Version vom 8. Oktober 2008, 05:58 Uhr

Hallo 13.58.211.135, viel Spaß beim lesen.

Baustelle:

Funktion und Wirkung

Achsen, Wellen und Zapfen begegnen uns überall im Alltag.

Achsen

Achsen sind zum Tragen und Lagern von Laufrädern, Seilrollen, Hebel etc.. Sie übertragen kein Drehmoment.
Sie werden durch Querkräfte auf Biegung, weniger durch Längskräfte zusätzlich noch auf Zug oder Druck beansprucht.

Achsen werden unterteilt in:

1. feststehende Achsen
2. umlaufende Achsen
   

Feststehende Achsen:
Auf feststehende Achsen drehen sich die Teile (z.B Seilrollen) lose. Wegen der nur ruhend oder schwellend auftretenden Biegung beanspruchungsmäßig günstig.
Umlaufende Achsen:
Auf ihnen sitzen die Bauteile (z.B. Laufräder) fest. Umlaufende Achsen wechselnd auf Biegung beansprucht, daher ist ihre Tragfähigkeit geringer als bei feststehenden Achsen Bei umlaufenden Achsen ist eine leichte Wartung der Lager möglich

Wellen

Wellen laufen ausschließlich um.
Sie übertragen das Drehmoment auf Zahnräder, Riemenscheiben.
Wellen werden auf Torsion und durch Querkräfte zusätzlich auf Biegung beansprucht.
Durch Kegelräder/schrägverzahnte Stirnräder werden zusätzliche Längskräftein Wellen eingeleitet.

Es gibt zwei Sonderausführungen von Wellen:
Gelenkwellen
Biegsame Wellen

Zapfen

Zapfen dienen zum Tragen und Lagern.
Sie sind meist abgesetzte Enden von Wellen und Achsen oder als Einzelelement (z.B. Kurbelzapfen)vorhanden.
Zappfen können zylindrisch, kegelig oder kugelförmig ausgebildet sein.

Gestalten und Entwerfen

Festigkeit

Gedrängte Bauweise mit kleinen Rad- und Lagerabständen.
Dauerbruchgefahr ausschalten.
Möglichst einfache und kostensparende Fertigung.
Vermeidung gefährdeter Kerbstellen.
Keil- und Passfedernuten nicht bis an die Übergänge heranführen.
Räder und Scheiben gegen axiales Verschieben durch Distanzscheiben- oder hülsen, Stellringe und nicht durch Sicherungsringe sichern.
Möglichst Fertigwellen verwenden.
Feststehende Achsen gegenüber umlaufenden bevorzugen wegen der günstigeren Beanspruchungsverhältnisse.
Lager dicht an Scheibe und Räder setzen.

Elastisches Verhalten

Bei langen Wellen auf Verdrehung achten (Torsion).
Bei hohen Drehzahlen Schwingungen des Systems beachten.
genaue rechnerische Ermittlung der Neigung, Durchbiegung bzw. torsionskritischen Drehzahl ist bei mehrfach abgesetzten Wellen zeitaufwändig. (Es werden Rechnerprogramme benutzt)
Sind steife Wellen gefordert müssen diese kurz gestaltet oder als Hohlwellen ausgeführt werden.
Allgemein ist eine möglichst hohe kritische Drehzahl anzustreben, mindestens 10-20% über Betriebsdrehzahl.

Kritische Drehzahl

Lager dicht an umlaufende Scheiben, Räder setzen, um die Durchbiegung klein zu halten.
Wellen für hohe Drehzahlen sorgfältig auswuchten, um Fliehkräfte klein zu halten.
Umlaufende Scheiben, Räder, Kupplungen usw. leicht bauen, für ein kleines Massenträgheitsmoment.

Werkstoff

Aus wirtschaftlichen Gründen den Werkstoff nicht hochwertiger als unbedingt erforderlich auswählen. Bei besonderen Anforderungen an die Achsen und Wellen kann der Einsatz von hochwertigen Werkstoffen erforderlich werden.

Berechungsbeispiele

= Literatur

	Roloff/Matek Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch Vieweg Verlag 18.Auflage 2007 ISBN 978-3-8348-0262-0, Preis € 36,90
	Roloff/Matek Maschinenelemente, Formelsammlung Vieweg Verlag 9.Auflage 2008 ISBN 978-3-8348-0534-8, Preis € 20,90
	Roloff/Matek Maschinenelemente, Aufgabensammlung Vieweg Verlag 14.Auflage 2007 ISBN 978-3-8348-0340-5 , Preis € 26,00
	Alfred Böge Handbuch Maschinenbau Vieweg Verlag 18.Auflage 2007 ISBN 978-3-8348-0110-4 , Preis € 69,90
	Tabellenbuch Metall Europa Lehrmittel Verlag 44.Auflage 2008 ISBN 978-3-8085-1724-6 , Preis € 23,80
	Schierbock Formeln und Tabellen für metalltechnische Berufe Bildungsverlag1 17.Auflage 2007 ISBN 978-3-8239-7140-5 , Preis € 13,80
	Dubbel Taschenbuch für den Maschinenbau Springer Verlag 22.Auflage 2007 ISBN 978-3-540-49714-1 , Preis € 79,95

--Teddy 08:10, 30. Aug. 2008 (CEST)