Inhaltsverzeichnis

    1.1   Berechnungsbeispiele: Welle nach DIN 743
       1.1.1   Berechnungsmodul starten
       1.1.2   Erstes Berechnungsbeispiel
       1.1.3   Durchführung der Berechnung
       1.1.4   Dokumentation: Protokoll
       1.1.5   Berechnung speichern
       1.1.6   Zweites Berechnungsbeispiel
       1.1.7   Durchführung der Berechnung
       1.1.8   Dokumentation: Protokoll
       1.1.9   Berechnung speichern

1.1 Berechnungsbeispiele: Welle nach DIN 743

1.1.1 Berechnungsmodul starten

Melden Sie sich auf der Startseite www.eAssistant.eu mit Ihrem Benutzernamen und Ihrem Passwort an. Öffnen Sie das Berechnungsmodul aus dem Listenfenster „Berechnungstyp“ im Project Manager.

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Abbildung 1.1: Berechnungsmodul

1.1.2 Erstes Berechnungsbeispiel

Bei diesem Berechnungsbeispiel handelt es sich hierbei um eine Wickelwelle mit einer Fest-/Loslagerung und als Belastung eine Zusatzmasse.

Wellensegmente erzeugen

Um das erste Wellensegment zu erzeugen, klicken Sie auf den Button „Segment“. Geben Sie die Länge mit 50 mm, den Durchmesser mit 20 mm an.

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Abbildung 1.2: Erstes Segment erzeugen

Das erste Segment wird graphisch dargestellt.

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Abbildung 1.3: Darstellung des erzeugten und definierten Wellensegmentes

Um das zweite Segment zu erzeugen, klicken Sie erneut auf den Button „Segment“. Geben Sie die Länge mit 400 mm, den Durchmesser mit 50 mm an.

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Abbildung 1.4: Zweites Segment erzeugen

Das zweite Segment wird graphisch dargestellt.

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Abbildung 1.5: Darstellung des zweiten Segments

Da das dritte Wellensegment die gleichen Eingaben wie das erste Wellensegment erhält, nutzen wir jetzt die Funktionen „Kopieren“ und „Einfügen. Klicken Sie das erste Segment in der Grafik an.

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Abbildung 1.6: Erstes Segment auswählen

Klicken Sie auf den Button „Kopieren“.

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Abbildung 1.7: Erstes Segment kopieren

Wählen Sie das zweite Wellensegment aus, damit das kopierte Segment dahinter eingefügt werden kann.

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Abbildung 1.8: Zweites Segment auswählen

Klicken Sie auf den Button „Einfügen“.

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Abbildung 1.9: Segment einfügen

Das kopierte Segment wird als drittes Wellensegment eingefügt.

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Abbildung 1.10: Drittes Wellensegment einfügen

Hinweis: Wenn Sie ein Element auswählen und auf die rechte Maustaste klicken, öffnet sich ein neues Kontextmenü mit den Befehlen „Kopieren“ und „Einfügen“. Wählen Sie dann die entsprechenden Optionen.

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Abbildung 1.11: Rechte Maustaste zum Öffnen des Kontextmenüs

Axiale Bohrungen erzeugen

Um die erste Bohrung zu erzeugen, klicken Sie auf den Button „Bohrung (axial)“. Geben Sie die Länge mit 70 mm und den Durchmesser mit 0 mm an.

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Abbildung 1.12: Erste axiale Bohrung erzeugen

Klicken Sie auf den Button „Bohrung (axial)“, um die zweite Bohrung zu erzeugen. Geben Sie die Länge mit 360 mm und den Durchmesser mit 40 mm an.

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Abbildung 1.13: Zweite axiale Bohrung definieren

Die Bohrung wird in der Grafik dargestellt.

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Abbildung 1.14: Darstellung der axialen Bohrung

Hinweis: Die Auswahl von Elementen in der grafischen Darstellung ist auch über die Tastatur möglich. Möchten Sie zum Beispiel von der Werteeingabe eines Wellensegmentes in den Auswahlmodus wechseln, so drücken Sie auf die „Bild nach unten“- Taste auf Ihrer Tastatur. Anschließend können Sie mit den Pfeiltasten nach links und rechts die Elemente wählen. Um von den Wellensegmenten zu den axialen Bohrungen und umgekehrt zu wechseln, benutzen Sie die Pfeiltasten „nach oben“ und „nach unten“ auf der Tastatur. Zur Werteeingabe eines gewählten Elementes können Sie dann wieder mit der „Bild nach oben“- Taste wechseln.

Lager einfügen

Um das erste Lager einzufügen, wählen Sie das erste Wellensegment in der Grafik aus.

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Abbildung 1.15: Segment auswählen

Klicken Sie auf den Button „Lager“.

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Abbildung 1.16: Button „Lager“

Das Lager wird eingefügt. Definieren Sie die Position des Lagers mit 20 mm, Breite mit 10 mm und den Durchmesser mit 40 mm. Wählen Sie aus der Listbox die Art der Lagerung. In diesem Fall wählen Sie „Festlager“.

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Abbildung 1.17: Erstes Lager einfügen

Um das zweite Lager einzufügen, wählen Sie das erste Lager in der Grafik aus und klicken Sie auf den Button „Kopieren“.

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Abbildung 1.18: Erstes Lager auswählen

Wählen Sie das dritte Wellensegment aus und klicken Sie auf den Button „Einfügen“. Da das Lager kopiert wurde, ist es bereits richtig mit Position, Breite, Durchmesser angegeben. Definieren Sie nur noch die Art der Lagerung. Bei diesem Lager wird aus der Listbox „Art der Lagerung“ das Loslager ausgewählt.

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Abbildung 1.19: Zweites Lager definieren

Belastung als Zusatzmasse definieren

Um die Zusatzmasse zu positionieren, wählen Sie das zweite Wellensegment aus.

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Abbildung 1.20: Wellensegment auswählen

Klicken Sie auf den Button „Zusatzmasse“.

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Abbildung 1.21: Button „Zusatzmasse“

Die Zusatzmasse wird auf das Wellensegment positioniert. Definieren Sie die Zusatzmasse mit den Eingabe für Position 50 mm, Breite 300 mm und Masse 950 kg.

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Abbildung 1.22: Zusatzmasse wird eingefügt

Definition der Kerbwirkungen

Klicken Sie auf den Button „Kerbwirkung“, um die Kerbwirkungen einzufügen.

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Abbildung 1.23: Button „Kerbwirkung“

Die Kerbwirkung wird eingefügt und kann jetzt an der entsprechenden Stelle der Welle positioniert werden. Geben Sie dafür die Position direkt in das Eingabefeld „Position“ ein oder verschieben Sie die Kerbwirkung mit Hilfe der beiden Pfeilbuttons. Wählen Sie über die Listbox die Kerbwirkungsart aus.

Definieren Sie nun die folgenden Kerbwirkungen:

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Abbildung 1.24: Kerbwirkungen

1.1.3 Durchführung der Berechnung

Nach Abschluss Ihrer Definition von Wellengeometrie, Lagerung, Belastung und Kerbwirkungen können Sie jetzt in den Berechnungsteil wechseln, um die verschiedenen Berechnungen zu starten. Klicken Sie dazu auf den Button „Berechnen“ in der obersten Menüzeile des Berechnungsmoduls. Nach dem Klick ändert sich der Button „Berechnen“ in „Geometrie“. Dadurch können Sie jederzeit wieder in den Geometrieteil wechseln.

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Abbildung 1.25: Berechnungsteil

Im Berechnungsteil können Sie Ihre Berechnungen durchführen, jedoch keine Änderungen an der Geometrie durchführen. Falls Sie Anpassungen an der Geometrie vornehmen möchten, müssen Sie in den Geometriebereich wechseln. Klicken Sie dazu auf den Button „Geometrie“.

Hier können Sie die einzelnen Berechnungen, wie zum Beispiel die Festigkeitsberechnung nach DIN 743, durchführen.

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Abbildung 1.26: Verschiedene Berechnungen

Berechnung der Lagerkräfte

Um die Berechnung der Lagerkräfte zu starten, klicken Sie auf den Button „Lagerkräfte“.

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Abbildung 1.27: Berechnung der Lagerkräfte

Berechnung der Durchbiegung

Um die Berechnung der Durchbiegung, des Biegewinkels sowie des Biegemoments usw. zu starten, klicken Sie auf den Button „Durchbiegung“. Hier können Sie die verschiedenen Kraft- und Momentenverläufe für die jeweils gewählte Ebene aufrufen.

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Abbildung 1.28: Verschiedene Kraft- und Momentenverläufe

Die Werte für die Durchbiegung etc. können mit einem Mausklick direkt aus der graphischen Darstellung abgefragt werden. Die Werte erscheinen dann im Textfeld.

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Abbildung 1.29: Werte per Mausklick abfragen

Berechnung der Festigkeit nach DIN 743

Starten Sie die Festigkeitsberechnung mit einem Klick auf den Button „Festigkeit“. In der Festigkeitsberechnung wird ein kompletter Statischer- und Dauerfestigkeitsnachweis vollständig gemäß DIN 743 durchgeführt. Die genauen Werte der Sicherheiten werden in einem Textfenster dargestellt oder können mit der Maus in der Grafik abgerufen werden.

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Abbildung 1.30: Festigkeitsberechnung nach DIN 743

Die wichtigsten Ergebnisse werden Ihnen im Textfeld angezeigt. Detaillierte Ergebnisse erhalten Sie im Berechnungsprotokoll. Zusätzlich werden die Ergebnisse für die einzelnen Querschnitte in einer Grafik farblich dargestellt:

Berechnung der biegekritischen Drehzahl

Um die Berechnung der biegekritischen Drehzahl zu starten, klicken Sie auf den Button „Biegekritische Drehzahl“. Hierbei können optional Massenträgheitsmoment, Kreiseleffekt und Schubverformung mit berücksichtigt werden. Aktivieren Sie dafür die entsprechende Checkbox.

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Abbildung 1.31: Biegekritische Drehzahl

Berechnung der torsionskritischen Drehzahl

Um die Berechnung der torsionskritischen Drehzahl zu starten, klicken Sie auf den Button „Torsionskritische Drehzahl“.

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Abbildung 1.32: Torsionskritische Drehzahl

1.1.4 Dokumentation: Protokoll

Nach Abschluss Ihrer Berechnung kann ein Protokoll im gewünschten Umfang generiert werden. Klicken Sie auf den Button „Protokoll“.

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Abbildung 1.33: Button „Protokoll“

Sie gelangen zunächst in die Protokollkonfiguration. Hier können Sie auswählen, welche Grafiken und Ergebnisse Ihr Berechnungsprotokoll enthalten soll.

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Abbildung 1.34: Protokollkonfiguration

Während das Protokoll erzeugt wird, erscheint ein Wartebildschirm. Sie können jedoch parallel zur Protokollerzeugung in der Wellenberechnung weiterarbeiten. Die Zeitdauer, die für die Protokollerzeugung notwendig ist, ist von der Anzahl der Grafiken abhängig, die erzeugt werden müssen.

Das Protokoll enthält ein Inhaltsverzeichnis. Hierüber können die gewünschten Ergebnisse schnell aufgerufen werden. Es werden Ihnen alle Eingabedaten und Ergebnisse aufgeführt. Sie können das erzeugte Protokoll ausdrucken oder auch im HTML-Format abspeichern und später wieder in einem Web-Browser oder z.B. auch in Word für Windows öffnen. Die Abbildungen werden im HTML-Protokoll im GIF-Format angezeigt. Bei Vorhandensein eines SVG-Viewers werden die Abbildungen im SVG ausgegeben. Damit besteht für Sie die Möglichkeit, in die Abbildung hineinzuzoomen.

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Abbildung 1.35: Berechnungsprotokoll

Das Berechnungsprotokoll lässt sich drucken oder speichern:

1.1.5 Berechnung speichern

Nach der Durchführung Ihrer Berechnung können Sie diese speichern. Sie haben dabei die Möglichkeit, entweder auf dem eAsisstant-Server oder auf Ihrem Rechner zu speichern. Klicken Sie auf den Button „Speichern“ in der obersten Zeile des Berechnungsmoduls.

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Abbildung 1.36: Button „Speichern“

Um die Berechnung lokal auf Ihrem Rechner zu speichern, müssen Sie die Option „Lokales Speichern von Dateien ermöglichen“ im Project Manager sowie die Option „lokal“ im Berechnungsmodul aktivieren.

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Abbildung 1.37: Windows-Dialog zum Speichern

Haben Sie diese Option nicht aktiviert, so öffnet sich ein neues Fenster und Sie können auf dem eAssistant-Server speichern. Geben Sie unter „Dateiname“ den Namen Ihrer Berechnung ein und klicken Sie auf den Button „Speichern“. Klicken Sie anschließend im Project Manager auf den Button „Aktualisieren“, Ihre gespeicherte Berechnung wird in dem Listenfenster „Dateien“ angezeigt.

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Abbildung 1.38: Berechnung speichern

1.1.6 Zweites Berechnungsbeispiel

Anhand eines weiteren Beispiels möchten wir Ihnen zeigen, wie Sie diese Getriebe-Zwischenwelle schnell und einfach aufbauen können.

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Abbildung 1.39: Getriebe-Zwischenwelle

Wellensegmente erzeugen

Klicken Sie auf den Button „Segment“ und erzeugen Sie drei Wellensegmente mit den folgenden Eingabewerten:

1. Wellensegment: Länge l1  = 100 mm Durchmesser d1  = 30 mm

2. Wellensegment: Länge l2  = 40 mm Durchmesser d2  = 45 mm

3. Wellensegment: Länge l3  = 100 mm Durchmesser d3  = 30 mm

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Abbildung 1.40: Wellensegmente

Lager einfügen

Fügen Sie anschließend zwei Lager ein. Klicken Sie dazu auf den Button „Lager“. Die Lager erhalten die folgenden Eingabewerte:

1. Lager: Position = 10 mm Breite b1  = 15 mm Durchmesser d1  = 60 mm Festlager

2. Lager: Position = 80 mm Breite b2  = 15 mm Durchmesser d2  = 60 mm Loslager

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Abbildung 1.41: Lager

Erstes Stirnrad erzeugen

Um das erste Stirnrad zu erzeugen, markieren Sie in der Grafik das erste Wellensegment. Klicken Sie auf den Button „Kraftelemente“ und wählen Sie aus dem Untermenü den Eintrag „Stirnrad“ aus. Definieren Sie über die Eingabemaske das erste Stirnrad mit den folgenden Eingabewerten:

Position = 60 mm

Breite b1  = 40 mm

Teilkreisdurchmesser dT1  = 180 mm

Schrägungswinkel β1  = 25∘

Eingriffswinkel α1  = 20∘

Eingriffslage = 90∘

Drehmoment T1  = 320 Nm

Masse m1  = 0.0 kg

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Abbildung 1.42: Eingabemaske für das erste Stirnrad

Das erste Stirnrad wird in der grafischen Darstellung angezeigt.

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Abbildung 1.43: Erstes Stirnrad

Zweites Stirnrad erzeugen

Um im nächsten Schritt das zweite Stirnrad zu erzeugen, wählen Sie das dritte Wellensegment aus, klicken Sie auf den Button „Kraftelemente“ und wählen Sie aus dem Untermenü den Eintrag „Stirnrad“ aus. Definieren Sie über die Eingabemaske das zweite Stirnrad mit den folgenden Eingabewerten:

Position = 0 mm

Breite b2  = 40 mm

Teilkreisdurchmesser dT2  = 80 mm

Schrägungswinkel β2  = 25∘

Eingriffswinkel α2  = 20∘

Eingriffslage = 270∘

Drehmoment T2  = 320 Nm

Masse m2  = 0.0 kg

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Abbildung 1.44: Zweites Stirnrad definieren

Beide Stirnräder werden jetzt in der Grafik dargestellt.

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Abbildung 1.45: Zwei Stirnräder erzeugt

Anschließend können Sie sich die Getriebewelle in den verschiedenen Ansichten anzeigen lassen. Klicken Sie auf den Button „3D-Ansicht“, wählen Sie in der Toolbar die verschiedenen Ansichten aus oder zoomen Sie in die Grafik. Über den Button „Berechnen“ gelangen Sie vom Geometrieteil in den Berechnungsteil und können dort Ihre Berechnungen durchführen. Über den Button „Protokoll“ kann ein Protokoll generiert werden.

Ergebnis

Wenn Sie auf den Button „3D Ansicht“ klicken, dann erhalten Sie die folgende dreidimensionale Darstellung als Ergebnis. Auch in der 3D-Darstellung können Sie die einzelnen Elemente mit der Maus auswählen, über die Eingabefelder modifizieren sowie neu positionieren.

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Abbildung 1.46: 3D-Ansicht der Getriebe-Zwischenwelle

1.1.7 Durchführung der Berechnung

Nach Abschluss Ihrer Definition von Wellengeometrie, Lagerung und Belastungen können Sie jetzt in den Berechnungsteil wechseln, um die verschiedenen Berechnungen zu starten. Klicken Sie dazu auf den Button „Berechnen“ in der obersten Menüzeile des Berechnungsmoduls. Nach dem Klick ändert sich der Button „Berechnen“ in „Geometrie“. Dadurch können Sie jederzeit wieder in den Geometrieteil wechseln. Im Berechnungsteil können auf Knopfdruck die folgenden Berechnungen durchgeführt werden:

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Abbildung 1.47: Start der Berechnung

Im Berechnungsteil können Sie Ihre Berechnungen durchführen, jedoch keine Änderungen an der Geometrie durchführen. Falls Sie Anpassungen an der Geometrie vornehmen möchten, müssen Sie in den Geometriebereich wechseln. Klicken Sie dazu auf den Button „Geometrie“.

1.1.8 Dokumentation: Protokoll

Nach Abschluss Ihrer Berechnung kann ein Protokoll im gewünschten Umfang generiert werden. Klicken Sie auf den Button „Protokoll“.

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Abbildung 1.48: Button „Protokoll“

Wählen Sie aus der Protokollkonfiguration aus, welche Grafiken und Ergebnisse Ihr Berechnungsprotokoll enthalten soll. Das Protokoll enthält ein Inhaltsverzeichnis. Hierüber können die gewünschten Ergebnisse schnell aufgerufen werden. Es werden Ihnen alle Eingabedaten und Ergebnisse aufgeführt. Sie können das erzeugte Protokoll ausdrucken oder auch im HTML-Format abspeichern und später wieder in einem Web-Browser oder z.B. auch in Word für Windows öffnen. Die Abbildungen werden im HTML-Protokoll im GIF-Format angezeigt. Bei Vorhandensein eines SVG-Viewers werden die Abbildungen im SVG ausgegeben. Damit besteht für Sie die Möglichkeit, in die Abbildung hineinzuzoomen.

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Abbildung 1.49: Berechnungsprotokoll

Das Berechnungsprotokoll lässt sich drucken oder speichern:

1.1.9 Berechnung speichern

Nach der Durchführung Ihrer Berechnung können Sie diese speichern. Sie haben dabei die Möglichkeit, entweder auf dem eAsisstant-Server oder auf Ihrem Rechner zu speichern. Klicken Sie auf den Button „Speichern“ in der obersten Zeile des Berechnungsmoduls.

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Abbildung 1.50: Button „Speichern“

Um die Berechnung lokal auf Ihrem Rechner zu speichern, müssen Sie die Option „Lokales Speichern von Dateien ermöglichen“ im Project Manager sowie die Option „lokal“ im Berechnungsmodul aktivieren.

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Abbildung 1.51: Windows-Dialog zum Speichern

Haben Sie diese Option nicht aktiviert, so öffnet sich ein neues Fenster und Sie können auf dem eAssistant-Server speichern. Geben Sie unter „Dateiname“ den Namen Ihrer Berechnung ein und klicken Sie auf den Button „Speichern“. Klicken Sie anschließend im Project Manager auf den Button „Aktualisieren“, Ihre gespeicherte Berechnung wird in dem Listenfenster „Dateien“ angezeigt.

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Abbildung 1.52: Berechnung speichern

Für weitere Fragen, Informationen oder auch Anregungen stehen wir Ihnen jederzeit gern zur Verfügung. Sie erreichen unser Support-Team über die E-Mail eAssistant@gwj.de oder unter der Telefon-Nr. +49 (0) 531 129 399-0.