Welle-Naben-Verbindung Flashcards
Nenne die Funktionen einer Welle-Nabe-Verbindung: ?? (4)
- Drehmomentübertragung
- Ein- bzw. Ableiten von Drehmomenten
- Übertragung von Kräften in axialer und/oder radialer Richtung
- feste oder bewegliche Verbindung zwischen Bauteilen
Welle-Nabe-Verbindung am Produktbeispiel Motorrad
Keilwelle
—> Integrierte Nabe in der Schaltklaue für die 5.Schaltstufe
- Axial verschiebbar, aber drehfest auf Welle gelagert
- koppelt Losräder formschlüssig mit der Abtriebswelle
Keilwelle
—> an der Abtriebswelle
- formschlüssige Verbindung zws. Abtriebswelle und Zahnriemenscheibe
Kerbzahnwelle
—> an der Schaltbetätigung
- formschlüssige Verbindung zur Schaltwippe
Kickstarter:
- Zahnwelle (links) zur Aufnahme und Weiterleitung des Startmoments
- Nabe(unten) —> Erzeugung des Startmoments durch Fußkraft und Hebel
- Klemmsitz mit geschlitzter Nabe zur axialen Sicherung, Kraftschluss der Verzahnung und Übertragung des Drehmoments
- Zahnwelle —> Verdrehsicherung und Übertragung des Drehmoments
(Nur lesen, Skript Folie 4+5!)
…
Übersicht Welle-Nabe-Verb.
Nenne 3 Unterteilungen und zu jeder mind. 2 Beispiele!
- formschlüssige WNV
—> Passfeder
—> Scheibenfeder
—> Keilwelle (…)
- reib- bzw. kraftschlüssige WNV —> Klemmverbindung —> Kegel-Pressverband —> Ringfeder-Spannelement —> Spannhülsen (...)
- stoffschlüssige WNV
—> Kleben
—> Löten
—> Schweißen
formschlüssige WNV haben immer einen Mitnehmer, die für einen Formschluss zwischen der Welle und der Nabe sorgen.
Wahr/Falsch?
Wahr
Passfeder - Darstellung
—> Skript Folie 8
…
Formschlüssige WNV - Passfeder nach DIN 6885-1
Merkmale?
- Übertragung des Drehmoments nur durch Formschluss
- möglichst keine wechselnden Drehmomente
- Schwächung der Welle (Gefahr: Dauerbruch der Welle, Unwucht)
- Gleitsitz der Nabe nur unter Benutzung von Halteschrauben an der Passfeder
Formschlüssige WNV - Passfeder nach DIN 6885-1
—> Skript Folie 9 Formen A - F ansehen
…
Flächenpressung und Scherung einer Passfeder
Kräfte und Pressung an der Passfeder:
Formel?
( r2 * Ft2 = -r1 * Ft1 = - d/2 * Ft )
Ft = (2*Mt) / d
Ft: Umfangskraft
Mt: Wirkendes Torsionsmoment (Drehmoment)
d: Durchmesser des Kraftangriffspunktes von Ft
—> Skript Folie 13
Flächenpressung und Scherung einer Passfeder
—> siehe Skript Folie 12+13!
Berechnung der mittleren Flächenpressung pm: (Formel)?
pm = Ft / ((h - t1) * ltr) = (2Mt) / (d(h-t1)*ltr) <= pzul
Ft: Umfangskraft h: Höhe der Passfeder ltr: tragendende Passfederlänge h-t1: die in der Nabe tragende Passfederhöhe b: Breite der Passfeder
Mt: wirkendes Torsionsmoment (Drehmoment)
d: Durchmesser des Kraftangriffspunktes von Ft
Kräfte und Pressung an der Passfeder
Berechnung der Schubspannung tau? (Formel)
tau = Ft / (bltr) = (2Mt) / (dbltr)
Ft: Umfangskraft
ltr: tragendende Passfederlänge
b: Breite der Passfeder
Mt: wirkendes Torsionsmoment (Drehmoment)
d: Durchmesser des Kraftangriffspunktes von Ft
Ansatz zur Berechnung der Spannung
- Pressung zwischen Welle und Passfeder
- Pressung zwischen Passfeder und Nabe
- Schubspannung in der Passfeder
—> Rechnung siehe Skript Folie 14 !!!!!!!!
Ansehen!
Passfeder
Wie viele Beanspruchungen haben wir und welche?
3 !
- Pressung zwischen Welle und Passfeder
- Pressung zwischen Passfeder und Nabe
- Schubspannung in der Passfeder
—> zur Berechnung siehe Folie 14
Lastaufteilung einer Passfederverbindung
Lastaufteilung
—> mit Tragfaktor (k); Anzahl der Passfedern (i)
Tragfaktor(k)
- k = 1 für eine Passfeder (i=1)
- k ≈ ?? für zwei Passfedern (i=2)
Wie wird der Tragfaktor in der Formel zur Berechnung der mittleren Flächenpressung integriert?
- k ≈ 0,75
_______________
pm = (2Mteq) / (d(h-t1) * ltr * i * k)
—> im Nenner noch mit i und k multiplizieren also
h: Höhe der Passfeder
ltr: tragendende Passfederlänge
h-t1: die in der Nabe tragende Passfederhöhe
Mteq: Äquivalenzmoment (Mteq = KsubA * Mt)
d: Durchmesser des Kraftangriffspunktes von Ft
k: Tragfaktor
Welche Formeln braucht man in der Regel für einen Festigkeitsnachweis?
pm = (2Mteq) / (d(h-t1)*ltr) <= pzul/S
pzul = 0,9 * Rsubemin
Mteq = KsubA * Mt
______
- Rsubemin: Minimum der Streckgrenzen von Wellen-, Naben- und Passfederwerkstoff
—> für Naben aus spröden Werkstoff(z.B. Grauguss) ist Rm anstelle von Re zu verwenden
- KsubA: Anwendungsfaktor (DIN 3990-1)
- Mteq: Äquivalenzmoment (mit Anwendungsfaktor)
Wie berechnet man Mteq (Äquivalenzmoment) ?
Mteq = Mt * KsubA
Mt: wirkendes Torsionsmoment (Drehmoment)
KsubA: Anwendungsfaktor (DIN 3990-1)
—> KsubA siehe Tabelle Folie 17
Wie berechnet man pzul?
pzul = 0,9 * Rsubemin
Rsubemin: Minimum der Streckgrenzen von Wellen-, Naben- und Passfederwerkstoff
—> für Naben aus spröden Werkstoff(z.B. Grauguss) ist Rm anstelle von Re zu verwenden
Für was steht Rsubemin?
Minimum der Streckgrenzen von Wellen-, Naben- und Passfederwerkstoff
—> für Naben aus spröden Werkstoff(z.B. Grauguss) ist Rm anstelle von Re zu verwenden
Passfeder DIN 6885
—> Wie lautet die Verdrillbedingung?
Aufgrund der ungleichmäßigen Flächenbelastung wegen der relativen Verdrillung von Welle und Nabe sollte, unabhängig von der wirklichen Federlänge l, nur mit einer tragenden Länge ltr <= 1,3*d (Wellendurchmesser) gerechnet werden.
—> Tragelängen über 1,3 * d leisten keinen nennenswerten Beitrag zur Drehmomentenübertragung
—> gleiches gilt sinngemäß für Keil und Zahnwellen
Tragelängen über 1,3*d leisten keinen nennenswerten Beitrag zur Drehmomentenübertragung.
Wahr/Falsch?
Wahr
Ist die Verdrillbedingung ltr <= 1,3 * d (Wellendurchmesser) nicht erfüllt, sind die zuvor getroffenen Annahmen nicht gültig und es kann mit dieser Berechnungsmethode(zur zulässigen Flächenpressung?)keine Aussage getroffen werden.
Wahr/Falsch?
Wahr
Passfeder
Hinweise zur Gestaltung: ??(5)
- sollte etwas kürzer sein als Nabe
- Sicherung der Nabe gegen axiales Verschieben durch Sicherungs-, Stellenringe, Distanzhülsen und Wellenschultern
- Nebenabmessungen L und D werden in Abhängigkeit vom Wellendurchmesser ausgewählt
- je nach Nebenanordnung sind die Passungen zws. Welle und Nabe auszuwählen:
• Nabe auf Wellenende —> enge Übergangspassung
• Nabe auf langer Welle —> weite Übergangspassung (um gute Montierbarkeit zu gewährleisten) - soll Nabe verschiebbar auf der Welle sein, so muss ein Gleitsitz gewählt werden
Die Passfeder sollte etwas kürzer als die Nabe sein
Wahr/Falsch?
Wahr
Wie wird die Nabe gegen axiales Verschieben gesichert?
Durch:
- Sicherungsringe
- Stellringe
- Distanzhülsen
- Wellenschultern
Nabenabmessungen L und D werden in Abhängigkeit vom ?? ausgewählt.
Wellendurchmesser
Je nach Nabenanordnung sind die Passungen zwischen Welle und Nabe auszuwählen:
1) Welche Passung, wenn Nabe auf Wellenende?
2) Welche Passung, wenn Nabe auf langer Welle?
1) enge Übergangspassung
2) weite Übergangspassung
—> um gute Montierbarkeit zu gewährleisten
Soll die Nabe verschiebbar auf der Welle sein, so muss was gewählt werden?
Ein Gleitsitz
Fertigung von Nuten
Mit welchem Fräser lässt sich eine Nut:
1) der Form A herstellen?
2) der Form b herstellen?
1) Fingerfräser
2) Scheibenfräser
Berechnung des Mindestwellendurchmessers
1) bei Torsionsbelastung: dmin = ??
2) bei reiner Biegebelastung: dmin = ??
1) dmin = 3.Wurzel((Mt16) / (pi𝜏zul))
2) dmin = 3.Wurzel((Mb32) / (pi Ωzul))
dmin stellt den absolut kleinsten Durchmesser dar, der ohne detailliertere Berechnungen nicht unterschritten werden sollte.
Wahr/Falsch?
Wahr
Berechnung Mindestwellendurchmesser
Dimensionierung einer Welle mit Passfedernut
—> der Durchmesser des inneren Kreises muss mindestens dem berechneten Mindestwellendurchmesser entsprechen, da ?(1)?
Dimensionierung einer Welle mit Keil-/Zahnprofil
—> analog zur Welle mit Passfedernut ist für eine Keil-/Zahnwelle der ?(2)? zu dimensionieren
Siehe Skipt Folie 22
(1) da eine Passfedernut die Belastbarkeit reduziert
(2) innere Durchmesser
—> siehe Abbildungen Folie 22!!!!!!!!
