Zahnradberechnungssoftware ...einzigartig & kompromisslos

Einschließlich 3D-Zahnformausgabe zum 5-Achs-Verzahnungsfräsen
Unabhängig einsetzbar von Maschinentype und Hersteller
Vollständig berechnetes Zahnprofil einschließlich Zahnfuß
Identische Zahngeometrie verglichen zur Fertigung auf traditionellen Verzahnungsmaschinen
Zahnradberechnungssoftware
...einzigartig & kompromisslos
DEPO
GearEngineer
Inhaltsverzeichnis
}} Stirnräder
Gerad- und Schrägverzahnung
Außenverzahnungen
Innenverzahnungen
}} Zahnwellenverbindungen
Seite
6-7
8-9
}} Kegelräder
Gerad- und Schrägverzahnung
DIN-Kegel
Standard-Kegel
Klingelnberg-Kegel
10-11
}} Spiralkegelräder
Klingelnberg Zyklo-Palloid®
12-13
}} TCA – Zahnkontaktanalyse
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Tragbildsimulation
}} Datenausgabe
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}} Prozessablauf 5-Achs-Technologie
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}} Allgemeine Informationen
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DEPO
Vorwort
}} Was ist GearEngineer?
GearEngineer ist eine professionelle Zahnradberechnungssoftware zur Auslegung,
Optimierung und Nachrechnung von Verzahnungsgeometrien und beinhaltet
neben der Tragfähigkeitsberechnung auch eine Zahnkontaktanalyse (TCA).
} Stirnräder (Gerad- und Schrägverzahnung)
– Außenverzahnungen
– Innenverzahnungen
– Zahnwellenverbindungen
} Kegelräder (Gerad- und Schrägverzahnung)
– DIN-Kegel
– Standard-Kegel
– Klingelnberg-Kegel
} Spiralkegelräder Klingelnberg Zyklo-Palloid®
Darüber hinaus ermöglicht GearEngineer die Ausgabe von
vollständig generierten 3D-Zahnprofilen zum 5-Achs-Verzahnungsfräsen über eine CAD Datenschnittstelle als STEP und IGES Dateien.
Die berechneten und erzeugten 3D-Zahnprofile sind identisch zur traditionellen
Bearbeitung auf Verzahnungsmaschinen und zeigen keinerlei geometrische Abweichungen.
Für eine individuelle Fräsprogrammierung sind die jeweiligen Bereiche im 3DZahnprofil bestehend aus Zahnkopf, Zahnflanken und Zahnfuß einzeln selektierbar.
}} Wer hat GearEngineer entwickelt?
GearEngineer basiert auf der Kooperation der Unternehmen DEPO und GWJ Technology.
Die GWJ Technology GmbH ist erfolgreich im Bereich Engineering und Berechnungssoftware für Maschinenelemente am Markt und bekannt über die Softwarelösungen TBK und
eAssistant.
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GearEngineer
DEPO
GearEngineer
}} Wofür benötigen Sie GearEngineer?
Zum Fräsen von komplexen, freien Formen auf Bearbeitungszentren – also auch Verzahnungsgeometrien
– werden 3D-Zahnprofile statt 2D-Werkstückdaten
einer Zeichnung benötigt.
Da Zahnräder nicht nur Drehbewegungen, sondern
auch Drehmomente übertragen, ist es wichtig, dass
5-achsig gefräste Verzahnungen den konventionell
gefertigten Zahnprofilgeometrien entsprechen.
GearEngineer erzeugt eine identische Zahnform –
auf dieser Basis entspricht das Laufverhalten und die
Festigkeit dieser 5-Achs-gefrästen Verzahnungen den
Bearbeitungen auf traditionellen Verzahnungsmaschinen.
} Stirnräder: Das Zahnhöhenprofil entspricht einer »EVOLVENTE«
} Kegelräder: Das Zahnhöhenprofil entspricht einer »OKTOIDE«
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DEPO
GearEngineer
}} Zylindrische Stirnräder
(Außen- und Innenverzahnungen, gerad- und schrägverzahnte Ausführung)
Profilmodifikationen
} Kopfrücknahme linear (Länge der Profilkorrektur: kurz, lang, individuell, alternative Durchmessereingabe)
ohne und mit Übergangsbereich
} Kopfrücknahme kreisförmig (Länge der Profilkorrektur: kurz, lang, individuell, alternative Durchmessereingabe)
} Fußrücknahme linear (Länge der Profilkorrektur: kurz, lang, individuell, alternative Durchmessereingabe)
ohne und mit Übergangsbereich
} Fußrücknahme kreisförmig (Länge der Profilkorrektur: kurz, lang, individuell, alternative Durchmessereingabe)
} Höhenballigkeit (symmetrisch)
Breitenmodifikation
} Längsballigkeit (symmetrisch, asymmetrisch)
} Endrücknahme
Einschließlich Tragfähigkeitsberechnung nach DIN 3990 und ISO 6336 Methode B sowie ISO/TR 13989
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GearEngineer
DEPO
} Leistungsüberblick
– Geometrie von einzelnen Stirnrädern sowie von Stirnradpaaren nach
DIN 3960, DIN 3961, DIN 3964, DIN 3967, DIN 3977 und DIN 868
– Berücksichtigung der Profilverschiebung mit Auslegungsfunktion für
ausgeglichenes spezifisches Gleiten
– Betriebsachsabstand vorgebbar, alternativ Ermittlung des Achsabstandes
aus vorgegebenen Profilverschiebungsfaktoren
– Zahndickentoleranzen und Achsabstandsabmaße aus Listboxen auswählbar oder individuell definierbar
– Kopfkantenbruch und Kopfradius am Zahnrad möglich
– Maximale Zähnezahlen im Stirnradpaarmodul bis z=5000
– Genormte Werkzeugbezugsprofile nach ISO 53, DIN 867 und DIN 3972 I
und II können gewählt oder individuell vorgegeben werden, Protuberanzwerkzeuge mit und ohne Bearbeitungszugabe, Auslegungsfunktion für
Sonderwerkzeuge
– Werkzeugarten: Wälzfräser, Schneidrad / Stoßrad, konstruierte Evolvente
– Ermittlung der Prüfmaße für die Verzahnung
– Ermittlung der Zahndickenabmaße aus gemessenen Werten bzw. aus vorgegebenen Prüfmaßen
– Darstellung der exakt berechneten Zahnform mit Animation / Simulation des Zahneingriffs
– Geometrie von Innenverzahnungen mit gleichen Zähnezahlen möglich (für Zahnwellengeometrie DIN 5480 und
ähnlich)
– Tragfähigkeitsberechnung nach DIN 3990 Methode B, ISO 6336 Methode B und ISO/TR 13989 mit integrierter Werkstoff- und Schmierstoffdatenbank
– Berücksichtigung von Schleifkerben
– Optimale Einsatzhärtetiefe, Vorgabe manuelle Einsatzhärtetiefe und Berücksichtigung in der Festigkeitsberechnung
– Betriebsweise schwellend, wechselnd oder reversierend
– Verzahnungswirkungsgrad
– Berechnung der Sicherheiten für Zeit- und Dauerfestigkeit sowie statische Sicherheit (Zahnfuß, Flanke- bzw.
Grübchen, Fressen)
– Berücksichtigung von Profilmodifikationen: lineare Kopf- und Fußrücknahmen mit und ohne Übergangsbereich,
kreisförmige Kopf- und Fußrücknahmen, symmetrische Höhenballigkeit
– Berücksichtigung von Breiten- bzw. Flankenmodifikationen: Endrücknahmen, symmetrische und asymmetrische
Breitenballigkeiten
– Detailliertes Protokoll im HTML- und PDF (Deutsch und Englisch)-Format
– Zahnformausgabe: 2D DXF im Stirn- und Normalschnitt, 3D STEP / IGES sowie als Koordinatentextdatei
} TCA Zahnkontaktanalyse für Stirnräder (optional)
– Zahnkontaktanalyse ohne Last für Stirnräder
– Analyse möglich für gerad- und schrägverzahnte Außen- und Innenstirnräder
– Möglichkeit der Berücksichtigung von Verlagerungen (Verschiebung), d.h. Berechnung für von der Idealposition
abweichende Positionen in horizontaler und vertikaler Richtung
– Grafische Darstellung des Kontakttragbildes
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DEPO
GearEngineer
}} Evolventische Zahnwellen- und Zahnnabenprofile
} Nach DIN 5480, DIN 5482, ISO 4156, ANSI B92.2M, ANSI B92.1
} Inkl. Prüfmaße und Toleranzen
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GearEngineer
DEPO
} Leistungsüberblick
– Geometrie von Passverzahnungen mit Evolventenflanken (Zahnwellenverbindungen) nach DIN 5480, DIN 5482,
ISO 4156, ANSI B92.2M, ANSI B92.1 und ähnlich
– Auswahl der in den Normen enthaltenen Profile inklusive Suchfunktion
– Individuelle Geometriedefinition möglich
– Auf Basis einer gewählten Profilgröße werden automatisch Zähnezahl, Profilverschiebungsfaktor, Normalmodul und Eingriffswinkel
gesetzt und Kopf- und Fußkreisdurchmesser berechnet
– Werkzeugarten: Wälzfräser, Schneid- bzw. Stoßrad und konstruierte
Evolvente verfügbar
– Werkzeugbezugsprofile nach DIN 5480 für Räumen, Wälzfräsen,
Wälzstoßen und Kaltwalzen sowie für Durchmesserzentrierung sind
auswählbar oder können individuell vorgegeben bzw. ausgelegt
werden
– Werkzeugbezugsprofile für DIN 5482, ISO 4156, ANSI B92.2M und
ANSI B92.1 sind ebenfalls auswählbar
– Verzahnungsqualität und Abmaßreihe nach den entsprechenden
Normen wählbar
– Ermittlung der Prüfmaße für die Verzahnung
– Ermittlung der Zahndickenabmaße aus gemessenen Werten bzw. aus vorgegebenen Prüfmaßen
– Berechnung des Normal- und Verdrehflankenspiels
– Darstellung der exakt berechneten Zahnform
– Festigkeitsberechnung nach Niemann, Winter, Höhn
– Berücksichtigung unterschiedlicher Lastein- bzw. -ableitungen mit Lastverteilungsfaktor nach DIN 6892
– Auslegungsfunktionen
– Berücksichtigung von Lastspitzen und Wechseldrehmoment
– Ermittlung der zulässigen Pressungen aus Werkstoffkennwerten
– Berechnung der Flächenpressungen und der Sicherheiten für Betriebsbelastung und maximale Belastung für Welle und Nabe
– Detailliertes Protokoll im HTML- und PDF-Format (Deutsch / Englisch)
– Ausgabe der genauen Zahnform als 3D STEP/IGES: Volumenmodell, Flächenmodell der Zahnlücke (Einzelflächen für Flanken und Fußkurven auswählbar,
inkl. individueller Verlängerungen/Überstände an den Zahnenden und am Kopfkreisdurchmesser) und Leitkurven
– Ausgabe von Sollmessdaten (Koordinatentextdatei von Flankenpunkten gemäß eines vom Anwender vorgegebenen Messgitters)
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DEPO
GearEngineer
}} Gerade und schräge Kegelräder nach ISO 23509 und DIN 3971
Einschließlich Tragfähigkeitsberechnung nach ISO 10300
} Klingelnberg-Kegelradform: (konstante Zahnhöhe)
Kopf-, Fuß- und Teilkegel laufen parallel
} DIN-Kegelradform: (Gleason)
Kopf-, Fuß- und Teilkegel treffen sich in einem Punkt
} Standard-Kegelradform: (Gleason / Konvoid)
Fuß- und Teilkegel treffen sich in einem Punkt
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GearEngineer
DEPO
} Leistungsüberblick
Zahnformberechnung analog zur herkömmlichen Fertigung auf traditionellen Kegelradfräsmaschinen.
Das Zahnhöhenprofil entspricht einer Oktoide.
– Geometrie von gerad- und schrägverzahnten
Kegelrädern nach ISO 23509 und DIN 3971
– DIN-Kegelradform: Kopf-, Fuß- und Teilkegel
treffen sich in einem Punkt (Gleason)
– Klingelnberg-Kegelradform: Kopf-, Fuß- und
Teilkegel laufen parallel (konstante Zahnhöhe)
– Standard-Kegelradform: Fuß- und Teilkegel
treffen sich in einem Punkt (Gleason / Konvoid)
– Berücksichtigung von Profilhöhen- und Profilseitenverschiebung
– Kegelradpaare mit Achswinkel gleich 90°, ohne
Achsversatz
– Optional: Kegelradpaare mit Achswinkel ungleich 90°, ohne Achsversatz
– Werkzeugdaten individuell vorgebbar
– Berechnung der Profil-, Sprung- und Gesamtüberdeckung
– Drehmaße mit Kegellängen und Winkeln, Berechnung sowie direkte Vorgabe des Einbaumaßes
– Vorschläge für Flankenspiele nach Klingelnberg oder Niemann sowie individuelle Vorgabe möglich
– Ermittlung der Zahnhöhen, Zahndicken und Zahndickensehnen für spielfreie Verzahnung
– Toleranzen DIN 3965 für Abweichungen einzelner Bestimmungsgrößen; Achsenwinkel- und Achsenschnittpunktabweichungen
– Berücksichtigung von Längs- bzw. Breitenballigkeiten
– Tragfähigkeitsberechnung nach ISO 10300 mit integrierter Werkstoff- und Schmierstoffdatenbank
– detailliertes Protokoll im HTML- und PDF (Deutsch und Englisch)-Format
– CAD-Datenausgabe: 3D STEP / IGES
einschließlich
} TCA Zahnkontaktanalyse für Kegelräder
– Zahnkontaktanalyse ohne Last für Kegelräder
– Analyse möglich für gerad- und schrägverzahnte Kegelräder
– Möglichkeit der Berücksichtigung von Verlagerungen (Verschiebung), d.h. Berechnung für von der Idealposition
abweichende Positionen in horizontaler und vertikaler Richtung
– Grafische Darstellung des Kontakttragbildes
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DEPO
GearEngineer
}} Spiralkegelräder Zyklo-Palloid® nach Klingelnberg KN 3028 / ISO 23509
Einschließlich Tragfähigkeitsberechnung nach ISO 10300
(ohne Achsversatz)
GearEngineer ermöglicht dieselbe Berechnung von Klingelnberg
Zyklo-Palloid® Spiralkegelrädern wie bei einer Bearbeitung auf
Klingelnberg Kegelradfräsmaschinen.
Wie beim Klingelnberg Original entspricht das Zahnhöhenprofil einer
Oktoide sowie die Flankenleitlinie einer Epizykloide.
Darüber hinaus eröffnet das 5-Achs-Fräsen zusätzliche konstruktive
Freiheiten zur Auslegungsoptimierung, da keine Abhängigkeit mehr
zur traditionellen Maschinenkinematik und deren profilierten Kegelradmessern besteht.
Nachstehend einige prägnante Modifikationsbeispiele:
} Der Flugkreisradius sowie die Messergangzahl können entsprechend der traditionell verwendeten Messerköpfe oder als freie
Eingabe definiert werden.
} Das Werkzeugbezugsprofil kann analog zu den Klingelnberg
Messersätzen oder abweichend in der Geometrieberechnung berücksichtigt werden.
} Neben Längs- bzw. Breitenballigkeiten können auch Höhenballigkeiten frei gewählt, berechnet und im 3D-Modell integriert werden.
Möglich ist dies wahlweise für Rad, Ritzel oder Rad + Ritzel.
} Beim traditionellen Herstellverfahren auf Kegelradfräsmaschinen
können Modifikationen nur im begrenzten Rahmen im Zusammenspiel der Maschinenperipherie mit werkstückbezogenen, profilierten Kegelradmessern berücksichtigt werden.
} GearEngineer ermöglicht die Kontrolle der zusätzlichen Modifikationseingaben durch eine integrierte Tragfähigkeitsberechnung und
Tragbildsimulation.
} Die Weich- und Hartbearbeitung (Schruppen, Zahnfuß, Zahnflankenschlichten) erfolgt auf demselben 5-achs-simultanfähigen
Bearbeitungszentrum mit unprofilierten VHM Fräswerkzeugen.
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GearEngineer
DEPO
} Leistungsüberblick
Zahnformberechnung analog zur herkömmlichen Fertigung auf traditionellen Kegelradfräsmaschinen.
Das Zahnhöhenprofil entspricht einer Oktoide, die Flankenleitlinie einer Epizykloide.
– Geometrie von Zyklo-Palloid verzahnten
Kegelrädern nach Klingelnberg KN 3028 / ISO
23509
– Klingelnberg-Kegelradform: Kopf-, Fuß- und
Teilkegel laufen parallel (konstante Zahnhöhe)
– Berücksichtigung von Profilhöhen- und Profilseitenverschiebung
– Kegelradpaare mit Achswinkel gleich 90°, ohne
Achsversatz
– Optional: Kegelradpaare mit Achswinkel ungleich 90°, ohne Achsversatz
– Werkzeugdaten individuell vorgebbar
– Berechnung der Profil-, Sprung- und Gesamtüberdeckung
– Drehmaße mit Kegellängen und Winkeln,
Berechnung sowie direkte Vorgabe des
Einbaumaßes
– Bei Zyklo-Palloid Kegelrädern mittlerer Spiralwinkel βm von 0° möglich
– Vorschläge für Flankenspiele nach Klingelnberg oder Niemann sowie individuelle Vorgabe möglich
– Ermittlung der Zahnhöhen, Zahndicken und Zahndickensehnen für spielfreie
Verzahnung
– Toleranzen DIN 3965 für Abweichungen einzelner Bestimmungsgrößen;
Achsenwinkel- und Achsenschnittpunktabweichungen
– Berücksichtigung von Modifikationen wie Längs- bzw. Breitenballigkeiten,
Höhenballigkeiten, Eingriffs- und Spiralwinkelmodifikationen
– Tragfähigkeitsberechnung nach ISO 10300 mit integrierter Werkstoff- und
Schmierstoffdatenbank
– Detailliertes Protokoll im HTML- und PDF (Deutsch und Englisch)-Format
– CAD-Datenausgabe: 3D STEP / IGES
einschließlich
} TCA Zahnkontaktanalyse für Spiralkegelräder
– Zahnkontaktanalyse ohne Last für Spiralkegelräder
– Analyse möglich für Spiralkegelräder
– Möglichkeit der Berücksichtigung von Verlagerungen (Verschiebung), d.h. Berechnung für von der Idealposition
abweichende Positionen in horizontaler und vertikaler Richtung
– Grafische Darstellung des Kontakttragbildes
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DEPO
GearEngineer
Tragbildkontrolle durch
TCA Zahnkontaktanalyse (ohne Last)
Jeweils für:
} Spiralkegelräder
} gerade / schräge Kegelräder
} Stirnräder
Insbesondere bei Kegelradsätzen ist bereits bei der Auslegung eine Kontrolle
des Tragbilds von entscheidender Bedeutung.
GearEngineer ermöglicht nach der Basisauslegung des Werkstücksatzes über die TCA Zahnkontaktanalyse eine Berechnung und Simulation des Tragbildes an Rad und Ritzel. Diese Berechnungssimulation
kann ähnlich dem Abrollen auf einer Laufprüfmaschine verglichen werden.
Das Tragbild wird visuell im 3D-Modell dargestellt.
Entspricht die Größe und Lage des Tragbildes nicht der
technischen Anwendungsvorgabe, so wird durch Modifikation der Geometriedaten das Zahnkontaktbild angepasst – und zwar bevor der erste Span fällt.
Abb.: Berechnungsbeispiel „Tragbildverlagerungen in Y“
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Darüber hinaus ist eine Berechnung für von
der Idealposition abweichende Positionen
in horizontaler und vertikaler Richtung integriert, so dass eine Betrachtung des Tragbilds
hinsichtlich Verlagerungen (Verschiebungen)
in X-, Y- und Z-Richtung gegeben ist.
DEPO
GearEngineer
Auf Anhieb deckungsgleiches Ergebnis von
Theorie (3D-Modell)
und Praxis (Fräsergebnis)
Was auf einer traditionellen Kegelradfräsmaschine bisher undenkbar ist, ermöglicht die 5-Achs-Verzahnungstechnologie.
Das 3D-Modell und der gefräste Werkstücksatz zeigen auf Anhieb ein deckungsgleiches Tragbild.
Damit entfallen beim 5-Achs-Verzahnungsfräsen die beim Einsatz von traditionellen Kegelradfräsmaschinen
üblichen Nach- und Korrekturbearbeitungen vom Ritzel bzw. vom Tellerrad.
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DEPO
GearEngineer
} Datenausgabe: STEP / IGES
frei selektierbare Flächen von Zahnkopf, Flanken und Zahnfuß
} Volumenmodell
Verlängerte Flächen + Kurven
(für präzisen Werkzeuglauf)
} Flächenmodell
} Kurven
} Grundkörper
} Sollmessdaten Topographiemessung: für Koordinaten-Zahnradmessgeräte und Klingelnberg Zahnradmessgeräte
Volumenmodell (vergrößerter Ausschnitt)
+ verlängerte Flächen + Kurven
Volumenmodell
Grundkörper
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DEPO
GearEngineer
} Prozessablauf 5-Achs-Technologie
Schritt 1: Berechnung
} Die im GearEngineer berechnete und generierte 3D-Zahnform wird in gängigen Formaten als STEP und IGES Datenfiles erzeugt.
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Der STEP/IGES Datensatz wird in einer CAM
Software (z.B. DEPO CAM) geöffnet und ist
die Basis für die Fräsprogrammierung.
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GearEngineer: 3D Zahnform
Schritt 2: Programmierung
} Unsere Softwarelösungen GearEngineer
(Zahnradberechnung CAD) sowie DEPO
CAM (Fräsprogrammierung CAM) sind
unabhängig vom Hersteller und Maschinentype für unterschiedliche Bearbeitungszentren einsetzbar.
CAM Fräsprogrammierung
Schritt 3: Fräsbearbeitung
} DEPO bietet zur Ergänzung
einer abgestimmten Prozesskette
die Software DEPO CAM zur
komfortablen Fräsprogrammierung
sowie 5-achs-simultanfähige
vertikale und horizontale
3
Bearbeitungszentren für die
flexible Zahnradfertigung an.
Bearbeitungszentren – unabhängig von Hersteller / Type
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DEPO
GearEngineer
Allgemeine Informationen
Einzelplatzlizenz
Systemvoraussetzungen
Windows VISTA®, WIN7® oder
Windows 8.1®, JAVA® 1.7 (ORACLE),
ausreichend freier Festplattenspeicher
und USB-Port
Internetbrowser
Internet Explorer (Microsoft),
Mozilla Firefox
Deutsch
Sprache
Englisch
Chinesisch
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CAD Datenausgabe
2D: DXF
3D: STEP/IGES
Werkstoffdaten
Einpflege / Hinterlegung kundenspezifischer Werkstoffe möglich
Dokumentation
Die Berechnungsergebnisse können
über die Erzeugung eines Protokolls
dokumentiert werden.
HTML & PDF (Deutsch/Englisch)
Handbuch/Hilfe
Integrierte Hilfe zu Softwarefunktionen
inkl. technischer Informationen
Softwareschutz
Schutz gegen Missbrauch durch
USB-Dongle
DEPO
DEPO unterstützt Sie gerne beim Freiformfräsen von Verzahnungen
mit einer Komplettlösung aus einer Hand (Optionen auch einzeln erhältlich)
Hochleistungs-Bearbeitungszentren (5-Achs-simultanfähig)
Softwarelösungen
GearEngineer
DEPO CAM
Werkzeuge und Werkzeugsysteme
Technologiezentrum
Für Schulungen, weiterführende Maschinen- und
Werkzeugentwicklungen sowie Bearbeitungsstrategien
Kontakt:
GearEngineer Broschüre, Vers. 03/2016
Verkauf Bereich Verzahnung:
Frau Verena Knop
Tel.: 0 52 47/98 00-95
Fax: 0 52 47/98 00-85 95
Email: [email protected]
Technische Unterstüzung
(Fragen hinsichtlich der Softwarenutzung sowie Fragen zur Verzahnung und Kalkulation richten Sie bitte an):
DEPO GmbH & Co. KG
Von-Liebig-Str. 34 | 33428 Marienfeld
Kontaktpersonen:
Herr Martin Krieft
Tel.: 0 52 47/98 00-73
Fax: 0 52 47/98 00-50
Email: [email protected]

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