Berechnung und Gestaltung von Wellen by Dr.-Ing. F. Schmidt (auth.)

By Dr.-Ing. F. Schmidt (auth.)

Unter einer Welle verstehen wir ein Maschinenelement von einer gewissen Längenausdehnung, das vornehmlich zur Übertragung eines Drehmomentes bzw. einer drehenden Bewegung dient. Neben diesen Hauptzweck treten verschiedene weitere Aufgaben und daraus resultierende Beanspruchungen. Die Wellen haben die Lasten von rotierenden Körpern der Maschinen zu tragen und weitere Quer­ kräfte aufzunehmen, die aus dem Aufbau und Zweck hervorgehen. Beispiele sind: die Gewichte der Rotoren von Turbinen und Elektromaschinen, von Schwung­ rädern, Zahnrädern und Seilscheiben, an denen außer den Eigengewichten Quer­ kräfte wie Strömungsdruck, Zahndruck, Seilzug usw. angreifen. In den meisten Fällen kommt den Wellen auch die Aufgabe zu, die Querkräfte auf die Lagerung zu übertragen; ein Teil ihrer Oberfläche dient dann als Lauffläche in den Lagern, sofern nicht besondere Lagerkörper, wie z. B. bei Wälzlagern, aufgesetzt sind. Zu den Querkräften gesellen sich oft noch erhebliche Kräfte in Längsrichtung; markante Beispiele sind die Druckwellen von Schiffsantriebs-Anlagen oder die Tragwellen von großen, senkrecht angeordneten Wasserturbinen. Die Lagerung der Welle muß dann an einer Stelle S.o ausgebildet werden, daß der Schub auf das ruhende Gestell übertragen, und die Welle in einer bestimmten Lage festgehalten werden kann.

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In einfachen Fällen, d. h. bei Wellen von durchwegs gleichen Querschnitten, statisch bestimmter Lagerung und einfachen Belastungen kann man die Durchbiegungen und Winkelabweichungen mit den Formeln der Taschenbücher errechnen (s. S. 8/9). =---r<>.. X tion der verschiedenen Formeln etwas schwierigere Fälle angenähert berechnen, indem man das lineare Überlagernngsgesetz der elastischen Verformungen --,-r-+--~ ausnützt: Die resultierende Durchbiegung durch verschiedene Einzellasten ist an jeder Stelle gleich der Summe der von den einzelnen Lasten verursachten Durchbiegungen.

B. Bronze) nicht mit der Härte normaler Stähle aus (ca. 130 BrinelI), so muß man zu einem Härtungsverfahren greifen, es sei denn, daß man zu einem noch festeren Stahl mit hoher Vergütung und entsprechender Härte übergeht. Das übliche und sehr wirksame Härteverfahren ist die Einsatzhärtung, womit man eine Oberflächenhärte von 63 bis 67 Rockwell erreicht. Die wichtigsten Merkmale dieses Verfahrens sind: 1. Zu verwenden ist ein spezieller Einsatzstahl, möglichst rein und mit einem C-Gehalt von nicht mehr als 0,12%.

16MnCr5(EC80) im Kern nach Härtung <1bw 'w 28 55 50-60 80-90 -24 -32 -15 -17 kp/mm 2 kpjmm 2 60 80-110 -44 -28 kp/mm 2 Aus Abb. 30 folgt: bo = 0,7. Aus Abb. 28 folgt: b1 im Mittel = 0,9 (sauberste Bearbeitung). Aus Abb. ISa und b wird entnommen: D ( Cf für Biegung für Torsion IXK = IXK = 100 erhalten aus ßK =1)K(IXK-l)+l azul. = bo ' b1 • abw = bo ' b1 • T w Tzul. 8 = 80 = 0,1 ) Gültig für Biegung. entnommen und daraus I errechnet. 22 1)K (] d 1,73, 1,33. Aus Abb. 22 werden die Werte von nachfolgender Tabelle: Wert .

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