Gesamtsystemberechnung - Steifigkeits- und Verformungsverhalten

Berechnungsverfahren zur Ermittlung des Steifigkeits- und Verformungsverhaltens von Maschinenelementen

Wellen

Die Wellen werden abschnittsweise als Biege- und Torsionsbalken modelliert. Bei der Biegung werden auch die Schubanteile berücksichtigt (Timoshenkobalken).

Wälzlager

Die Wälzlagersteifigkeiten werden unter Berücksichtigung der Lagergeometrie und des Lagerspiels nach FVA 364 (THEMIS-Link) ermittelt.

Gleitlager

Der Einfluss der Gleitlager auf das Gesamtsystem wird in einer Co-Simulation mit den Programmen Combros R (Radialgleitlager) und Combros A (Axialgleitlager) berechnet.

Stirnradstufen

Für die Verformungsberechnung im Gesamtsystem werden Stirnradstufen durch mehrere Federelemente am Wälzkreis entlang der Zahnbreite modelliert (Scheibchenmodell). Die Steifigkeit der Federn kann dabei nach DIN 3990 oder ISO 6336 berechnet werden. Damit ergibt sich gleichzeitig der Breitenlastfaktor KH_Beta welcher bei der Tragfähigkeitsberechnung der Stirnradstufen verwendet werden kann.

Der versteifende Einfluss des Radkörpers bei der Berechnung der Biegelinie wird automatisch berücksichtigt. Als Außendurchmesser des Radkörpers wird der intern berechnete Ersatzdurchmesser für die Verzahnung nach FVA 30 verwendet. Wir empfehlen bei der Modellierung der Wellenkontur von Durchmessersprüngen unterhalb der Verzahnung abzusehen, siehe auch Gesamtsystemberechnung - Fehlerbehebung.

Kegelradstufen

Kegelradstufen werden im Gesamtsystem als Einzelfeder modelliert. Die Verzahnungsfeder wird gemäß den resultierenden Verzahnungskräften nach ISO 23509 im Auslegungspunkt verbaut.

Schneckenstufen

Schneckenstufen werden im Gesamtsystem als Einzelfeder modelliert. Die Verzahnungsfeder wird gemäß den resultierenden Verzahnungskräften nach DIN 3996 in Verzahnungsmitte am mittleren Durchmesser verbaut. Der versteifende Einfluss des Radkörpers bei der Berechnung der Biegelinie wird automatisch berücksichtigt.

Schraubradstufen

Schraubradstufen werden im Gesamtsystem als Einzelfeder modelliert. Die Verzahnungsfeder wird gemäß den resultierenden Verzahnungskräften nach Niemann/Winter im Schraubpunkt verbaut. Der versteifende Einfluss des Radkörpers bei der Berechnung der Biegelinie wird automatisch berücksichtigt.

Planetenträger

Die Steifigkeit von Planetenträgern kann auf verschiedene Arten vorgegeben werden:

• Vorgabe von Werten für die Biege-, Torsions-, Axial- und Kippsteifigkeit des Planetenträgers
• Interne Generierung und FEM-Vernetzung von Planetenträgern
• Import und FEM-Vernetzung von CAD-Geometrie
• Laden eines externen FE-Netzes
• Laden einer extern berechneten Steifigkeitsmatrix

Gehäuse

Die Steifigkeit von Gehäusen kann auf verschiedene Arten vorgegeben werden:

• Import und FEM-Vernetzung von CAD-Geometrie
• Laden eines externen FE-Netzes
• Laden einer extern berechneten Steifigkeitsmatrix

Koppelungen

Über Koppelungen können verschiedene Maschinenelemente mechanisch miteinander verbunden werden. Dazu können Biege-, Torsions-, Axial- und Kippsteifigkeiten eingegeben werden.

Welle-Nabe-Verbindungen

Die Verformungen innerhalb von Welle-Nabe-Verbindungen werden nicht berücksichtigt.