Nennen Sie die Hauptfunktion und die Nebenfunktion von Welle-Nabe-Verbindungen.
Hauptfunktion: Drehmomente leiten, Drehmomente zwischen Welle und Nabe übertragen
Nebenfunktion: Biegemomente, Radialkraft und Axialkraft zwischen Welle und Nabe übertragen
Nennen Sie je drei Beispiele für eine formschlüssige und eine reibschlüssige WNV.
formschlüssig: Passfeder, Längsstift, Querstift, Keilwelle, Kerbzahnwelle,…
reibschlüssig: Pressverband, Kegelpressverband, Klemmverbindung, Kegelspannring,…
Nennen Sie je drei Beispiele für eine mittelbare und eine unmittelbare Welle-Nabe-Verbindung.
mittelbar: Passfeder, Längsstift, Querstift
unmittelbar: Keilwelle, Kerbzahnwelle, Polygonprofil
Nennen Sie je drei Beispiele für eine mittelbare und unmittelbare reibschlüssige Welle-Nabe-Verbindung.
mittelbar: Toleranzring, Keilverbindung, Doppelkegelspannsitz, Kegelspannring
unmittelbar: Pressverband, Kegelpressverband, Klemmverbindung
Welche Vor- bzw. Nachteile haben formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen?
einfache Montage
nach der Montage weitgehend Spannungsfrei, d.h. keine Vorspannung in der Verbindung
nur eingeschränkt dyn. belastbar
nicht spielfrei
keine axiale Fixierung, daher seperate Maßnahmen z.B. Wellenabsatz, axialer Wellensicherungsring erfoderlich
Welche formschlüssige mittelbare WNV wird am häufigsten verbaut?
Passfederverbindung
Welche WNV können als verschiebbare Gleitverbindung ausgeführt werden?
Passfeder (Gleitfeder)
Keilwellenverbindung
PC4 Polygonwellenverbindung
Welche Beanspruchungsarten wirken auf eine Passfeder? Welche ist für den Festigkeitsnachweis ausschlaggebend?
Flächenpressung, Druckspannungen, Schubspannungen durch Querkräfte, (Biegespannungen)
ausschlaggebend ist die Flächenpressung
Warum ist es nicht sinnvoll mehr als zwei Passfedern in einer WNV zu verwenden, um das übertragbare Drehmoment zu erhöhen?
mit jeder Passfeder wird der tragende Anteil der zusätzlichen Passfeder kleiner
weiter Passfedern = mehr Nuten in der Welle (Wellenfestigkeit leidet)
Traganteil = 1, für eine Passfeder
Trageanteil = 0.75, für weitere Passfedern
Bei der Auslegung von WNV kann in einigen Fällen auf die Berechnung der Wellenfestigkeit verzichtet werden. In welchen Fällen ist das möglich?
beim Vorhandensein von Schwachstellen, Bsp. Kerben
wenn an der Stelle keine Nennenswerten Kräfte und Momente wirken
Wodurch wird das sogenannte Mikrogleiten bei einer WNV hervorgerufen?
durch die ungleichförmige Verteilung der Flächenpressung an der Passfeder
Was ist bei der Passfeder bezüglich einer WNV zu berechnen?
Flächenpressung zwischen Passfeder und Nabe
Wellenfestigkeit unter Berücksichtigung der Kerbwirkung
Hinsichtlich welcher drei Prinzipien lässt sich die Welle-Nabe-Verbindung klassifizieren?
Nennen Sie Anwendungsbeispiele für eine stoffschlüssigen WNV.
Erläutern Sie das Wirkprinzip des Formschlusses.
Translatorische und rotatorische Bewegungen und die daraus resultierenden Kräfte werden senkrecht zur Bewegungsebene durch eine spezifische Formgebung der beteiligten Maschinenelemente (Wirkflächenpaare übertragen).
Nennen Sie Anwendungsbeispiele für eine formschlüssige WNV.
Nennen Sie Anwendungsbeispiele für eine kraftschlüssige WNV.
Welche Zusatzfunktionen erfüllt der Formschluss?
Dichten
Isolieren
Leiten
Was sind Passfederverbindungen und wie übertragen diese Kräfte?
Übertragung der Umfangskraft durch Formschluss
überträgt keine stoßartigen oder wechselnden Drehmomente (dafür nicht gemacht)
Worauf muss beim Konstruieren einer Passfederverbindung geachtet werden?
Rückenspiel
Art der Passung (bei Spielpassung - Halteschrauben notwendig)
Wellendurchmesser und Querschnitt
Passfedern benötigen eine Nut in der Welle - Nut = Schwächung der Welle (Dauerbruchgefahr)
Wozu werden Passfedern festgeschraubt (fixiert) und was würde passieren, würde man dies nicht tun?
ein Verdrehen oder Verrutschen zu verhindern
verhindert unerwünschte Vibrationen
wenn nicht festgeschraubt kann es zu Leistungsverlust, Verschleiß, unsachgemäßer Ausrichtung und Schäden kommen
Welche Auswirkung hat das Einbauen einer Passfeder und wofür eignet es sich?
Unwucht
für geringe Beanspruchungen
Welche Auswirkung hat das Einbauen von zwei Passfedern und wofür eignet es sich?
ungleichmäßige Kraftübertragung durch Ungenauigkeiten in der Fertigung
bei “weichem“ Werkstoff - Ausgleich durch fließen
Spielüberbrückung durch Vorspannung
Berechnung mit kleinerer tragender Fläche (Lastaufteilung)
Wofür eignet es sich das Einbauen von Keil- und Zahnwellenverbindungen?
für hohe wechselnde oder stoßende Drehmomente
Welche Dinge sollte man bei der Größenauswahl von Passfedern beachten?
lange Passfedern - Verdrehung möglich
Zusammenhang mit Flächenpresung
kurze Formschlusselemente vorsehen
Was bedeutet Innenzentriert und Flankenzentriert im Bezug auf Passfedern?
Innenzentriert: Unwucht soll vermieden werden, konzentrische Drehung
Flankenzentriert: für wechselnde Beanspruchung, „dämpft“ Stoß ab
Welche Arten der Sicherung gegen axiales Verschieben gibt es?
Welche Beispiele gibt es für eine reibschlüssige WNV?
Klemmsitz
Kegelsitz
Spammelementverbindung
Elastische Zwischenglieder
Zylindrische Presspassungen (Querpressitz, Längspressitz, Ölpressitz)
Nennen Sie die strukturellen Merkmale der reibschlüssigen WNV.
Reibungszahl μ (Werkstoffpaarung)
Aufbringen der Normalkraft (Vorspannung, Vorspannelement) Flächenpressung p
Relativverformungen bei Montage und unter Last (Reibkorrosionszonen) Anzahl der Wirkflächenpaare
Steifigkeit der Bauteile und Vorspannelemente
Montage- und Demontagemöglichkeiten (Lösbarkeit) Lockerungsmöglichkeit und -sicherung
Wodurch zeichnen sich Klemmsitze aus?
Verwendung nur bei geringen und wenig schwankenden WNV
Drehmomenten leicht veränder- und verstellbar
Schraube erzeugt Fugenpressung
Wodurch zeichnen sich Kegelsitze und Längskeile aus?
Erzeugen der Normalkraft durch Keilwirkung
Längskraft der Schraube erzeugt durch Keilwirkung, verstärkte Fugenpressung
Welche Arten der Presspassungen gibt es?
zylindrische Presspassungen
Längspressitz
Querpresssitz
Druckölverband
Welche Abkühlmöglichkeiten gibt es für die Querpressung?
Trockeneis
verflüssigter Stickstoff
verflüssigter Sauerstoff
verflüssigter Luft
Welche Erwärmungsmöglichkeiten gibt es für die Querpressungen?
Elektro-Heizplatten und-Kerne
Ringbrenner
Heißluftofen bzw. -kammern
Was ist der Fugendurchmesser?
Der Fugendurchmesser (dF) ist der gemeinsame Durchmesser von Welle und Nabe (der Verbindung) nach dem Fügeprozess.
Wie wird die kleinste erforderliche Flächenpressung bestimmt?
Die kleinste erforderliche Flächenpressung wird unmittelbar durch das zu übertragende Dreh-moment/ die zu übertragende Axialkraft bestimmt. Über die minimale Flächenpressung wird die Hauptfunktion der Welle-Nabe-Verbindung definiert.
Was ist bei der rotierenden Pressverbindung besonders hervorzuheben?
Bei rotierenden Pressverbindungen hat die Zentrifugalkraft eine radiale Aufweitung des Innen- und Außenteils zur Folge (∆dNabe > ∆dWelle). Dadurch sinkt mit dem Fugendruck auch das übertragbare Drehmoment.
In vielen Fällen ist dieser Effekt vernachlässigbar, sofern die Drehzahl keinen ent- scheidenden Entwurfsparameter darstellt.
Was ist bei dem Festigkeitsnachweis im Bezug auf die WNV zu beachten?
Pressverband stellt empfindliche Kerbstelle dar, so dass eine Gestaltfestigkeitsrechung für die Welle erforderlich wird.
Wie wird die Fügetemperatur der WNV berechnet?
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