Infobrief Nr. 147 - Sept./Okt. 2014

von Fritz Ruoss

Bislang wurden in der Animation Planetengetriebe nur die Wälzkreise dargestellt. Jetzt kann man auch die Zahnräder im Planetengetriebe am Bildschirm ablaufen lassen. Bei nicht zu großen Zähnezahlen geht das erstaunlich schnell auf einem modernen Rechner mit genügend Speicher (2 GB sind ausreichend). Aus Übersichtlichkeits- und Geschwindigkeitsgründen kann es sinnvoll sein, die Anzahl der Planetenräder für die Animation auf 1 zu setzen. Für die Animation erhielten die Zahnräder an einem Zahn einen Markierungspunkt, so daß man den genauen Ablauf besser verfolgen kann.

Neben dem Verdrehflankenspiel jtmin/jtmax in mm wird jetzt auch das Verdrehflankenspiel in Grad für Sonne, Planet und Hohlrad ausgegeben, außerdem das Verdrehflankenspiel auf Antriebs- und Abtriebsseite.

Das Kutzbach-Diagramm war bislang mit den Teilkreisdurchmessern dargestellt worden. Bei profilverschobenen Zahnrädern werden aber die Geschwindigkeiten an den Wälzkreisdurchmessern berechnet. Jetzt werden die Teilkreisdurchmesser mit gelben Strichpunktlinien dargestellt, die Wälzkreisdurchmesser farbig. Bei den Planetenrädern kann der Wälzkreisdurchmesser mit dem Sonnenrad anders sein als mit dem Hohlrad, deshalb sind hier 2 Kreise eingezeichnet, benannt mit dwPS und dwPH.

Auch die Planetendrehzahl np wurde neu definiert: Die bislang berechnete Planetendrehzahl ist die für die Wälzlagerberechnung maßgebliche relative Drehzahl des Planetenrads um den Steg, diese wurde umbenannt in nPC. Die aus dem Kutzbach-Diagramm berechnete Planetendrehzahl nP ist dann die Absolutdrehzahl nP0.

Der Formkreisdurchmesser dFa bei Kopfkantenbruch war in früheren Versionen etwas zu klein berechnet worden. Der Formkreisdurchmesser dFa ist hier der Schnittpunkt der fertigbearbeiteten Evolvente (aus xemin/max) mit der Kantenbruchevolvente aus der Vorbearbeitung (mit xevmin/max).

Neu unter Ansicht->Antrieb ist eine Tabelle mit den möglichen Übersetzungsverhältnissen, Abtriebsdrehzahl und Abtriebsdrehoment im Zweiwellenbetrieb, wenn einmal Hohlrad H, Planetenträger C oder Sonnenrad S fest steht.

In ZAR1+ gab es bislang nur eine Animation mit dem Zahneingriff einiger Zähne entlang der Eingriffslinie. Jetzt kann man auch die ganzen Zahnräder am Bildschirm ablaufen lassen.

Für Berechnungsoptionen zur Festigkeitsberechnung gibt es ein neues Auswahlfenster. Die Flankenlinienabweichungen fsh (Ritzelwelle) und fma (Zahnqualität) kann man jetzt alternativ auch von Hand eingeben statt berechnen lassen.

Wenn man fsh eingibt, entfällt die umfangreiche Eingabe von Lagerung, Tragbild, Lagerabstand und Mittenversatz sowie Ritzelwellendurchmesser dsh und Stützwirkung.

Alternativ zu DIN 3990 Teil 1..3 kann man jetzt auch Berechnung nach ISO 6336 wählen. So kann man die Berechnung nach der alten und neuen Norm vergleichen. Die meisten Faktoren sind genau gleich. Geringe Unterschiede gibt es bei den Breitenfaktoren KHß, KFß und bei den Stirnfaktoren Khalpha, KFalpha. Außerdem wurde die Lebensdauerfaktoren ZNT und YNT um den Bereich 0,85 bis 1 erweitert. Im Umkehrschluß werden bei der Lebensdauerberechnung die Sicherheiten >= 1 nicht mehr als dauerfest angezeigt. Für SH und SF von 1.0 bis 1.15 wird bei Berechnung nach ISO 6336 eine Lebensdauer berechnet im erweiterten Bereich bis 1e10 (10 Milliarden) Lastspiele.

Dann gibt es noch zwei neue Faktoren YB (rim thickness factor) für Zahnkränze, und YDT (Deep Tooth Factor) nur für Verzahnungsqualität 4 oder besser bei Profilüberdeckung epsilon alpha größer als 2.05.

ZAR1+ berechnet nur die Faktoren KHß und KFß nach ISO 6336 Methode C, alle anderen Faktoren werden nach ISO 6336 Methode B berechnet.

Da die Vorgehensweise bei der Berechnung von Zahnformfaktor YF und Spannungskorrekturfaktor YS nach DIN und ISO nicht ganz schlüssig ist (man soll mit dem Nenn-Profil rechnen, aber die Erzeugungsprofilverschiebungsfatoren verwenden, falls die Abweichung der Zahnfußdicke zum Nennprofil größer als 0.05*mn sei), kann man in ZAR1+ jetzt konfigurieren, mit welcher Profilverschiebung YF und YS berechnet werden. Mit dem Nennwert x, mit der Profilverschiebung Fertigverzahnung (bei Schleifen der Fußausrundung), oder mit der Profilverschiebung der Vorverzahnung (wenn nur die Flanke geschliffen wird). Ob Mittelwert, Maximum oder Minimum für die Berechnung verwendet werden soll, ist ebenfalls konfigurierbar.

Tatsächlich ändern sich YF und YS meist deutlich, wenn man mit xE statt x rechnet. Allerdings wird YF größer und YS kleiner, so daß die Auswirkung auf die berechnete Zahnfußspannung letztlich gering ist.

Wenn "ausführlicher Ausdruck mit Zwischenwerten" unter "Bearbeiten->Berechnungsmethode Festigkeit" angekreuzt wird, enthält der Ausdruck jetzt auch Zwischenwerte und Erläuterungen zu der Berechnung.

Zur Eingabe "Stützwirkung ?" gibt es jetzt einen Vorschlags-Button. Wenn d1/dsh>=1.15, wird Stützwirkung gesetzt, sonst wird der Haken entfernt. Der Haken ist auch zu entfernen, wenn das Ritzelzahnrad mit Paßfeder verschiebbar auf der Welle sitzt, oder auch bei aufgepresstem Ritzel.

Zusätzlich zur Lebensdauer in Stunden wird jetzt auch die Anzahl der Lastspiele ausgedruckt.

Die y-Achse mit der Lebensdauer in Stunden wird jetzt auf einer logarithmischen Skala dargestellt.

Bei Berechnung nach ISO 6336 wird die Lebensdauer auch für Sicherheiten größer als 1 (bis 1,17) berechnet.

Wenn die Verzahnung eines vorbearbeiteten Profils ohne Protuberanz oder Unterschnitt geschliffen wird, entstehen Schleifkerben. In diesem Fall geben Sie den Faktor Tiefe/Radius der Schleifkerbe ein, dann wird nach ISO 6336 der Faktor YSg berechnet und anstelle von YS als Spannungskorrekturfaktor für die Berechnung der Zahnfußspannung verwendet.

Das EDI-Format zum Austausch von Daten mit anderen Programmen wurde aktualisiert, viele neuere Eingabedaten waren noch nicht berücksichtigt.

Der Faktor KHß war bislang auf 2 gesetzt worden, falls >2 berechnet. Bei Berechnung nach DIN 3990 Teil 41 ist diese Berechnung nicht abgedeckt, deshalb erscheint dort jetzt eine Fehlermeldung "KHß>2". Bei Berechnung nach DIN 3990 Teil 1 oder ISO 6336-1 wird KHß>2 mit der entsprechenden Formel berechnet.

Die Tabellen mit Rollwinkeln wurde entfernt, dafür eine Tabelle mit den Faktoren und Abmessungen des Bezugsprofil eingefügt.

Bei Eingabe eines Meßkreisdurchmesser, welcher zu falschem Kugel- und Rollenmaß führt, wird eine Fehlermeldung "Dm ball!" angezeigt

Im Ausdruck wurde die Profilverschiebung (x*mn) in mm ergänzt. Bislang waren dort nur die Profilverschiebungsfaktoren (x) ausgedruckt.

Eine neue Quick4-Ansicht enthält alle Zeichnungen und Tabellen aus Quick3, sowie Werkzeugabmessungen und Zeichnungen des Bezugsprofils. Die Quick4-Ansicht gibt es nur in WN2+, weil man in WN2 die Zahnhöhenfaktoren gar nicht verändern kann.

Falls Fehlermeldungen auftreten, werden diese mit ausgegeben. Wenn es zu viele Fehlermeldungen sind, können sich diese mit anderen Grafiken überschneiden. Da hilft dann nur, die Fehlerursache zu beseitigen.

Für die Berechnung des Drahtdurchmessers d bei der Vorauslegung kann man jetzt die gewünschte Sicherheit tauz/tau konfigurieren unter "Bearbeiten->Berechnungsmethode". Der Sicherheitsfaktor wird auch berücksichtigt bei Eingabe von d=0 in der Nachrechnung und Auslegung zur Berechnung des Mindestdrahtdurchmessers. Wenn dynamische Beanspruchung gewählt wurde, wird der Drahtdurchmesser berechnet aus tauz/(k*Sicherheit), bei statischer Beanspruchung aus tauz/Sicherheit.

Unter "Bearbeiten->Berechnungsmethode" kann man ein Wickelverhältnis Dm/d konfigurieren für die Vorauslegung in dem Fall, daß alle Abmessungen verändert werden können.

Wenn Schenkelfedern ohne Windungsabstand gewickelt werden, vergrößert sich die Federpaketlänge bei Belastung der Feder (bzw. verkleinert sich bei Belastung gegen Windungsrichtung). Wie ist das bei Federn mit Windungsabstand? Das kommt auf die Federaufnahme oder Einspannung an. Wenn der Windungsabstand gleich bleibt, ändert sich Lkalpha entsprechend. Oder die Federpaketlänge LK bleibt unverändert, und der Windungsabstand a ändert sich unter Last. Oder das Federpaket wird unter Last auf Block zusammengedrückt. Dies war die bisherige Standardeinstellung. Die neue Standardeinstellung ist a=const, so daß der Windungsabstand a unverändert bleibt.

Standardeinstellungen kann man ändern unter Bearbeiten->Berechnungsmethode, dann speichern als Datei mit Dateiname "NULL".

Bei FED2+ gibt es ein zusätzliches Eingabefenster zur Nachrechnung einer Zugfeder. Statt L0 und LK gibt man hier direkt Windungszahl und Ösenhöhe ein, und das Programm berechnet die Federkräfte.

In früheren Versionen gab es bisweilen kleine Differenzen bei der Federkraft, wenn zwischen Auslegung und Nachrechnung gewechselt wurde. Dies wird jetzt ausgeglichen durch Anpassung des Windungsdurchmessers (bzw. des Drahtdurchmessers bei Fertigungsausgleich durch d).

Falls Schenkel abgestützt mit Hebelarm eingegeben wurde, werden jetzt die tangentialen Federkräfte F1, F2, Fn am Hebelarm (F=T/R) mit ausgedruckt.

Neu in FED1+ ist eine Toleranzanalyse mit Berechnung einer Feder mit den Größt- und Kleinstwerten der angegebenen Toleranzen. So kann man sehen, wie sich die Ausnutzung der Toleranzgrenzen auf die freigegebenen Abmessungen auswirken kann.

In den Quick3 und Quick4 Ergebnisausdrucken fehlten Federhub sh = s2-s1 bzw. Federwinkel alphah = alpha2 -alpha2. Diese wurden nun ergänzt unter den Tabellen mit Federwegen und Federkräften.

Eingabe des Einbauwinkels ist jetzt auch bei Beanspruchung gegen Windungsrichtung möglich. Bisher war die Eingabe nicht angenommen bzw. überschrieben worden, weil bei Beanspruchung gegen Windungsrichtung die Windungszahl verkleinert statt vergrößert wird.

Das Zahlenformat wird jetzt bei allen Programmen von den Ländereinstellungen übernommen, und kann nicht mehr unter Datei->Einstellungen konfiguriert werden. War bislang ein Punkt als Dezimalzeichen voreingestellt, dann ist es mit deutschem Windows jetzt ein Komma. Wenn Sie als Dezimalzeichen kein Komma, sondern einen Punkt wollen, gehen Sie in der Systemsteuerung auf "Zeit, Sprache und Region", dann "Datum, Uhrzeit oder Zahlenformat ändern", "Weitere Einstellungen", bei Dezimaltrennzeichen einen Punkt eingeben. Die Einstellung wirkt sich aber auch auf Ihre anderen Programme aus.

Bei DXF- und IGES-Dateien ist das Dezimalzeichen ein Punkt, egal was konfiguriert wurde. Dabei wurde festgestellt, daß bei den früheren Versionen DXF- und IGES-Dateien nicht korrekt ausgegeben wurden (mit Komma), wenn der Dezimalpunkt auf Komma umkonfiguriert war. Künftig gilt die Konfiguration unter "Datei->Einstellungen" für das Dezimalzeichen nur noch für die CAD-TXT-Dateien. DXF- und IGES-Dateien verwenden generell einen Punkt als Dezimalzeichen, für alle anderen Ausgabeformate und Ausdrucke werden die Windows-Einstellungen verwendet.

Die Voreinstellung für die Darstellung von Text in DXF- und IGES-Dateien (unter Datei->Einstellungen->CAD) wird von ASCII auf ANSI geändert, dies ist hier der Standard-Zeichensatz von Windows. Damit werden deutsche Umlaute mit einem Windows-Textfont richtig dargestellt. ASCII entspricht hier dem DOS-Zeichensatz, und unter "Ä->Ae, ß->ss" werden deutsche Umlaute und Sonderzeichen in 7-bit Standardzeichen umgewandelt.

Bei Floatinglizenzen wird in eine Datei netstat.doc geschrieben, wann und von wem ein Programm gestartet und beendet wurde. Wenn alle Lizenzen schon benutzt werden, erscheint folgende Meldung:

Neu dabei ist, daß man sich direkt die netstat.doc Datei anzeigen lassen kann. So kann man sehen, wer das Programm momentan verwendet. Oder wieviele Lizenzen man nachkaufen sollte.

Farbe Nr. 16 ist nicht konfigurierbar, besser nicht verwenden. Wenn Sie einen Layer ganz ausblenden wollen, setzen Sie Farbe Nr. 0.