Table Of ContentBonfiglioli Riduttori S.p.A. (Hrsg.)
Gruppo Bonfiglioli
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
Paris
Santa Clara
Singapur
Tokio
Bonfiglioli Riduttori S.p.A. (Hrsg.)
Handbuch
der Getriebemotoren
Mit Beiträgen von
D. W. Dudley, J. Sprengers,
D. Schröder, H. Yamashina
Mit 325 Abbildungen
Springer
Bofiglioli Riduttori S.p.A. (Hrsg.)
Via Giovanni XXIII, 7/A
Lippo di Calderara di Reno,
Bologna / Italien
Darle W. Dudley Prof Hon.-Eng. Jaques Sprengers
17777 Camino Murrillo, Rue E. Mahaim 98,
San Diego, CA 92128, USA B - 4100 Seraing, Belgien
Prof Dierk Schröder Prof Hajime Yamashina
Technische Universität München, Uji-Shi,
Lehrstuhl f. Elektrische Antriebstechnik Nanryo-Cho,
Arcisstraße 21 5 Chome 7
D -80333 München, FRG Kyoto, Japan
ISBN 978-3-642-64389-7 ISBN 978-3-642-60398-3 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-60398-3
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Handbuch der Getriebemotoren 1 Bonfiglioli Riduttori S.p.A. (Hrsg.)
Mit Beitr. von D. W. Dudley ... -Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest;
Hongkong; London; Mailand; Paris; Santa Clara; Singapur; Tokio: Springer, 1997
NE: Dudley, Darle W.; Bonfiglioli Riduttori SpA (Bologna)
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1997
Softcover reprint of the hardcover Ist edition 1997
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Satz: Reproduktionsfertige Vorlagen vom Autor
SPIN: 10495671 62/3020 -543210 -Gedruckt auf säurefreiem Papier
Darle W. Dudley, Leiter der Getriebetechnologie Jacques Sprengers, Präsident des ISOffC60;
Entwicklung bei der Dudley Technical Group, Chevalier de I'Ordre de Leopold II,
lnc.; Ehrenmitglied der AGMA lnsigne d'argent de Laureat du Travail
Prof. Dr.-lng. Dr-Ing. h.c. Dierk Schröder, Prof. Hajime Yamashina, Lehrstuhl für Produk
Lehrstuhl für Energietechnik und Elektrische tionstechnik am Institut für Prazisionstechnik,
Antriebstechnik, Technische Universität München Universität Kyoto, und Honorarprofessor an der
London Business School
Vorwort
In den letzten Jahren hat unser Unternehmen eine Phase konstanten Wachstums
und stetiger Weiterentwicklung durchlebt, und Forschung und Entwicklung haben
immer größere Bedeutung gewonnen. Dadurch ist es uns gelungen, einen Spitzen
platz in einem Wirtschaftszweig einzunehmen, in dem Innovation ein wesentlicher
Faktor ist. Die Entscheidung, dieses Buch herauszugeben, steht daher im Einklang
mit unserer Unternehmensphilosophie und ist als Anerkennung gedacht fiir das Kön
nen und das Engagement aller Mitarbeiter in der Bonfiglioli-Gruppe für den ge
meinsamen Erfolg.
Mit diesem Buch möchte die Bonfiglioli Riduttori S.p.A. einen sichtbaren Bei
trag zur Forschung und Entwicklung in der Antriebstechnik leisten.
Das Buch wendet sich an alle, die sich mit den technischen Aspekten elektri
scher Antriebe beschäftigen, sei es im Studium oder als Ingenieur in der Praxis. Es
war klar, daß ein solches Projekt nur mit der Unterstützung anerkannter Fachleute
gelingen konnte, und so waren wir froh, daß wir in den Professoren Darle W. Dudley,
Jaques Sprengers, Dierk Sehröder und Hajime Yamashina anerkannte Spezialisten
auf ihren Gebieten zur Mitarbeit gewinnen konnten.
Es war ein hartes Stück Arbeit, aber wir sind davon überzeugt, daß die Anerken
nung unserer Leser uns für die Mühe entschädigt.
Clementino Bonfiglioli
Inhaltsverzeichnis
Teil I
Darle W. Dudley
1 Einleitung . .. . ....... .. .. .. .. .. .. .. .. ....... .. .. ... .. ..... .. ..... .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. .. ..... .. . .. .. .. .. .. .. . 3
1.1 Geschichte der Verzahnungen............................................................... 3
1.2 Entwicklung von Verzahnungen ... .. .. ... .. .. ... .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. ........ .... .. .. .. .. . 7
1.3 Entwicklung von Organisationen für die Zahnradherstellung ............... 7
1.4 Entwicklungen bei Bonfiglioli Riduttori. .. . .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... .. .. .. .. .. .. .. 8
1.5 Aufbau dieses Handbuchs ..... .. .. ..... .. ... .. ... .. .. ..... .. .. .. .. .. .. .. .. .... .. .. .. .. .. .. .. .. 11
Teil II
Jacques Sprengers
1 Dynamik fester Körper . .. ..... .. .. ... .. .. ... .. .. . .. .. ... .. .. .. .. . ..... . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ....... 21
1.1 Einleitung.............................................................................................. 21
1.2 Schwerpunkt fester Körper.................................................................... 21
1.3 Bewegungen von Festkörpern............................................................... 23
1.4 Geradlinige fortschreitende Bewegung . ... .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. . . .. . . .. .. .. .. .. .. .. .. 23
1.5 Kreisbewegung...................................................................................... 23
1.6 Mechanische Energie, Arbeit und Leistung .. ..... .. .. .. .. .. .. .... .. .. .. .. .. .. .. . . .. . 23
1.6.1 Einleitung . .. .. .. .. .. .. .. ..... .. .. ... .. ..... .. ..... .. ..... .. .. .. .. .. .... .. .... .. .. .. .. .. .. .. .. . 23
1.6.2 Die potentielle Energie ................................................................ 24
1.6.3 Kinematische Energie................................................................... 24
1.6.4 Arbeit bei der gleichförmigen geradlinigen Bewegung . .. ...... .. .. .. . 26
1.6.5 Arbeit bei der gleichförmigen Kreisbewegung............................. 26
1.6.6 Leistung bei einer gleichförmigen geradlinigen Bewegung.......... 26
1.6.7 Leistung der Kreisbewegung........................................................ 27
1.7 Trägheit................................................................................................. 28
X Inhaltsverzeichnis
1.7.1 Einleitung..................................................................................... 28
1.7 .2 Trägheit von Festkörpern während einer Schubbewegung ........... 28
1.7.3 Das Läufergleichgewicht Umwuchten bei einem rotierenden
Körper.......................................................................................... 30
1.7.4 Trägheit in der Beschleunigten Kreisbewegung. Massenträgheits-
momente....................................................................................... 31
1.8 Gleitreibung.......................................................................................... 34
1.8.1 Grundgleichung ............................................................................ 34
1.8.2 Winkelwert der Reibungszahl....................................................... 34
1.8.3 Die Keilwirkung ........................................................................... 35
1.8.4 Reibung einer Rolle auf ihren Achsen.......................................... 37
1.8.5 Reibung zwischen einem Riemen und seiner Scheibe.................. 38
1.8.6 Haftreibungskraft ............................ ;............................................. 40
1.8.7 Reibung auf Scheiben................................................................... 41
1.8.8 Einige Gleitwerte.......................................................................... 42
1.9 Rollwiderstand oder Wälzreibung......................................................... 43
1.10 Notwendiges Drehmoment für eine Translationsrolle......................... 44
1.11 Das Anlaufdrehmoment ......................................................... ............. 44
1.12 Kinematische Kette............................................................................. 45
1.12.1 Definition................................................................................... 45
1.12.2 Drehmomente............................................................................. 45
1.12.3 Trägheitsmomente...................................................................... 46
1.12.4 Elastische Konstanten der Achsen.............................................. 46
1.12.5 Anbringen eines Laufkrans an einer Hebewinde........................ 47
2 Festigkeit von Werkstoffen........................................................................ 48
2.1 Zug-Einfacher Druck............................................................................. 48
2.2 Scherung ........................................................... .................................... 49
2.3 Reine Biegung....................................................................................... 50
2.3.1 Flachbiegung ................................................................................ 50
2.3.2 Abgelenkte Biegung..................................................................... 52
2.4 Torsion.................................................................................................. 53
2.5 Durchbiegung bei Spitzenlast................................................................ 54
2.6 Zusammensetzung einfacher Beanspruchungen.................................... 56
Teil 111
Jacques Sprengers
1 Spannungen, Belastungen und Werkstoffe................................................ 61
1.1 Einleitung.............................................................................................. 61
1.2 Spannungen........................................................................................... 61
Inhaltsverzeichnis XI
1.3 Eigenschaften der Werkstoffe .... .. .... ............. ......... ...... ......................... 62
1.3.1 Zulässige statische Spannung ....................................................... 62
1.3.2 Ermüdungsgrenze-Widerstandsgrenze ......................................... 63
1.4 Werkstoffe............................................................................................. 69
1.4.1 Allgemeines.................................................................................. 69
1.4.2 Eisenhaltige Materialien............................................................... 70
1.4.3 Bronzen........................................................................................ 74
2 Geometrie der Zahnräder........................................................................... 75
2.1 Allgemeines.......................................................................................... 75
2.2 Die Evolvente........................................................................................ 76
2.3 Elementarer geometrischer Kreis -Theorie des Eingriffs ..................... 78
2.4 Das BezugsprofiL........ ..... .. ... .. .. ..... ..... .. ... .. .. .. ................................. ... .. . 80
2.5 Geometrisches Rad -Profilverschiebungsfaktor ................................... 81
2.6 Zahndicke.............................................................................................. 82
2.7 Einfluß des Profilverschiebungsfaktors. Eingriffsstörungen ................. 84
2.8 Bezugsachsabstand -Modifizierter Achsabstand.................................. 86
2.9 Berührungsverhältnis ............................................................................ 88
2.10 Berechnung eines Winkels beginnend an seiner Evolventen.............. 91
3 Mechanische Zahnräder .. .. .. .. .. . ... .. .. .. . .. ..... ..... .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... . .. .. .. .. .. . .. 92
3.1 Allgemeines .......................................................................................... 92
3.2 Geradstirnräder ..................................................................................... 92
3.2.1 Bestimmung.................................................................................. 92
3.2.2 Geometrie..................................................................................... 92
3.2.3 Standardisierte Basisprofile und Module...................................... 93
3.2.4 Breite des Zahns........................................................................... 94
3.2.5 Unterschneidung........................................................................... 94
3.2.6 Zahndicke ..................................................................................... 94
3.2.7 Innenverzahnung .......................................................................... 95
3.3 Radpaare mit parallelen Achsen und mit Geradzähnen ........................ 96
3.4 Schrägstirnräder. Evolventenschraubenfläche....................................... 97
3.4 .1 Schrägstirnräder............................................................................ 100
3.4.2 Stirnradpaare mit Schrägzähnen ................................................... 105
3.4.3 Gleiten.......................................................................................... 109
3.4.4 Kräfte............................................................................................ 114
3.4.5 Eingriffverhältnis -Geschwindigkeitsverhältnis ........................... 117
3.4.6 Berührungsdruck .......................................................................... 117
3.4.7 Profilverschiebungsfaktor............................................................. 119
3.4.8 Radpaare mit Übersetzung ins Langsame-Radpaare mit
Übersetzung ins Schnelle.............................................................. 119
3.4.9 Modifikationen für die Verzahnung............................................. 120
3.4.10 Mechanische Verluste in den Zahnrädern................................... 123
