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Während bei langsam laufenden Rädern für die Zahnabmessungen lediglich Festigkeitsrücksichten maßgebend sind, kommt bei schneller

laufenden auch noch die Abnutzung in Frage.

Zahnflanken auf den Spezialm aschinen verschiedene Vorteile, weil Evol­

ventenfräser leich ter herzustellen sind als Zykloidenfräser.

N ur bei Zähnezahlen u n te r 9 w ird Zykloidenverzahnung angewendet, m it welcher sich noch die T rieblinge m it 4 Zähnen fü r Z ahnstangen­

winden entw erfen lassen.

W ährend bei Zykloidenverzahnung allgem ein fü r die Zahnfußhöhe 0,4 t u nd fü r die Zahnkopfhöhe 0,3 t gew ählt wird, erfo rd ert die Evol­

ventenverzahnung zur V erm eidung von E ingriffsstörungen schon bei geringen Ü bersetzungen eine V erschiebung d e ra rt, daß die Z ahnkopf­

U n ter E in h altu n g des üblichen Spielraum es von 0,1 t zwischen Kopf- u n d Fußkreis erg ib t sich d u rch A b tragung von 0,7 t die Z ahn­

höhe des kleinen R ades in bezug auf den Teilkreis, sofern d a d u rc h die Zähne n icht zu spitz werden.

Häufig findet auch eine direk te V erkürzung d er Zahnkopfhöhe des großen R ades oder eine V erkleinerung des W inkels d er Eingriffs­

linie statt.

Ü bliche V erkleinerungen sind

Zahnkopfhöhe = 0,25 #,

W inkel der E ingriffslinie, wenn d er Zahnfuß n ic h t u n terschnitten sein soll:

bei einer Zähnezahl z = 10 15 20 25 30 u n d mehr, W inkel « = 68» 70« 72» 73° 75«.

M aßgebend fü r einen b rau c h b aren Eingriff sind zwei B edingungen:

die Eingriffsstrecke m uß m indestens = 1,5 t s e in ; die Zähne d ü rfen sich n ic h t klem m en.

Die im Teilkreise gemessene Z ah n stärk e wird fü r ro h gegossene R ä d e r ...s = — 19t,

entsprechend einem Spielraum = — t, für sauber b earb eitete R ä d e r . . . . s = 0,5#.

I

Bei dem neuerdings zur Anwendung gekom m enen Fräsverfahren (Abwälzverfahren) k a n n m an noch Ü bersetzungen von 1 :1 2 bis 1:13 ohne Bedenken anw enden u n d e rh ä lt dabei noch W irk u n g sg rad e, die m it doppeltem Vorgelege n ich t zu erreichen sind.

Teilung für langsam laufende Räder. Ist t die Teilung in cm,

b die Z ahnbreite = i> .t, s die Z ahnstärke, h die Zahnhöhe, P der Zahndruck,

c der Festigkeitskoeffizient,

n die U m gangszahl des R ades pro Minute,

N die Anzahl der zu ü b e rtrag en den P ferdestärken,

so erm ittelt sich die Teilung n u r m it Rücksicht auf die F estigk eit aus der Biegungsgleichung:

168 Zahnräder.

bs2

Setzt m an im M ittel s = 0 ,51 bis 0 ,5 51, u n d fü r h den üblichen W ert 0 ,71, so wird

Zahnräder. 169

bis

p = = 6 . i . 0,06 kh D . U, 1

0 'S5!2

P = b t ^ ° ^ - k h = b . t . 0 , 0 7 kb.

B ezeichnet m a n den W e rt 0,06 kt,

bzw. 0,07 kb m it c, so la u te t die fü r die B erechnung d er Z a h n rä d e r­

teilung geltende G ru n dgleichung:

P = c . b . t ...1) oder m it — — i\>

P = c i p t 2.

Is t n ich t d er Z ahndruck P , sondern das zu ü b ertrag en d e M oment M d in kgcm gegeben, so is t in obiger G leichung P = — undM d

2 1 &

r — — zu setzen. M it — e rh ä lt m an d an n den A u sd ru c k :

2 n t

t = ]l 2jI -Md

I c . . z

... 2)

Sind die zu ü b e rtra g e n d e n P fe rd e stä rk e n gegeben, so ist in der letzten Gleichung M d d u rch N auszudrücken.

Bezeichnet

die A nzahl der zu ü b e rtra g e n d e n P ferdestärken, n die U m drehungszahl der W elle pro Minute,

v die U m fangsgeschw indigkeit des R ades im Teilkreisradius r, so ist, wenn v in m u n d r in cm ausgedrü ckt wird,

2 r .7 C . n , -.T P . v v = “TÖÖ760 UDd N = - W

Durch K om bination beider Gleichungen erg ib t sich das D rehm om ent M d = P . r = 71 620 — • Mit diesem W e rt geht Gleichung 2) üb er in

Yl

W ill m an die B iegungsanstrengung ki selbst in den G leichungen haben, so entw ickeln sich aus d er aufgestellten Biegungsgleichung folgende in d er L ite ra tu r häufig vorkom m ende Teilungsgleichungen, u n d zwar, je nachdem m an die S tärke des Zahnfußes m it s = 0 ,51 oder s = 0 ,5 51 einsetzt,

170 Zahnräder.

' P t k ' b ' M d t

b ' bei gegebenem Z ahndruck . t = 3,75 bis 4,15 j /

-bei gegebenem M oment . . t = 4,45 bis 4,73 j/^~~

bei gegebenen P ferd estä rk en t = 398 bis 423 j / w ^ ¡.~J, (ki in k g 'q m m u nd t in mm).

Gewöhnlich ist fü r Gußeisen

kb — 300 kg/qcm, u nd dem nach c = 18 bis 21.

F ü r W inden, welche m it großer U n terb rech u n g oder n ic h t häufig m it der vollen B elastung a rb eite n , d a rf lcb bis auf 400 kg/qcm erhöht

werden, so daß „ . , .

c = 24 bis 28 wird.

Außerdem ist noch bei d e r W ahl von c R ü c k s i c h t a u f d ie T o u r e n z a h l erforderlich.

Man findet für Gußeisen bei langsam laufenden Trom m elrädern c = 28 : 30,

bei den schneller laufenden Vorgelegen je n ach T ourenzahl c = 18 ~ 24.

V erw endet m an zur E rzielung k lein erer u n d le ic h te re r Räder Stahlguß, so k an n = 500 kg/qcm gesetzt werden. D am it wird

c = 30 bis 35.

Auch h ie r zeigen neuere A usführungen je n ach T ourenzahl ver­

schiedene W erte: fü r langsam laufende T rom m elräd er m it Motorbetrieb c = 60,

fü r die m ittleren Vorgelege

c = 40 50.

Bei tra g b a re n Zahnstangenw inden, bei denen es sich um mög­

lichste Leichtigkeit h an d e lt, w erden die m it vier Zähnen versehenen Trieblinge aus Schmiedeeisen, welches d u rch Einsetzen g e h ä rte t wird, hergestellt. Man findet hier A usführungen, bei denen kh 1600 bis 3000 kg/qcm beträgt, also

c = 96 bis 210.

Mit R ücksicht d a ra u f, daß ruckweises Anziehen d er K urbel und etw a zwischen die R adzähne g eratene K örper den Z ahnbruch be­

günstigen können, geht m an m it d e r Teilung, falls dieselbe klein aus- fallen sollte, n icht u n ter

7 n bis 8 7t.

Zahnbreite. F ü r W in d en räd er und dergleichen m it H an d b etrieb

g enügt },

8 b = 2 f, also i> = j = 2.

W ird aus irg en d welchen G ründen b 2 t, so ist die Form el P = c . b . t nicht ohne w eiteres gültig, d a sie n u r den L ä n g s b r u c h berücksichtigt, während d an n die G efahr des E c k b r u c h e s , welche n u r bei b — 2 t an n äh ern d gleich d er des L än g sb ru ch es, m aßgebend wird. E ine V er­

größerung von b ü b e r 21 steig e rt also die F estigkeit nicht. D aher ist zu rechnen, wenn

b > 2 t , P = c . 2 t . t = 2 c P .

Teilung für schneller laufende Räder. Die B erechnung erfolgt nach den fü r langsam laufende R ä d e r aufgestellten Teilungsform eln.

Gewöhnlich re c h n e t m an nach P = 2 v P,

also m it b — 2t, u nd b erü ck sich tig t die A b n u tz u n g ') dadurch, daß m an bei langsam laufenden R äd ern

b = 2 -:- 2,5 t, und bei schneller laufenden R ädern

b — 3 - s - 4 f

setzt. Bei letzteren ist gute L agerung — m öglichst auf beiden Seiten — vorzusehen, so daß E ck b ru ch n ic h t so leich t zu erw arten, u nd gleich­

mäßige V erteilung des Z ahndruckes ü b er die ganze B reite erzielt wird.

Konstruktion des Radkörpers. S tärk e des Z ahnkranzes in d er Regel 0 ,51 m it schw acher V erjüngung von 1 :4 0 bis 1 :6 0 n ach außen hin.

Die Arme e rh a lte n 1-, + - oder I - f ö r m ig e n Q uerschnitt. Anzahl der Arme gewöhnlich 4 bis 6. Als A n h a lt d ien t die G leichung

< = y f Ö . wenn D d e r R addurchm esser in m m ist.

V erhältnis d er A rm breite zur R ippenhöhe wie 5 : 1 ; R ippendicke

= — • A rm breite. D er A rm q u ersch n itt am N abenanschluß ist nach der

Gleichung 7, T17 7 1

° P . y = W . k b

-Zahnräder. 171

x) Die häufig angeführte Gleichung e = 20 — ]/» ist im Hebezeugbau nicht zu gebrauchen. Sie ist n u r fü r D auerbetrieb gültig und versagt auch hier schon bei n = 250.

zu k o n tro llieren , worin F = U m fangskraft, y = A bstand von N aben­ peinlich genaue H erstellu n g auf guten Spezialm aschinen erforderlich.

172 Zahnräder.

Stahlguß schneller laufende Vorgelege 500 30—35 600 36—42

langsam laufende Trommelräder 700 42—50 800 50—60

Wie in der vorstehenden Tabelle angegeben ist, kann für Rohhauträder