Wellenkonstruktion Schwächen erkennen?
Kann mir jemand sagen was die Schwächen dieser Konstruktion sind und warum ? Danke im Vorraus
1 Antwort
So eine Konstruktion ist schon an sich sehr seltsam, insbesondere weil die Kräfte an den Zahnrädern extreme Reaktionskräfte an den Lagerstellen ergeben. Die Welle ist demzufolge auch nicht dem Biegemoment entsprechend dimensioniert. Der Durchmesserübergang neben dem Lager ist die höchst beanspruchte Stelle und überdies eine scharfe Kerbe. Der Abstand zu den Zahnrädern müsste reduziert werden und der Lagerabstand deutlich größer werden. Die Lagerbefestigung ist unsinnig überbestimmt. Man braucht nur eine Hülse und bei Kenntnis der resultierenden Achalkräfte müsste die Lagerbefestigung optimiert werden. Eine „Wellenmutter“ für ein Innenfewinde ist unüblich. Die Befestigung der Zahnräder über eine Passfeder ist bei hohen Belastungen ungeeignet. Es wäre zumindest vorzuziehen 2 getrennte Passfedern einzusetzen. Die Liste ließe sich noch beliebig verlängern, aber dann müssen auch viele andere Randbedingungen bekannt sein
Ein Zahnrad überträgt die Kraft an einem Zahn in Umfangsrichtung, diese biegt die Welle. Die Lager halten die Welle fest und die Kräfte an den Lagern sind umso kleiner, je größer der Abstand der beiden Lager zueinander ist. Dagegen sollte der Abstand des ersten Lagers zu den Zahnrädern so gering wie möglich sein. Das lässt sich einfach mit dem Hebelgesetz erklären.
Die Wellendurchmesser müssen so dimensioniert werden, dass die Welle die Kräfte „aushalten“ kann. In diesem Fall ist das vorwiegend die Biegung. Das Biegemoment ist Kraft mal Abstand und ist deshalb am ersten Lager am höchsten. Hier ist theoretisch der größte Wellenduchmesser erforderlich.
Aber die Bauteile auf der Welle muss man montieren können. Also sind die Durchmesser gestuft.
Vielen Dank für die ausführliche Antwort
Da ich noch nie etwas mit Konstruktionen zu tun hatte habe noch Grundsätzliche Fragen die mir noch unklar sind.
Wieso entstehen durch die Zahnräder Biegemomente in der Welle ?
Warum muss ich den abstand der lager zueinander verringern ?
Und wieso hat die welle ( auch bei anderen, größeren Zeichnung mehrere Durchmesserbereiche ?
Es würde mir sehr helfen wenn Sie diese Fragen beantworten könnten.