Wellendurchmesser-Rechner

Eine rotierende Welle überträgt Leistung, indem sie Drehmoment zwischen Antrieb und Last weiterleitet. Das Drehmoment hängt von Leistung und Drehzahl ab: Bei Leistung in Kilowatt und Drehzahl in Umdrehungen pro Minute liefert T = 9550 P / n das Drehmoment in Newtonmetern. Langsame Wellen müssen bei gleicher Leistung mehr Drehmoment übertragen als schnelle. Deshalb sind langsam laufende Antriebskomponenten oft deutlich größer. Dieser Rechner dimensioniert eine runde Vollwelle unter idealer reiner Torsion. Ihre maximale Schubspannung beträgt tau = 16 T / (pi mal d hoch drei). Durch Umstellen und Anwenden des eingegebenen Sicherheitsfaktors ergibt sich der Mindestdurchmesser. Das Drehmoment wird von Newtonmetern in Newtonmillimeter umgerechnet, sodass die zulässige Spannung in Megapascal, entsprechend Newton pro Quadratmillimeter, direkt einen Durchmesser in Millimetern liefert. Die zulässige Schubspannung sollte eine begründbare Auslegungsgrenze für Werkstoff und Einsatzbedingungen darstellen. Sie kann aus einem Regelwerk, einer Werksnorm, einer Werkstoffprüfung oder einem Anteil der Streckgrenze stammen. Der Sicherheitsfaktor erhöht das Auslegungsdrehmoment, um Unsicherheit, Überlast, Verschleiß und Ausfallfolgen zu berücksichtigen. Vermeiden Sie eine doppelte Anwendung: Wurde die zulässige Spannung bereits durch einen Sicherheitsfaktor reduziert, geben Sie 1 ein, sofern Ihr Verfahren keinen weiteren Faktor ausdrücklich verlangt. Das Ergebnis ist ein theoretisches Minimum für eine glatte, volle Rundwelle unter konstantem Drehmoment. Reale Wellen besitzen häufig Passfedernuten, Absätze, Keilwellenprofile, Querbohrungen, Gewinde oder Sicherungsringnuten. Diese Merkmale erzeugen Spannungskonzentrationen und können die Ermüdungsfestigkeit mindern. Riemenzug, Zahnkräfte, Eigengewicht und Fluchtungsfehler verursachen außerdem Biegespannungen, die reine Torsion nicht erfasst. Stoßlasten und wechselnde Lastrichtungen erfordern Ermüdungs- und Dynamikanalysen. Wählen Sie den nächsten geeigneten Standarddurchmesser oberhalb des berechneten Minimums und prüfen Sie anschließend Durchbiegung, Verdrehwinkel, kritische Drehzahl, Lagerpassung, Ermüdung und Fertigungstoleranzen. Hohlwellen benötigen eine andere Gleichung für den polaren Querschnitt und können bei erhaltener Torsionssteifigkeit Gewicht sparen. Der Rechner eignet sich für Vorentwürfe, Vergleiche, Lehrveranstaltungen und die Kontrolle detaillierter Berechnungen, ersetzt aber weder geltende Konstruktionsnormen noch eine fachkundige Prüfung.