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Hallo
ich bin Gerade dabei eine Welle Nabe Verbindung zu gestalten. Die welle soll einsatzgehärtet werden und mittels Passfeder mit einem Zahnrad verbunden werden. da tun sich einige Fragen auf
-welche Härtetiefen sind üblich
-wird  die Bohrung der "Nabe mit gehärtet
muss ich die ganze Welle härten oder nur ein Teilstück
Mit Maschinenelementebüchern ist man da aufgeschmissen.
Auch der Dubbel war sehr wortkarg.
Da gibt es doch bestimmt Jemand der da etwas weiss.
Ich danke Euch
Hoppedi

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Hi Hoppedi,

normalerweise wir nur das gehärtet, was gehärtet werden muß. Beim Zahnrad (klein) kan ich mir vorstellen, daß es komplet gehärtet wird. Die Welle - keine Ahnung was Du mit der vor hast.
Mehr Input bitte!

G.   thomas

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Zitat:

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Original erstellt von myca:
:) Hi Hoppedi,

normalerweise wir nur das gehärtet, was gehärtet werden muß. Beim Zahnrad (klein) kan ich mir vorstellen, daß es komplet gehärtet wird. Die Welle - keine Ahnung was Du mit der vor hast.
Mehr Input bitte!

G. ;)  thomas

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Hi Myca
Die Welle wird beidseitig gelagert und muss über das Zahnrad bis 180 Nm Drehmoment übertragen und ein entsprechendes Biegemoment. Ich denke um die Welle vor Verschleiss zu schützen muss der Bereich, wo das Zahnrad anliegt gehärtet werden. Ich hab hallt keinerlei Auskünfte über die Härtepraxis gefunden.
Danke
Hoppedi

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Hallo Hoppedi,
die Passung zwischen Zahnrad und Welle muss so eng sein, das keinerlei Relativbewegung zwischen den beiden Teilen entsteht (leichte Presspassung, evtl. reicht auch schon eine Übergangspassung). Dann gibt es auch keinerlei Verschleiß und Du kannst Dir das Härten sparen.

Ulrich

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Das hört sich an wie die Standard wirkonstruiereneineinoderzweistufenstrinradgetriebe - Aufgabe 

Für diesen Fall, spar dir das Härten...

Andere Frage: Für 180 Nm bezweifle ich das Ausreichen einer Passfeder zur übertragung...muß es unbedingt mit Passfeder gemacht werden? Ich erinnere mich an meine o.g. Aufgabe im 3. Sem. und einige von uns wollten unbedingt mit Passfeder...die haben dann teilweise 4 Stück (also alle 90°) gebraucht oder es wurde (wie so oft) getrickst und die Werkstoffdaten für die Berechnung getunt...schonmal Passfedern mit Re>1200MPa gesehn? 

Mir war da dann doch die gute alte Pressverbindung lieber...

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Zitat:

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Original erstellt von ulrix:
... die Passung zwischen Zahnrad und Welle muss so eng sein, das keinerlei Relativbewegung zwischen den beiden Teilen entsteht ...

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Das ist absolut richtig, wenn im Betrieb keine Schmierung der Fuge vorliegt. Verschleiß durch Reibkorrosion ist nicht zu unterschätzen und lässt sich auch durch gehärtete Teile nicht aufhalten. Ist Schmierung vorhanden, entsteht durch Relativbewegungen bei entsprechend bearbeiteten Trennflächen kaum/kein Verschleiß.

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Seit Pro/E Version 1 dabei, auwei...

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Hi,

Ich mußte während des Studiums auch ein Getriebe basteln. Ich hab mich damals für einen hydraulische Spannbuchse aus dem Regal entschieden und durfte mir einen 30min Vortrag über faule Studenten anhören...   

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Gruß

Jörg 

PS: Ich freu mich immer über Gästebucheinträge 

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Faule Studenten? Ich würde das eher intelligente Lösung nennen   

Den Ingenieur zeichnet doch aus, dass er nachdenkt....oder? 

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Zitat:

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Original erstellt von Jörg H.:
... und durfte mir einen 30min Vortrag über faule Studenten anhören... 

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      War ich das etwa?
Nein, mit Faulheit hat das wohl nichts zu tun, aber (jetzt wird mir Jörg H. wieder böse sein) es sind andere Gründe denkbar, auf die man den Studenten zumindest hinweisen kann ( Rohrstock ist irgendwie out):

a) die "richtig guten" hydraulischen Spannbuchsen (die übrigens tatsächlich nach dem Keilprinzip arbeiten) sind ziemlich teuer im Vergleich zu einer "normalen" Welle-Nabe-Verbindung. Sie machen nur Sinn, wenn eine häufige Montage und Demontage erforderlich ist, bei minimaler zur Verfügung stehender Zeit.

Ich schlage den Studenten dann gerne vor, dass ich das Verhältnis zwischen der kostengünstigsten und ihrer teuren Lösung auch auf die Note anwende. 

b) Die einfacheren Spannbuchsen spreizen eine Buchse durch rein hydraulischen Druck.
Das Problem dabei ist die relativ geringe Festigkeit gegen Schwingungsbeanspruchung, da die Buchsenhälften verschweißt sind und das Moment nicht unwesentlich durch den schmalen, verschweißten (Kerbwirkung) Rückensteg gehen muss.
Und auch diese sind noch um einiges teurer, als andere Lösungen.

In einem normalen Getriebe sind derartige Spannbuchsen meist nicht wirtschaftlich (also: Student-auf-die-Finger-klopf   ). In einer Blankstahl-Linie konnten wir allerdings mit Buchsen nach a) die Werkzeugwechselzeiten von mehr als einer Schicht auf wenige Stunden reduzieren, was sich dann für den Kunden natürlich rechnet.

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"Ich stimme mit der Mathematik nicht überein. Ich meine, daß die Summe von Nullen eine gefährliche Zahl ist."  (Stanislaw Jerzy Lec)

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Hallo
Danke für die zahlreichen Infos. Also Passfeder ist "muss" . Härten ebenfalls. Bei der ganzen Suche nach Härten und Oberflächenbehandlungen kristallisierte  sich eine Frage heraus. Wie komme ich auf die erforderliche Oberflächenbehandlung. Es handelt sich hier ja um Verschleissfestigkeit."Gibt es für den entsprechenden Belastungsfall Tabellen oder andere Vorgaben für die Wellenoberfläche??????Zum Beispiel gibt es für das Laufen eines Wellendichtringes auf einer Welle eine empfohlene Oberflächenhärte (wahrscheinlich durch Versuche ermittelt), das muss es doch auch für den Fall des zahnrades auf der Welle geben. Man kann sich ja auch allte Wellenzeichnungen hernehmen und die eingetragenen Daten für Härte und Härtetiefe kopieren aber mit ingenieursmäßiger Arbeit hat das nichts zu tun.
Gruß Hoppedi

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Schon einmal die Fach-Vorlesung besucht oder den Prof. befragt?
Schon einmal eine DIN in der Hand gehabt?

Z. B. DIN 748-3 "zyl. Wellenenden für elektr. Maschinen"
Da stehen die erforderlichen Passungen für entsprechende Wellenenden mit Passfeder drin. Über Härten steht da nichts, weil es normalerweise gar nicht erforderlich ist einen Passfedersitz zu härten.

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"Ich stimme mit der Mathematik nicht überein. Ich meine, daß die Summe von Nullen eine gefährliche Zahl ist."  (Stanislaw Jerzy Lec)

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hallo
also diese Geschichte mit dem Härten scheint sich auf die hoch beanspruchten Getriebewellen beziehen. Die mir vorliegenden Wellen haben alle einsatzgehärtete Wellenbereiche im Bereich der Passfederverbindung. Ich denke das beruht auf den ungünstigen Belastungen einer Getriebewelle: Torsion und Biegung(Umlaufbiegung). An Elektromotorwellen dürfte wahrscheinlich nur Torsion wirken.Das Härten dürfte  also im Fall der Getriebewelle der Verschleissminimierung zwischen Passfeder und Welle dienen.
Da verstehe ich Carsten's kommentar nicht das Härten für den Reibverschleiss nichts bringt. Durch Härten wir auch der Widerstand  gegen Abrasion erhöht.
Was die Frage an Prof.-..en betrifft: Hab ich eine dringende Frage hat der Prof. gerade keine Zeit ( und umgekehrt).
Gruss hoppedi

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Zitat:

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Original erstellt von hoppedi:
... hat der Prof. gerade keine Zeit ( ;) und umgekehrt)....

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Ersterer muss wahrscheinlich Eure vermurksten Prüfungen korrigiern, zweiterer zur Party.

Zur Sache:
Kräftige Umlaufbiegung und Passfederverbindung kommen nicht gut zusammen. (Ich hätte geschworen, dass ich dieses Thema schon einmal ausführlich im Forum erläutert habe, aber ich finde es nicht mehr):

Passfederverbindung sind zur einfachen Montage und Demontage meist mit einem leichten Spielsitz versehen. Denkt man sich die Passfeder weg, dann kann man sich als Ersatzmodell ein Innenreibradgetriebe vorstellen mit der Übersetzung i=D_Nabenbohrung/d_Wellendurchmesser, angetrieben durch die Reibkraft aus der Querkraft µ*Fq.

Jetzt ergänzen wir gedanklich die Passfeder. Was passiert?
Das Reibradgetriebe will immer noch arbeiten und macht es auch in den Bereichen, wo die Passfeder nicht steckt. Und dann wird das Ganze wieder zurückgerissen durch die Passfeder, da deren Formschluß die Mirkobewegung aus der kleinen Übersetzung nicht zulässt.

Im Ergebnis ein optimaler Zustand für tribologischen Schwingungsverschleiß, in krassen Fällen bei sehr großen Querkräften sogar verbunden mit Wellenbrüchen aufgrund der Zusatzkräfte im Nutgrund, obwohl die rechnerische Dauerbruchsicherheit der Welle mehr als ausreichend war.

Nun zu den Gegenmaßnahmen einschließlich Härten:
1. Reibdauerbeanspruchungen vermeiden
2. Reibwerte verringern
3. Oberflächenfestigkeit erhöhen (z. B. durch Härten, Kugelstrahlen, Rollen,..)
Schmierstoffe haben meist nur einen relativ geringen Einfluss, da diese gar nicht bis zu den ununterbrochen beanspruchten kontaktstellen gelangen. Wenn sie hingelangen würden, wären sie natürlich hilfreich.

Bei normalen Getriebewellen ist meist die Querkraft nicht so signifikant hoch, dass dazu ein Härten zwingend notwendig wäre. Hier findet sich die Ursache eher bei wechselnden Drehmomenten. Da aber oft andere Bereiche der Welle für andere Funktionen sowieso gehärtet werden müssen, werden die Passfedersitze gerne mitgehärtet.
"Viel hilft viel, und ein bisschen mehr schad' nichts", wie der Anlagenbauer gerne sagt.

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"Ich stimme mit der Mathematik nicht überein. Ich meine, daß die Summe von Nullen eine gefährliche Zahl ist."  (Stanislaw Jerzy Lec)

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Hallo
Das Bild mit dem Innengetriebe war gut, so hab ich das noch nicht gesehen.

Zum Ausfall kann ich noch was ergänzen: durch die Querkraft ensteht Umlaufbiegung die zusätzlich zu den mehrachsigen Spannungszuständen eine anriss-auslösende Relativbewegung zwischen Welle und Passfeder bewirkt (nach Oldendorf). --> schnellerer Anriss.

Das mit der Härten könnte sich ja dann erübrigen. Aber die Frage wonach man den für den Anwendungsfall notwendigen Härtegrad und Härtetiefe bestimmt ist noch nicht klar. 

Schönen Feierabend allen Helfern

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Zitat:

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Original erstellt von hoppedi:
... durch die Querkraft ensteht Umlaufbiegung die zusätzlich zu den mehrachsigen Spannungszuständen eine anriss-auslösende Relativbewegung zwischen Welle und Passfeder bewirkt (nach Oldendorf). --> schnellerer Anriss. ...

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Ähm, das war genau das, was ich mit dem Reibradgetriebevergleich beschrieben habe. Ich dachte, so wäre es etwas anschaulicher gewesen. 

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"Ich stimme mit der Mathematik nicht überein. Ich meine, daß die Summe von Nullen eine gefährliche Zahl ist."  (Stanislaw Jerzy Lec)

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