Getriebeberechnung für
technischen Vorsprung
Mehrstufige Getriebe von Anfang an ganzheitlich entwickeln
Von der ersten Konzeptidee bis zur detaillierten Zahnflankenoptimierung unterstützt MDESIGN bei der vollständigen Berechnung und Auslegung komplexer Getriebesysteme. Mit den Expertenmodulen MDESIGN gearbox sowie MDESIGN LVR / LVRplanet lassen sich mehrstufige Getriebe, Wellen, Lagerungen und Verzahnungen in einem durchgängigen Workflow modellieren, analysieren und optimieren.
Die integrierte Kombination aus Berechnung, 3D-Modellierung, Variantenuntersuchung und normgerechten Nachweisen reduziert Entwicklungsaufwand und ermöglicht schnelle Optimierungsprozesse. Von der Vorentwicklung bis zur fertigungsgerechten Detailauslegung.
Berücksichtigte Normen für Verzahnungen, Wellen und Lager
Verzahnungsgeometrie
DIN ISO 21771
Zahnradtragfähigkeit
DIN 3990/3991 ISO 6336/10300
Wellentragfähigkeit
DIN 743
Wälz- & Gleitlager
DIN ISO 281 DIN 26281 DIN 31652/31653
Standards schaffen, Engineering beschleunigen
MDESIGN schafft eine einheitliche Grundlage für Berechnungen im gesamten Team. Strukturierte Eingaben, zentral gepflegte Berechnungsgrundlagen und eine durchgängige Dokumentation sorgen dafür, dass Ergebnisse nachvollziehbar und über Projekte hinweg vergleichbar bleiben.
Seit über 40 Jahren unterstützt MDESIGN Unternehmen bei der Berechnung und Auslegung technischer Komponenten – heute mit mehr als 35.000 Anwendern weltweit.
Verzahnungen, Wellen und Lager gemeinsam berechnen
In einem mehrstufigen Getriebe beeinflusst jede Stufe die nachfolgenden Komponenten. Übersetzungen verändern Drehzahlen und Drehmomente, Zahnkräfte wirken auf Wellen und Lager, Verformungen wiederum auf die Lastverteilung im Zahneingriff. MDESIGN führt diese Zusammenhänge innerhalb einer gemeinsamen Baugruppe zusammen. Ausgegeben werden unter anderem Leistungsfluss, Übersetzungen, Radpaarlasten, Lagerreaktionen, Wellenbeanspruchungen, Tragfähigkeiten sowie Wirkungsgrad und Verlustleistung. Damit wird nicht nur sichtbar, ob einzelne Komponenten ausreichend dimensioniert sind. Konstrukteure erkennen auch, wie sich Änderungen auf das Gesamtsystem auswirken und an welcher Stelle eine Anpassung den größten Nutzen bringt.
Lastverteilung und Zahnkontakt genauer untersuchen
Eine ausreichende rechnerische Tragfähigkeit bedeutet noch nicht automatisch eine günstige Lastverteilung über Zahnbreite und Eingriffsstrecke. Wellenverformungen, Lagerdurchsenkungen, Radkörpersteifigkeit und Fertigungsabweichungen können den Kontakt deutlich verändern.
Mit MDESIGN LVR lassen sich Linienlast, Fußspannung, Flankenpressung, Kontakttemperatur und Zahnsteifigkeit für Stirnradstufen untersuchen. Für Planetengetriebe erweitert LVRplanet die Betrachtung um Lastaufteilung zwischen den Planeten, Hohlradverformung, Planetenträger und weitere systemspezifische Einflüsse.
Kritische Kontaktbereiche werden so bereits vor der Fertigung erkennbar. Flankenmodifikationen oder konstruktive Änderungen können gezielter eingesetzt werden, statt erst nach Prüfstand oder Prototyp angepasst zu werden.
Komplette Getriebe im 3D-Modell entwickeln
Getriebestrukturen visuell aufbauen, technische Zusammenhänge erkennen und Berechnungen direkt aus dem Modell heraus vorbereiten.
Zahnräder, Wellen, Lagerungen und Verzahnungen werden in einer durchgängigen Umgebung aufgebaut, automatisch verknüpft und direkt berechnet.
Änderungen an Geometrie, Übersetzung oder Lagerung wirken sich unmittelbar auf das gesamte System aus und können sofort bewertet werden.
Kostenfrei ausprobierenErgebnisse verstehen und Getriebevarianten gezielt weiterentwickeln
Die Ergebnisse verbinden Kinematik, Verzahnungen, Wellen, Lagerungen und Lastverteilung zu einem Gesamtbild. So wird sichtbar, ob beispielsweise Zahnkontakt, Wellenverformung, Lagerlebensdauer oder Bauraum die Konstruktion begrenzen.
Auf dieser Grundlage können Übersetzungen verändert, Lagerpositionen verschoben, Verzahnungsparameter angepasst oder Flankenmodifikationen untersucht werden. Die Auswirkungen lassen sich anschließend erneut über die gesamte Baugruppe bewerten.
Das verkürzt Entwicklungsschleifen und hilft, schneller von einer funktionierenden Variante zu einem technisch ausgewogenen Getriebekonzept zu gelangen.
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01
Geführte Oberfläche und Systemübersicht
Strukturierte Eingaben, Hilfetexte und technische Hinweise unterstützen beim Aufbau von Getriebestufen, Wellen, Lagerungen und Betriebsdaten. Ein KI-Assistent hilft bei Fragen während der Berechnung. Ergebnisse werden übersichtlich dargestellt.
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02
Automatisch erstellte Diagramme
Grafische Darstellungen unterstützen beim Verständnis von Lastverteilung, Zahnkontakt, Kinematik und weiteren Zusammenhängen im Getriebe. Diagramme machen komplexe Berechnungsgrößen anschaulicher und erleichtern die technische Einordnung.
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Dokumentation und Nachweis auf Knopfdruck
Technische Dokumentation automatisch erstellen.
Alle Eingaben, Normen, Randbedingungen, Ergebnisse und Grafiken werden automatisch zu einer vollständigen Dokumentation zusammengeführt. So entstehen nachvollziehbare Nachweise für interne Entwicklung, Kunden, Prüforganisationen oder Fertigung.
STEP-Export direkt aus der Berechnung
Bauteile werden in MDESIGN modelliert, berechnet und bewertet. Die validierten Ergebnisse können anschließend direkt als STEP-Datei exportiert und in CAD-Systeme überführt werden. So bleibt der gesamte Entwicklungsprozess konsistent – ohne Medienbruch und ohne manuelle Übertragung von Geometrien.
Funktionsumfang der Getriebeberechnung
Die Funktionen sind kompakt nach Normen, Getriebearten, Auslegung, Gesamtnachrechnung, Verzahnungsnachweisen, Wellen, Lagerungen und Lastverteilung gegliedert.
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Normen & Berechnungsgrundlagen
- DIN ISO 21771
- DIN 3990
- ISO 6336
- DIN 3991
- ISO 10300
- DIN 743
- DIN ISO 281
- DIN 26281
- DIN 31652
- DIN 31653
- Literaturbasierte Berechnung (Baumann, Hohrein)
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Getriebearten & Stufenkombinationen
- Stirnradgetriebe
- Planetengetriebe
- Kegelradgetriebe
- Hypoidgetriebe
- Mehrstufige Getriebe
- Innenverzahnungen
- Außenverzahnungen
- Geradverzahnungen
- Schrägverzahnungen
- Doppelschrägverzahnungen
- Einfaches Planetengetriebe
- Stufenplanetengetriebe
- Kombination von Kegelrad-, Stirnrad- und Planetengetrieben
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Auslegung & Varianten
Eingabewerte
- Achsanordnung
- Auswahl Stufenkombination
- Anzahl der Stufen
- Gesamtübersetzung
- Teilübersetzung Kegelradstufe
- Teilübersetzung Stirnradstufen
- Teilübersetzung Planetenradstufen
- Antriebsleistung
- Antriebsdrehzahl
- Sollsicherheit Zahnflanke
- Sollsicherheit Zahnfuß
- Solllebensdauer Verzahnung
- Anzahl Auslegungsvarianten
- Optimierungsziel
Ausgabewerte
- Ausgelegte Getriebevarianten
- Stufenkombination
- Teilübersetzungen
- Zähnezahlen
- Modul
- Achsabstände
- Zahnbreiten
- Masse
- Volumen
- Bauraum
- Massenträgheit
- Sicherheiten Zahnflanke und Zahnfuß
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Gesamtnachrechnung der Getriebebaugruppe
Eingabewerte
- Getriebewellen
- Wellenabschnitte
- Radpaare
- Antriebe und Abtriebe
- Drehzahlen
- Drehmomente
- Leistungen
- Anwendungsfaktor
- Stoßfaktor
- Öltemperatur
- Umgebungstemperatur
- Schmierungsart
- Getriebe-Schmiermittel
Ausgabewerte
- Kinematische Übersetzung
- Statische Übersetzung
- Drehzahlen und Drehmomente
- Leistungsfluss
- Radpaarlasten
- Getriebemasse
- Wellendrehzahlen
- Zahneingriffsfrequenzen
- Lagerreaktionskräfte
- Wälzlager-Überrollfrequenzen
Beispielhafte Ergebnisgrafik
Beispielhafte grafische Auswertung einer Getriebebaugruppe bei Durchbiegung und Winkel der Durchbiegung. -
Verzahnungs- & Tragfähigkeitsnachweise
Eingabewerte
- Verzahnungsart
- Zähnezahlen
- Normalmodul
- Eingriffswinkel
- Schrägungswinkel
- Achsabstand oder Achsenwinkel
- Profilverschiebung
- Zahnbreite
- Verzahnungsqualität
- Werkstoff
- Drehmoment
- Drehzahl
- Anwendungsfaktor
- Lastaufteilungsfaktor
Ausgabewerte
- Flankenpressung
- Zahnfußspannung
- Sicherheitsfaktor Flankenpressung
- Sicherheitsfaktor Zahnfußbruch
- Sicherheit gegen Fressen
- Erreichbare Lebensdauer
- Dynamikfaktor
- Breitenfaktoren
- Stirnfaktoren
- Axialkraft am Wälzkreis
- Radialkraft am Wälzkreis
- Umfangskraft
-
Wellen & Lagerungen
Eingabewerte
- Wellengeometrie
- Wellenabschnitte
- Kerbformen
- Werkstoff
- Lagerstellen
- Festlager
- Loslager
- Axiallager
- Wälzlagertyp
- Gleitlagertyp
- Radiale und axiale Belastung
- Geforderte Lebensdauer
- Geforderte statische Sicherheit
Ausgabewerte
- Sicherheit gegen Fließen
- Sicherheit gegen Dauerbruch
- Durchbiegung
- Verdrehwinkel
- Biegemoment
- Torsionsmoment
- Vergleichsspannung
- Lagerkräfte
- Nominelle Lebensdauer
- Statische Sicherheit
- Minimale Schmierfilmdicke
- Lagertemperatur
-
Lastverteilung im Stirnradgetriebe
Eingabewerte
- Bis zu vier Getriebestufen
- Verzahnungsparameter
- Werkzeugdaten
- Drehmoment oder Tangentialkraft
- Wellen- und Lagerdaten
- Kranzelastizität
- Profilmodifikationen
- Breitenmodifikationen
- Flankenabweichungen
- Flankentopologie
Ausgabewerte
- Linienlastverteilung
- Fußspannungsverteilung
- Flankenpressung
- Kontakttemperatur
- Zahnsteifigkeit
- Drehsteifigkeit
- Breitenfaktor Flanke
- Breitenfaktor Zahnfuß
- Lastverteilung über der Zahnbreite
- Lastverteilung über der Eingriffsstrecke
- Wellenverformungen
- Lagerdurchsenkungen
- Radkörperverformungen
- Kranzelastizität
Beispielhafte Ergebnisgrafik
Beispielhafte grafische Auswertung eines Stirnrads. -
Lastverteilung im Planetengetriebe
Eingabewerte
- Einfaches Planetengetriebe
- Stufenplanetengetriebe
- Anzahl der Planeten
- Leistung und Drehzahl am Antrieb
- Sonne, Planet und Hohlrad
- Planetenlagerung
- Wälzlagerung oder Gleitlagerung
- Radkörpersteifigkeiten
- Lagersteifigkeiten und Lagerspiel
- Planetenträger
- Achsabstands- und Stegteilungstoleranzen
- Modifikationen und Abweichungen
Ausgabewerte
- Lastverteilung Sonne/Planet
- Lastverteilung Planet/Hohlrad
- Lastaufteilungsfaktor Kγ
- Breitenfaktor KHβ
- Flankenpressung
- Kontakttemperatur
- Fußspannung
- Zyklische Hohlradfußspannungsverteilung
- Drehwegabweichung
- Zahnsteifigkeit
- Radkörper- und Stegverformungen
Beispielhafte Ergebnisgrafik
Beispielhafte grafische Auswertung einer Linienlastverteilung im Eingriffsgebiet eines Planet/Hohlrad. -
Flankenmodifikationen & Optimierung
- Kopfrücknahme
- Fußrücknahme
- Endrücknahme
- Kopfeckrücknahme
- Höhenballigkeit
- Breitenballigkeit
- Profilschränkung
- Flankenlinienwinkelmodifikation
- Profilwinkelabweichung
- Flankenlinienwinkelabweichung
- Einlaufverschleiß
- Teilungsabweichung
- Import gemessener Flankentopologien
- Vorschlag Flankenlinienwinkelkorrektur
-
Schmierung & Temperatur
- Tauchschmierung
- Einspritzschmierung
- Öltemperatur
- Umgebungstemperatur
- Kinematische Viskosität
- Dichte
- Fresstemperatur
- Flankentemperatur vor dem Eingriff
- Arithmetische Flankenmittenrauheit
- Wärmeleitfähigkeit
- Spezifische Wärmekapazität
- Kontakttemperatur
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