Transmissionswellen: Ein vollständiger Leitfaden

Die Transmissionswelle ist ein rotierendes Maschinenteil, in der Regel mit kreisförmigem Querschnitt. Sie überträgt Kraft oder Bewegung von einem Teil auf ein anderes. Mit anderen Worten: Sie überträgt die Kraft von dem Teil, das sie erzeugt, auf das Teil, das sie aufnimmt. Die Transmissionswelle ist eines der entscheidenden Bauteile aller rotierenden Maschinen.

In diesem Artikel erläutern wir die Transmissionswelle ausführlich: ihre Funktionsweise, ihre Typen, ihre Funktion, ihre Länge und ihre Werkstoffe. So erhalten Sie einen klaren Überblick über ihre Funktionsweisen und Eigenschaften für den Einsatz in Ihrem Fertigungsprozess.

Transmissionswellen werden aus Stangenmaterial oder Schmiedeteilen gefertigt; siehe kundenspezifisch bearbeitete Wellen.

Was ist die Transmissionswelle?

Es gibt viele Möglichkeiten, Energie zu erzeugen, doch manchmal ist es schwierig, Energie dort zu erzeugen, wo sie benötigt wird – mit der richtigen Größe und Richtung. Aus diesem Grund werden in Automobilen die Transmissionswelle und das Getriebe eingesetzt. Das Schaltgetriebe verfügt über eine Transmissionswelle. Um die Energie vom Motor auf die Räder zu übertragen und das Automobil anzutreiben, wird das Schaltgetriebe verwendet. Bei dieser Energieübertragung reduzieren die Transmissionswelle und das Getriebe die Leistung auf eine nutzbare Drehzahl. Die Auslegung und Spezifikation der Transmissionswelle sind für das Layout des Fahrzeuggetriebes von großer Bedeutung.

Wofür ist die Transmissionswelle da?

Die Transmissionswelle ist eines jener Elemente der grundlegenden Maschinenkomponenten, das die Rotationsachse und die Schwingung bereitstellt und die Geometrie der Bewegung steuert. Sie wird in mechanischen Anlagen auf vielfältige Weise eingesetzt. Die Transmissionswelle wird von Lagern getragen und dreht Maschinenelemente wie Zahnräder, Schwungräder, Kurbeln und Riemenscheiben, um das vom Motor benötigte Drehmoment zu übertragen. Eine Welle muss ausreichend fest sein, um diese dynamischen und statischen Belastungen zu beherrschen.

Wellen haben viele Einsatzbereiche in den Bereichen Transport, Luft- und Raumfahrt, Automobil, Konsumgüter, Bergbau und industrielle Fertigung. Transmissionswellen leiten die erzeugte Kraft in einer Vielzahl von Anlagen weiter – von Autos über Flugzeuge bis hin zu anderen Geräten.

Wie funktioniert eine Transmissionswelle?

Die Transmissionswelle findet sich im Schaltgetriebe. Die Aufgabe der Transmissionswelle besteht darin, die hohe Leistung des Automobilmotors auf die Räder zu übertragen. Die Transmissionswelle reduziert zudem die Drehzahl, um sie kompatibel zu machen. Das Getriebe führt diesen Vorgang durch die komplexe Anordnung von Zahnrädern und Wellen aus.

Die Kurbelwelle des Motors dreht sich und erzeugt Leistung, die über das Getriebe zu den Rädern gelangen muss. Das erste Teil, das diese Energie aufnimmt, ist die Eingangswelle, die über die Kupplung ein- und ausgekuppelt werden kann. Beim Heckantrieb liegt die Eingangswelle parallel zur Ausgangswelle und bildet manchmal eine einzige Komponente, die als Haupttransmissionswelle bezeichnet wird.

Typen von Transmissionswellen

Hauptwelle

Die Hauptwelle, die manchmal auch als Ausgangswelle bezeichnet wird, erstreckt sich vom hinteren Ende des Getriebes. Die Hauptwelle und die Eingangswelle verlaufen in einer Linie, die sich von der Vorderseite zur Rückseite des Getriebes erstreckt. Sie scheinen eine einzige Welle zu sein, sind jedoch zwei verschiedene Wellen. Die Vorderseite der Hauptwelle wird durch ein kleines Lager an der Rückseite der Eingangswelle getragen. Die Hauptwelle dreht sich mit unterschiedlichen Drehzahlen und liefert das für das Fahrzeug benötigte Drehmoment. Sie ist eine Keilwellenwelle, sodass das Zahnrad oder der Synchronisator zum Ein- und Auskuppeln verschoben werden kann.

Eine Vorgelegewelle

Diese Welle liegt parallel zur Hauptwelle und wird von der Eingangswelle über ein Ritzel angetrieben. Bei einer grundlegenden Konstruktion eines Schaltgetriebes sind die Getriebezahnräder dauerhaft mit der Vorgelegewelle verbunden und drehen sich mit ihr. Eingangswelle und Vorgelegewelle sind bei Fahrzeugen mit Frontantrieb dasselbe. Sie verfügt über einen Kupplungsmechanismus, der sie mit dem Motor verbindet und die Kraft über das Zahnrad auf die Ausgangswelle überträgt.

Eine Zwischenwelle

Eine Zwischenwelle, auch als Rückwärtsgang-Zwischenwelle bezeichnet, ist eine kleine glatte Welle, die das Zwischenrad umkehrt. Sie wird als Zwischenwelle bezeichnet, weil sie keine Rolle bei der Drehzahlreduzierung und Drehmomenterhöhung spielt. Ihr Hauptzweck besteht darin, die Richtung des Zahnrads umzukehren, das heißt die Drehrichtung zu ändern.

Woraus besteht die Transmissionswelle?

Eine Welle und ein Zahnrad sind verzahnt, wodurch eine Verbindung mit den Zähnen einer weiteren Welle entsteht, um kontinuierlich Rotationskraft zu übertragen. Konstrukteure können Wellen und Zahnräder unterschiedlicher Größen und Durchmesser kombinieren und mischen, um Kraft und Drehzahl dieser Komponenten zu verändern. Wellen werden aus Baustahl gefertigt. Für hochfeste Wellen wird legierter Stahl wie Nickel-, Nickel-Chrom- oder Chrom-Vanadium-Stahl verwendet. Wellen werden üblicherweise durch Warmwalzen geformt und durch Kaltziehen, Drehen und Schleifen fertigbearbeitet.

Aus welchen Werkstoffen bestehen Übertragungswellen?

Der für die Wellen verwendete Werkstoff sollte die unten genannten Eigenschaften aufweisen

• Der Werkstoff sollte hochfest sein
• Er muss gute Zerspanbarkeit aufweisen (leicht bearbeitbar sein)
• Er muss einen niedrigen Empfindlichkeitsfaktor besitzen (es wird ein duktiler Werkstoff verwendet, was eine geringe Spannungskonzentration bedeutet)
• Bei der Herstellung der Wellen sollte Kohlenstoffstahl der Güten 40 C 8, 45 C 8, 50 C 4 und 50 C 12 verwendet werden

Die American Society of Mechanical Engineering (ASME) erlaubt für die Auslegung von Übertragungswellen die folgenden maximalen Betriebsspannungen

• 112 MPa für Wellen ohne Zuschlag für Passfedernuten
• 84 MPa für Wellen mit Zuschlag für Passfedernuten

Die am häufigsten verwendeten Werkstoffe für die Herstellung von Kraftübertragungswellen sind warmgewalzte Stahlstäbe, kohlenstoffarmer Stahl oder eine Legierung (AISI/SAE 4140, 4340 und 8620).

Wie lang sind Übertragungswellen?

Übertragungswellen sind auf dem Markt in verschiedenen Größen erhältlich, die Standardgrößen sind jedoch unten aufgeführt.

Standardgrößen bzw. -längen von Übertragungswellen (nach Stufen) sind:

• Für 5-mm-Stufen: 25 – 60 mm.
• Für 10-mm-Stufen: 60 – 110 mm.
• Für 15-mm-Stufen: 110 – 140 mm.
• Für 20-mm-Stufen: 140 – 500 mm.

Die idealen vorgeschriebenen Längen für Übertragungswellen sind 5 m, 6 m und 7 m.

Der Wellendurchmesser ist der Hauptfaktor für die Bestimmung des Achsabstands eines Getriebes und damit seiner Größe. Während des Konstruktionsprozesses sind Festigkeit und Verformungsbeständigkeit die wichtigsten Punkte, die berücksichtigt werden müssen.

Bietet DEK kundenspezifische Übertragungswellen an?

Die Übertragungswellentechnologie von DEK ist vorbildlich für Hochleistungsanwendungen. Unsere Übertragungswellen sind leichtgewichtig und die Verbundwerkstoffe extrem belastbar. Wir fertigen Übertragungswellen für höchste Präzisionstechnik, um bei Bedarf Kraft auf den Motor zu übertragen.

DEK ist einer der führenden Hersteller von Industrieprodukten, Prototypen und kundenspezifisch bearbeiteten Teilen. DEK pflegt eine starke Beziehung zu seinen Technologiepartnern und bietet Lösungen für Rapid Prototyping, Serienbearbeitung und Auftragsfertigung. Die Zufriedenheit unserer Kunden durch hochwertige, kosteneffiziente und nachhaltige Produkte ist uns ein besonderes Anliegen.

Fazit

In diesem Artikel haben wir die Übertragungswelle und ihre Typen, ihre Funktion, die verwendeten Werkstoffe, ihren Mechanismus und ihre Verwendung ausführlich erläutert, um Ihnen einen Einblick in den Übertragungsprozess zu geben. Sie verfügen nun über ausreichendes Wissen, um eine geeignete Wellenauswahl für Ihr Übertragungsprojekt zu treffen.

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