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Kegelrad

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Beschreibung

Der Befehl FCGear Kronenrad erstellt ein Kronenrad, ein CrownGear-Objekt, das auch die Größe des passenden Ritzels berücksichtigt.

Das Kronenrad ähnelt einer ringförmig gebogenen Zahnstange. Der Eingriffswinkel verringert sich kontinuierlich vom äußeren bis zum inneren Durchmesser. Damit wird die variable Umfangsgeschwindigkeit am Kronenrad zur konstanten Umfangsgeschwindigkeit des Ritzels ausgeglichen. Die spitzen Zahnaußenseiten und die steilen Zahnflanken am Innendurchmesser begrenzen die nutzbare Zahnbreite. Kronenräder sind ähnlich leistungsfähig wie Stirnräder. Ein Kronenrad kann mehrere Ritzel antreiben.

Bekannte Anwendungsgebiete von Kronenrädern:

• Hinterachsantriebe für Autos und Motorräder
• Schwenkmechanismus für Operationstische
• Winkel-Fräsköpfe
• Elektrowerkzeugsysteme mit mehreren Ritzeln und einem Zahnkranz

Oben: Kronenrad

Anwendung

1. Zum Arbeitsbereich Gear wechseln.
2. Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Befehl aufzurufen:
   • Die Schaltfläche Kronenrad drücken.
   • Den Menüeintrag Gear → Kronenrad auswählen.
3. Das Kronenrad wird standardmäßig ohne Zähne dargestellt. (eingeführt in 0.21)
4. Die Einstellungen den geforderten Randbedingungen entsprechend ändern (siehe Eigenschaften).
5. Die Daten-Eigenschaftpreview_mode auf false setzen, um die Zähne darzustellen(see Hinweise).

Eigenschaften

Siehe auch: Eigenschaften-Ansicht.

Ein FCGear-Kronenrad, ein CrownGear-Objekt, wird von einem Part-Formelement abgeleitet und erbt alle seine Eigenschaften. Außerdem hat es die folgenden zusätzlichen Eigenschaften:

Daten

accuracy

• Daten-Eigenschaftnum_profiles (Integer): Der Standardwert ist 4. Anzahl der für die Ausformung verwendeten Profile.
• Daten-Eigenschaftpreview_mode (Bool): Standardwert ist true.

base

• Daten-Eigenschaftheight (Length): Der Standardwert ist 2 mm. Wert für die Zahnbreite.
• Daten-Eigenschaftmodule (Length): Der Standardwert ist 1 mm. Der Modul ist das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers des Zahnrads zur Zähnezahl (siehe Hinweise).
• Daten-Eigenschaftnum_teeth (Integer): Der Standardwert ist 15. Zähnezahl.
• Daten-Eigenschaftother_teeth (Integer): Der Standardwert ist 15. Zähnezahl des Konstruktionszahnrads (Ritzel) (siehe Hinweise).
• Daten-Eigenschaftthickness (Length): Der Standardwert ist 5 mm. Höhe von der Zahnspitze bis zur Unterseite des Kronenrads.

involute

• Daten-Eigenschaftpressure_angle (Angle): Standardwert 20°. Eingriffwinkel (siehe Hinweise).

version

• Daten-Eigenschaftversion (String):

Hinweise

• Die Daten-Eigenschaftpreview_mode ist standardmäßig auf true gesetzt und wenn das Zahnrad erstellt wird, wird im Ausgabefenster folgende Meldung angezeigt::

  Gear-Modul: Kronenrad erstellt, preview_mode = true für bessere Leistung. Eigenschaft preview_mode property auf false setzen, wenn Zähne dargestellt werden sollen.

• Daten-Eigenschaftmodule (${\displaystyle m}$): Gemäß den Richtlinien der ISO (International Organization for Standardization) wird die Einheit zur Größenangabe von Verzahnungen als Modul bezeichnet.
  • Der Modul multipliziert mit der Zähnezahl (${\displaystyle z}$) legt den Teilkreisdurchmesser (${\displaystyle d}$) fest: ${\displaystyle d=m\cdot z}$
  • Der Modul multipliziert mit Pi (${\displaystyle \pi }$) legt die Teilung (${\displaystyle p}$) fest, die Bogenlänge auf dem Teilkreis zwischen korrespondierenden Punkten aufeinanderfolgender Zähne: ${\displaystyle p=m\cdot \pi }$
• Daten-Eigenschaftother_teeth: Es können mehrere Ritzel mit der gleichen Zähnezahl an einem Kronenrad verwendet werden.
• Daten-Eigenschaftpressure_angle: Diesen Parameter nur dann ändern, wenn ausreichende Kenntnisse bezüglich der Verzahnungsgeometrie vorhanden sind.
• Die Geometrie des Kronenrades wird in erster Linie durch die Geometrie des Ritzels bestimmt, die von seiner Zähnezahl abhängt (und daher durch die Daten-Eigenschaftother_teeth (andere Zähnezahl) angegeben wird).
• Ein passendes Stirnrad kann mit Evolventenrad erstellt werden. Der Wert seiner Daten-Eigenschaftnum_teeth muss dem Wert der Daten-Eigenschaftother_teeth des Kronenrades gleichen.
• Anpassungen für optimale Laufeigenschaften können mit den Parametern des Evolventenzahnrades vorgenommen werden.

Kronenrad-Stirnrad-Paarung im Überblick

• (1) Stirnrad
• (2) Kronenrad
• (3) Zahnbreite
• (4) Innendurchmesser
• (5) Außendurchmesser

Nützliche Formeln

Innendurchmesser (4)

• inner diameter = module (spur gear) * teeth (crown gear) * cos pressure_paramter (pinion) : cos pressure_parameter (crown gear)

  (Editor note: Kann jemand die obige formed bestätigen? Pressure_parameter scheint dem pressure angle zu entsprechen, der für gepaarte Zahnräder identischsein sollte (wie auch der Modul), daher können die letzten beiden Parameter zu 1 gekürzt werden und es ergibt sich so die Formel in der Tabelle)

Skripten

Die Macht von Python nutzen, um das Erstellen von Zahnrädern zu automatisieren:

import FreeCAD as App
import FreeCADGui as Gui
import freecad.gears.commands
gear = freecad.gears.commands.CreateCrownGear.create()
gear.num_teeth = 20
gear.other_teeth = 15
gear.height = 3
gear.preview_mode = False
App.ActiveDocument.recompute()
Gui.SendMsgToActiveView("ViewFit")

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