Alfred Böge Technische Mechanik - PP99

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5.1 Grundbegriffe
5.1.1 Die Aufgabe der Festigkeitslehre
Man betrachtet die technische Zeichnung einer
Getriebewelle. Sie enthält sämtliche zur Herstellung
nötigen Maße. Beispielsweise sieht man sofort,
dass der linke Lagerzapfen 30 mm Durchmesser
und 16 mm Länge haben soll. Wie ist der
Konstrukteur, der die Welle entworfen hat, gerade
auf diese Maße gekommen? Es soll seinen Ûberlegungen
bei der Gestaltung der Welle einmal nachgegangen
werden.
Der Konstrukteur kennt das Drehmoment M, das
von der Welle übertragen werden soll. Mit Hilfe
der statischen Gleichgewichtsbedingungen werden
sämtliche an der Welle angreifenden Kräfte ermittelt.
Das sind die am Zahn angreifenden Umfangskräfte
Fu und Radialkräfte Fr sowie die an den Lagerzapfen
angreifenden Stützkräfte FA und FB mit
den Komponenten FAy, FAz und FBy, FBz. Damit
ist die Belastung der Welle bekannt. Nach einer
Reihe gegebener Bedingungen werden die Abstände
l, l1, l2 festgelegt. Der Werkstoff wird gewählt.
Von diesem sind die wichtigsten Festigkeitswerte
aus Tabellen oder Diagrammen greifbar. Jetzt beginnen
die Ûberlegungen der Festigkeitslehre.
5 Festigkeitslehre
Technische Zeichnung einer Getriebewelle
Belastungsskizze einer Getriebewelle
Fu1, Fu2 Umfangskräfte, Fr1, Fr2 Radialkräfte,
FAy, FAz, FBy, FBz Komponenten der Stützkräfte
FA, FB, M Drehmoment