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Maschinenelemente 2 - Spannungsberechnung einer Schraubenverbindung

Kursangebot | Maschinenelemente 2 | Spannungsberechnung einer Schraubenverbindung

Maschinenelemente 2

Spannungsberechnung einer Schraubenverbindung

Ob und wie lange der Schraubenbolzen und die Mutter einer Schraubenverbindungen halten, kann mit Hilfe der Beanspruchungen während des Montagevorgangs bestimmt werden. 

Merke

Hier klicken zum AusklappenWie bereits erwähnt, müssen bei der Spannungsberechnung verschiedene Durchmesser berücksichtigt werden, die sich nach der Schraubengeometrie und Art der Verschraubung richten. 

Berechnungsablauf für eine gewöhnliche Schraube

In diesem Fall ist der Schaftdurchmesser größer als der Spannungsdurchmesser . Daher geht in unsere Berechnung der Spannungsdurchmesser ein. 

1. Bestimmung der auftretenden Zugspannung  infolge der Montagevorspannung:

Methode

Hier klicken zum AusklappenZugspannung:    wobei  

Merke

Hier klicken zum AusklappenWie dir bekannt ist, setzt sich aus dem Mittelwert von Kerndurchmesser  und Flankendurchmesser  zusammen.

2. Bestimmung der auftretenden Torsionsspannung  infolge des Reibmoments im Gewinde:

Methode

Hier klicken zum AusklappenTorsionspannung: 

3. Das polare Widerstandsmoment ergibt sich aus:

Methode

Hier klicken zum AusklappenPolares Widerstandsmoment: 

 

Berechnungsablauf für eine Dehnschraube:

Bei einer Dehnschraube ist der Schaftdurchmesser kleiner als der Flankendurchmesser . Hier wählen wir den Durchmesser des Schraubenschafts .

1.Bestimmung der auftretenden Zugspannung  infolge der Montagevorspannung:

Methode

Hier klicken zum AusklappenZugspannung:   wobei  

Merke

Hier klicken zum AusklappenEs muss der Schaftdurchmesser anstelle von bei der Flächenbestimmung von gewählt werden.  

2. Bestimmung der auftretenden Torsionsspannung infolge des Reibmoment im Gewinde:

Methode

Hier klicken zum AusklappenTorsionsspannung:

3. Das polare Widerstandsmoment errechnet sich durch:

Methode

Hier klicken zum Ausklappenpolares Widerstandsmoment:

 

Hinweis

Hier klicken zum AusklappenVielleicht fragst du dich, weshalb hier keine Berechnung von Biegebeanspruchungen stattfindet. Der Grund liegt darin, dass es auf jeden Fall vermieden werden sollte, dass überhaupt Biegebeanspruchungen in Schraubenverbindungen auftreten. In vielen Fällen führt diese Zusatzlast zum Versagen der Schraubenverbindung infolge von Brüchen.
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