Was versteht man unter einer Getriebeauslegung?

Die Wünsche der Kunden und das Industriekonzept 4.0 sorgen für das zunehmende Wachstum in der produktionsorientierten Gesellschaft. Daraus resultieren hohe Qualitätsansprüche und ein zunehmender Kostendruck. Um diesen Herausforderungen zu entsprechen, entwickeln die Unternehmen innovative Produkte, die auf effektiven Produktionsprozessen beruhen. Jeder dieser Prozesse setzt auch moderne Getriebearten voraus, die zu zentralen Komponenten der Fertigungsmaschinen werden oder in die Endprodukte einfließen. Das Getriebe ist eine mechanische Vorrichtung. Es setzt sich jeweils aus dem Ein- und Ausgangsglied sowie dem dazugehörigen Maschinengestell zusammen. Seine jeweilige Funktionalität wird durch die gewählte Getriebeauslegung bestimmt, die wiederum auf dem spezifischen Drehmoment und der Lastverteilung beruht.
Die kompletten Getriebe bestehen aus verschiedenen Maschinenelementen. Hierzu zählen Wellen, Zahnräder, Gehäuse und Dichtungen. Von großer Bedeutung ist dabei auch die gegenseitige Abhängigkeit der Einzelkomponenten. Um teure Nach- und Umrüstungen zu vermeiden, fertigt man die benötigten Zahnräder aus widerstandsfähigen Materialien. Darüber hinaus kommt es auf den Wirkungsgrad und die Geräuschentwicklung des jeweiligen Aggregates an.
Im Mittelpunkt stehen meistens auch die größeren Leistungsdichten sowie die damit verbundenen Übertragungsfähigkeiten. Hierbei gibt es sowohl ein- als auch mehrstufige Getriebeauslegungen, die jeweils zu einem unterschiedlichen An- und Abrieb innerhalb der Konstruktionen führen. Der Kraftzufluss während der Produktion darf jedoch niemals unterbrochen werden.
Bei der Berechnung der Getriebe fließen noch weitere Ergebnisse ein. Die mechanischen Komponenten werden in verschiedene Gruppen eingeteilt. Zu ihnen zählen die Bauarten und die Bewegungsübertragungen. Außerdem kann die Getriebeauslegung mit einer gleich- und ungleichmäßigen Übersetzung erfolgen.
Bei der gleichmäßigen Auslegung kommt es auf die hundertprozentige Abstimmung von Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen an. Sie müssen nicht jeweils dem gleichen Wert entsprechen, sondern nur den vorgeschriebenen Abstand einhalten. Solche Getriebe lassen sich nur stufenweise verändern. Getriebe mit unregelmäßiger Übersetzung findet man hingegen meistens in der Produktion.
Der Planung geht ein speziell ausgerichteter Produktentwicklungsprozess voraus. Dabei berechnen die Techniker die Lastannahmen sowie die Lastverteilung. Sie grenzen während ihrer Analyse alle Unsicherheiten ein, die im Rahmen der Getriebeauslegung auftreten können. Außerdem werden verschiedene fertigungsspezifische Elemente berücksichtigt.
Hierzu zählen die Verzahnung, die Wellen sowie die Lager, die jeweils Bestandteile des Getriebes sind. Dann folgt die Strukturanalyse. Sie umfasst meistens die FEM. Es handelt sich dabei um die Finite-Elemente-Methode, die die Techniker bei der Festigkeits- und Verformungsuntersuchung von Festkörpern einsetzen.
Zu den wesentlichen technischen Errungenschaften gehören die Planetengetriebe. Sie erlauben eine erhöhte Drehzahlumwandlung. Außerdem lässt sich so das Übersetzungsverhältnis unter starker Belastung signifikant verbessern. Es handelt sich um Zahnrad- oder Reibradgetriebe. Sie verfügen über gestellfeste Wellen und Achsen. Diese laufen auf Kreisbahnen innerhalb des Gestells. Die sich auf den Achsen befindlichen Räder kreisen um die Zahnräder, die sich wiederum auf den Wellen im Zentrum des Getriebes befinden.