Berechnungstools für den Maschinenbau

Antriebsstrang ganzheitlich auslegen: Motor, Getriebe, Trägheiten und Drehmomente in einem Rechner.

Drehmoment, Drehzahl und Leistung ineinander umrechnen: P = M·ω für rotierende Antriebe.

Übersetzung i aus Zähnezahl, Durchmesser oder Drehzahlpaar und Umrechnung von Drehzahl, Drehmoment und Trägheit über die Stufe.

Kinematik der gleichmäßig beschleunigten Bewegung: aus Weg, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Zeit die fehlenden Größen lösen.

Massenträgheitsmoment homogener Körper: Vollzylinder, Hohlzylinder, Quader, Kugel, Kegel und Ring.

Schubkurbeltrieb: Weg, Geschwindigkeit und Beschleunigung des Kolbens aus Kurbel- und Pleuelgeometrie.

Erforderliches Bremsmoment statisch und dynamisch berechnen, dazu Bremsenergie und Verzögerungszeit.

Zahnstange-Ritzel-Antrieb für Linearachsen vordimensionieren: Ritzelmoment, Leistung, Verzahnungskräfte (Fn, Fr, Fa) und Modul-Überschlag mit Ampelbewertung.

Taktzeit einer Positionierachse aus mehreren Fahr- und Pausensätzen berechnen: Trapez-, Dreiecks- und S-Kurven-Profil, Satzzeit und Spitzengeschwindigkeit je Satz sowie kombinierter Weg-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverlauf.

Kugelgewindetrieb auslegen: Antriebsmoment, Drehzahl aus Vorschub, kritische Drehzahl mit Lagerungsfaktor, DN-Wert, Knicklast nach Euler und Lebensdauer L10 mit Ampelbewertung.

Rundtakttisch berechnen: Schaltmoment, Taktzeit und Beschleunigungsverlauf aus Teilung, Schaltzeit und Massenträgheit des Tisches.

Massenträgheit, statisches Lastmoment und Nutzlast am Roboterflansch berechnen: Steiner-Anteil je Masse, Vergleich gegen zulässige Datenblattwerte mit Ampelbewertung.

Luftverbrauch (Normvolumen) je Hub, Zyklus und Minute sowie überschlägige Ausfahrzeit eines Pneumatikzylinders: Kolben- und Ringfläche, Kompressionsverhältnis, Lastgrad und Kraftbilanz.

Haltekraft eines Vakuum-Sauggreifers und erforderliche Saugnapfzahl: theoretische Haltekraft je Napf, Lastfälle nach Schmalz, Sicherheitsfaktor nach UVV mit Ampelbewertung.

Erforderliche Greifkraft eines mechanischen Backengreifers (Reib- oder Formschluss): aus Werkstückmasse, Beschleunigung, Reibwert, Backenzahl und Sicherheit die Greifkraft je Backe mit Ampelbewertung.

Industriestoßdämpfer und Endlagendämpfung auslegen: aus bewegter Masse, Auftreffgeschwindigkeit, Antriebskraft und Dämpferhub die Energie je Hub und je Stunde sowie die effektive Masse mit Ampelbewertung.

Kniehebel-Spannkraft berechnen: Übersetzung und resultierende Spannkraft eines Kniehebelspanners aus Antriebskraft, Hebelgeometrie und Kniehebelwinkel.

Nominelle Lebensdauer L10/L10h von Profilschienenführungen (Kugel- oder Rollenschienenführung) nach Herstellerkatalog berechnen: effektive Belastung, Lebensdauer in Kilometern und Betriebsstunden sowie statische Sicherheit S0 mit Ampelbewertung.

Trog-Schneckenförderer für Schüttgut auslegen: Volumen- und Massenstrom, Antriebsleistung und -drehmoment, axiale Fördergeschwindigkeit sowie Grenzdrehzahl- und Neigungsbewertung mit Füllungsgrad- und Materialbeiwert-Presets.

Antriebsleistung eines Gurtförderers nach dem vereinfachten Hauptwiderstandsverfahren DIN 22101 berechnen: Hauptwiderstand, Steigungswiderstand, Umfangskraft, Trommel- und Motorleistung.

Trog-/Kratzkettenförderer für Schüttgut auslegen: Fördergutmasse je Meter, Horizontalwiderstände von Gut und Kette, Steigungswiderstand, Umfangskraft, Antriebsleistung und Kettenzugkraft mit Nachweis gegen die zulässige Kettenzugkraft.

Bewegungsgesetze auslegen, Kennwerte prüfen und Kurvenscheiben nach VDI 2143 berechnen.

Stirnradpaare auslegen: Profilverschiebungsfaktoren, Betriebseingriffswinkel über die Evolventenfunktion, Achsabstand, Teil-, Kopf-, Fuß- und Grundkreis, Kopfspiel sowie Profil-, Sprung- und Gesamtüberdeckung.

Zahnfuß- und Flankenspannung eines Stirnradpaars nach DIN 3990 / ISO 6336 nachweisen, mit den Sicherheiten SF und SH.

Biegekritische Drehzahl von Wellen nach Rayleigh und Dunkerley abschätzen.

Rollenkettentriebe nach ISO 606 auslegen: Kettenlänge, Übersetzung und Leistung.

Zahnriementriebe auslegen: Übersetzung, Riemenlänge, Achsabstand, Eingriffszähne und Riemengeschwindigkeit.

Planetengetriebe auslegen: Standübersetzung, Übersetzung je Betriebsart, alle Wellendrehzahlen, Abtriebsmoment sowie Montage- und Nachbarbedingung der Planeten.

Kolben- und Rückhubkraft von Pneumatik- und Hydraulikzylindern nach ISO 15552 und ISO 6020-2 berechnen, mit Knicknachweis der Kolbenstange.

Geradzahn-Kegelrad online berechnen: Teilkegelwinkel, Teil- und Mittelkreisdurchmesser, Kegellänge, Ersatzzähnezahl und Umfangskraft mit Skizze und Ampelbewertung.

Zylinderschnecke nach DIN 3975 online berechnen: Übersetzung, Steigungswinkel, Durchmesser, Achsabstand, Wirkungsgrad und Selbsthemmung mit Ampelbewertung.

Wellenkupplung nach Nennmoment und Betriebsfaktor auslegen: Anwendungs-, Anlauf- und Temperaturfaktor bestimmen das erforderliche Kupplungsmoment, mit Ampelbewertung.

Frequenzumrichter für einen Asynchron-Drehstrommotor auslegen: Motornennstrom aus Leistung, cos φ und Wirkungsgrad, Taktfrequenz- und Temperatur-Derating, erforderlicher Umrichter-Nennstrom, Überlastreserve (VT/CT/Schwerlast) und empfohlene Umrichtergröße mit Ampelbewertung.

Sicherheitsnachweis für Wellen und Achsen nach DIN 743 berechnen.

Durchbiegung und Biegespannung von Balken für gängige Lager- und Lastfälle berechnen.

Schadenssumme und Lebensdauer von Lastkollektiven nach Palmgren-Miner berechnen.

Knicksicherheit von Druckstäben nach Euler und Tetmajer nachweisen.

Kontaktspannung und Abplattung bei Punkt- und Linienberührung nach der Hertzschen Theorie berechnen.

Flächenträgheitsmoment und Widerstandsmoment gängiger Querschnitte berechnen: Rechteck, Kreis, Rohr, I- und U-Profil.

Vergleichsspannung nach GEH (von Mises), Schubspannungshypothese (Tresca) und Normalspannungshypothese online berechnen: ebener Spannungszustand oder Stab/Welle kombiniert, Hauptspannungen, Mohrscher Kreis und Sicherheitsnachweis mit Ampel.

Torsionsschubspannung τ und Verdrehwinkel φ tordierter Stäbe online berechnen: Vollkreis, Kreisrohr, dünnwandig geschlossene Bredt-Profile und Rechteck, mit Torsionswiderstands- und Torsionsflächenmoment sowie Schubnachweis mit Ampel.

Wanddicke und Spannungen von Druckbehältern und Rohren online berechnen: Kesselformel für dünnwandige Zylinder und Kugeln, Lamé für dickwandige Rohre, Vergleichsspannung nach GEH und Tresca, Sicherheit gegen Fließen mit Ampel. Vordimensionierung.

Biegeknicknachweis von Druckstäben nach DIN EN 1993-1-1 mit Knickspannungslinien.

Schraubverbindungen im Stahlbau nach DIN EN 1993-1-8 auf Abscheren, Lochleibung und Zug nachweisen.

Freie und gedämpfte Schwingung des Einmassenschwingers berechnen: Eigenfrequenz, Dämpfungsgrad, Abklingverhalten und Resonanz.

Seil- und Riemenreibung nach Euler-Eytelwein berechnen: Kraftverhältnis, Haltekraft und Umschlingungswinkel.

Normalspannung, Dehnung und Längenänderung von Zug- und Druckstäben berechnen, inklusive Wärmespannung bei behinderter Ausdehnung.

Fliehkraft rotierender Massen aus Drehzahl oder Winkelgeschwindigkeit und Radius berechnen: Zentrifugalkraft und Umfangsgeschwindigkeit.

Schraubenverbindungen nach VDI 2230 auslegen und nachrechnen.

Zylindrische Pressverbände nach DIN 7190 auslegen und nachrechnen.

Passfederverbindungen nach DIN 6892 auf Flächenpressung nachweisen.

Kehlnähte nach EN 1993-1-8 nachweisen: Nahtspannungen und Tragfähigkeit.

Flanschverbindungen nach EN 1092-1 und AD 2000-B7 auslegen: Maße, Schrauben und Dichtungskräfte.

Bolzen- und Stiftverbindungen auf Abscherung, Flächenpressung und Biegung nach Roloff/Matek nachweisen.

Nietverbindungen online nachweisen: Abscherung τ = F/(z·n·A) und Lochleibung (Flächenpressung) σ_l = F/(z·d·t) mit Sicherheiten und Ampelbewertung, ein- und zweischnittig.

Erforderliche Einschraubtiefe gegen Gewindeabstreifen berechnen, mit Werkstoff-Presets für Stahl, Grauguss, Aluminium und Messing.

Fügetemperatur für das thermische Fügen eines Querpressverbands berechnen: Außenteil erwärmen, Innenteil unterkühlen oder beides kombinieren, mit Werkstoff-Presets und Ampelbewertung.

Einschnittige Überlappklebung nachweisen: mittlere Scherspannung τ = F/A, zulässige Spannung und Ausnutzung, erforderliche Überlappungslänge mit Ampelbewertung, mit Klebstoff-Presets für Epoxid, Polyurethan, Methacrylat, Cyanacrylat und Silikon.

Spannsatz für die reibschlüssige Welle-Nabe-Verbindung auslegen: erforderliches Nenndrehmoment, kombinierte Ausnutzung aus Drehmoment und Axialkraft, erforderliche Fugenpressung und übertragbares Moment, mit Anwendungsfaktor-Presets und Ampelbewertung.

Flankenpressungsnachweis für Zahnwellenverbindungen (Evolventen-Kerbverzahnung) nach DIN 5480: Zähnezahl, mittlerer tragender Durchmesser, Flankenpressung, zulässige Pressung und übertragbares Moment mit Ampelbewertung.

Zylindrische Druckfedern nach DIN EN 13906-1 berechnen: Federrate, Kräfte und Spannungen.

Nominelle Lebensdauer von Wälzlagern nach ISO 281 berechnen.

Federrate, Federkraft und Schubspannung zylindrischer Schraubenzugfedern online berechnen: mit innerer Vorspannkraft F0, Wickelkorrektur nach Bergsträßer oder Wahl, Spannungsnachweis mit Ampel und PDF-Bericht.

Tellerfedern nach DIN 2093 (Almen-Laszlo) online berechnen: Federkraft F(s), nichtlineare Kennlinie, Kennzahlen K1/K2/K3 und Kantenspannung mit Ampelbewertung.

Zylindrische Schenkelfedern (Drehfedern) nach DIN EN 13906-3 online berechnen: Federrate, Federmoment je Grad, Biegespannung mit Krümmungskorrektur und Ampelbewertung.

Flächenpressung, Gleitgeschwindigkeit und p·v-Wert von Gleitlagern nach der p·v-Kennwertmethode berechnen, mit Werkstoff-Presets für Bronze, Sinterbronze, PTFE- und POM-Verbundlager sowie Polyamid.

Nutmaße für Wellen- und Bohrungssicherungsringe nachschlagen und die Nut auf Flächenpressung nachweisen, mit Werkstoff-Presets für Welle/Nabe und Ampelbewertung.

Gasdruckfedern für Hauben und Deckel auslegen: erforderliche Ausschubkraft, Federlängen, Hub sowie Handkraft beim Öffnen und Schließen aus dem Momentengleichgewicht um das Scharnier.

Grenzabmaße, Spiel und Übermaß für Bohrung und Welle nach ISO 286 ermitteln.

Toleranzketten nach DIN 7186 arithmetisch, statistisch und per Monte-Carlo-Simulation berechnen.

Positionstoleranzen nach ISO 1101 auswerten: Ist-Abweichung, True Position und Bonustoleranz berechnen.

Grenzabmaße für Längen- und Winkelmaße ohne einzelne Toleranzangabe nach ISO 2768 nachschlagen.

Gestreckte Länge von Blechbiegeteilen nach DIN 6935 berechnen.

Biegekraft beim Freibiegen (Air Bending) im V-Gesenk online berechnen: F = k·Rm·s²·b/V. Mit empfohlener Gesenkweite, Mindestbiegeradius und Mindestschenkellänge, live mit jeder Eingabe.

Schnittgeschwindigkeit, Drehzahl und Vorschub für Drehen, Fräsen und Bohren bestimmen.

Kernlochdurchmesser für metrische Gewinde nach DIN 13 und Durchgangslöcher nach EN 20273 bestimmen.

Ziehkraft und Ziehspannung beim Draht- und Rohrziehen nach Siebel online berechnen: Umformgrad, Querschnittsabnahme, Ideal-, Reib- und Schiebungsanteil mit Ziehgrenzen-Nachweis.

Schnittkraft, Schnittleistung und Hauptzeit beim Drehen, Fräsen und Bohren nach Kienzle bestimmen.

Stanz- und Schneidkraft sowie Schneidarbeit beim Scherschneiden von Blechen berechnen.

Streckenenergie und Wärmeeinbringen beim Schweißen aus Strom, Spannung und Schweißgeschwindigkeit bestimmen.

Hauptzeit für Drehen, Fräsen und Bohren berechnen: Drehzahl, Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Gesamtvorschubweg aus Anlauf, Nutzlänge und Überlauf.

Schleifschnittwerte für Außenrundschleifen und Flachschleifen berechnen: Schnittgeschwindigkeit v_c, Geschwindigkeitsverhältnis q, bezogenes Zeitspanvolumen Q'w und äquivalente Spanungsdicke h_eq mit Richtwert-Ampelbewertung.

Festigkeits- und Werkstoffkennwerte gängiger Konstruktionswerkstoffe nachschlagen.

Härte umrechnen: HV in HRC, HRC in HV, Brinell und Zugfestigkeit nach ISO 18265.

Gewicht von Blechen, Rundstäben, Rohren und Profilen aus Werkstoffdichte und Volumen berechnen.

NPSH-Wert und Kavitationsreserve von Kreiselpumpen berechnen und gegen den NPSH-Bedarf prüfen.

Anlagenförderhöhe, hydraulische Leistung sowie Wellen- und Motorleistung von Kreiselpumpen berechnen.

Spezifische Drehzahl n_q und Laufradbauart aus Förderstrom, Förderhöhe und Drehzahl bestimmen.

Förderstrom, Förderhöhe und Leistung von Kreiselpumpen bei geänderter Drehzahl oder Laufraddurchmesser umrechnen.

Förderstrom, Drehmoment und Leistung von Verdrängerpumpen aus Verdrängungsvolumen und Druckdifferenz berechnen.

Hydraulikzylinder auslegen: Kolbenkraft beim Ausfahren und Einfahren, Flächenverhältnis, Kolbengeschwindigkeit, Hubzeit, Volumenbedarf und Antriebsleistung - dazu der Knicknachweis der Kolbenstange nach Euler und Tetmajer mit maximal zulässigem Hub.

Ideales Gasgesetz online rechnen: aus drei der vier Größen Druck, Volumen, Masse und Temperatur die vierte bestimmen. Massenform mit R_s (Gas-Auswahl) und Molform mit R_m, inklusive Dichte.

Zustandsänderungen idealer Gase online berechnen: isotherm, isobar, isochor, adiabat und polytrop. Aus Ausgangszustand und einer Zielgröße Endzustand, Volumenänderungsarbeit, Wärme, innere Energie und Entropie mit p-V-Diagramm und PDF.

Thermischen Wirkungsgrad der idealen Otto- und Diesel-Vergleichsprozesse online berechnen: Verdichtungsverhältnis und Isentropenexponent eingeben, Eckzustände, Wärmemengen, Mitteldruck und p-V-Diagramm live.

Wärmestrom, Wärmewiderstand und Temperaturverlauf mehrschichtiger Wände und Rohre online berechnen: Fourier-Gesetz, λ-Auswahl für Dämmstoffe und Metalle, Temperaturverlauf als Grafik, PDF-Nachweis.

Wärmeübergangskoeffizient α der erzwungenen Rohrströmung online berechnen: Reynolds-, Prandtl- und Nusselt-Zahl, Dittus-Boelter und Gnielinski, laminar Nu = 3,66, Wärmestrom Q = α·A·ΔT und Nachweis-PDF.

Wärmeübertrager (Rekuperator) online auslegen: LMTD-Methode und ε-NTU-Methode, Gegenstrom und Gleichstrom, Wärmestrom, Austrittstemperaturen und Temperaturverlauf als Grafik, live mit jeder Eingabe.

Wärmeverlust gedämmter Rohrleitungen online berechnen: Rohrwand und Dämmung als Reihenschaltung zylindrischer Wärmewiderstände, längenbezogener und gesamter Wärmestrom, Oberflächentemperatur mit Berührschutz-Ampel und radialem Temperaturverlauf.

Kolbenkompressor online berechnen: Verdichtungsleistung, Endtemperatur, Massenstrom und Kühlleistung für isotherme, isentrope und polytrope Verdichtung. Mehrstufig mit Zwischenkühlung, optimale Zwischendrücke und Ersparnis gegenüber einstufig.

Kaltdampfprozess online berechnen: aus vier Enthalpien des log-p-h-Diagramms folgen Massenstrom, Kälteleistung, Verdichterleistung und Verflüssigerleistung. Leistungszahl der Kältemaschine und der Wärmepumpe, Carnot-Vergleich und Gütegrad.

Rauheitskennwerte Ra und Rz nach ISO 21920 vergleichen und umrechnen.

Messsystemanalyse nach AIAG MSA und VDA 5: Verfahren 1 (Cg/Cgk), Gage R&R (%GRR, ndc) und Q_MS/Q_MP mit Ampelbewertung.

Druckverlust in Rohrleitungen nach Darcy-Weisbach berechnen: Reibung, Rohrreibungszahl und Einzelwiderstände.

Technische Einheiten umrechnen: Leistung, Drehzahl, Drehmoment, Druck, Kraft, Energie, Länge, Masse, Geschwindigkeit und Temperatur.