– GSK 2009 41 4 4 5 3 4 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Daten zur Antriebs- und Getriebeauslegung Projektierungshinweise für Servogetriebe 4 Projektierungshinweise für Servogetriebe Die Projektierung muss bei allen Getrieben erfolgen. Nur bei korrekt vorgenommener Projektierung gelten die in diesem Katalog angegebenen Daten. Besonders wichtig ist die Projektierung bei Getrieben mit erhöhten Umgebungstemperaturen ab der Bau- größe 97 und bei Schneckengetrieben mit kleinen Übersetzungen. SEW-EURODRIVE übernimmt gerne für Sie diese Projektierung. 4.1 Daten zur Antriebs- und Getriebeauslegung Damit die Komponenten für Ihren Antrieb eindeutig festgelegt werden können, müssen bestimmte Daten der Applikation bekannt sein. Eine Zusammenfassung der in der Pro- jektierung verwendeten Kurzzeichen finden Sie in der folgenden Tabelle: Bezeichnung Bedeutung Einheit ϕ Verdrehspiel [`] η Wirkungsgrad Getriebe bei M apk a, b, f Getriebekonstanten bzgl. der Querkraftumrechnung [mm] c Getriebekonstanten bzgl. der Querkraftumrechnung [Nmm] a 0 , a 1 , a 2 Getriebekonstanten bzgl. der Getriebeerwärmung F A Axialkraft (Zug und Druck) an der Abtriebswelle [N] f k Drehzahlverhältnis F R Vorhandene Querkraft an der Abtriebswelle [N] F Rapk Maximal zulässige Querkraft an der abtreibenden Welle bei Kurzzeitbetrieb (Last-Angriffspunkt Mitte Wellenende) [N] F Ramax Maximal zulässige Querkraft an der abtreibenden Welle bei Dauerbetrieb (Last-Angriffspunkt Mitte Wellenende) [N] F Repk Maximal zulässige Querkraft an der eintreibenden Welle bei Kurzzeitbetrieb (Last-Angriffspunkt Mitte Wellenende) [N] F Remax Maximal zulässige Querkraft an der eintreibenden Welle im Dauerbetrieb (Last-Angriffspunkt Mitte Wellenende) [N] H Aufstellungshöhe [m ü. NN] I 0 Stromaufnahme des Motors bei M 0 [A] I max Maximal zulässiger Motorstrom (Effektivwert) [A] Ins.Cl. Wärmeklasse des Motors i Getriebeübersetzung IM Bauform Getriebe (international mounting position) M1 – M6 IP.. Schutzart nach IEC60034-5 J A Massenträgheitsmoment des Adapters [kgm 2 ] J G Massenträgheitsmoment des Getriebes bezogen auf die eintreibende Welle [kgm 2 ] J GA Massenträgheitsmoment des Getriebes inklusive des Adapters bezogen auf die eintreibende Welle [kgm 2 ] J ext Massenträgheitsmoment (extern) reduziert auf die Motorwelle [kgm 2 ] J Mot Massenträgheitsmoment des Motors [kgm 2 ] J L Massenträgheitsmoment der Last [kgm 2 ] k Massenträgheitsverhältnis J ext /J Mot l Länge abtreibende Welle [mm] M 1 … M n Abtriebsmoment im Zeitabschnitt t 1 bis t n [Nm] M 0 Thermisch zul. Abtriebsmoment des Motors im Dauerbetrieb bei kleiner Drehzahl (nicht zu verwechseln mit Stillstandsmoment) [Nm] Tabelle wird auf der Folgeseite fortgesetzt.
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Daten zur Antriebs- und GetriebeauslegungProjektierungshinweise für Servogetriebe
4 Projektierungshinweise für ServogetriebeDie Projektierung muss bei allen Getrieben erfolgen. Nur bei korrekt vorgenommenerProjektierung gelten die in diesem Katalog angegebenen Daten. Besonders wichtig istdie Projektierung bei Getrieben mit erhöhten Umgebungstemperaturen ab der Bau-größe 97 und bei Schneckengetrieben mit kleinen Übersetzungen. SEW-EURODRIVE übernimmt gerne für Sie diese Projektierung.
4.1 Daten zur Antriebs- und GetriebeauslegungDamit die Komponenten für Ihren Antrieb eindeutig festgelegt werden können, müssenbestimmte Daten der Applikation bekannt sein. Eine Zusammenfassung der in der Pro-jektierung verwendeten Kurzzeichen finden Sie in der folgenden Tabelle:
Bezeichnung Bedeutung Einheit
ϕ Verdrehspiel [`]
η Wirkungsgrad Getriebe bei Mapk
a, b, f Getriebekonstanten bzgl. der Querkraftumrechnung [mm]
c Getriebekonstanten bzgl. der Querkraftumrechnung [Nmm]
a0, a1, a2 Getriebekonstanten bzgl. der Getriebeerwärmung
FA Axialkraft (Zug und Druck) an der Abtriebswelle [N]
fk Drehzahlverhältnis
FR Vorhandene Querkraft an der Abtriebswelle [N]
FRapkMaximal zulässige Querkraft an der abtreibenden Welle bei Kurzzeitbetrieb (Last-Angriffspunkt Mitte Wellenende) [N]
FRamaxMaximal zulässige Querkraft an der abtreibenden Welle bei Dauerbetrieb (Last-Angriffspunkt Mitte Wellenende) [N]
FRepkMaximal zulässige Querkraft an der eintreibenden Welle bei Kurzzeitbetrieb (Last-Angriffspunkt Mitte Wellenende) [N]
FRemaxMaximal zulässige Querkraft an der eintreibenden Welle im Dauerbetrieb (Last-Angriffspunkt Mitte Wellenende) [N]
Math Aus der Projektierung errechnetes effektives Drehmoment für Thermikprüfung [Nm]
MB Nenndrehmoment Bremse [Nm]
Mpk Dynamisches Grenzdrehmoment des Servomotors [Nm]
Meff effektiver Drehmomentbedarf (bezogen auf den Motor) [Nm]
Mmax Maximales Abtriebs-Drehmoment des zu projektierenden Antriebs [Nm]
ML Mounting location, Montagestandort (UL)
napk Maximal zulässige abtreibende Drehzahl bei Kurzzeitbetrieb [1/min]
nepk Maximal zulässige eintreibende Drehzahl bei Kurzzeitbetrieb [1/min]
nem Mittlere eintreibende Drehzahl [1/min]
nam Mittlere abtreibende Drehzahl [1/min]
nak Knickdrehzahl abtreibend [1/min]
nN Nenndrehzahl [1/min]
n1 ... nn Abtriebsdrehzahl im Zeitabschnitt t1 bis tn [1/min]
netn_pk Maximal eintreibende Drehzahl im Zeitabschnitt n [1/min]
PBr Bremsleistung [W]
PBr_pk Spitzenbremsleistung [W]
PBr_eff Effektive Bremsleistung [W]
PBr_tn Bremsleistung im Zeitabschnitt tn [W]
S.., ..%ED Betriebsart und relative Einschaltdauer ED in %, ersatzweise kann auch das genaue Belastungs-spiel angegeben werden
t1 ... tn Zeitabschnitt 1 bis n [s]
tz Zykluszeit [s]
TAmb Umgebungstemperatur [°C]
Usys Systemspannung, Spannung des speisenden Umrichters [V]
UBr Betriebsspannung der Bremse [V]
x Abstand des Querkraftangriffs vom Wellenbund [mm]
FRmax Errechnete Hilfsgröße
FRkub Errechnete Hilfsgröße
Bezeichnung Bedeutung Einheit
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ProjektierungsablaufProjektierungshinweise für Servogetriebe
Ermittlung der ApplikationsdatenZur Auslegung des Antriebs werden die Daten der anzutreibenden Maschine (Masse,Drehzahl, Stellbereich usw.) benötigt.
Mit diesen Daten werden die erforderliche Leistung, das Drehmoment und die Drehzahlbestimmt. Hilfestellung gibt die SEW-Druckschrift "Praxis der Antriebstechnik / Antriebeprojektieren" oder das SEW-Projektierungs-Tool SEW-Workbench.
Wahl des korrekten AntriebsMit der berechneten Leistung und Drehzahl des Antriebs unter Berücksichtigung dermechanischen Forderungen lässt sich der passende Antrieb festlegen.
Benötigte MotordatenDa die Abmessungen von Servomotoren nicht genormt sind, müssen für die Auswahldes entsprechenden Adapters folgende Motordaten bekannt sein:• Wellendurchmesser und -länge• Flanschmaße (Kantenlänge, Durchmesser, Zentrierrand und Lochkreis)• maximales DrehmomentBei Fragen zu Auswahl und Projektierung helfen wir Ihnen gerne.
4.2 Projektierungsablauf Die folgenden Ablaufdiagramme zeigen schematisch die Vorgehensweise bei derProjektierung eines Servogetriebes.
4
44 – GSK 2009
Projektierungsablauf Projektierungshinweise für Servogetriebe
Projektierungsablauf Teil 1, Servogetriebe
* Für eine thermische Projektierung von R-, F-, K-, S-, W-Getrieben halten Sie bitteRücksprache mit SEW-EURODRIVE.
62893ade
Getriebedaten
3,0
ak
amk
n
n f ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
n1
nn11am
t ... t
t n ... t n n
++•++•
=
NOTAUSM Tabelle≤
ja
nein
nein
akam n n ≤
amaxakub
K
MM
f≤
THERMath M M ≤
maxM Getriebe
n Motor
aus ProjektierungGetriebe auswählen
1,2am
2am10THERM
n
a n a a M +•+=
ja
ja
nein33
1 1 1 n n n3
akub
1 1 n n
n • t • M + ... + n • t • MM =
n • t + ... + n • t
1,2 1,2
1 1 1 n n n1,2ath
1 1 n n
n • t • M +...+ n • t • MM =
n • t +... + n • t
Mmax
≤ Mapk
nmax
≤ nepk
ja
max
88
1 1 1 n n n8
aeff
1 1 n n
n • t • M + ... + n • t • MM =
n • t + ... + n • t
aeffM ≤
amaxM
ja
nein
nein
Getriebe prüfen /
Applikation prüfen
ja
*
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ProjektierungsablaufProjektierungshinweise für Servogetriebe
Projektierungsablauf Teil 2, Servogetriebe
62783ade
x = l/2
Projektierung beendet
Z0
maxRmax f
d
2000 M F •
•=
cF
f x+Rmax
ja
Kupplungsbetrieb
ja
nein
nein
nein
ja
ja
RaPk
aFRmax b x+•
RaPkRmax F F ≤
ja
Getriebe prüfen /
Applikation prüfen
Z0
akubRkub f
d
2000 M F •
•=
x = l/2
RamaxRkub F F ≤
≤F
≤
nein
nein
ja
ja
ja
Ramax
aFRkub b x+•≤F nein
nein
nein
ja
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46 – GSK 2009
Projektierungshinweise – R-, F-, K-, S-, W-Getriebe Projektierungshinweise für Servogetriebe
4.3 Projektierungshinweise – R-, F-, K-, S-, W-GetriebeWirkungsgrad der GetriebeAllgemein Der Wirkungsgrad der Getriebe wird hauptsächlich durch die Verzahnungs- und Lager-
reibung bestimmt. Beachten Sie, dass der Anlaufwirkungsgrad eines Getriebes immerkleiner ist als der Wirkungsgrad bei Betriebsdrehzahl. Besonders ausgeprägt ist dies beiSchnecken- und SPIROPLAN®-Winkelgetrieben.
R-, F-, K-Getriebe Bei Stirnrad-, Flach- und Kegelradgetrieben liegt der Wirkungsgrad je nach Anzahl derVerzahnungsstufen bei bis zu 96% (3-stufig), 97% (2-stufig) und 98% (1-stufig).
S- und W-Getriebe Die Verzahnungen der Schnecken- und SPIROPLAN®-Getriebe verursachen einen ho-hen Gleitreibungsanteil. Aus diesem Grund haben diese Getriebe höhere Verzahnungs-verluste und somit niedrigere Wirkungsgrade als die R-, F- oder K-Getriebe.Dies ist abhängig von folgenden Faktoren:• Übersetzung der Schnecken- oder SPIROPLAN®-Stufe• Eintriebsdrehzahl• Getriebetemperatur
Die Schneckengetriebe von SEW-EURODRIVE sind Stirnrad-Schnecken-Kombinati-onen und haben deshalb einen deutlich besseren Wirkungsgrad als reine Schnecken-getriebe. Bei sehr großen Übersetzungen der Schneckenstufe kann der Wirkungsgrad η < 0,5werden.Die SPIROPLAN®-Getriebe W37 / W47 von SEW-EURODRIVE haben einen Wirkungs-grad von über 90 %, der auch bei großen Übersetzungen nur geringfügig abfällt.
Selbsthemmung Bei rücktreibenden Drehmomenten an Schnecken- oder SPIROPLAN®-Getrieben giltder Wirkungsgrad η’ = 2 - 1/η, also deutlich ungünstiger als der Vorwärtswirkungsgradη. Wenn der Vorwärtswirkungsgrad η ≤ 0,5 ist, ist das Schnecken- oder SPIROPLAN®-Getriebe selbsthemmend. Die SPIROPLAN®-Getriebe sind zum Teil auch dynamischselbsthemmend. Wenn die Bremswirkung der Selbsthemmung technisch genutzt wer-den soll, bitten wir um Rückfrage bei SEW-EURODRIVE.
HINWEISBeachten Sie, dass bei Hubwerken die selbsthemmende Wirkung der Schneckenge-triebe und SPIROPLAN®-Getriebe als alleinige Sicherheitseinrichtung nicht zulässigist.
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Projektierungshinweise – R-, F-, K-, S-, W-GetriebeProjektierungshinweise für Servogetriebe
Einlaufphase Bei neuen Schnecken- und SPIROPLAN®-Getrieben sind die Zahnflanken noch nichtvollständig geglättet. Deshalb ist während der Einlaufphase der Reibungswinkel größerund somit der Wirkungsgrad niedriger als im späteren Betrieb. Dieser Effekt verstärktsich mit größer werdender Übersetzung. Folgende Werte müssen während der Einlauf-phase von dem in der Liste angegebenen Wirkungsgrad abgezogen werden:
Die Einlaufphase dauert üblicherweise 48 Stunden. Die Schnecken- und SPIRO-PLAN®-Getriebe erreichen die in der Liste angegebenen Nennwirkungsgrade, wenn:• das Getriebe vollständig eingelaufen ist,• das Getriebe die Nenntemperatur erreicht hat,• der vorgeschriebene Getriebeschmierstoff eingefüllt ist und• das Getriebe im Nennlastbereich arbeitet.
Planschverluste Bei bestimmten Getrieberaumlagen (→ Kap. "Raumlagen der Getriebe") taucht die ers-te Stufe voll in den Schmierstoff ein. Bei größeren Getrieben und hoher Umfangsge-schwindigkeit der eintreibenden Stufe entstehen Planschverluste, die nicht vernachläs-sigt werden dürfen. Bitte halten Sie Rücksprache mit SEW-EURODRIVE, wenn Sie sol-che Getriebe einsetzen wollen.Um die Planschverluste gering zu halten, verwenden Sie die Getriebe in Raumlage M1.
Schnecke
i-Bereich η-Reduzierung
1-gängig ca. 50 ... 280 ca. 12 %
2-gängig ca. 20 ... 75 ca. 6 %
3-gängig ca. 20 ... 90 ca. 3 %
5-gängig ca. 6 ... 25 ca. 3 %
6-gängig ca. 7 ... 25 ca. 2 %
SPIROPLAN® W..
i-Bereich η-Reduzierung
ca. 30 ... 75 ca. 8 %
ca. 10 ... 30 ca. 5 %
ca. 3 ... 10 ca. 3 %
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48 – GSK 2009
Projektierungshinweise – R-, F-, K-, S-, W-Getriebe Projektierungshinweise für Servogetriebe
Quer- und Axialkräfte
Querkraft ermitteln Bei der Ermittlung der entstehenden Querkraft muss berücksichtigt werden, welchesÜbertragungselement an das Wellenende angebaut wird. Für verschiedene Übertra-gungselemente müssen folgende Zuschlagsfaktoren fZ berücksichtigt werden.
Zulässige Querkraft
Die zulässigen Querkräfte werden anhand der Wälzlagerberechnung der nominellenLebensdauer L10h (gemäß ISO 281) ermittelt.Für besondere Betriebsbedingungen ist auf Anfrage die Ermittlung der zulässigen Quer-kräfte anhand der modifizierten Lebensdauer möglich.
Höhere zulässige Querkräfte
Die genaue Berücksichtigung des Kraftangriffswinkels α und der Drehrichtung kanneine höhere Querkraftbelastung ermöglichen, als in den Auswahltabellen angegeben.Außerdem können durch den Einbau von verstärkten Lagern, vor allem bei R-, F- undK-Getrieben, höhere Belastungen der Abtriebswelle zugelassen werden. Bitte halten Sie in diesem Fall Rücksprache mit SEW-EURODRIVE.
Schmalkeilriemen-Scheiben 1.75 Einfluss der Vorspannkraft
Flachriemenscheiben 2.50 Einfluss der Vorspannkraft
Zahnriemenscheiben 2.00 - 2.50 Einfluss der Vorspannkraft
Ritzel-Zahnstange, vorgespannt 2.00 Einfluss der Vorspannkraft
HINWEISDie Angaben beziehen sich auf Kraftangriff in der Mitte des Wellenendes (beiWinkelgetrieben auf A-seitigen Abtrieb gesehen). Bezüglich Kraftangriffswinkelα und Drehrichtung werden die ungünstigsten Bedingungen vorausgesetzt.
HINWEISReduzierung der Querkraft.• Bei K- und S-Getrieben in den Raumlagen M1 und M3 mit stirnseitiger Wandbefes-
tigung sind nur 50% von FRamax und FRapk gemäß den Auswahltabellen zulässig.• Kegelrad-Getriebemotoren K167 und K187 in den Raumlagen M1 bis M4: Bei
Getriebebefestigungen abweichend von der Darstellung in den Raumlagen-Blätternsind maximal 50% der in den Auswahltabellen angegebenen Querkraft FRamaxzulässig.
• Stirnrad-Getriebemotoren in Fuß- und Flanschausführung (R..F): Bei Drehmoment-Übertragung über die Flanschbefestigung sind maximal 50% der in den Auswahlta-bellen angegebenen Querkraft FRamax zulässig.
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Projektierungshinweise – R-, F-, K-, S-, W-GetriebeProjektierungshinweise für Servogetriebe
Definition des Kraftangriffs
Der Kraftangriff wird gemäß dem folgenden Bild definiert:
Zulässige Axial-kräfte
Wenn keine Querkraftbelastung vorliegt, ist als Axialkraft FA (Zug oder Druck) 50% derQuerkraft gemäß Auswahltabellen zulässig. Dies gilt für folgende Getriebemotoren:• Stirnrad-Getriebemotoren mit Ausnahme von R..137... bis R..167...• Flach- und Kegelrad-Getriebemotoren mit Vollwelle mit Ausnahme von F97...• Schneckengetriebemotoren mit Vollwelle
Abtriebsseitig: Querkraftumrech-nung bei außermit-tigem Kraftangriff
Die in den Datentabellen angegebenen zulässigen Querkräfte FRamax und FRapk geltenbei Kraftangriff an l / 2 (Vollwelle) oder bei Kraftangriff am Wellenspiegel (Hohlwelle).Bei abweichendem Abstand des Kraftangriffspunkts zum Getriebe müssen die zuläs-sigen Querkräfte gemäß Projektierungsablauf Seite 44 neu bestimmt werden. Dabeimüssen die folgenden Bedingungen erfüllt sein:
63214axxBild 2: Definition des Kraftangriffs
0° 0°
X
FR
FA
α α
HINWEISBitte halten Sie Rücksprache mit SEW-EURODRIVE bei allen anderen Getriebeaus-führungen und wenn wesentlich stärkere Axialkräfte oder kombinierte Belastungen ausQuerkraft und Axialkraft auftreten.
FRamax = zulässige Querkraft [N]
x = Abstand vom Wellenbund bis zum Kraftangriff in [mm]
a, b, f = Getriebekonstanten zur Querkraftumrechnung [mm]
c = Getriebekonstante zur Querkraftumrechnung [Nmm]
63215axxBild 3: Querkraft FR mit vergrößertem Abstand x zum Getriebe
F Fa
b xNR Ra ·
+max [ ]≤ Fc
f xN
+[ ]≤
R
x
x
FRamax
FRamaxFR FR
d d
l
l/2
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50 – GSK 2009
Projektierungshinweise – R-, F-, K-, S-, W-Getriebe Projektierungshinweise für Servogetriebe
Getriebekonstan-ten zur Querkraf-tumrechnung
Die Werte für die nicht aufgeführten Ausführungen erhalten Sie auf Anfrage.
Getriebetyp a[mm]
b[mm]
c[Nmm]
f[mm]
d[mm]
I[mm]
RX57RX67RX77RX87RX97RX107
43.552.560.573.586.5
102.5
23.527.530.533.536.542.5
1.51 × 105
2.42 × 105
1.95 × 105
7.69 × 105
1.43 × 106
2.47 × 106
34.239.7
048.953.962.3
202530405060
40506080
100120
R07R17R27R37R47R57R67R77R87R97R107R137R147R167
72.088.5
106.5118137
147.5168.5173.7216.7255.5285.5343.5402450
52.068.581.593
107112.5133.5133.7166.7195.5215.5258.5297345
4.67 × 104
6.527 × 104
1.56 × 105
1.24 × 105
2.44 × 105
3.77 × 105
2.65 × 105
3.97 × 105
8.47 × 105
1.06 × 106
2.06 × 106
4.58 × 106
8.65 × 106
1.26 × 107
1117
11.80
1518000000
330
202025253035354050607090110120
4040505060707080
100120140170210210
F27F37F47F57F67F77F87F97F107F127F157
109.5123.5153.5170.7181.3215.8263350
373.5442.5512
84.598.5
123.5135.7141.3165.8203280
288.5337.5407
1.13 × 105
1.07 × 105
1.40 × 105
2.70 × 105
4.12 × 105
7.87 × 105
1.06 × 106
2.09 × 106
4.23 × 106
9.45 × 106
1.05 × 107
00000000000
252530354050607090110120
5050607080
100120140170210210
K37K47K57K67K77K87K97K107K127K157K167K187
123.5153.5169.7181.3215.8252319
373.5443.5509
621.5720.5
98.5123.5134.7141.3165.8192249
288.5338.5404
496.5560.5
1.30 × 105
1.40 × 105
2.70 × 105
4.12 × 105
7.69 × 105
1.64 × 106
2.80 × 106
5.53 × 106
8.31 × 106
1.18 × 107
1.88 × 107
3.04 × 107
000000000000
2530354050607090110120160190
50607080
100120140170210210250320
W10W20W30W37W47
84.898.5
109.5121.1145.5
64.878.589.5
101.1115.5
3.6 × 104
4.4 × 104
6.0 × 104
6.95 x 104
4.26 x 105
0000
35.6
1620202030
4040404060
S37S47S57S67S77S87S97
118.5130150184224
281.5326.3
98.5105120149179
221.5256.3
6.0 × 104
1.33 × 105
2.14 × 105
3.04 × 105
5.26 × 105
1.68 × 106
2.54 × 106
0000000
20253035456070
4050607090
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Projektierungshinweise – BS.F-, PS.F-, PS.C-GetriebeProjektierungshinweise für Servogetriebe
4.4 Projektierungshinweise – BS.F-, PS.F-, PS.C-GetriebeWirkungsgrad der GetriebeAllgemein Der Wirkungsgrad der Getriebe wird hauptsächlich durch die Verzahnungs- und Lager-
reibung bestimmt. Beachten Sie, dass der Anlaufwirkungsgrad eines Getriebes immerkleiner ist als der Wirkungsgrad bei Betriebsdrehzahl.
BS.F-Getriebe Beim BS.F-Getriebe liegt der Wirkungsgrad bei bis zu 94% (2-stufig).
PS.F-, PS.C-Getriebe
Bei den Planetengetrieben liegt der Wirkungsgrad je nach Anzahl der Verzahnungsstu-fen bei bis zu 98% (2-stufig) und 99% (1-stufig).
Quer- und AxialkräfteQuerkraft ermitteln
Bei der Ermittlung der entstehenden Querkraft muss berücksichtigt werden, welchesÜbertragungselement an das Wellenende angebaut wird. Für verschiedene Übertra-gungselemente müssen Zuschlagsfaktoren fZ nach folgender Formel berücksichtigtwerden:
HINWEISBei PS.F-Getrieben mit der Verdrehspieloption "M", die in der Betriebsart S1 betriebenwerden, halten Sie bitte Rücksprache mit SEW-EURODRIVE.
HINWEISBei Servogetrieben darf bei der Montage von An- und Abtriebselementen der Wellen-bund als Anschlag für Übertragungselemente (Riemenscheibe, Zahnritzel usw.) ver-wendet werden.
Schmalkeilriemen-Scheiben 1.75 Einfluss der Vorspannkraft
Flachriemenscheiben 2.50 Einfluss der Vorspannkraft
Zahnriemenscheiben 2.00 - 2.50 Einfluss der Vorspannkraft
Ritzel-Zahnstange, vorgespannt 2.00 Einfluss der Vorspannkraft
HINWEISDer Faktor fZ2 gilt nur für schrägverzahnte Abtriebselemente.
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52 – GSK 2009
Projektierungshinweise – BS.F-, PS.F-, PS.C-Getriebe Projektierungshinweise für Servogetriebe
Zulässige QuerkraftDie zulässigen Querkräfte werden unter Berücksichtigung der Wälzlagerberechnungder nominellen Lagerlebensdauer LH10 (gemäß ISO 281) ermittelt.Für besondere Betriebsbedingungen ist auf Anfrage die Ermittlung der zulässigen Quer-kräfte anhand der modifizierten Lagerlebensdauer möglich.
Höhere zulässige Querkräfte
Die genaue Berücksichtigung des Kraftangriffswinkels α und der Drehrichtung kanneine höhere Querkraftbelastung ermöglichen, als in den Auswahltabellen angegeben. Bitte halten Sie in diesem Fall Rücksprache mit SEW-EURODRIVE.
Definition des Kraftangriffs
Der Kraftangriff wird gemäß dem folgenden Bild definiert:
Zulässige Axialkräfte
Wenn keine Querkraftbelastung vorliegt, ist als Axialkraft FA (Zug oder Druck) 50% derQuerkraft gemäß Auswahltabellen zulässig.
Schrägverzahnte Abtriebselemente
Getriebe Schrägungswinkel β1 2
1 Bei 11 ° < β < 20 ° ist fZ linear zu interpolieren.2 Bei Schrägungswinkel > 20 ° bitte halten Sie Rücksprache mit SEW-EURODRIVE.
HINWEISDie Angaben beziehen sich auf Kraftangriff in der Mitte des Wellenendes (beiWinkelgetrieben auf A-seitigen Abtrieb gesehen). Bezüglich Kraftangriffswinkelα und Drehrichtung werden die ungünstigsten Bedingungen vorausgesetzt.
HINWEISReduzierung der Querkraft.• Bei BS.F-Getrieben in den Raumlagen M1 und M3 mit stirnseitiger Wandbefesti-
gung sind nur 50% von FRamax und FRapk gemäß den Auswahltabellen zulässig.
63232axxBild 4: Definition des Kraftangriffs
X
FR
FA
α
0°
– GSK 2009 53
4
4
5
3
4
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Projektierungshinweise – BS.F-, PS.F-, PS.C-GetriebeProjektierungshinweise für Servogetriebe
Abtriebsseitig: Querkraftumrech-nung bei außermit-tigem Kraftangriff
Die in den Datentabellen angegebenen zulässigen Querkräfte FRamax und FRapk geltenbei Kraftangriff an l / 2 (Vollwelle) oder bei Kraftangriff am Wellenspiegel (Hohlwelle,Flanschblock).Bei abweichendem Abstand des Kraftangriffspunkts zum Getriebe müssen die zuläs-sigen Querkräfte gemäß Projektierungsablauf Seite 44 neu bestimmt werden. Dabeimüssen die folgenden Bedingungen erfüllt sein:
FRamax = zulässige Querkraft [N]
x = Abstand vom Wellenbund bis zum Kraftangriff in [mm]
a, b, f = Getriebekonstanten zur Querkraftumrechnung [mm]
c = Getriebekonstante zur Querkraftumrechnung [Nmm]
63215axxBild 5: Querkraft FR mit vergrößertem Abstand x zum Getriebe
63102axxBild 6: Querkraft FR mit vergrößertem Abstand x zum Getriebe
F Fa
b xNR Ra ·
+max [ ]≤ Fc
f xN
+[ ]≤
R
x
x
FRamax
FRamaxFR FR
d d
l
l/2
F
x
d
R
amax
4
54 – GSK 2009
Projektierungshinweise – BS.F-, PS.F-, PS.C-Getriebe Projektierungshinweise für Servogetriebe
Getriebekonstan-ten zur Querkraf-tumrechnung
Die Werte für die nicht aufgeführten Ausführungen erhalten Sie auf Anfrage.
Getriebe a[mm]
b[mm]
c[Nmm]
f[mm]
d[mm]
I[mm]
BSF / BSKF202 113.1 95.6 7.35 × 104 0 20 35
BSHF / BSAF202 116.6 116.6 -- -- -- --
BSBF202 101.5 101.5 -- -- -- --
BSF / BSKF302 122.6 104.6 8.61 × 104 0 22 36
BSHF / BSAF302 126.6 126.6 -- -- -- --
BSBF302 111.0 111.0 -- -- -- --
BSF / BSKF402 152.2 123.2 2.56 × 105 0 32 58
BSHF / BSAF402 143.7 143.7 -- -- -- --
BSBF402 132.0 132.0 -- -- -- --
BSF / BSKF502 175.4 134.4 4.92 × 105 0 40 82
BSHF / BSAF502 162.4 162.4 -- -- -- --
BSBF502 145.3 145.3 -- -- -- --
BSF / BSKF602 195.9 154.9 9.84 × 105 0 55 82
BSHF / BSAF602 189.9 189.9 -- -- -- --
BSBF602 170.8 170.8 -- -- -- --
BSF / BSKF802 242.7 190.2 1.89 × 106 0 75 105
BSHF / BSAF802 243.2 243.2 -- -- -- --
BSBF802 206.0 206.0 -- -- -- --
Getriebe a[mm]
b[mm]
c[Nmm]
f[mm]
d[mm]
I[mm]
PSF / PSKF121/122 47.6 36.6 2.08 × 104 0 14 22
PSF / PSKF221/222 53.6 39.6 2.41 × 104 0 16 28
PSBF221/222 64.1 64.1 -- -- -- --
PSF / PSKF321/322 65.0 47.0 7.97 × 104 0 22 36
PSBF321/322 72.5 72.5 -- -- -- --
PSF / PSKF521/522 83.1 54.1 2.52 × 105 0 32 58
PSBF521/522 87.5 87.5 -- -- -- --
PSF / PSKF621/622 113.6 72.3 5.48 × 105 0 40 82
PSBF621/622 105.0 105.0 -- -- -- --
PSF / PSKF721/722 126.6 85.6 1.42 × 106 0 55 82
PSBF721/722 138.5 138.5 -- -- -- --
PSF / PSKF821/822 153.2 100.7 3.21 × 106 0 75 105
PSBF821/822 156.0 156.0 -- -- -- --
PSF / PSKF921/922 170.7 105.7 5.30 × 106 0 85 130
Getriebe a[mm]
b[mm]
c[Nmm]
f[mm]
d[mm]
I[mm]
PS.C221/222 57 43 3.41 × 104 0 16 28
PS.C321/322 63.5 45.5 7.55 × 104 0 22 36
PS.C521/522 95.5 66.5 2.13 × 105 0 32 58
PS.C621/622 107.5 66.5 3.68 × 105 0 40 82
– GSK 2009 55
4
4
5
3
4
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Projektierungsbeispiel: Portal mit ServoantriebenProjektierungshinweise für Servogetriebe
4.5 Projektierungsbeispiel: Portal mit ServoantriebenAuslegung der X-Achse (Fahrachse)
Folgende Daten sind gegeben:• Summe der bewegten Massen: mL = 50 kg• Durchmesser der Riemenscheibe: d0 = 75 mm• Reibkoeffizient der Achse: µ = 0,01• Verfahrgeschwindigkeit: vmax = 2 m/s• Maximal auftretende Beschleunigung/Verzögerung: amax = 10 m/s2
• Taktzeit: tz = 3 s• Pausenzeit: tp = 1,8 s• Lastwirkungsgrad: ηL= 0,9• Bauform des Getriebes: IM = M1
Für den Antrieb ist ein PS.C-Getriebe mit einem ECH-Adapter vorgesehen.Die Querkraftbelastung erfolgt auf Wellenmitte.Die Kraftübertragung erfolgt über Riemen und Riemenscheibe.
64655axxBild 7: Projektierungsbeispiel: Portal mit Servoantrieben - Fahrachse
x
4
56 – GSK 2009
Projektierungsbeispiel: Portal mit Servoantrieben Projektierungshinweise für Servogetriebe
Fahrabschnitte
Beschleunigungszeit in Fahrabschnitt 1, Verzögerungszeit in Fahrabschnitt 3
Fahrzeit Konstantfahrt in Fahrabschnitt 2
Mstat für alle Fahrabschnitte
Mdyn während der Beschleunigung in Fahrabschnitt 1
61222axxBild 8: Fahrabschnitte 1 - 4
t [s]
v
[m/s]
1 2 3 4
t = tv
as1 = = =
2 m/s
10 m/s
0.223
max
max
t t t t t
t
t s
z p2 1 3
2
2 0 8
= - - -
= .
= 3 s - 1.8 s - 0.2 s - 0.2 s
M
m gd
M
kgm
s
m
stat
L
stat
=· ·( ) ·
=
· ·
·
μ
η
0
2
2
50 9 81 0 010 075
2
0
. ..
.99
0 2043M Nmstat = .
M
m ad
M
kgm
s
m
M
dyn
L
dyn
dyn
=·( ) ·
=
·
·
=
0
2
2
50 100 075
2
0 9
20 83
η
.
.
. NNm
– GSK 2009 57
4
4
5
3
4
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Projektierungsbeispiel: Portal mit ServoantriebenProjektierungshinweise für Servogetriebe
Mdyn während der Verzögerung in Fahrabschnitt 3
Mmax während der Beschleunigung in Fahrabschnitt 1
Mmax während der Verzögerung in Fahrabschnitt 3
Abtriebsdrehzahl
Übersetzung einschließlich 10 % MotordrehzahlreserveBei nN = 4500 1/min handelt es sich um eine Annahme.
Gewählt wird die Übersetzung i = 7.
M m ad
M kgm
s
m
M
dyn
dyn
dyn
= · · ·
= · -
· ·
= -
0
2
2
50 100 075
20 9
16
η
..
.8875Nm
L
( )
M M M
M Nm Nm
M Nm
stat dynmax
max
max
. .
.
= +
= +
=
1
0 2043 20 8333
21 04
M M M
M Nm Nm
M Nm
stat dynmax
max
max
. .
.
= +
= + -( )= -
3
0 2043 16 87
16 6657
nv
d
n
m
s
m
n
a
a
a
max
max
max
max
.
.min
=·
·
=·
·
=
0
60
2
0 07560
506 2951
π
π
in
n
i
i
N
a
=·
=·
=
max
min0.9
.min
7.95
45001
509 2951
0.9
4
58 – GSK 2009
Projektierungsbeispiel: Portal mit Servoantrieben Projektierungshinweise für Servogetriebe
Maximale Antriebsdrehzahl
Projektierung ServogetriebeDie Projektierung erfolgt gemäß Projektierungsablauf Seite 44 ff.
Projektierungsbeispiel: Portal mit Servoantrieben Projektierungshinweise für Servogetriebe
Bedingung ist erfüllt.
Thermisches Moment des Servogetriebes
Thermische Faktoren für Bauform M1:
Auswahlbedingung:
Bedingung ist erfüllt.
QuerkraftberechnungZuschlagsfaktoren für die Querkräfte bei unterschiedlichen Übertragungselementen ander Abtriebswelle finden Sie auf Seite 48 und 50.Wenn Kupplungsbetrieb nicht vorhanden:
Weiterführende Dokumentation Projektierungshinweise für Servogetriebe
Auswahlbedingungen:FRkub ≤ FRamax
x = l/2
744.8 N ≤ 1550 NBedingung ist erfüllt.
4.6 Weiterführende DokumentationErgänzend zu den Informationen in diesem Handbuch bietet Ihnen SEW-EURODRIVEumfassende Dokumentation über das gesamte Themengebiet der elektrischenAntriebstechnik. Dies sind vor allem die Druckschriften der Reihe "Praxis der Antriebs-technik" und die Handbücher und Kataloge zu den Getrieben und elektronisch geregel-ten Antrieben. Des Weiteren finden Sie auf der Homepage von SEW-EURODRIVE (http://www.sew-eurodrive.de) eine große Auswahl an Dokumentationen in verschiedenen Sprachenzum Herunterladen. Nachfolgend wird die für die Projektierung interessante weiterfüh-rende Dokumentation aufgelistet. Diese Druckschriften können Sie bei SEW-EURODRIVE bestellen.
Technische Daten Motoren und GetriebeErgänzend zu dem vorliegenden Katalog "Servogetriebe" erhalten Sie von SEW-EURODRIVE folgende Preiskataloge und Kataloge:• Drehstrommotoren• Getriebekatalog• Synchrone Servo-Getriebemotoren
