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Verfahren zur Tragfähigkeitsberechnung von hochübersetzenden Epizykloidengetrieben für die Elektromobilität

  • In dieser Arbeit wird ein allgemeingültiges Verfahren zur Tragfähigkeitsberechnung von hochübersetzenden Epizykloidengetrieben entwickelt. Epizykloidengetriebe sind spezielle Umlaufrädergetriebe mit epizykloidaler Triebstockverzahnung. Die Grundlage des Verfahrens bilden die Berechnungs- und Anwendungsnormen der DIN 3990. Neben der Herleitung des Rechengangs wird beispielhaft der Tragfähigkeitsnachweis für die Anwendung in einem urbanen Elektrofahrzeug ausgeführt. Das dabei betrachtete Epizykloidengetriebe hat eine Übersetzung von -34 bei einer maximalen Eingangsdrehzahl von 20.000 min-1 und einer zu übertragenden Leistung von 27 kW. Der Rechengang teilt sich auf in den Nachweis der Flankentragfähigkeit, der Zahnfußtragfähigkeit und der Fresstragfähigkeit. Das Vorgehen je Nachweis ist dabei vergleichbar: Es werden zunächst individuelle Faktoren berechnet, die anschließend in den rechnerischen Festigkeitsnachweis einfließen. Bei der Entwicklung des Rechenverfahrens wird auf eineIn dieser Arbeit wird ein allgemeingültiges Verfahren zur Tragfähigkeitsberechnung von hochübersetzenden Epizykloidengetrieben entwickelt. Epizykloidengetriebe sind spezielle Umlaufrädergetriebe mit epizykloidaler Triebstockverzahnung. Die Grundlage des Verfahrens bilden die Berechnungs- und Anwendungsnormen der DIN 3990. Neben der Herleitung des Rechengangs wird beispielhaft der Tragfähigkeitsnachweis für die Anwendung in einem urbanen Elektrofahrzeug ausgeführt. Das dabei betrachtete Epizykloidengetriebe hat eine Übersetzung von -34 bei einer maximalen Eingangsdrehzahl von 20.000 min-1 und einer zu übertragenden Leistung von 27 kW. Der Rechengang teilt sich auf in den Nachweis der Flankentragfähigkeit, der Zahnfußtragfähigkeit und der Fresstragfähigkeit. Das Vorgehen je Nachweis ist dabei vergleichbar: Es werden zunächst individuelle Faktoren berechnet, die anschließend in den rechnerischen Festigkeitsnachweis einfließen. Bei der Entwicklung des Rechenverfahrens wird auf eine Allgemeingültigkeit der Gleichungen geachtet. Damit wird die erstellte Auslegungsgrundlage auch für ein breites Einsatzspektrum außerhalb der Elektromobilität nutzbar. Für zukünftige Untersuchungen zu Aspekten der Dimensionierung und Anwendung der Epizykloidengetriebe werden Hinweise und Ansätze basierend auf den erlangten Erkenntnissen bereitgestellt.show moreshow less
  • In this scientific paper a universal procedure is developed for the load capacity calculation of Epicycloid Gears. Epicycloid Gears are special Planetary Gears with an epicycloidical Lantern Gearing. The basis of the procedure are the calculation and application standards of the DIN 3990. In addition to the derivation of the calculation process, the load-bearing capacity proof for the application in an urban electric vehicle is exemplary carried out. The considered Epicycloid Gear has a transmission ration of -34 at a maximum input rotation speed of 20.000 min-1 and a transmitted power of 27 kW. The calculation process is divided into the proof of the Flank Load Capacity, the Root Load Capacity and the Scuffing Load Capacity. The procedure per detection is comparable: Apriori individual factors are calculated and entered into the analytical proof of strength afterwards. In the development of the calculation procedure the universal validity of the equations is considered. Thereby theIn this scientific paper a universal procedure is developed for the load capacity calculation of Epicycloid Gears. Epicycloid Gears are special Planetary Gears with an epicycloidical Lantern Gearing. The basis of the procedure are the calculation and application standards of the DIN 3990. In addition to the derivation of the calculation process, the load-bearing capacity proof for the application in an urban electric vehicle is exemplary carried out. The considered Epicycloid Gear has a transmission ration of -34 at a maximum input rotation speed of 20.000 min-1 and a transmitted power of 27 kW. The calculation process is divided into the proof of the Flank Load Capacity, the Root Load Capacity and the Scuffing Load Capacity. The procedure per detection is comparable: Apriori individual factors are calculated and entered into the analytical proof of strength afterwards. In the development of the calculation procedure the universal validity of the equations is considered. Thereby the created layout basis is utilizable for a wide application spectrum beyond the electro mobility. For future studies on aspects of dimensioning and usage of the Epicycloid Gear further hints and approaches based on the gained knowledge are provided.show moreshow less

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Metadaten
Author:Thomas Müller
open access (DINI-Set):open_access
open access :Bronze - frei zugänglich aber ohne Lizenzhinweis, d.h. keine Weitergabe
Fachbereich/Einrichtung:Hochschule Düsseldorf / Fachbereich - Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Document Type:Master's Thesis
Year of Completion:2013
Referee:Andreas Jahr, Robert Bongartz
Language of Publication:German
Place of publication:Düsseldorf
Title Additional (English):Procedure for the load capacity calculation of high transmission epicycloid gears for electric mobility
Page Number:145
URN:urn:nbn:de:hbz:due62-opus-8306
Tag:Elektromobilität; FHD; Getriebe; Tragfähigkeitsberechnung
Transmission; electric mobility; load capacity calculation
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):Es gilt das deutsche Urheberrecht
Release Date:2014/01/06
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