Planungsphase - Gewerbliche Schule Künzelsau

Projekt Getriebe
Artur Martel
Alexander Ludwig
Klasse M3TP
1
Inhaltsverzeichnis
Planungsphase
Informationsbeschaffung
3
Lastenheft
4
Pfichtenheft
4
Warenbeschaffung
4
Entwurfsphase
Ideenfindung
5
Stückliste
5
Skizzen
6-9
Ressourcen
9
Realisierungsphase
Bestellung
10
Berechnungen
10
Konstruktion
11
Fazit
12
2
Planungsphase
Informationsbeschaffung:
Informationen wurden im Unterricht durch ausgeteilte Blätter des Lehrers so wie aus
dem Internet zusammen gesammelt. Anhand von diesen Informationen hat man
dann einen Überblick bekommen, welche Teile man für ein Zahnradgetriebe benötigt.
Ein schaltbares Getriebe ist von der Funktion eigentlich sehr einfach. Dadurch, dass
mehrere Zahnräder auf einer Welle angeordnet sind, kann man durch axiales
verschieben der Welle das Übersetzungsverhältnis und die Drehzahl mit einem
Handgriff ändern. Dabei ist darauf zu achten, Dass die Zahnräder zueinander passen
und dass in einem Getriebe nur mit einem Zahnradmodul gearbeitet werden kann,
damit die Zahnräder immer den richtigen Abstand haben. Dann unterscheiden sich
die Zahnräder nur noch in der Zähne Zahl. Wir haben uns für das Modul 1
entschieden unsere Zahnräder haben folgende Zähne Zahlen:
2 x 40 Zähne, 2 x 60 Zähne und 2 x 50 Zähne.
Wir haben uns für diese Zähne Zahlen entschieden, da man nur 3 verschiedene
Zahnräder hat und trotzdem 3 verschiedene Übersetzungsverhältnisse. Es stehen
sich einmal auf der linken Seite 40 Zähne und auf der rechten Seite 60 Zähne
gegenüber und einmal umgekehrt. So wie sich die beiden Zahnräder mit 50 Zähne
gegenüber stehen. Dies bedeutet einmal wird die Drehzahl höher, einmal wird sie
kleiner und bei den Zahnrädern mit jeweils 50 Zähnen bleibt das Verhältnis 1:1.
Das Lastenheft wurde von unserem Lehrer gestellt.
In das Pflichtenheft wurden nur noch persönliche Wünsche von uns eingetragen, wir
haben uns z.B. für ein kostengünstiges Holzgehäuse entschieden. Außerdem haben
wir uns vorgenommen kein einziges Teil in der Firma oder von jemand anderem
fertigen zulassen. So dass wir jetzt behaupten können ein funktionierendes Getriebe
komplett ALLEINE gebaut zu haben.
3
Lastenheft:
-
Getriebe schaltbar
3 Getriebestufen
Konstanter elektrischer Antrieb
Wellen gelagert
Drehmomentaufnehmer als Kaufteil
Möglichst geringer Baugröße
Muss in der Werkstatt gefertigt werden können
Unfallverhütungsvorschriften beachten
Pflichtenheft:
-
6 Zahnräder in 3 verschieden Größen aus gedrucktem Kunststoff
Modul 1
Zähnezahl 40, 50, 60
Schaltbar durch Schalthebel aus Alu und Hülse aus Messing
Wellenabstand und Zahnradstellung berechnen.
Gehäuse aus Holz
Lagerung durch Gleitlager und Alubuchsen
Sicherungsringe und Schrauben sind Kaufteile
Unfallverhütung durch komplette Umhausung
Einblick durch Plexiglaß
Warenbeschaffung und Fertigung klären:
Die Zahnräder und Passfedern wurden am 3D-Drucker gedruckt.
Normteile wie Gleitlager, Sicherungsringe, Schrauben und Metall wird durch die
Werkstatt sowie dem Betrieb bereitgestellt.
Holz für das Gehäuse wird selbst organisiert.
Gefertigt wird das Getriebe vollständig von uns beiden.
4
Entwurfsphase:
Das Pflichtenheft wird wie angegeben umgesetzt
Ideenfindung:
Es wurden mehrere Skizzen erstellt und davon die geeignetste Entwurf ausgewählt.
Der Entwurf sieht wie geplant 6 Zahnräder in 3 verschieden Größen vor.
Es gibt 3 Schaltstellungen. Schaltbar ist das Getriebe durch eine verschiebbare
Welle, die in Gleitlagern gelagert ist.
Dieser Entwurf wurde nun im CAD-Programm Solid Works modelliert.
Parallel dazu berechneten wir die Wellenabstände, Zahnradstellungen, sowie die
Gehäuseabmessungen.
Von den Modellierten Einzelteilen erstellten wir eine Baugruppe.
Außerdem wurden Fertigungszeichnungen und die Stückliste erstellt.
Stückliste:
5
Skizzen:
6
7
8
Ressourcen:
-
Drehmaschine
Bohrmaschine
Material: Aluminium, Stahl, Holz
Budget: 0€
Normteile
9
Realisierungsphase:
Bestellung:
Gleitlager: Hauptsitz Mädler GmbH
Tränestraße 6-8
D-70597 Stuttgart
Sicherungsringe: Schlosserei
Ziehl-Abegg SE
Heinz-Ziehl-Straße
74653 Künzelsau
Holz: Eigenbestand
Rundmaterial, Schrauben: Metallwerkstatt der Schule
Zahnräder: 3D-Drucker der Schule
Berechnungen:
Wellendurchmesser: Ø10𝑚𝑚
Übersetzungsverhältnisse: i1= z2/z1 = 50/50 = 1
i2= z4/z3 = 40/60 = 0,60
i3= z6/z5 = 60/40 =1,5
Drehzahlen: n2=1000/min*50/50= 1000 1/min
n4= 1000/min*60/40= 1500 1/min
n5= 1000/min*40/60= 666,6 1/min
Sicherungsringe: DIN 471-10x1
10
Zahnräder:
1: Modul 1, Zähnezahl 50, Breite: 10mm
2: Modul 1, Zähnezahl 50, Breite: 10mm
3: Modul 1, Zähnezahl 60, Breite: 10mm
4: Modul 1, Zähnezahl 60, Breite: 10mm
5: Modul 1, Zähnezahl 40, Breite: 10mm
6: Modul 1, Zähnezahl 40, Breite: 10mm
Konstruktion:
Die Wellen, Buchsen, Schalthebel und die Messingbuchse haben wir in der Werkstatt
gedreht. Passfedernuten frästen wir ebenfalls in der Werkstatt.
Die Buchsen mussten außerdem noch gebohrt und gerieben werden, damit die
Gleitlager gut sitzen. In die Befestigungsbohrungen musste wir noch Innengewinde
schneiden.
Wie schon erwähnt wurden die Zahnräder, sowie die Passfedern ausgedruckt.
Das Gehäuse fertigten wir aus Holz. Wir entschieden uns, es zu verkleben, da
Schrauben es auf spreizten.
In der Werkstatt bohrten wir dann die benötigten Löcher in das fertige Gehäuse.
Da die Oberkante des Gehäuses nicht eben genug war, fräste sie Herr Kübler ab,
sodass wir die Plexiglasscheibe montieren konnten.
Leider fehlten unsere Sicherungsringe, deshalb besorgten wir uns kurzerhand neue
aus der Schlosserei der Firma Ziehl-Abegg.
Die Bauteile der Stückliste montierten wir nun und so entstand unser Getriebe.
11
Fazit:
Dafür, dass wir unser Getriebe komplett selbst gebaut und geplant haben, sind wir
damit sehr zufrieden. Die geplanten Punkte konnten wir genauso umsetzen, wie wir
es vor hatten.
Im Nachhinein würden wir unsere Planung aber auch in Fremdfertigung abgeben, da
es dann optisch besser aussehen würde und wir mehr Zeit für die Planung hätten.
12