Wellenberechnung mit Festigkeit nach DIN 743

Leistungsmerkmale

  • Berechnung von Voll- und Hohlwellen
  • beliebig viele zylindrische und konische Absätze
  • statisch bestimmte und überbestimmte Lagerung
  • beliebig viele Lager möglich
  • interaktiver Aufbau der Welle im 2D und 3D-Darstellung
  • Belastungen: Kräfte und Momente, Zahnräder, Zusatzmassen etc.
  • Berechnung der Lagerkräfte, Kraft- und Momentenverläufe und Vergleichsspannung mit grafischer interaktiver Darstellung
  • Berechnung von biege- und torsionskritischen Drehzahlen mit Berücksichtigung von Massenträgheitsmomenten, Schubverformung und Kreiseleffekt
  • Festigkeitsberechnung nach DIN 743 inklusive Berechnung der Kerbwirkungszahlen
  • konfigurierbares Protokoll mit detaillierten Ergebnissen und Diagrammen im HTML- und PDF-Format

Beschreibung

Die Wellenberechnung verfügt über einen Geometrie- und einen Berechnungsteil.

Im Geometrieteil werden

  • Werkstoff,
  • Drehzahl,
  • Lage im Raum und Drehsinn,
  • Wellengeometrie,
  • Lagerung,
  • Belastungen und
  • Kerbwirkungen

für die Berechnung vorgegeben.

Für die Wellengeometrie stehen beliebig viele zylindrische und konische Voll- und Hohlsegmente zur Verfügung. Zur Lagerung der Welle kann eine beliebige Anzahl von Lagern vorgegeben werden. Somit besteht auch die Möglichkeit der Berechnung von statisch überbestimmten Wellen. Lagersteifigkeit und Druckwinkel sind ebenfalls als Eingabeparameter bei den Lagern verfügbar.

Neben der direkten Eingabe von Kräften und Momenten in den Koordinatenrichtungen können auch intelligente Kraftangriffselemente, wie Zahnräder, Zusatzmassen oder Kupplung/Motor, genutzt werden. Für die Festigkeitsberechnung nach DIN 743 können alle in der Norm definierten Kerbwirkungsarten definiert werden. Zusätzlich wurde die Kerbwirkungsart "glatte Welle" eingeführt, um beispielsweise auch einen Festigkeitsnachweis an einem hochbelasteten glatten Wellenstück durchführen zu können. Zusätzlich zur zweidimensionalen Geometrieeingabe steht noch eine 3D-Darstellung zur Verfügung.

Nach Abschluss der Definition von Wellengeometrie, Lagerung und Belastung können anschließend die Berechnungen ausgeführt werden. Neben der Ermittlung der Lagerkräfte und der statischen Verdrehung, werden die verschiedenen Kraft- und Momentenverläufe bis hin zur Vergleichsspannung grafisch dargestellt. Die Werte für die Durchbiegung etc. an einer beliebigen Wellenposition können mit der Maus direkt aus den Grafiken abgefragt werden.

In der Festigkeitsberechnung wird ein kompletter Statischer- und Dauerfestigkeits-nachweis vollständig gemäß DIN 743 durchgeführt. Die erreichten Sicherheiten werden für die einzelnen Querschnitte in einer Grafik farblich dargestellt. Dabei ist für rot gekennzeichnete Querschnitte die Sicherheit unterschritten, für grüne ist die Sicherheit erfüllt und für blau gekennzeichnete Querschnitte ist die erreichte Sicherheit größer als das Dreifache der vorgegebenen Sollsicherheit. Die genauen Werte der Sicherheiten werden in einem Textfenster dargestellt oder können mit der Maus in der Grafik abgerufen werden.

Die Berechnung von biege- und torsionskritischen Drehzahlen ist ebenfalls möglich. Hierbei können optional die Massenträgheitsmomente berücksichtigt werden. Bei den biegekritischen Drehzahlen stehen zusätzlich die Optionen zur Berücksichtigung von Kreiseleffekt und Schubverformung zur Verfügung.

Nach Abschluss der Berechnung kann ein Protokoll im gewünschten Umfang generiert werden. Im Protokollkonfigurator kann ausgewählt werden, welche Grafiken und ob die Ergebnisse der Festigkeitsberechnung mit ausgegeben werden sollen. Das erzeugte Protokoll kann ausgedruckt oder auch im HTML-Format bzw. PDF-Format abgespeichert werden.

Wellengeometrie
Wellengeometrie in der 3D-Ansicht
Festigkeitsberechnung nach DIN 743
Einstellungen für das Protokoll
Berechnungsprotokoll
Diagramm im Protokoll