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MDesign mec u Die Bedienung aller Programmsegmente ist einheitlich geregelt. u Die Berechnung erfolgt nach DIN bzw. VDI, i.d.R. jedoch wie im Lehrbuch.

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1 MDesign mec u Die Bedienung aller Programmsegmente ist einheitlich geregelt. u Die Berechnung erfolgt nach DIN bzw. VDI, i.d.R. jedoch wie im Lehrbuch. u Alle gängigen Werkstoffe sind mit ihren technologischen Daten in einer Datenbank gespeichert.

2 MDesign mec u Die Bedienung der übergeordneten Programmsegmente entspricht den bei Windows üblichen Verfahren. u Es gibt aber auch Besonderheiten, die jetzt kurz direkt am Programm erläutert werden sollen.

3 Wellenberechnung u Berechnung von Voll- und Hohlwellen mit bis zu 50 variierbaren Wellenabschnitten, 10 Lagerstellen unterschiedlicher Steifigkeit, 20 Radialkräften, 20 Axialkräften, 10 Tor- sionsmomenten und weiteren durch die o.a. Kräfte und Momente nicht darstellbaren Biegemomenten, Massenträgheitsmomenten bzw. Zusatzmassen.

4 Wellenberechnung u Auch die Berechnung mit Hilfe einer Software erfordert eine gewissenhafte Vorbereitung. u Insbesondere die Vorzeichenregelungen sind sorgfältig zu prüfen und einzuhalten.

5 Wellenberechnung y ist entgegengesetzt der Schwerkraft 0° ist oben, 90° in z-Richtung x ist immer in Wellenachsrichtun g

6 Wellenberechnung Die Axialkraft wirkt an einem Radius außerhalb der x- Achse und auf einer bestimmten Winkelposition positiv in x-Richtung

7 Wellenberechnung in Richtung eines bestimmten Winkel Eine Radialkraft oder eine Streckenlast wirkt an einer Position auf der der x-Achse

8 Wellenberechnung Positiv für einleitend, negativ für ausleitend Die Bilanz der Torsionsmomente muß immer 0 sein Ein Torsionsmoment wird an einer Position auf der x-Achse ein- oder ausgeleitet

9 Wellenberechnung Die Tangentialkraft muss für die Berechnung mit MDesign aufbereitet werden.

10 Wellenberechnung Im ersten Schritt fügen wir 2 sich in der Wirkung aufhebende Kräfte hinzu.

11 Wellenberechnung Im nächsten Schritt fassen wir 2 Kräfte zu einem Kräftepaar zusammen. Das dargestellte Kräftepaar entspricht dem Torsionsmoment

12 Wellenberechnung Übrig bleibt eine Radialkraft, die in Richtung und Größe der Tangentialkraft entspricht. Das Torsionsmoment muss wie oben erläutert separat eingegeben werden.

13 Wellenberechnung Aufgabe: Die dargestellte Abtriebswelle eines Getriebes soll ausgelegt werden. Der Abtrieb erfolgt an einer Riemenscheibe rechts außerhalb des Lagers B. Daten: P = 6,25 kW, n = 630 min -1, d w = 171,8 mm FaFa FrFr FtFt Kräfte: F r = 415,3 N, F t = 1102,8 N, F a = 295,4 N

14 Wellenberechnung Die Entwurfsberechnung hat zu folgender Geometrie geführt. Das Zahnrad wird auf den 50er Wellenabschnitt aufgeschrumpft, die Lager haben einen Innendurchmesser von 20 mm und eine Breite von 8 mm, die Daten der Wellenabschnitte sind ebenfalls angegeben.

15 Wellenberechnung Die weiteren Eingabeparameter ergeben sich wie folgt: Die Lagerstellen befinden sich bei 11 und 171 mm auf der x-Achse. Der Kraftangriffspunkt liegt bei x = 71 mm und r = 85,9 mm Berechnung nach Gestaltänderungsenergiehypothese und DIN 743 (in der Ro/Ma-Edition nicht veränderbar) Beanspruchungsfall 1, Faktor für Maximallast = 1 (zur Vereinfachung) Werkstoff: S235JR W.nr ex St 37 (Vorgabe in Ro/Ma-Edition) Lager A steif in alle Richtungen (Festlager), Lager B steif in y und z-Richtung (Loslager), Steifigkeitsfaktor = -1 für > N/mm

16 Wellenberechnung FaFa FrFr FtFt Einzugebende Richtungsangaben der äußeren Kräfte: F r = 415,3 N in Richtung 270°> -z, F t = 1102,8 N in Richtung 180°> -y = g, F a = -295,4 N auf Position 90°> Winkelrose x-Achse. x y = 0° z = 90°

17 Wellenberechnung Zur Kontrolle: T = P/n * 30/π = 94,735 Nm F t = T/r = 94,375 Nm / 0,0859 m = 1102,8 N F r und F a aus Zahnradberechnung Auflagerkräfte aus statischer Betrachtung: A y = 689,25 N, B y = 413,55 N A z = 418,20 N, B z = -2,90 N


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