Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Zahnriemenscheibe berechnen?


von Paul G. (paul_g210) Benutzerseite


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Hallo

Ich möchte mich schon mal entschuldigen falls ich hier falsch bin, aber 
mir fällt auf die schnelle nix anderes ein wo ich diese Frage stellen 
könnte.

Ich möchte mit meinem 3D Drucker eine Zahnriemenscheibe Drucken die
auf meinen 100XL Zahnriemen passt (Teilung 5.08mm).
https://www.conrad.de/de/zahnflachriemen-reely-aeusserer-umfang-254-mm-anzahl-zaehne-50-226068.html

Ich habe mir ein Model in Freecad erstellt und auch bereits einen 
Testdruck gemacht, leider stimmt die Anzahl der Zähne auf der Scheibe 
nicht oder irgendwas anderes ist falsch. Ich könnte jetzt versuchen die 
Zahl der Zähne zu ändern und mich herantasten, aber hat hier zufällig 
jemand eine Idee wie man so etwas genau berechnen kann?

Ich habe den Scheibendurchmesser jetzt so berechnet:
Außendurchmesser = (AnzahlZähne * Teilung) / pi
         51,74mm = (32 * 5.08) / 3,1415

Mit diesem Durchmesser und 32 Zähnen passt der Zahnrieben nicht ganz, es 
scheint ungefähr 1 oder zwei Zähne auf dem Rad zu wenig.

Hat jemand eine Idee dazu?

von Clemens S. (zoggl)


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du musst den Durchmesser des zahnrades so auslegen, dass die neutrale 
faser des Riemens den Durchmesser Teilung * zähnezahl hat.
schau bei mädler rein, die haben das ausgerechnet:

http://www.maedler.de/product/1643/1616/986/zahnriemenraeder-t25-fuer-riemenbreite-6-mm-aus-aluminium

von Thomas F. (igel)


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Paul G. schrieb:
> Hat jemand eine Idee dazu?

Genaue Daten bei Maedler nachschauen:

http://www.maedler.de/Article/18033200

Da gibts sogar fertige CAD-Daten.

von Paul G. (paul_g210) Benutzerseite


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Ah, super, Danke euch beiden.
Ich habe gerade noch eine Info gefunden, kann es sein das ich den
"Wirkdurchmesser" (d) hätte berechnen müssen anstatt den 
Außendurchmesser (d0), ist das die "neutrale Faser"?.

Bild Quelle:
https://www.ifte.de/forschung/zahnriemen/download/Material/bezeichnungen.pdf

von Paul G. (paul_g210) Benutzerseite


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Maedler bezeichnet D0 als Wirkdurchmesser wenn ich das richtig sehe, der 
Wert deckt sich mit meiner Rechnung, aber wie kommen die dann auf De von 
51,24mm, was offensichtlich der Außendurchmesser sein soll?

von Clemens S. (zoggl)


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Da ausendurchmesser
Do Wirkdurchmesser
H Riemendicke

Die neutrale Faser liegt in der Hälfte des Riemens (In der Realität 
liegt sie dort wo die Armierung im Riemen ist)

Lass mal die Zähne weg zum Denken.
Der Riemen muss um die Rolle gebogen werden. die neutrale Faser bildet 
den Wirkdurchmesser ab.

Wenn du jetzt eine Umdrehung machst schiebt sich der Riemen nicht um 
Da*Pi weiter, sondern um (Da+1/2*H+1/2*H)+Pi weiter. (Da+1/2*H+1/2*H)= 
Do

Beim Zahnriemen muss die Bedingung auch erfüllt werden.

Rechne mal spaßeshalber die Riemendicke der Mädler Riemen aus.

Bei den Zähnen musst du zusätzlich aufpassen dass im gestreckten Riemen 
Zahn und Lücke 1:1 liegen. im gebogenen Riemen verkürzt sich nur die 
Lücke!

ich hoffe das ist so verständlich

sg

von Paul G. (paul_g210) Benutzerseite


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Danke  Clemens S. für deine Erklärung.

Irgendwie komme ich aber nicht drauf woher ich Da aus deiner Formel 
nehmen soll.

Bei Maedler finde ich leider keine Angaben zur Riemendicke.
Da mein 100XL Riemen aber nach ISO 5296 gefertigt sein soll
hat der die Maße:
Riemendicke (hs) = 2,3 mm
Zahnhöhe (ht) = 1,27 mm
https://www.bea-antriebstechnik.de/dateien/bea-zahnriemen-iso5296.pdf

Okay, ich glaube das sollte man doch den Profis überlassen, ich werde
mir das Maedler CAD Modell so zurechtbasteln dass ich nur die Bohrung 
ändere und den Rest so übernehme.

von Johannes S. (Gast)


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Auf thingiverse gibt es 'parametric pulley', das berechnet dir die 
Zahnriemenscheibe in einem OpenSCAD script. Irgendwie läuft das gerade 
nicht, aber die OpenSCAD Quelle kann man ja einsehen oder selber nutzen:
http://www.thingiverse.com/apps/customizer/run?thing_id=16627
https://www.thingiverse.com/thing:16627
Veilleicht hilft das ja.

von Guido B. (guido-b)


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Schau mal bei Misumi nach, mit deren Angaben habe ich das
schon hinbekommen:

https://us.misumi-ec.com/vona2/detail/110300405510/

von Paul G. (paul_g210) Benutzerseite


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Ich habe für mich eine Lösung gefunden um auf den Außendurchmesser zu 
kommen.

Dafür ist nach wie vor der Abstand von "neutraler Faser" zu Zahnboden 
nötig.
Dazu geholfen hat mir dieses Dokument:
https://www.pfeiferindustries.com/documents/XL%20Timing%20Belt%20Pulley%20PD%20and%20OD%20Chart.pdf

Außendurchmesser = 
((AnzahlZähne*Teilung)/PI)-(2*NeutraleFaserZuZahnboden)

Der Knackpunkt ist wirklich das Maß für die "neutrale Faser" zu bekommen 
um "neutraleFaser zu Zahnboden" (U) zu bekommen.
Wenn ich dafür 0,25mm einsetze passt die Formel für jede gewünschte 
Anzahl Zähne.

Bsp.: wieder 32 Zähne:

((32*5,08)/3,141592)-2*0,25 = 51,24 = Außendurchmesser

Damit stimmt der Wert mit den in den Tabellen gezeigten überein.

Unklar bleibt für mich trotzdem der Wert der "neutralen Faser" (belt 
pitch line). Im folgenden Dokument gibt es auf Seite 18 eine Tabelle in 
der für mein Riemen (1/5" XL, 5,08mm) mit U=0,01" (0,025mm) angegeben 
ist. Das passt aber ganz offensichtlich nicht zu den 0,25mm die ich in 
der Formel verwende...
http://www.sdp-si.com/PDFS/Technical-Section-Timing.pdf

Clemens S. schrieb:
> Bei den Zähnen musst du zusätzlich aufpassen dass im gestreckten Riemen
> Zahn und Lücke 1:1 liegen. im gebogenen Riemen verkürzt sich nur die
> Lücke!
Das ist bei mir auch noch völlig außer Acht gelassen.
Dann müsste ich auf dem Zahnrad die Zähne etwas weniger "Breit" machen?

Ich passe einfach mal mein Cad Model auf die Berechneten Maße an und
Drucke das, mal sehen wie der Riemen sich verhält

: Bearbeitet durch User
von Dieter W. (dds5)


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Paul G. schrieb:
> mit U=0,01" (0,025mm) angegeben
> ist. Das passt aber ganz offensichtlich nicht zu den 0,25mm

Das ist dann entweder ein Lesefehler oder steht dort falsch.
Wenn man nämlich 0,01" mit 25,4 multipliziert dann kommt da 0,254mm 
raus.

von Clemens S. (zoggl)


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Clemens S. schrieb:
> Rechne mal spaßeshalber die Riemendicke der Mädler Riemen aus.

Paul G. schrieb:
> Der Knackpunkt ist wirklich das Maß für die "neutrale Faser" zu bekommen
> um "neutraleFaser zu Zahnboden" (U) zu bekommen.
> Wenn ich dafür 0,25mm einsetze passt die Formel für jede gewünschte
> Anzahl Zähne.

lol. es lässt dich nicht los ;) finde ich gut. Ja stimmt. die Mädler 
tabelle hat entweder 0,25 oder 0,255mm

Paul G. schrieb:
> Dann müsste ich auf dem Zahnrad die Zähne etwas weniger "Breit" machen?
genau. du must die winkel der zähne des riemens unverändert lassen und 
die abstände der zähne (bezogen auf die neutrale faser). daraus ergeben 
sich winkelfalsche(zb keine 40° mehr). am besten zeichnest du den 
riemenzahn und ziehst ihn vom Modell ab und musters anschließend. das 
ergibt dann das richtige rad

sg und schönen abend

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