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Grundlagen komplexer Maschinenelemente und Antriebe > Welle-Nabe-Verbindung not complete > Flashcards

Welle-Nabe-Verbindung not complete Flashcards

1
Q

Hauptfunktion?

A

Drehmoment und Drehbewegung übertragen.

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2
Q

Nebenfunktionen?

A
  • Übertragen von Querkräften, Längskräften und Biegemomenten.
  • exakte Führung des auf der Welle sitzenden Bauteils.
  • axiale Verschiebbarkeit der Nabe auf der Welle.
  • Zentrierung der Nabe auf der Welle.
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3
Q

Physikalische Wirkprinzipien für Drehmomentübertragung?

A
  • Formschluss ( lösbare Verbindung, z.B. Passfeder).
  • Reibschluss.
  • Stoffschluss (Schweiß-/Lötverbindung).
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4
Q

Formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen Eigenschaften?

A
  • lösbare WNV.

- Kraftübertragung über Normalkräfte an entsprechend gestalteter Wirkfläche.

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5
Q

Stiftverbindungen (MFWNV)

A
  • WNV mit Quer- und Längsstiften einfach herzustellen.
  • hohe Kerbwirkung .
  • ungünstige Krafteinleitung → nur für kleine Drehmomente geeignet.
  • Wellen- und Nabenbohrung beansprucht auf Flächenpressung.
  • Stift auf Abscheren beansprucht (Querstift auch auf Biegung).
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6
Q

Passfederverbindungen (MFWNV)

A
  • Mitnehmer aus Keilstahl C45K.
  • eingelegt in entsprechende Nuten.
  • Abmessungen des Passfederquerschnitts und Nuten abhängig von Wellendurchmesser.
  • Rückenspiel zur Montage notwendig.
  • Berechnung auf zulässige Flächenpressung in Wellen- und Nabennut.
  • Verformung von Welle und Nabe sollte abgestimmt sein.
  • tragende Länge l<2d, keine weitere Tragkrafterhöhung möglich.
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7
Q

Passfederverbindungen Vorteile? (MFWNV)

A
  • Eignung für kleine Stückzahlen.
  • Nuten werden mit einfachen Werkzeugen gefertigt.
  • Passfedern werden aus kalibriertem Stangenmaterial hergestellt.
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8
Q

Passfederverbindungen Nachteile? (MFWNV)

A
  • schwierige Montage bei festem Sitz.
  • nicht geeignet für große und wechselnde Drehmomente.
  • Krafteinleitung an einer Stelle.
  • scharfkantiger Kerbgrund (Kerbwirkung).
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9
Q

Keilwellenverbindungen (UMFWNV)

A
  • gleichmäßig am Umfang angeordnete Keile.
  • Übertragung von großen und wechselnden Drehmomenten.
  • wirtschaftliche Fertigung mit hoher Genauigkeit möglich.
  • bei Wellengestaltung Fräserauslauf beachten Innenzentrierung: genauer für Werkzeugmaschinenbau Flankenzentrierung: hohe Drehzahlen - dynamische Belastungen.
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10
Q

Zahnwellenverbindungen (UMFWNV)

A
  • Kerbzahnprofil: Mitnehmer dreiecksförmig.
  • Evolventenverzahnung: Flanken gewölbt.
  • Zentrierung der Nabe über Flankenzentrierung.
  • stark verschleißgefährdet.
  • hohe Zähnezahl → Welle und Nabe weniger geschwächt als bei Keilwellenprofil → höhere Momente möglich, Einsatz dünnwandiger Naben erlaubt.
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11
Q

Polygonprofile (UMFWNV)

A
  • Wirkprinzip: Unrundheit von Welle und Nabe.
  • Kerbwirkung relativ gering.
  • geeignet für hohe Umfangsgeschwindigkeiten und hohe dynamische Belastungen.
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12
Q

Stirnzahnverbindungen („Hirth-Verzahnung“) (UMFWNV)

A
  • Wirkprinzip: axiale Dreiecksverzahnung.
  • spielfrei, axial vorgespannt, selbstzentrierend.
  • Verbindung hochwertiger Bauteile aus verschiedene Materialien.
  • Aufnahme großer thermischer und Fliehkraftdehnung.
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13
Q

Keilverbindungen (UMFWNV)

A
  • zusätzlicher Reibschluss in axial Richtung.
  • spielfrei, gut lösbar.
  • Übertragung sehr großer auch stoßartiger Drehmomente möglich.
  • exzentrische Pressung der Nabe beim Fügen (Unwucht) → Nicht für hohe Drehzahlen oder Laufgenauigkeit geeignet.
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14
Q

Reibschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen

A
  • Drehmoment und Längskraft (Axialkraft)zwischen Welle und Nabe werden durch Reibung tangential zur Achse übertragen.
  • Querkraft wird durch Formschluss übertragen.
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15
Q

Bauform reibschlüssiger Welle-Nabe-Verbindungen

A
  • nach Erzeugung der Flächenpressung: mit / ohne elastischen Zwischenelementen.
  • nach Form der Fügefläche: offene / geschlossene Fügefläche / zylindrische / kegelige / ebene Fläche.
  • nach Fügeart: mechanisch, thermisch, hydraulisch.
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16
Q

Zylindrische Pressverbindungen

A
  • Pressung wird mit Hilfe eines Übermaßes am Fügedurchmesser erzeugt.
  • Berechnung: Sichere Übertragung Drehmoment, keine Überbeanspruchung von Welle u. Nabe.
  • Übermaßverlust durch Glättung.
17
Q

Fügen zylindrischer Pressverbindungen

A
  • Querpresssitze: Abkühlen/Erwärmen vorm Fügen.
  • Längspresssitze: axiales Einpressen.
  • Ölpresssitze: hydraulisches Weiten.
  • Längspresssitze: Einpresskraft, geeignete Fase (≤5°), geölte Fügefläche, scharfe Kanten vermeiden.
18
Q

Lösen zyl. Pressverbindungen (ZP)

A
  • Oberflächenschäden nicht vermeidbar (Riefen).

- kostenintensive Nacharbeitung.

19
Q

Lösen Ölpressverbindungen (ZP)

A
  • hydraulisch lösbar.
  • Nabe lässt sich mit kleinen Kräften von Welle ziehen.
  • elastische Auslegung nötig.
20
Q

Zusatzeinflüsse im Betrieb (ZP)

A
  • Fliehkrafteinfluss:
  • Nabe wird bei rotierender PV stärker geweitet als Welle → übertragbares Drehmoment sinkt bei hoher Drehzahl.
  • Auswandern der Nabe → Betriebsunwuchten
  • Temperatureinfluss:
  • unterschiedliche Werkstoffe dehnen sich unterschiedlich aus.
21
Q

Gestaltung von Pressverbindungen

A
  • Ziele:
  • gleichmäßige Beanspruchung von Pressverbindung und Welle.
  • Vermeidung von Reibkorrosion.
  • Maßnahmen:
  • Abbau von Verformungsbehinderungen → geringere Spannungsspitzen.
  • Vermeidung von dyn. Mikrogleiten durch hohen Haftbeiwert und hohe Fugenpressung.
22
Q

Kegelpressverbindungen

A
  • Verschraubung erzeugt eine axiale Vorspannkraft.
  • Für Reibschluss erforderliche Pressung wird durch Keilwirkung des Kegels erzeugt.
  • Kegelwinkel legt Selbsthemmungsgrenze fest (1:2,5 – leicht lösbar, 1:5 – Grenzbereich, 1:10 – schwer lösbar).
  • In Praxis: zusätzlich Passfeder. Passfeder überträgt Moment, Kegel zentriert
23
Q

Axiale Klemm- und Pressverbindungen

A
  • axial verspannte ebene Fügeflächen.
  • senkrecht zur Drehachse.
  • axiale Verspannung erfolgt mithilfe von elastischen Schrauben oder Zugankern.
24
Q

Pressverbindungen mit Zwischenelementen

A
  • zylindrische Fügeflächen von Welle und Nabe.

- radiale Pressung wird durch axiales Verspannen elastischer Zwischenelemente erzeugt.

25
Q

Pressverbindungen mit Ringfeder-Spannelementen

A
  • mind. ein Ringfederpaar mit kegeliger innerer Kontaktfläche.
  • mehrere Spannelemente hintereinander → höhere Drehmoment übertragbar.
  • bei großen Wellendurchmessern und hinreichend großer Nabendicke sind Spannsätze mit eingebauter Spannvorrichtung vorteilhaft.
26
Q

Stoffschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen

A
  • unlösbar.

- Herstellung durch: Schweißen / Löten / Kleben Verwendung im: Großmaschinenbau / Leichtmaschinenbau / Serienfertigung.

27
Q

Wichtigste Bewertungskriterien bei Wahl der WNV

A
  • übertragbares Drehmoment.
  • Kerbwirkung.
  • erforderliche Nabendicke.
  • Lösbarkeit.
  • Kosten der Herstellung.
  • Erforderliche Werkzeugmaschinen.

Grundlagen komplexer Maschinenelemente und Antriebe (7 decks)

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