GEOSTIRN® – Zahnradauslegung mit Excel

Sie erhalten hier nicht nur ein Programm mit dem Schwerpunkt Zahnradradauslegung. GeoStirn ist gleichzeitig ein Zahnrad-Expertensystem mit vielen wertvollen Tipps für evolventische Verzahnungen, Zahnwellenverbindungen nach DIN 5480 und auch für komplette Planetengetriebe. Die Grafik zeigt die Verzahnungen genau so, wie sie mit den gewählten Werkzeugen erzeugt werden. Sie können mit rotierendem Zahnrad sogar den Herstellprozess beim Wälzfräsen oder Wälzschleifen simulieren. Für den ersten wichtigen Schritt der Verzahnungsauslegung ist GeoStirn damit absolut konkurrenzlos. Selbstverständlich und schneller als mit jedem anderen Tool kann damit auch die Tragfähigkeit bestehender Verzahnungen gemäß ISO 6336 nachgewiesen werden.

GEOSTIRN ist anders als andere Zahnradprogramme!

Den Unterschied können Sie bereits anhand dieses →Demo-Ausdrucks (pdf) erkennen.
Sie werden staunen, was Excel bietet, wenn man seine Möglichkeiten ausreizt!

Einfach

Einfach

Excels vertraute Benutzeroberfläche lenkt nicht von der eigentlichen Aufgabe (der Zahnradauslegung) ab, fördert die Kreativität und reizt zum Ausprobieren. Nach jeder Änderung von Eingabedaten erfolgt sofort die Anzeige der aktuellen Berechnungsergebnisse und der Grafik ohne die sonst übliche Schaltfläche "Berechnung starten".

Schnell

Schnell

GeoStirn ist konzipiert für eine schnelle und wirtschaftliche Zahnradauslegung: Alles was Sie brauchen, steckt in einer einzigen Standard-Exceldatei mit sinnvoller Vorbelegung der meisten Eingabegrößen. Für eine ausgeglichene, problemlos herstellbare Verzahnung benötigen Sie nur ganz WENIGE Eingaben, erhalten aber ALLE Detailinformationen.

Professionell

Professionell

Die Berechnungen von bis zu vier Stirnradstufen oder zwei kompletten Planetengetrieben werden direkt nebeneinander angezeigt, z.B. mehrere zu einem Projekt gehörende Verzahnungen oder eine vergleichende Gegenüberstellung verschiedener Ausführungsvarianten. GeoStirn bietet umfassende Unterstützung für Optimierungen nach Geräusch, Tragfähigkeit, Wirkungsgrad oder Flankenspiel.

Zuverlässig

Zuverlässig

Bei Annäherung an Grenzwerte wird davor gewarnt, bei Grenzwertüberschreitungen oder falschen Eingaben wird eine deutliche Fehlermeldung angezeigt. Bei allen üblichen Herstellverfahren liefert GeoStirn zuverlässige exakte Berechnungsergebnisse und Grafiken, wie z.B. bei Wälzfräsen, Stoßen oder Profilschliff mit Formwerkzeugen.

Umfangreich

Umfangreich

Bei entsprechender Fachkenntnis wird aus GeoStirn ein Experten-Tool, das Ihnen umfassende Detailinformationen zu Laufverhalten und Tragfähigkeit bietet. Egal ob Standardverzahnung, Hochverzahnung, Low-Loss-Verzahnung, Passverzahnungen (DIN 5480) oder komplette Planetengetriebe!

SCHON NEUGIERIG?

GEOSTIRN – Umfang

Features

Vielfältige Unterstützung bei der Zahnradauslegung mit direktem Zugriff auf alle Berechnungsergebnisse:

  • Exakte Durchmesser für Kopf- und Fußformkreise auch bei Protuberanzfräsern, Schneidrädern und Formwerkzeugen (äußerst wichtig zur Beurteilung von Eingriffsproblemen)
  • Visuelle Kontrolle der ausgelegten Verzahnung mit besonderer Hervorhebung der Schleifkerbe im Zahnfußbereich; Darstellung beliebiger Eingriffsstellungen mit der Möglichkeit, einen Ausschnitt heraus zu zoomen; realistische Darstellung des Abwälzprozesses und des Herstellprozesses mit Fräser oder Schleifscheibe
  • Werkzeuge nach Norm oder frei definierbar; auch Formwerkzeuge für Fräser und/oder Schleifscheibe, z.B. für geschliffene Hohlräder in großen Planetengetrieben
  • Zahlreiche Plausibilitätsüberprüfungen mit Warnung bereits bei Annäherung an Grenzwerte
  • Umfangreiche Auslegungshinweise und Expertentipps durch Excel-Zellkommentare
  • Min. und max. Betriebsflankenspiel unter Einfluss von Achslagetoleranzen, Zahndickentoleranzen, Verzahnungsqualitäten und Temperaturdehnungen; Abnahmeflankenspiel als Montagekontrolle
  • Ganz nebenbei: Tragfähigkeitsberechnung nach ISO 6336
Qualitätssicherung
  • Berechnung aller Prüfmaße für die Toleranzmitte der Zahndicken einschließlich der dazugehörigen ±Toleranzen. Dies ist hier die einzig sinnvolle Art der Tolerierung.
  • Jederzeit freie Wahl von Messkugeldurchmesser für Zweikugelmaß und Messzähnezahl für Zahnweite (auch bei Innenverzahnungen)
  • direkte Ausgabe aller max. zulässigen Verzahnungsabweichungen
  • Extraseite „TZ“ mit Kurzzusammenfassung nur von den Daten, die zur Zeichnungserstellung und Fertigung notwendig sind.
  • Frei formulierte Gedanken und Anmerkungen des Konstrukteurs werden zusammen mit den Daten und Berechnungsergebnissen in derselben GeoStirn-Datei abgespeichert. Diese Anmerkungen erleichtern die notwendige Dokumentation und sind so jederzeit für eine spätere Überprüfung greifbar.
  • Zur besseren Übersicht können nicht benötigte Spalten der Verzahnungen 1…4 ausgeblendet werden.
Grafische Darstellung

Als Ingenieur will man anschaulich sehen, was man gemacht hat. Ein reines Verzahnungdatenblatt reicht dafür nicht aus. Ein Schwerpunkt der GeoStirn-Entwicklung war daher eine originalgetreue grafische Darstellung der Zahnkonturen einschließlich des wichtigen Zahnfußbereichs, genau so wie er mit dem gewählten Werkzeug aussehen wird.

  • Eventuelle Eingriffsfehler vor allem im Zahnfußbereich werden leicht sichtbar, ohne mühsam seitenlange Ausdrucke nach kritischen Zahlenwerten absuchen zu müssen
  • Warnung bei Kollision von Innenverzahnungen mit Schneidrad oder Ritzel oder bei Kollision oder bei Kollision der Gegenradkopfkante im Zahnfußbereich protuberanzgefräster Räder
  • Grafische Darstellung des Abwälzprozesses Fräser/Zahnrad und Schleifscheibe/Zahnrad: Sie können „online“ zuschauen, wie beim Abwälzen des Werkzeugprofils Unterschnitt oder Schleifkerben entstehen.
  • Übernahme der genauen Evolventenkoordinaten für eigene Berechnungen.
  • Export der vollständigen Verzahnungskonturen mit einstellbarer Genauigkeit in eine DXF-Datei, die von nahezu allen CAD-Programmen gelesen werden kann.
  • DXF-Export der Formwerkzeuge: einfach handhabbare Möglichkeit, um z.B. Schleifscheiben als Drehrohlinge herzustellen und anschließend mit CBN beschichten zu lassen.
Berücksichtigte Normen
  • Grundgleichungen der Verzahnungsgeometrie nach ISO 21771
  • Modul-Vorzugsreihe nach DIN 780 Teil 1
  • Verzahnungsqualität wahlweise nach ISO 1328, DIN 3961/62 oder DIN 58405
  • Getriebepassungssystem und Flankenspiele wahlweise nach DIN 3967 (Standard) oder DIN 58405 (Feinwerktechnik) oder DIN 3963 (von 1957; uralt, ist aber heute noch die Basis des Passungssystems für Zahnwellen DIN 5480)
  • Vorschlag der Messkugeldurchmesser nach DIN 3977
  • Achsschränkung nach DIN 3964
  • Achsabstandsabmaße nach DIN 3964 oder DIN 58405
  • Werkzeugprofile DIN 3972 oder ISO 53
  • Viskositätsklasse für Getriebeschmieröle nach ISO 3448
  • Festigkeitsrechnung nach ISO 6336 (Methode B) oder VDI-Richtlinie 2736 Blatt 2 (für Kunststoffzahnräder, angelehnt an die alte DIN 3990)
Weitere Details
  • Für jede Geometrieauslegung sofortige Abschätzung des dauerfest übertragbaren Drehmoments
  • Automatische Auslegung der Profilverschiebungsaufteilung, z.B. für ausgeglichene Zahnkopfhöhen oder ausgeglichenes Gleiten
  • Zahnfedersteifigkeiten (z.B. als wichtige Eingabegröße für eine ausführliche Schwingungsanalyse des Antriebsstranges)
  • Empfehlung für eine Kopfrücknahme, die den Eingriffsstoß verhindert und damit primär die Fressgefahr reduziert
  • Warnung vor einem Betrieb in der Nähe der Verzahnungsresonanz
  • Geräusch-Anregungspegel von Schrägverzahnungen
  • Zahnreibungszahl und Wirkungsgrad der Verzahnung
  • minimale Schmierfilmdicke und davon abhängig eine Warnung vor Graufleckigkeit
  • Warnung vor Langsamlaufverschleiß
  • Übergabe der wichtigsten Daten zur ausführlichen Tragfähig­keits­nach­rechnung mit dem Programm AZP. Diese Eingabedatei sollte danach mit einem Texteditor noch weiter verfeinert werden, um den Leistungsumfang von AZP nutzen zu können.

GEOSTIRN – auch für Planetengetriebe!

ButtonPGMit einem Mausklick kann aus dem normalen GeoStirn eine modifizierte Spezialversion für die Auslegung kompletter Planetengetriebe erzeugt werden. Es gilt alles oben über GeoStirn geschriebene, zusätzlich werden folgende Besonderheiten berücksichtigt:

Automatische Datenübernahme

Das Planetenrad ist gleichzeitig mit Sonne und Hohlrad in Eingriff. Daher müssen die Daten des Planeten nur einmal als Rad2 des ersten Eingriffs eingegeben werden und werden dann automatisch als Rad1 für den zweiten Eingriff übernommen. Zusätzlich wird die Montierbarkeit überprüft (Zähnezahlbedingung und Kollisionsfreiheit der Planetenrad-Kopfkreise).

Einfache Momenten- und Drehzahleingabe

Bei der Tragfähigkeitsberechnung müssen Antriebs-Drehmoment und -Drehzahl nur für die Sonne eingegeben werden. Drehzahlen und Drehmomente für den Zahneingriff mit dem Hohlrad und für den Abtrieb am Steg werden programmintern ermittelt. Die für Planeten-Umlaufgetriebe typische Leistungsverzweigung in Verzahnungs- und Kupplungsleistung erfolgt programmintern, ebenso wie die Aufteilung des Leistungsflusses über mehrere Planeten.

Kompatibel zu AZP

Alle Besonderheiten der Planetengetriebe werden bei der Datenübergabe an das Programm AZP für eine umfassende Tragfähig­keits­nach­rechnung berücksichtigt.

Beispielbilder

helicalPG-transparent

DXF-Export der Verzahnungsdaten

Undercut

Unterschnitt beim Fräsen eines Ritzels
Zu weiteren Beispielen

Weiterführende Links & sonstige Informationen

Preise

Übersicht der Preise für GeoStirn-Lizenzen

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Beispiele

Beispiele zur Zahnrad-Berechnung mit GeoStirn

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Download

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