Riementriebe formschlüssig: Unterschied zwischen den Versionen

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Mit Synchronriementrieben wird eine laufruhige, [http://de.wikipedia.org/wiki/Synchron synchrone] Kraftübertragung erreicht. Hierbei greift der Synchronriemen mit seinen in gleichmäßigen Abständen (Teilung ''p'') hervorstehenden Zähnen, ''formschlüssig'' in die jeweilige Zahnlücke der Synchronriemenscheibe.<br /> Synchronriementriebe finden Verwendung in z.B.:<br /> ''Feinwerkantrieben, Haushaltsmaschinen, Werkzeugmaschinen (Haupt- und Nebenantrieb), Textilmaschinen oder schweren Baumaschinen''.<br /> Synchronriementriebe  sind nahezu wartungsfrei und dadurch sehr wirtschaftlich. Aufgrund verschiedener Anforderungen wird eine Vielzahl von Synchronriemen mit unterschiedlichen Profilen und Synchronriemenrädern angeboten.<br /> Für die Synchronriemendimensionierung stehen bei einigen [http://www.wlw.de/sse/MainServlet?anzeige=kurzliste&land=DE&sprache=de&klobjid=84343&suchbegriff=+Zahnriemen Anbietern] Auswahltabellen zur Verfügung.
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z.B. [http://www.maedler.de/de/Catalog/G/1643/1616.aspx "hier"]
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== Wirkprinzip und Funktion von Synchronriementrieben ==
 
== Wirkprinzip und Funktion von Synchronriementrieben ==
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Synchronriementriebe sind Zugmitteltriebe bei denen das Zugmittel (Synchronriemen) elastisch und biegeweich ist.
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Synchronriementriebe sind Zugmitteltriebe, bei denen das Zugmittel (Synchronriemen) elastisch und biegeweich ist.
 
Die Kraftübertragung wird durch Formschluss erreicht, wobei die Umfangskraft als Zugkraft von der Antriebswelle zu der (den) Abtriebswelle(n) übertragen wird.
 
Die Kraftübertragung wird durch Formschluss erreicht, wobei die Umfangskraft als Zugkraft von der Antriebswelle zu der (den) Abtriebswelle(n) übertragen wird.
  
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== Vergleich zu kraftschlüssigen Riementrieben ==
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== Bauformen von Synchronriementrieben ==
 
== Bauformen von Synchronriementrieben ==
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* a) einfacher Synchronriementrieb [[Übersetzungsverhältnis]] ''i'' = 1
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* b) einfacher Synchronriementrieb ''i''<>1
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* c) Synchronriementrieb mit innen liegendem verzahntem Spannrad
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* d) Synchronriementrieb mit außen liegender glatter Spannrolle
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* e) Synchronriementrieb mit einer gegenläufigen Achse
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* f) Synchronriementrieb als Mehrfachantrieb mit gegenläufigen Achsen
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== Synchronriemenprofile ==
 
== Synchronriemenprofile ==
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== Synchronriemenwerkstoffe ==
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== Synchronriemenwerkstoffe ==
 
  
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*  Zugelemente aus Stahl oder Glasfaser
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*  Riemenkörper aus Gummi- oder Elastomermischungen
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*  Zugelemente aus Stahl oder Glasfaser                                      
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*  Riemenkörper aus Gummi-[http://de.wikipedia.org/wiki/Chloropren-Kautschuk (z.B. Neopren)] oder [[Elastomere]]n
 
*  Zähne in Riemenkörper eingebunden
 
*  Zähne in Riemenkörper eingebunden
 
*  Zähne zum dauerhaften Schutz von Polyamidgewebe umschlossen
 
*  Zähne zum dauerhaften Schutz von Polyamidgewebe umschlossen
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== Aufbau der Synchronriemenscheibe ==
 
== Aufbau der Synchronriemenscheibe ==
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Werkstoffe, aus denen Synchronriemenräder gefertigt werden, sind z.B.: Gusseisen, Stahlguss, Stahl, Aluminiumlegierungen oder Kunststoff.<br />
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Die Bordscheiben sind in der Regel aus verzinktem Stahl .<br /> Die Auswahl des Werkstoffes ist abhängig von den Einsatzbedingungen.
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* Darstellung a: Synchronriemenrad mit innen liegender Bordscheibe, zur Führung des Synchronriemens
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* Darstellung b: Synchronriemenrad mit zwei Bordscheiben, zur Führung des Synchronriemens
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* Darstellung c: Synchronriemenrad mit Ansatz, und Gewindebohrung zur Befestigung
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* Darstellung d: Synchronriemenrad als Gussteil, mit Bordscheibe
  
 
== Riemenwahl ==
 
== Riemenwahl ==
  
  
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* '''Kostenaufwand, Kostenumfeld:'''
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&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;- hier wäre zu berücksichtigen, ob ein Synchronriemen nur einen geringen Kostenanteil an einer Konstruktion hat, oder ob sein Kostenanteil &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; gleichwertig ist? Gegebenenfalls umkonstruieren. 
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* '''Einsatzbedingungen:'''
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&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;-sind durch die Abnutzung (Abrieb) des Synchronriemens Verschmutzungen zu erwarten? (z.B. Lebensmittelindustrie, Medizintechnik)
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* '''Leistungsanforderungen:'''
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&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;-welche Kräfte müssen übertragen werden, oder ist ein Durchrutschen bei Überlastung notwendig? (kraftschlüssigen Riementrieb auswählen)
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* '''Umwelteinflüsse:'''
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&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;-welchen äußeren Bedingungen ist der Synchronriemen ausgesetzt? (Bauindustrie, Förderanlagen, evtl.
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[[Kettentriebe]] vorziehen)
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* '''Montage- Demontagevoraussetzungen:'''
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&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;-endlos oder endlich (Zahnriemenverbinder)
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== Riemenspannung ==
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Ein Synchronriemen erfordert eine gewisse Vorspannung, die abhängig von Synchronriementyp, Synchronriemenraddurchmesser, Achsabstand und zu übertragender Umfangskraft ist.
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Die Vorspannkraft und die Umfangskraft dürfen zusammen nicht größer als die zulässige Riemenzugkraft sein.<br />
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Die Synchronriemenspannung kann über die Verstellung des Achsabstandes eingestellt werden. Ist dieses konstruktiv nicht möglich, kann man auch eine außen liegende glatte Spannrolle (Bauformen Bild D) oder ein innen liegendes verzahntes Spannrad (Bauformen Bild C) verwenden.
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[[Bild:Ablaufplan.jpg|thumb|200px|<span style="color: blue">Zum Vergrößern bitte hier klicken!</span>]]
 
== Ablaufplan ==
 
== Ablaufplan ==
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Der hier abgebildete Ablaufplan (RM Bild 16-18) zur Berechnung von Riementrieben hilft, eine Reihenfolge der benötigten Berechnungen einzuhalten.
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== Berechnungen zum Synchronriementrieb ==
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===<span style="color: green">Geometrische Beziehungen am Riementrieb:</span>===
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=== <span style="color: green">Formeln zur Berechnung:</span> ===
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Hier findet ihr die benötigten  Formeln und Formelzeichen zur Berechnung von den folgenden Aufgaben zum Synchronriementrieb:
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  Bild:Formeln1.jpg|<span style="color: blue"> Formeln</span>
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  Bild:Formelzeichen2.jpg|<span style="color: blue"> Formelzeichen</span>
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=== Berechnungsaufgaben zum Synchronriementrieb ===
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==== Zweischeiben-Riementrieb ====
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Für einen offenen Zweischeiben-Riementrieb mit dem Synchroflex-Zahnriemen T5/630 (Riementyp T5, Riemenlänge 630 mm), der Übersetzung ''i'' = 5 und der Zähnezahl ''z''<sub>k</sub> = 14 sind zu ermitteln:
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[[Bild:Antrieb1.jpg|thumb|centre|<span style="color: blue">  &nbsp;&nbsp;  Zum Vergrößern bitte hier klicken!</span>|centre ]]
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* a) die Zähnezahl ''z''<sub>g</sub> der Gegenscheibe und ''z''<sub>R</sub> des Zahnriemens;                                     
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* b) die Wirkdurchmesser ''d''<sub>dk</sub> und ''d''<sub>dg</sub> der Zahnriemenscheiben;           
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* c) der Wellenabstand ''e''; 
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* d) der Umschlingungswinkel ß<sub>1</sub> an der antreibenden Scheibe; 
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* e) die Anzahl der sich im Eingriff befindlichen Zähne ''z''<sub>e</sub> an der antreibenden Scheibe.
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* '''[[Riementriebe formschlüssig Lösungen|Lösungsvorschlag]]'''
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Weitere [[Riementriebe:_Berechnungsaufgaben|Berechnungsaufgaben]] findest Du im Artikel über [[Riementriebe]].
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==Quellenangaben==
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*Roloff/ Matek: Maschinenelemente, 18. Auflage, Vieweg Verlag, ISBN 978-3-8348-0262-0
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*Roloff/ Matek: Maschinenelemente/ Formelsammlung, 8. Auflage, Vieweg Verlag, ISBN 978-3-8348-0119-7
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[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]
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--[[Benutzer:J.Peplau|J.Peplau]] 17:25, 11. Okt. 2008 (CEST)
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==Unterrichtseinheiten Riementriebe formschlüssig==
  
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* [[Media:Formschlüssige Riementriebe.ppt]]
  
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== Berechnungsgrundlagen ==
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* [[Media:Berechnungsaufgabe 27.11.2010.pdf]]
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[[Kategorie:Lerngebiet 12.2: Technische Systeme entwerfen]]
  
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#maßgebende Berechnungsleistung
 
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#Wahl des Riemenprofils
 
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#Zähnezahlen der Riemenscheiben
 
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#Riemenscheibendurchmesser
 
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#Riemenlänge
 
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#Wellenabstand
 
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#Umschlingungswinkel
 
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#Riemenbreite
 
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#Riemengeschwindigkeit
 
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#Wellenkraft
 
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#Biegefrequenz
 
  
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== Berechnungen zum Synchronriementrieb ==
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[[Benutzer:Loui|A.Boldt]]

Aktuelle Version vom 4. Dezember 2017, 10:31 Uhr

Quelle:Direct Industry

Allgemeines

Mit Synchronriementrieben wird eine laufruhige, synchrone Kraftübertragung erreicht. Hierbei greift der Synchronriemen mit seinen in gleichmäßigen Abständen (Teilung p) hervorstehenden Zähnen, formschlüssig in die jeweilige Zahnlücke der Synchronriemenscheibe.
Synchronriementriebe finden Verwendung in z.B.:
Feinwerkantrieben, Haushaltsmaschinen, Werkzeugmaschinen (Haupt- und Nebenantrieb), Textilmaschinen oder schweren Baumaschinen.
Synchronriementriebe sind nahezu wartungsfrei und dadurch sehr wirtschaftlich. Aufgrund verschiedener Anforderungen wird eine Vielzahl von Synchronriemen mit unterschiedlichen Profilen und Synchronriemenrädern angeboten.
Für die Synchronriemendimensionierung stehen bei einigen Anbietern Auswahltabellen zur Verfügung. z.B. "hier"

Wirkprinzip und Funktion von Synchronriementrieben

Synchronriementriebe sind Zugmitteltriebe, bei denen das Zugmittel (Synchronriemen) elastisch und biegeweich ist. Die Kraftübertragung wird durch Formschluss erreicht, wobei die Umfangskraft als Zugkraft von der Antriebswelle zu der (den) Abtriebswelle(n) übertragen wird.

Vergleich zu Flach- und Keilriemen (kraftschlüssig)

Vorteile Nachteile
synchroner Lauf (i = konstant) relativ teure Fertigung (besonders der Scheiben)
hoher Wirkungsgrad (bis η = 0,99) empfindlich gegen Fremdkörper
geringe Riemenvorspannung (kleinere Lagerbelastung) stärkeres Laufgeräusch (durch Verzahnung)
kritisch bei Überlastung (Gleitschlupf nicht möglich)

Vergleich zu Zahnrad- und Kettentrieben

Vorteile Nachteile
stoß-und schwingungsdämpfender Lauf begrenzter Temperaturbereich
geräuscharmer Lauf größerer Platzbedarf
einfacher, preiswerter Aufbau
größere Wellenabstände möglich
geringes Leistungsgewicht

Bauformen von Synchronriementrieben

Quelle:Roloff/Matek


  • b) einfacher Synchronriementrieb i<>1


  • c) Synchronriementrieb mit innen liegendem verzahntem Spannrad


  • d) Synchronriementrieb mit außen liegender glatter Spannrolle


  • e) Synchronriementrieb mit einer gegenläufigen Achse


  • f) Synchronriementrieb als Mehrfachantrieb mit gegenläufigen Achsen


  • g) Synchronriementrieb als Mehrfachantrieb


  • h) Synchronriementrieb als Mehrfachantrieb


  • i) Synchronriementrieb als Mehrfachantrieb


  • k) Synchronriementrieb als Mehrfachantrieb


  • l) Synchronriementrieb als Förderband


  • m) Synchronriementrieb mit gekreuzten Achsen


  • n) Synchronriementrieb mit gekreuzten Achsen und außen liegenden glatten Spannrollen

Synchronriemenprofile

Riemenprofile4.jpg

Synchronriemenwerkstoffe

Quelle:TU-Chemnitz



  • Zugelemente aus Stahl oder Glasfaser
  • Riemenkörper aus Gummi-(z.B. Neopren) oder Elastomeren
  • Zähne in Riemenkörper eingebunden
  • Zähne zum dauerhaften Schutz von Polyamidgewebe umschlossen








 

Aufbau der Synchronriemenscheibe

Quelle:Roloff/Matek

Werkstoffe, aus denen Synchronriemenräder gefertigt werden, sind z.B.: Gusseisen, Stahlguss, Stahl, Aluminiumlegierungen oder Kunststoff.
Die Bordscheiben sind in der Regel aus verzinktem Stahl .
Die Auswahl des Werkstoffes ist abhängig von den Einsatzbedingungen.








  • Darstellung a: Synchronriemenrad mit innen liegender Bordscheibe, zur Führung des Synchronriemens
  • Darstellung b: Synchronriemenrad mit zwei Bordscheiben, zur Führung des Synchronriemens
  • Darstellung c: Synchronriemenrad mit Ansatz, und Gewindebohrung zur Befestigung
  • Darstellung d: Synchronriemenrad als Gussteil, mit Bordscheibe

Riemenwahl

  • Kostenaufwand, Kostenumfeld:

    - hier wäre zu berücksichtigen, ob ein Synchronriemen nur einen geringen Kostenanteil an einer Konstruktion hat, oder ob sein Kostenanteil       gleichwertig ist? Gegebenenfalls umkonstruieren.

  • Einsatzbedingungen:

    -sind durch die Abnutzung (Abrieb) des Synchronriemens Verschmutzungen zu erwarten? (z.B. Lebensmittelindustrie, Medizintechnik)

  • Leistungsanforderungen:

    -welche Kräfte müssen übertragen werden, oder ist ein Durchrutschen bei Überlastung notwendig? (kraftschlüssigen Riementrieb auswählen)

  • Umwelteinflüsse:

    -welchen äußeren Bedingungen ist der Synchronriemen ausgesetzt? (Bauindustrie, Förderanlagen, evtl. Kettentriebe vorziehen)

  • Montage- Demontagevoraussetzungen:

    -endlos oder endlich (Zahnriemenverbinder)

Riemenspannung

Ein Synchronriemen erfordert eine gewisse Vorspannung, die abhängig von Synchronriementyp, Synchronriemenraddurchmesser, Achsabstand und zu übertragender Umfangskraft ist. Die Vorspannkraft und die Umfangskraft dürfen zusammen nicht größer als die zulässige Riemenzugkraft sein.
Die Synchronriemenspannung kann über die Verstellung des Achsabstandes eingestellt werden. Ist dieses konstruktiv nicht möglich, kann man auch eine außen liegende glatte Spannrolle (Bauformen Bild D) oder ein innen liegendes verzahntes Spannrad (Bauformen Bild C) verwenden.

Zum Vergrößern bitte hier klicken!

Ablaufplan

Der hier abgebildete Ablaufplan (RM Bild 16-18) zur Berechnung von Riementrieben hilft, eine Reihenfolge der benötigten Berechnungen einzuhalten.

Berechnungen zum Synchronriementrieb

Geometrische Beziehungen am Riementrieb:

   Zum Vergrößern bitte hier klicken!

Formeln zur Berechnung:

Hier findet ihr die benötigten Formeln und Formelzeichen zur Berechnung von den folgenden Aufgaben zum Synchronriementrieb:


  • Formeln

  • Formelzeichen

Berechnungsaufgaben zum Synchronriementrieb

Zweischeiben-Riementrieb

Für einen offenen Zweischeiben-Riementrieb mit dem Synchroflex-Zahnriemen T5/630 (Riementyp T5, Riemenlänge 630 mm), der Übersetzung i = 5 und der Zähnezahl zk = 14 sind zu ermitteln:


   Zum Vergrößern bitte hier klicken!


  • a) die Zähnezahl zg der Gegenscheibe und zR des Zahnriemens;
  • b) die Wirkdurchmesser ddk und ddg der Zahnriemenscheiben;
  • c) der Wellenabstand e;
  • d) der Umschlingungswinkel ß1 an der antreibenden Scheibe;
  • e) die Anzahl der sich im Eingriff befindlichen Zähne ze an der antreibenden Scheibe.

Weitere Berechnungsaufgaben findest Du im Artikel über Riementriebe.

Quellenangaben




--J.Peplau 17:25, 11. Okt. 2008 (CEST)


Unterrichtseinheiten Riementriebe formschlüssig


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