Getriebe berechnen mit 4 Vorlagen für Übersetzung und Verluste

Das Wichtigste auf einen Blick

Vier Vorlagen und ihre Aufgabe

Die vier Vorlagen unterscheiden sich weniger in der Rechenlogik als in der Führung des Anwenders. Alle arbeiten mit Zähnezahlen, Modul, Last und Wirkungsgrad. Unterschiedlich sind Umfang der Eingabe, Tiefe der Verlustrechnung und Bezug der Unterlagen.

Wer wiederkehrende Berechnungen vereinheitlichen will, braucht feste Felder. Feste Felder verhindern, dass Größen wie Wirkungsgrad oder Ölviskosität von Fall zu Fall anders angesetzt werden. Die Übersicht ordnet die vier Wege nach Eingabe, Ausgabe und Bezug.

Eingabefelder und Ausgabewerte im Detail

1. Rechenblatt nach DIN 3990

Das Rechenblatt nach DIN 3990 ist die schlankste Vorlage und entsteht in Ihrer Tabellenkalkulation. Sie tragen Zähnezahl von Ritzel und Rad, Modul, Eingriffswinkel, Schrägungswinkel, Werkstoffkennwerte und Drehmoment ein. Ausgegeben werden Übersetzung und Sicherheiten. Was DIN-Normen regeln und wie sie entstehen, beschreibt die DIN-Übersicht zu Normen und Standards. Die Norm gliedert die Tragfähigkeitsberechnung von Stirnrädern in die Teile DIN 3990-1 bis DIN 3990-6 und ist kostenpflichtig über den Beuth Verlag zu beziehen; Verlustanteile erfasst sie nicht, dafür dient die Wirkungsgradannahme.

2. FVA-Merkblatt-Vorlage

Die Vorlagen der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e. V. (FVA) sind auf Verluste zugeschnitten. Eingabefelder sind Verzahnungsdaten, Lagerart, Dichtungsart, Ölsorte, Ölstand, Drehzahl und Lastkollektiv. Ausgegeben werden Verlustanteile für Verzahnungseingriff, Lager, Dichtungen und Ölversorgung, daraus der Gesamtwirkungsgrad in Prozent und die Verlustleistung in Watt. Die getrennte Gliederung zeigt, welcher Anteil sich durch andere Lagerung oder Ölversorgung senken lässt. Bezugsquelle ist die Forschungsvereinigung Antriebstechnik e. V. mit ihren Merkblättern.

3. KISSsoft-Berechnungsmodule

KISSsoft führt Verzahnung, Welle, Lager und Getriebe in getrennten Modulen. Sie tragen Zähnezahlen, Stufen, Werkstoffe, Schmierstoffe und Lastfälle in Masken ein. Ausgegeben werden Übersetzung je Stufe und gesamt, Wirkungsgrad in Prozent, Verlustleistung in Watt und ein Bericht. Anbieter ist die KISSsoft AG; den Modulumfang nennt sie auf ihrer Seite zur Berechnungssoftware für Getriebe und Verzahnungen.

4. MDESIGN-Berechnungsblätter

MDESIGN stellt Berechnungsblätter für Stufen, Wellen und Lager bereit. Die Eingabe läuft über Formulare mit Einheiten und Wertebereichen. Ausgegeben werden Rechenweg, Zwischenergebnisse, Übersetzung, Wirkungsgrad und ein Protokoll. Der offengelegte Rechenweg hilft bei der Prüfung durch Dritte. Einen Überblick gibt MDESIGN zur technischen Berechnungssoftware.

Bezug und Lizenzmodell

Für KISSsoft und MDESIGN steht der Lizenzpreis netto je Arbeitsplatz im Angebot des Anbieters. Er richtet sich nach Modulumfang, Zahl der Arbeitsplätze und Wartungsstufe. Für DIN 3990 und FVA zahlen Sie keine Softwarelizenz, wohl aber für Norm und Merkblatt.

Rechenbeispiel: Von der Übersetzung zur Verlustleistung

Beispielrechnung, keine Messwerte eines konkreten Getriebes: Ein zweistufiges Stirnradgetriebe hat i1 = 4,0 und i2 = 3,15, also eine Gesamtübersetzung von 12,6. Jede Stufe erreicht 98 Prozent Wirkungsgrad, die Lager zusammen 97,5 Prozent. Damit liegt der Gesamtwirkungsgrad bei 0,98 x 0,98 x 0,975 = 0,936, also 93,6 Prozent.

Nimmt der Motor 7500 W auf, beträgt die Verlustleistung 7500 x 0,064 = 480 W. Nach der FVA-Gliederung teilen Sie diese 480 W auf, etwa 240 W Verzahnung, 120 W Lager, 60 W Dichtungen und 60 W Ölversorgung. Die Aufteilung zeigt, an welcher Stelle eine Verbesserung am meisten bringt.

Vorlagen einführen und prüfen

Eine Vorlage bleibt nur brauchbar, wenn Annahmen nachvollziehbar bleiben. Hinterlegen Sie zu jedem Feld die Quelle, etwa Werkstoffdatenblatt, Schmierstoffdatenblatt oder Lastenheft. Prüfen Sie die Vorlage jährlich und nach jeder Änderung an Norm oder Merkblatt.

Häufige Fragen

Welche Vorlage eignet sich für die erste Abschätzung?

Für eine schnelle Abschätzung reicht das Rechenblatt nach DIN 3990 mit Übersetzung und Sicherheiten. Verluste schätzen Sie dort pauschal über den Wirkungsgrad.

Wann brauche ich eine Verlustrechnung nach FVA?

Sobald Wirkungsgrad oder Verlustleistung zugesagt werden müssen, etwa für die Auslegung der Kühlung. Dann zählen Einzelanteile mehr als ein Pauschalwert.

Was ist bei den Lizenzkosten zu beachten?

KISSsoft und MDESIGN weisen den Preis netto je Arbeitsplatz im Angebot aus; er hängt vom Modulumfang, der Zahl der Arbeitsplätze und der Wartungsstufe ab.

Zählt die Norm selbst als Vorlage?

Nein. Die Norm beschreibt die Rechenregeln, die Vorlage liefert Felder und Ausgabe. Beides gehört zusammen, ersetzt einander aber nicht.