Wirbelstrukturen im
4 - dimensionalen
gekrümmten Raum
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Entwurf eines Kettengetriebes


Eckdaten

Für die Berechnung eines Ketten­getriebes werden folgende Eck­daten benötigt:

  • zu übertragende Leistung P (Antriebsmotor)
  • gewünschten Drehzahlen n₁, n₂ (Kettenräder)
  • daraus resultierendes Übersetzungsverhältnis i
  • Wellenabstand a
  • Belastungsart f.. (Stoß oder ...)
  • Umgebungseinflüsse f..
  • Schmierverhältnisse f..

n₁, n₂   Drehzahl des treibenden und des getriebenen Kettenrades
z₂, z₁   Zähnezahl des getriebenen und des treibenden Kettenrades
d₂, d₁   Teilkreisdurchmesser des getriebenen und des treibenden Kettenrades
τ   Teilungswinkel




Festlegen der Zähnezahlen

Für die Auswahl der Kettenräder gibt es folgende Empfehlungen:

z = 11...13   für v < 4 m/s und p < 20

z = 14...16   für v < 7 m/s und für mittlere Belastungen

z = 17...25   für v < 24 m/s und günstig für Kleinräder

z = 30...80   üblich für Großräder

z = 80...120   Obergrenze für Großräder

Im Normalfall liegt ein Über­setzungs­verhältnis i < 7 vor. Ungerade Zähne­zahlen sind zu bevor­zugen, um den Verschleiß der Ketten­räder zu minimieren.




Kettenauswahl

Die Wahl der geeigneten Ketten­größe (Teilung p) erfolgt mit Hilfe der Leistungs­tabelle.

Bei idealen Betriebsverhältnissen kann für die Kettenauswahl die Antriebsleistung P₁ zugrunde gelegt werden. Die Antriebsleistung entspricht einem durchschnittlichen Wirkungsgrad von η = 0,98.

In vielen Fällen müssen jedoch weitere Faktoren berück­sichtigt werden:

  • der Anwendungsfaktor KA (Belastungsfall)
  • der Korrekturfaktor f₁ (Zähnezahl)
  • der Korrekturfaktor f₂ (Wellenabstand)
  • der Korrekturfaktor f₃ (Verbindungsglied Kette)
  • der Korrekturfaktor f₄ (Anzahl der Kettenräder)
  • der Korrekturfaktor f₅ (Umweltbedingungen)

Wenn die Einbau­verhält­nisse es zulassen, bietet sich neben einer Einfach­kette mit großer Teilung eine Mehrfach­kette mit kleiner Teilung an. Dadurch kann die Zähne­zahl erhöht werden, was wiederum zur Geräusch­minimierung beiträgt. Außerdem werden Schwingungen herab­gesetzt.

Bei vergleichbaren Verhält­nissen haben Über­setzungen mit i > 2 sowie Ketten­längen mit X > 100 eine größere Lebens­dauer. Aller­dings wird die Lauf­ruhe eher durch einen kleineren Wellen­abstand ver­bessert. Um einen Kompromiss zu finden, liegt der günstigste Wellen­abstand bei a = (30...50) · p.

In der Regel ermittelt man zunächst einen ange­näherten Wellen­abstand a. Daraus ergibt sich bei bekannter Ketten­teilung p eine Ketten­glieder­zahl, die vorzugs­weise immer auf eine gerade Glieder­zahl gerundet wird. Mit dieser ermittelten Glieder­zahl wird anschließend der tatsäch­liche Wellen­abstand fest­gelegt. Zusätz­lich sollte eine Einstell­möglich­keit von 1,5 · p berück­sichtigt werden.




Anordnung der Kettengetriebe

Der einwand­freie Lauf eines Ketten­getriebes wird wesent­lich durch die Anord­nung der Zahn­räder und die richtige Schmie­rung bestimmt. Am häufigsten wird wegen seines ein­fachen Auf­baus der Antrieb mit zwei Ketten­rädern ver­wendet.

Falls möglich, sollte immer eine waage­rechte bis max. 60° schräge Anord­nung des Ketten­getriebes gewählt werden. Wenn das Last­trum oben liegt, wirkt sich die Belastung in Längs­richtung durch das Eigen­gewicht der Kette vorteil­haft aus. Bei Ketten­getrieben mit einer schrägen Anord­nung > 60° muss zusätz­lich eine Ketten­spannung vor­gesehen werden.

Aufgrund des Polygon­effektes der Ketten­räder ändern sich beim Lauf der Kette die Trum­längen periodisch. Dies macht einen Durch­hang des Leer­trums erforder­lich.
Der Druch­hang ist definiert als der Abstand des am weitesten durch­hängenden Ketten­gliedes von der geraden Ver­bindung der Tangent­linie eines gespannten Trums. Um zusätz­liche Ketten­belas­tungen zu ver­meiden, sollte der Durch­hang normal 1...3 % betragen.





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