Keil- und Zahnwellen
Die Berechnung von Keil- bzw. Zahnwellenverbindungen gemäß den Methoden aus Roloff/Matek Maschinenelemente in mechanicus.app ermöglicht die überschlägige Tragfähigkeitsberechnung auf Flächenpressung.
Keil- und Zahnwellenverbindungen gehören zu den häufigsten formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindungen. Sie sind für verschiedene Anwendungsfälle einsetzbar. Dabei eignen sich Keilwellenverbindungen sowohl für feste als auch für längsbewegliche Verbindungen. Kerbzahnverbindungen finden überwiegend bei festen Verbindungen Anwendung, während Zahnwellen mit Evolventenprofil für leicht lösbare, verschiebbare oder auch feste Verbindungen geeignet sind.
Das Berechnungsmodul unterstützt sowohl die Vorauslegung als auch die Nachrechnung bereits vorhandener Geometrien.
Bei der Vorauslegung erfolgt eine Abschätzung der zulässigen Flächenpressung aus der angegebenen Werkstoffgruppe und unter Beachtung der eingegebenen Betriebs- und Montagedaten sowie der geforderten Mindestsicherheit. Für die Abschätzung der mittleren Flächenpressung wird die Berechnung nach Roloff / Matek verwendet. Zur Ermittlung der Geometriedaten sind folgende Normtabellen in Auszügen hinterlegt:
Keilwellenverbindung
Leichte Reihe - DIN ISO 14
Mittlere Reihe - DIN ISO 14
Schwere Reihe - DIN 5464
Werkzeugmaschinen - Keilwellen- und Keilnaben-Profile mit 4 Keilen (DIN 5471)
Werkzeugmaschinen - Keilwellen- und Keilnaben-Profile mit 6 Keilen (DIN 5472)
Kerbzahnwellenverbindung
Passverzahnungen mit Kerbflanken - DIN 5481
Zahnwellenverbindung mit Evolventenprofil
Passverzahnungen mit Evolventenflanken und Bezugsdurchmesser - DIN 5480 (beschränkt auf den Eingriffswinkel α = 30° und auf Bezugsdurchmesser 20 mm ≤ dB ≤ 100 mm)
Die Vorauslegung kann als Grundlage für eine detaillierte Berechnung dienen und hilft, die wichtigsten Einflussgrößen frühzeitig zu berücksichtigen.
Basierend auf den eingegebenen Werkstoff- und Geometriedaten sowie den Betriebsbedingungen werden die zu erwartenden sowie die zulässigen Flächenpressungen berechnet. Dabei fließen Faktoren wie der Anwendungsfaktor und die Einsatzbedingungen in die Berechnung ein.
