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Maschinenelemente 2 - Formänderung bei dynamischem Verhalten

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Maschinenelemente 2

Formänderung bei dynamischem Verhalten

Die Formänderungen bei Wellen sind zwar im geringen Umfang tolerierbar, können aber beim Überschreiten eines Grenzwertes verheerenden Folgen (bis hin zum Bauteilversagen) haben. Daher werden auch hier Anforderungen bezüglich der Wellendurchbiegung und der Wellenverdrehung formuliert, auf die wir im Rahmen diese Kurses kurz eingehen.

Wellendurchbiegung

Zur Gewährleistung der Betriebsfähigkeit legt man je nach Konstruktion einen Maximalwert $ w $ für die Wellendurchbiegung fest. 

Nachfolgend siehst du zwei Auslegungsbeispiele:

Merke

Hier klicken zum AusklappenFür die Welle eines Elektromotors gilt: maximale Wellendurchbiegung $ w < 30 \, \% $ des umgebenden Luftspalts.

Merke

Hier klicken zum AusklappenFür den Zahneingriff einer Welle in einem Getriebe gilt: $ w < 0,02 \, mm \, \% $

Hält man sich nicht an diese Maximalwerte, führt dies im besten Fall nur zu Geräuschemissionen und im schlechteren und wahrscheinlicheren Fall zu Verschleiß und letztlich zum Bauteilversagen. 

Wellenverdrehung

Neben der Durchbiegung stellt die Wellenverdrehung eine weitere Formänderung dar, die es zu limitieren gilt. Der Grenzwert richtet sich auch hier nach dem Verwendungszweck. 

Auslegungsbeispiel Fahrwerksantrieb:

Merke

Hier klicken zum AusklappenFür einen Fahrwerksantrieb gilt: maximale Wellenverdrehung $ \delta \varphi = \frac{0,3 °}{1000 mm} $