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Beleg Abtriebswelle WS 2013/14
#1
Weiss jemand, ob die Kupplung für die zu berechnende Antriebswelle, für alle Berechnungen wie z.B. die Lagerkräfte vollkommen zu vernachlässigen ist?

Es steht zwar in der Belegbeschreibung, dass die Kupplung nicht Bestandteil des Beleges ist, aber habe ich bei der Berechnung der Auflagereaktionen abgesehen von dem Loslager, Festlager und des eingeleiteten Momentes über das Zahnrad auch die Kupplung zu beachten?

Und wenn ja wie?:unsure:
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#2
Die Kupplung und damit auch die Kuppungskräfte können vernachlässigt werden wichtig sind die Zahn- und Lagerkräfte.
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#3
vielleicht noch als ergänzung: die meisten kupplungen sind auch so ausgelegt, dass radialkräft nur durch ausrichtfehler der wellen entstehen würden. mehr als die gewichtskraft würde wohl ergo auch nur seltenst anfallen.

dann mal viel erfolg beim "belegen"!
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#4
Ich hab zwei Fragen zum Beleg.

Ist das korrekt, dass der Spannungsverlauf sigma(b) an der Stelle 3 (Passfeder) Nulle ist, weil da kein Biegemoment auftritt, oder hab ich da einen Denkfehler. Das Biegemoment existiert ja nur zwischen Lager A und B, oder?

Und dann nochwas zum Torsionsmoment... Ist das angreifende Torsionsmoment M(t), vom Betrag her, entlang der gesamten Welle gleich? Eigentlich schon, oder?

Vielen Dank schonmal.
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#5
Prinzipiell hast du Recht. Ich habe zwar keinen Schimmer von der aktuellen Belegaufgabe, aber grundsätzlich gilt:

Biegemomente können nur in den Bereichen entstehen, wo Querkräfte auftreten. Wenn also außerhalb der Lager keine Querkräfte wirken, gibt es dort auch kein Biegemoment.

Das Torsionsmoment ist zwischen Antrieb und Abtrieb konstant (gilt nur, wenn es jeweils genau einen An- und Abtrieb gibt). Sind die an Anfang und Ende der Welle, dann ist das Torsionsmoment auch über die gesamte Welle gleich. Wird das Drehmoment aber nicht ganz am Wellenende eingeleitet (z.B. über Zähnräder zwischen den Lagern), dann wirkt das Torsionsmoment auch nur bis zu bzw. ab diesem Punkt. Auf das Wellenende wirkt dann kein Torsionsmoment.
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#6
Stimmt die Torsion kommt nur zwischen Zahnrad und und Kupplung zustande. Vielen Dank.
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#7
Ich hab noch eine Frage zur Beanspruchung der Welle. Die Welle dreht nur in eine Richtung. Ist die Biegespannung dann wechselnd und die Torsionsspannung schwellend? Wie kann man das gut unterscheiden, wann was der Fall ist?
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#8
Zitat:Die Welle dreht nur in eine Richtung. Ist die Biegespannung dann wechselnd und die Torsionsspannung schwellend? Wie kann man das gut unterscheiden, wann was der Fall ist?
Hab den Beleg auch nicht gesehen, ist aber meistens das Gleiche.
Die Radial- und TangentialKräfte, welche über die Zähne übertragen werden, wirken immer in die selbe Richtung, weil das andere Zahnrad(welches in deins greift) immer an der selben Stelle ist. Deine Welle wird also immer z.B. nach "vorn und oben" gedrückt. Dreht sich die Welle jetzt z.B. 180° wird sie zwar immernoch nach "vorn oben" gedrückt, weil sie aber gedreht ist biegt sie sich jetzt genau in die andere Richtung wie vor der Drehung. Deshalb ist die Biegespannung nicht nur wechselnd, sondern hat auch so einen "schönen" Sinusverlauf.

Die Torsionsspannung kommt auf deine Aufgabenstellung an. Da die Welle in eine Richtung dreht, wird es wohl schwellend oder konstant sein. (Bei uns waren damals Stoß- und Betriebsfaktor angegeben,waren also schwellend) Wechselnd wäre es nur wenn sich die Welle abwechselnd in eine und die andere Richtung drehen würde oder wenn sie dauernd abwechselnde Brems- und Beschleunigungsvorgänge übertragen müsste.

Allgemein: Wirkt die Biegung/Torsion immer in die selbe Richtung, nur die Stärke ändert sich-> schwellend
Wird die Welle immer "hin und her" gebogen/tordiert-> wechselnd
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#9
Wenn ich die Maximalkraft der Punktlast, die auf die Welle drückt, haben will, muss ich einfach die berechnete Nennkraft mit dem Stoßfakter multiplizieren, oder? Der Stoßfaktor ist 2, da verdoppelt sich die Kraft, das ist doch ein wenig hoch. Es geht mit um die Lagerneigung. Da muss ich ja bestimmt die Maximalkraft verwenden, oder?
Huh


Ergänzung:
Ich hab die Lagerkräfte anhand des übertragenen Drehmomentes errechnet, ohne den Stoßfaktor mit einzubeziehen. Kann ich jetzt einfach bei meinen Ergebnissen den Faktor anwenden, auch bei den Lagerkräften.
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#10
Das klingt doch alles sehr stark nach dem Konstruktionsbeleg aus dem 5. Semester, hast du den vorgezogen? Ich kann mich nämlich nicht daran erinnern, dass wir schon im 3. Semester solche speziellen Berechnungen durchführen mussten.

Lies dir auf jeden Fall mal die > Anleitung zum Konstruktionsbeleg < durch (Passwort ist das gleiche wie für alle anderen Unterlagen von Prof. Schlecht). Dort ist unabhängig von der Aufgabenstellung erklärt, wie man die Berechnungen durchführt.
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#11
Danke, ich schau es mir mal an. Nö, das ist schon der aus dem 3. Semester.
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#12
snowmountainer schrieb:Wenn ich die Maximalkraft der Punktlast, die auf die Welle drückt, haben will, muss ich einfach die berechnete Nennkraft mit dem Stoßfakter multiplizieren, oder? Der Stoßfaktor ist 2, da verdoppelt sich die Kraft, das ist doch ein wenig hoch. Es geht mit um die Lagerneigung. Da muss ich ja bestimmt die Maximalkraft verwenden, oder?
Huh


Ergänzung:
Ich hab die Lagerkräfte anhand des übertragenen Drehmomentes errechnet, ohne den Stoßfaktor mit einzubeziehen. Kann ich jetzt einfach bei meinen Ergebnissen den Faktor anwenden, auch bei den Lagerkräften.
wieso soll das ein wenig hoch sein? *schulterzuck* ich würde es mit dem ÜL abklären - die maximale lagerneigung ergibt sich - wie du richtig festgestellt hast - natürlich mit dem stoßmoment. das wäre aber IMHO keine für die normale lagerbelastung (und den normalen lagerlauf) sinnvolle herangehensweise, da es ja nur ein ganz kurzfrstiger stoß ist. für den vergleich mit der statischen tragzahl des lagers ist das etwas anderes.

und ja, den stoßfaktor kannst du da einfach stumpf auch bei den lagerkräften als faktor hernehmen - bei allen berechnungen könntest du (theoretisch) die formel auch so umstellen, dass das nennmoment augeklammert wird.
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#13
Ok, danke. Mit den Stoßmomenten hab ich keine Erfahrung, deshalb kam er mir so hoch vor.
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#14
Keine sorge, das ging mir damals ganz genau so. Das wird schon noch.
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#15
wie sieht der Torsionsmomentverlauf über der Zeit aus?
ist das Torsionsmoment nicht konstant?
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#16
da ein betriebsfaktor gegeben ist: nein, ist es nicht.
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#17
Beim Torsionsmoment über die Zeit fehlt mir auch der Ansatz. Ich habe ja aufgrund des Betriebs- und Stoßfaktor unterschiedliche Torsionsmomente, aber wie soll ich denn das über die Zeit darstellen?
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#18
Schau dir mal Herleitung, Definition etc. zur Wöhlerlinie an.
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#19
Also so wie ich das verstehe, sind die Momente immer schwellend, da Betriebsfaktoren gegeben werden. Ausnahmen sind das Biegemoment bei Stelle 3, da diese außerhalb der Lager liegt, sowie das Torsionsmoment bei Stelle 1, da diese nicht zwischen Zahnrad und Abtrieb liegt.

Meine Frage ist, ob schwellend zwangsläufig bedeutet, dass Sigma_u (die "untere Spannung", also Sigma_m - Sigma_a) gleich null ist. In meinen Unterlagen hab ich das nämlich so aufgeschrieben.

Und noch ne Frage:
Gibt die gegebene Zahnbreite b_2, die Dicke des Zahnrades, von der Seite betrachtet, an? Wenn ja, dann ist es doch bestimmt ein Fehler, dass sie uns einheitenlos gegeben wurde. Sollen doch bestimmt Millimeter sein o.O
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#20
das mit der zahnbreite ist sicher wirklich nur ein tippfehler. einheitslos wäre ja nur modulbezogen und da wären die räder ganz schön breit ... Tongue

schwellen ist eher als "allgemein schwellend" zu sehen. in den arbeitsheften gibt es ja da beispiele zu (oder es gab sie zu meiner zeit - IIRC bei der wellenberechnung).

vereinfacht gesagt: hat man einen C_B = 1,3, dann schwankt das moment zwischen 0,7fachem und 1,3fachem des nennmoments.

unterspannung/-belastung gleich null wäre "rein schwellend". gibt es, ist aber doch eher selten (wenn man viele anfahrvorgänge betrachten würde z.B.).
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#21
Super, hat mir echt geholfen.
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#22
ich bin bisher bis zum überschüssigen Wellendurchmesser gekommen...

nun bei meinem ersten Entwurf frage ich mich grad, ob die Welle laut Aufgabenstellung 4 oder 5 Absätze haben soll. Kann mir hier jemand weiter helfen? das größte problem habe ich auf der Festlagerseite...
Liegt das Festlager hier auf dem selben Wellenabsatz wie die Passfeder oder hat das Festlager noch einen "eigenen" Wellenabsatz?

danke für eure Hilfe


Angehängte Dateien
.png   welle.png (Größe: 4,15 KB / Downloads: 348)
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#23
Da Lagersitze besonders fein bearbeitet werden müssen, sollten die grundsätzlich einen eigenen Absatz bekommen. Das ist aus fertigungstechnischer Sicht jedenfalls sehr sinnvoll (sonst würde, je nach größe des Gerätes, statt nur dem Lagersitz der gesamte Wellenabsatz geschliffen, was unnötig und teurer ist).
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#24
wie habt ihr die wellendurchmesser berechnet?

über die formel aus den folien mit düb= 3.sqrt 16*Mt/pi*tau.üb*k.T

oder über die andere die ich aufgeschrieben habe: d>3.sqrt W.T*16/pi

also wichtig zu wissen ist mir die stelle für torsion und biegung nach dem festlager
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#25
Welche Belastungen habe ich für die einzelnen Stellen I, II und III im Sicherheitsnachweis zu beachten?

wäre das hier richtig?

Stelle I Biegung
Stelle II Biegung & Torsion
Stelle III Torsion
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