FEM-Untersuchung zur Milderung von Kerbwirkungen durch Entlastungskerben in Zahnwellen mit Sicherungsringsringnuten (Deutsch)

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Die scharfkantig eingestochenen Sicherungsringnuten (SR-Nut) in Profilwellen (Zahn- und Keilwellen) bewirken höhere Kerbwirkung. Diese ergibt sich infolge der Überlagerung zwischen SR-Nutradius und Zahnfussradius speziell bei Torsionsbeanspruchung unter Beachtung der Einflüsse der Zähnezahl z, des Bezugsdurchmessers dB und des Moduls m. Eine Möglichkeit zur Minderung dieser Kerbwirkung besteht in der absichtlichen Anbringung von umlaufenden Zusatzkerben, symmetrisch vor und hinter der nach DIN 471 genormte Hauptkerbe. Die vorliegende Arbeit soll einen weiteren Beitrag zu dem noch wenig erforschten Thema "Entlastungsnuten an Profilwellen" bringen. Der Beitrag beschreibt die numerischen Ergebnisse einer ersten Untersuchung, die bei der Entlastung von SR-Nuten auf Zahnwellen bei Zug/Druck, Biegung und Torsion entstehen. Die Ermittlung der entlastenden Wirkung erfolgt mittels der Finite-Elemente-Methode (FEM). Die Untersuchung der Kerbformzahlen und ihrer Verringerung in Abhängigkeit von den geometrischen Parametern der Zahnwelle der SR-Nut und der Entlastungkerbe sowie die daraus optimierten Ergebnisse stellen dabei das zentrale Thema dar. Die Ergebnisse werden als Diagramme und Gestaltungshinweise angegeben. Die Untersuchungen zeigen, dass sich mithilfe von Entlastungskerben mit den optimalen Geometrieverhältnissen Spannungsformzahlreduktionen bis zu ca 35% bei Zug/Druck oder Biegung bzw. ca 30% bei Torsion ermöglichen lassen. Die erzielte Entlastungswirkung ist vom Kerbtiefenverhältnis, von der Form und Lage der Entlastungsnut, vom Bundlängenverhaltnis, vom Kerbabstand zwischen Nutradius und Zahnfussradius sowie von der Belastungsart abhängig.

Inhaltsverzeichnis Konferenzband

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