als stirnseitige Anschlussflä-che gewählt werden. Es können ebenfalls weitere Mo-dule mit anderen gleichen oder Parametern verwendet werden durch . Für die nachfolgend abgebildete Welle wurden nach dieser Verfahrensweise neben einigen zylindrischen KEs noch ein weiteres Außenstirnrad mit den Daten Breite b=100mm, Schrägungswinkel ß=30°, Zähnezahl z=43, Schrägungsrichtung linksstei-gend, Modul m=3mm, Eingriffswinkel a=20° und Profilverschiebungsfaktor x=0 und eine KE „Zahnwelle nach DIN5480 mit Absatz“ mit den Daten Breite b=100mm, Zäh-nezahl z=17, Modul m=4mm, Eingriffswinkel a=30° und Profilverschiebungsfaktor x=+0,55 (Plus) und einem Fräserdurchmesser dF=60mm eingebaut.

3.5 Modul editieren Die Daten sämtlicher in einem Modell existierender Module können nachträglich ge-ändert. Nach dem Anklicken des Menüpunktes wird mit der Maus ein beliebiges Element (z. B. Zahn) einer Verzahnungsgruppe am Bildschirm (linke Maustaste) ausgewählt. Hinweis: Bei allen Kegelrad- und Kegelplanradmodellen muss der Kegelgrundkörper ausge-wählt werden. Beim Auswählen eine Zahnes funktioniert das Editieren nicht.

Die Daten dieser Modulgruppe werden in der Bibliotheksmaske dargestellt, können dort geändert und mit der Gruppe neu zugewiesen werden.


4 Beschreibung der Module Bisher sind folgende Verzahnungsmodule und Berechnungen in ProDT integriert:

4.1 Grundelemente

4.1.1 Wellenabsatz Das Modul Wellenabsatz erzeugt einen einfa-chen Zylinder oder Hohlzylinder als Wellenele-ment. Diese Modul stellt damit das Basisele-ment der Konstruktionsbibliothek dar. Der Wellenabsatz kann wahlweise symmetrisch um eine vorhandene Körperfläche/Ebene bzw. seitlich an diese anschließend erzeugt werden.

4.1.2 Gewindeabsatz mit Freistich Diese Modul erzeugt, anschließend an einen beste-henden Zylinder, einen Gewindezapfen (rote Kanten) mit frei wählbarem Gewinde (Durchmesser und Stei-gung) und einem Freistich in Anlehnung an DIN 76. Es sind lediglich die Stirnfläche des Absatzes, eine Mittel-fläche und die Zylinderfläche des Gewindes zu wählen und der gewünschte Gewindedurchmesser, die Länge des Zapfens einschließlich Freistich sowie die Gewin-desteigung p anzugeben. Das Gewinde selber wird ebenfalls als kosmetisches Element erzeugt! Die Geometrie errechnet sich zu: pg ⋅= 5,32 , pR ⋅= 5,0 , pddg ⋅−= 5,1 Die kosmetische Gewindefläche 3d und die Fase awerden allgemein berechnet zu:

pd ⋅= 227,13 , ( )dda −= 321

Hinweise: Die Flächendarstellung für das Gewinde wird nicht erstellt. Der Gewinde-Nenndurchmesser kann denselben Be-

trag wie der Anschlusszapfen haben. Wird der Gewinde-Nenndurchmesser größer als der

Durchmesser des Anschlusszapfens gewählt, so wird der notwendige Übergangsradius in den freien Raum erstellt.


4.1.3 Gewindeabsatz mit Freistich nach DIN 76 Diese Modul erzeugt an einen bestehenden Zylinder einen Gewindezapfen mit Freistich in Anlehnung an DIN 76. Es sind lediglich die Stirnfläche des Absat-zes, eine Mittelfläche und die Zylinderfläche des Ge-windes zu wählen und der gewünschte Gewinde-durchmesser sowie die Länge des Zapfens ein-schließlich Freistich anzugeben. Das Gewinde selber wird ebenfalls als kosmetisches Element erzeugt!

Der Abstand 2g und der Durchmesser dg werden bis Durchmesser mmd 68= nach DIN 76 verwendet. Bei größeren Durchmessern erfolgt die Berechnung nach:

10

5,32dg ⋅= ,

105,0 dR ⋅= ,

Die kosmetische Gewindefläche 3d und die Fase awerden allgemein berechnet zu:

10

227,13dd ⋅= , ( )dda −= 32

1

Hinweise: Die Flächendarstellung für das Gewinde wird nicht erstellt. Der Gewinde-Nenndurchmesser kann denselben Be-

trag wie der Anschlusszapfen haben. Wird der Gewinde-Nenndurchmesser größer als der

Durchmesser des Anschlusszapfens gewählt, so wird der notwendige Übergangsradius in den freien Raum erstellt.

4.1.4 Zyl. Wellenende nach DIN 748 Teil 1 mit Wellenbund Diese Modul dient dazu, ein Wellenende nach DIN 748 zu erzeugen. Das Wellenen-de wird allein über die Angabe des Durch-messers DWe und die Grundform (kurz/lang) ausgewählt.

Hinweise:

Wird der Durchmesser des Wellenendes größer oder gleich dem Durch-messer des Anschlusszapfens gewählt, so wird der nach Norm notwendige Übergangsradius in den freien Raum erstellt. Die nach Norm vorgeschriebene Toleranz des Wellendurchmessers be-

trägt k6 bis Durchmesser 48mm, darüber m6. Zur Zeit ist es weder mittels Weblink-Technik noch durch Beziehungen möglich, auf die Toleranztabel-len zuzugreifen. Daher wird für alle Wellendurchmesser die Toleranz k6 verwendet.


4.1.5 Zyl. Wellenende nach DIN 748 Teil 1 ohne Wellenbund Diese Modul dient dazu, ein Wellenende nach DIN 748 zu erzeugen. Das Wellenende wird allein über die Angabe des Durchmes-sers DWe und die Grundform (kurz/lang) aus-gewählt.

Hinweise:



4.1.6 Zyl. Wellenende nach DIN 748 Teil 3 mit Passfedernut Diese Modul dient dazu, ein Wellenende nach DIN 748 zu erzeugen. Das Wellenende wird al-lein über die Angabe des Durchmessers DWeausgewählt. Die weiteren Angaben für die Län-ge des Wellenendes LWe und den Übergangsra-dius RWe ergeben sich aus den Normangaben.

Die Breite und Tiefe der Passfedernut werden entsprechend DIN 6885 anhand des Durchmessers des Wellenendes bestimmt. Die Passfederlänge PfL wird zunächst zu

LWe

LPf BPf

DWe

RWe

dw


WePf LL ⋅= 8,0 berechnet und dann auf den nächst größeren Normwert nach DIN 6885 aufgerundet. Hinweise:



4.1.7 Kegeliges Wellenende nach DIN 1448 mit Außengewinde Das Modul erstellt ein kegeliges Wellenende ähnlichDIN 1448. Dabei werden intern die Module für eine Passfeder-Wellennut und einen Gewindeabsatz mit Freistich nach DIN 76 einem Kegelkörper nachge-schaltet. Zur Vollständigen Berechnung muss das Modell jeweils zweimal regeneriert werden. Dieses wird bei der Erstellung mittels Weblink-Oberfläche automatisch durchgeführt. Alle Module werden allein durch die Eingabe des Gewindedurchmessers und der Grundform in Anlehnung an DIN 1448 errechnet.


4.2 Verzahnungselemente

4.2.1 Außenverzahnung Die modellierten Zahnflanken sind Evol-venten und entsprechend damit weitge-hend DIN 3960. Die Fußausrundung be-trägt soweit möglich mF ⋅ρ . Bei der Ein-gabe der Geometriedaten mittels ProDTwerden überschlägig die Grenzen der Profilverschiebung für die gegebenen Geometrieparameter ermittelt. Daraus werden einerseits eine minimale Profil-verschiebung zur Vermeidung von Un-terschnitt und andererseits eine maxima-le Profilverschiebung für eine Spitzkopf-grenze von ca. m⋅2,0 ermittelt. Liegen die eingegebenen Werte der Profilverschiebung innerhalb des dadurch gege-benen Bereichs, so wird die Verzahnung erstellt, anderenfalls wird keine Verzahnung erstellt. Ein Hinweis auf die Verzahnungsgrenzen wird bei der Überschreitung aus-gegeben. Im Getriebebau wird häufig die Lage einer Welle/Zahnrad über die Position der Mitte der Zahnradelemente definiert. Daher kann die Außenverzahnung wahlweise seitlich (Seite) an eine bestehende Körperfläche/Ebene, oder symmetrisch um eine vorhan-dene Ebene (Mitte) angeordnet werden.

4.2.2 Außenverzahnung mit Fußtrochoide (Unterschnitt) Diese Modell erstellt sowohl die Zahn-flanke als Evolvente, als auch die Fußtro-choide, also die Unterschneidung des Werkzeugkopfes beim Wälzfräsvorgang. Der Modellaufbau ist erheblich komplexer als der im vorangegangenen Modul. Da-für wird die Zahnkontur auch im Unter-schnittbereich korrekt dargestellt. Auf-grund der hohen Modellkomplexität kann nicht für alle Eingabedaten die Modell-funktionalität gewährleistet werden. Dieses Modell sollte allein wegen der recht langen Regenerierungszeiten nur dann angewendete werden, wenn die exakte Zahnform zwingen benötigt wird. Die Abbil-dung zeigt exemplarisch einen Zahnradausschnitt einmal mit positiver (dicker, schwarzer Zahn) und einmal mit negativer (schmaler, weißer Zahn) Profilverschie-bung.

4.2.3 Innenverzahnung Im Modul Innenverzahnungen werden die Zahnflanken ebenfalls als Evolventen kon-struiert. Bisher sind noch keine Grenzuntersuchungen eingearbeitet. Auch hier wird die Fußausrundung mit m⋅= 38,0ρ erstellt.


4.2.4 Zahnwelle nach DIN5480 Die Zahnfußhöhe der Zahnwelle ist nach DIN 5480 abhängig vom Herstellungsver-fahren. Der Fußausrundungsradius wird hier mit m⋅= 38,0ρ eingestellt. Es werden die Grenzen der Profilverschiebung nach DIN 5480 ( 45.01,0 +≤≤− x ) überprüft und der Bezugsdurchmesser nach DIN in Abhängigkeit der gewählten Größen ausgewie-sen.

4.2.5 Zahnwelle nach DIN5480 mit Absatz Die Zahnfußhöhe der Zahnwelle ist nach DIN 5480 abhängig vom Herstellungsver-fahren. Der Fußausrundungsradius wird hier mit m⋅= 16,0ρ eingestellt. Es werden die Grenzen der Profilverschiebung nach DIN 5480 ( 45.01,0 +≤≤− x ) überprüft und der Bezugsdurchmesser nach DIN in Abhängigkeit der gewählten Größen ausgewie-sen. Die geometrischen Daten des Wellenabsatzes errechnen sich aus:

D=AUFRUNDEN ( )1,1⋅da B über den Fräserradius dFräser und den Ansatz mx ⋅= 5,1

4.2.6 Zahnnabe nach DIN5480 Die Zahnnabe ist das Gegenstück zur Zahnwelle. Die Zahnhöhe beträgt mh ⋅= 55,0 . Als Fußausrundungsradius wird mc ⋅= 38,0 verwendet. Es werden keine Kontrollbe-rechnungen durchgeführt. Es werden nur die Nennmaße für Durchmesserzentrierung ohne Zahnabmaße dargestellt.

da

b

D

B

xdFräser


4.2.7 Kegelräder und Kegelplanräder Die Modellierung der Kegelräder ist in Pro/ENGINEER relativ aufwendig und leider auch nicht ganz stabil. So lässt sich in dem vorliegen-den Modell ein Schrägungswinkel von genau 0° nicht ohne Nacharbeit am Modell exakt definie-ren. Es werden keine Kontrollberechnungen vorge-nommen.

Hinweis: Schrägungswinkel von ß=0° werden durch das vorgeschaltete Eingabemodul auf einen Betrag von minimal 0,1° umgestellt.

Arten der Kegelradverzahnung nach Niemann a) schrägverzahnt (rechtssteigend) b) spiralverzahnt c) evolventenbogenverzahnt d) kreisbogenverzahnt e) pfeilverzahnt

a)

b)

c)

d)

e)

Es sind die Schrägverzahnungen entsprechend Variante a) nach Niemann realisiert. Ein Achsversatz kann ausgewählt werden.

Versetzte Kegelräder nach Niemann


Plus-Achsversatz

Kein Achsversatz

Minus-Achsversatz

Für Kegelwinkel ab etwa °= 70δ wird das Kegelplanradmodell verwendet. Hinweis: In allen Kegelrad- und Kegelplanradmodellen wurde auf die Modellierung des Fuß-ausrundungsradius verzichtet, da dieser zu einer erheblichen Erhöhung der Regene-rierungszeit der Modelle führt.

4.2.7.1 Vorgehen bei Regenerierungsproblemen Im Einzelfall kann es trotz der weitreichenden Vorsichtsmaßnahmen zu Problemen bei der Modell-Regenerierung kommen. Ursache hierfür ist meistens das gemusterte Zug-Verbund-KE, das die Referenz auf die Leitkurve des Zahnverlaufs verliert. Die-ses lässt sich leicht korrigieren mit:

Kurzreparatur, Umdefinieren, Bestätigen, UrsprungLeitk., Definieren, Ändern, Fertig, Einzelne Kurve auswäh-

len Ferig OK Ja

4.2.8 Zylinderschnecke Form A Diese Modul erstellt eine Zylinderschnecke mit Zahnform Typ A. Die Schneckengän-ge besitzen im Achsschnitt „A“ ein Trapezprofil. Sie lassen sich auf der Drehbank mit trapezförmigem Stichel ohne Schleifverfahren herstellen (Niemann).


Mit Breite ist in Übereinstimmung mit den bishe-rigen Definitionen die axiale Ausdehnung der Schnecke gemeint. Der Teilkreisdurchmesser muss immer deutlich größer als das zweifache des Moduls gewählt werden, da anderenfalls kein „Kernmaterial“ der Schnecke übrigbleibt.

Hinweis: Auf die Modellierung des Fußausrundungsradius wurde verzichtet, da dieser zu einer erheblichen Erhöhung der Regenerierungszeit führt.

4.2.9 Globoid-Schneckenrad Das Globoid-Schneckenrad ist das passende Gegenstück zur Zylinderschnecke Form A. Das Schneckenrad kann nur mit einer Schnecke ge-paart werden, die über dasselbe Bezugsprofil (Eingriffswinkel, Modul und Kopfhöhenfaktor) ver-fügt und den zugehörigen Teilkreisdurchmesser hat. Wie bei allen Zahnradmodulen besteht auch hier die Möglichkeit, nur Teilzahnsegmente mit Anga-be der Winkellage zu definieren.

Hinweis: Auf die Modellierung des Fußausrundungsradius wurde verzichtet, da dieser zu einer erheblichen Erhöhung der Regenerierungszeit führt. Die Angabe für den Fußausrun-dungsfaktor wird daher nicht benutzt.

4.3 Werkzeuge – Tools Die Rubrik Werkzeuge beinhaltet typische Konstruktionselemente, wie z. B. Freisti-che, die meist zu einer bestehenden Geometrie hinzugefügt werden. Die Rubrik un-terscheidet zwischen Allgemeinen Werkzeugen sowie Wellen- und Nabenwerkzeu-gen. *) Hinweis: Die Besonderheit der gekennzeichneten Module liegt darin, dass die Maße der Ele-mente (z. B. Passfedernut) automatisch an den vorhandenen Durchmesser ange-passt werden. Dieses gilt auch im Falle einer nachträglichen Änderung des Durch-messers. Bei jedem Regenerierungsvorgang werden die Elementdaten (Passfeder-daten) neu nach Norm errechnet.


4.3.1 Gewindefreistich nach DIN 76 *) Diese Modul erzeugt an einem bestehenden Wellen-absatz einen Gewindefreistich in Anlehnung an DIN 76. Es sind lediglich die Stirnfläche des Absatzes, eine Mittelfläche und die Zylinderfläche des Gewindes zu wählen. Das Gewinde selber wird nicht erzeugt!

4.3.2 Passfeder-Wellennut nach DIN 6885 *) Diese Modul erstellt auf einen bestehenden Zylinder die zugehörige Passfeder-Wellennut. Dabei wird der Durchmesser des bestehenden Zylinders „eingemessen“ und zur Berechnung der Passfederdaten ver-wendet. Die Berechnung erfolgt im Pro/ENGINEER, d. h. die Passfedernut passt sich Änderungen des Durchmessers und der Länge des Zylinders automatisch an. Es sind daher keine zusätzlichen Auswahleingaben erforderlich. Anzugeben sind lediglich eine Mittelfläche des Zylinders, zu der die Passfeder in der gewünschten Winkellage angeordnet sein soll, die beiden axialen Begrenzungsflächen und die Zy-linderfläche.

4.3.3 Passfeder-Nabennnut nach DIN 6885 *) Diese Modul erstellt auf einen bestehenden Zy-linder die zugehörige Passfeder-Nabennut. Da-bei wird der Durchmesser der bestehenden Bohrung „eingemessen“ und zur Berechnung der Passfederdaten nach DIN 6885 verwendet. Die Berechnung erfolgt im Pro/ENGINEER, d. h. die Passfedernut passt sich Änderungen der Bohrung und der Länge automatisch an. Es sind daher keine zusätzlichen Auswahleingaben erforderlich. Anzugeben sind lediglich eine Mittelfläche des Zylinders, zu der die Passfeder in der gewünschten Winkellage angeordnet sein soll, die beiden axialen Begrenzungsflächen und die Zy-linderfläche.

4.3.4 Wellen- / Naben-Freistich Form E in Anlehnung an DIN 509 *) Diese Modul erstellt auf einen bestehenden Übergang zweier Zylinder einen Freistich in Anlehnung an DIN 509 Form E. Die Größen r , t und 2t werden abhängig vom einge-messenen Durchmesser d näherungsweise in An-lehnung an DIN 509 Reihe 1 berechnet.


Es sind keine zusätzlichen Auswahleingaben erforderlich. Anzugeben sind lediglich eine Mittelfläche des Zylinders, zu der die Passfeder in der gewünschten Winkellage angeordnet sein soll, die beiden axialen Begrenzungsflächen und die Zylinderfläche.

4.3.5 Wellen- / Naben-Freistich Form F in Anlehnung an DIN 509 *) Diese Modul erstellt auf einen bestehenden Übergang zweier Zylinder einen Freistich in Anlehnung an DIN 509 Form E. Die Größen r , t , 1t und 2t werden abhängig vom ein-gemessenen Durchmesser d näherungsweise in An-lehnung an DIN 509 Reihe 1 berechnet.

Es sind keine zusätzlichen Auswahleingaben erforderlich. Anzugeben sind lediglich eine Mittelfläche des Zylinders, zu der die Passfeder in der gewünschten Winkellage angeordnet sein soll, die beiden axialen Begrenzungsflächen und die Zylinderfläche.

5 Ausblick Geplant sind folgende weiterführenden Module unter Wildfire 2:

Grundlegende Bauteilberechnungen (z.B. Zahnräder) Weitere Konstruktionselemente (z. B. Nuten für Sicherungsringe, etc.)

Für Wildfire 3 ist eine Überarbeitung der Module im Hinblick auf die Nutzung von ver-einfachten Darstellung für einigermaßen normgerechte Zeichnungsableitungen der Zahnräder geplant.

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