KISSsoft 03/2017 – Tutorial 2

Zylindrischer Presssitz

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Inhaltsverzeichnis

1  Starten von KISSsoft ................................................................................................................................ 3 1.1  Auswahl der Berechnung ............................................................................................................... 3 

2  Berechnung eines zylindrischen Presssitzes ........................................................................................... 4 2.1  Aufgabenstellung ............................................................................................................................ 4 2.2  Auslegung einer Toleranzpaarung ................................................................................................. 5 2.3  Ausführen der Berechnung und Protokoll ....................................................................................... 5 2.4  Weitergehende Berechnungen und Einstellungen ......................................................................... 8 

2.4.1  Einstellungen .............................................................................................................................. 8 2.4.2  Bestimmen des maximal übertragbaren Drehmomentes ........................................................... 9 2.4.3  Nabe mit unterschiedlichen Aussendurchmessern .................................................................. 10 2.4.4  Angabe allgemeiner Toleranzen .............................................................................................. 11 2.4.5  Einfluss der Temperatur ........................................................................................................... 11 2.4.6  Weitere Belastungen ................................................................................................................ 12 

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1 Starten von KISSsoft Nach Installation und Freischaltung kann KISSsoft aufgerufen werden. Der Programmstart erfolgt üblicherweise mittels "StartProgrammeKISSsoft 03-2017KISSsoft 03-2017". Es erscheint die folgende KISSsoft Benutzeroberfläche:

Abbildung 1. Starten von KISSsoft, Startfenster

1.1 Auswahl der Berechnung

Über das Modulbaumfenster im Tab „Module“ wird die Berechnung für zylindrischen Presssitz aufgerufen:

Abbildung 2. Auswahl Berechnungsmodul „Zylindrischer Press-Sitz“ unter Welle-Nabe-Verbindungen

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2 Berechnung eines zylindrischen Presssitzes

2.1 Aufgabenstellung

Es soll ein zylindrischer Press-Sitz mit den folgenden Daten gegen Rutschen ausgelegt werden:

Fugendurchmesser Df 60 mm Reibkoeffizienten z 0.12

Presssitzlänge l 50 mm Betriebstemperatur 20°C

Aussendurchmesser Nabe Da 90 mm Anwendungsfaktor KA 1.25

Bohrung Welle Di 10 mm Material Welle 34CrNiMo6

Nenndrehmoment T 400 Nm Material Nabe C60

Axialkraft Fa 200 N Oberflächengüte Welle Rz=4.8 m N6

Drehzahl n 10'000 1/min Oberflächengüte Nabe Rz=4.8 m N6

Diese Daten werden wie folgt eingegeben:

Abbildung 3. Eingabefenster - Eingabe der bekannten Daten

Es soll nun in einem ersten Schritt eine Toleranzpaarung bestimmt werden.

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2.2 Auslegung einer Toleranzpaarung

Durch Drücken von rechts bei den Eingaben für die Herstelltoleranzen, siehe Markierung in Abbildung 3 erscheint eine Liste mit möglichen Toleranzpaarungen. Es kann diejenige Toleranzpaarung gewählt werden, die z.B. kostengünstig zu fertigen ist. Nach „Ok“ wird die Auswahl in die Hauptmaske übernommen.

Abbildung 4. Auswahl der Toleranzpaarung und Übernahme

Sind die Toleranzen von Welle und Nabe bekannt, können sie natürlich direkt eingegeben werden. Im Abschnitt 2.4.4 „Angabe allgemeiner Toleranzen“ ist das entsprechend beschrieben. Nun stehen alle Angaben für die Nachrechnung der Pressverbindung zur Verfügung.

2.3 Ausführen der Berechnung und Protokoll

Durch Drücken des Symbols in der Symbolleiste (vgl. Abbildung 6) oder der „F5-Taste“ wird die Berechnung ausgeführt und es werden im unteren Bereich des Hauptfensters einige ausgewählte Resultate (hier z.B. die Sicherheit gegen Rutschen) angezeigt. Im hier durchgeführten Beispiel gibt KISSsoft eine Meldung aus:

Abbildung 5. KISSsoft Meldung

Durch die bei Betriebsdrehzahl entstehenden Kräfte nimmt die Pressung in der Verbindung bei Betrieb gegenüber der Montage ab. Daher sollte eine weitere Berechnung mit Drehzahl Null durchgeführt werden, um für den Montagezustand die Einhaltung der Streckgrenze zu überprüfen. Die Meldung kann mit „Ok“ quittiert werden. Zu beachten ist die Anzeige „KONSISTENT“ (vgl. Abbildung 6). Diese zeigt an, dass die Eingaben und die gezeigten Resultate korrespondieren (wird z.B. jetzt das Nenndrehmoment verändert, wird

INKONSISTENT“ angezeigt bis erneut zur Berechnung gedrückt wird).

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Die Berechnung des zylindrischen Pressverbandes erfolgt nach DIN 7190, gültig für den elastischen Bereich.

Abbildung 6. Ausführen der Berechnung - Protokoll aufrufen

Durch Drücken des Symbols in der Symbolleiste (vgl. Abbildung 6) oder der „F6-Taste“ wird das Berechnungsprotokoll geschrieben, in dem sämtliche Berechnungsparameter aufgeführt sind. Dieses Protokoll kann nun z.B. in einem Nachweisbericht eingebunden werden.

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Abbildung 7. Protokoll–Viewer

Im Protokoll stehen weitere Resultate so z.B. „Angaben zur Temperatur der Nabe und der Welle für die Montage“ oder das „Grenzdrehmoment“ unter dem kein Mikrogleiten in der Verbindung auftritt.

Abbildung 8. Protokollausschnitt mit Angaben zur Montage und dem Grenzdrehmoment gegen Mikrogleiten

Über das in der Abbildung 7 markierte Symbol gelangt man wieder zum Eingabefenster zurück.

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2.4 Weitergehende Berechnungen und Einstellungen

2.4.1 Einstellungen

Unter dem Menüpunkt „Berechnung““Einstellungen“, oder über die ‚Symbolleiste’ oder ‚Toolbar’ und dem betreffenden Knopf erscheint das folgende Menü. Die hier festgelegten Angaben beeinflussen die Berechnung und sind deshalb zu prüfen.

Abbildung 9. Modulspezifische Einstellungen

Auswahl der Rechenhypothese für Vergleichsspannung.

Geforderte Sicherheiten, insbesondere gegen Rutschen; Werte gehen nicht in den Rechengang

ein, es erscheint jedoch eine Warnung, wenn die Rechnung zeigt, dass diese geforderten Werte unterschritten werden.

Angabe, wie die Bauteilfestigkeit aus der Probenfestigkeit bestimmt wird (Grösseneinfluss).

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2.4.2 Bestimmen des maximal übertragbaren Drehmomentes

Es soll nun – bei ansonsten gleich bleibenden Randbedingungen – dasjenige Nenndrehmoment bestimmt werden, das gerade noch mit der geforderten Sollsicherheit gegen Rutschen von hier 1.20 übertragen werden kann.

Dazu muss der „Auslegen Button“ rechts vom Eingabefeld für das Nenndrehmoment gedrückt werden (siehe Markierung 1 in der Abbildung 10) und das Programm bestimmt das maximale Nenndrehmoment,

hier zu 959.68 Nm. Wird nun die Welle-Nabe Verbindung mit dieser Last erneut nachgerechnet ( oder F5 drücken), so wird die minimale Sicherheit gegen Rutschen gerade gleich der geforderten Mindestsicherheit von 1.2 (siehe Markierung 2 unten in Abbildung 10):

Abbildung 10. Auslegen auf maximales Nenndrehmoment

1

2

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2.4.3 Nabe mit unterschiedlichen Aussendurchmessern

Über den „Plus Button“ rechts neben der Eingabe für den Aussendurchmessers der Nabe kann zudem eine erweiterte Eingabe für die Nabengeometrie gestartet werden. Durch Betätigen dieses „Plus Button“

, kann eine Nabe mit variablem Aussendurchmesser definiert werden. In diesem Beispiel ein Bereich mit 90 mm Aussendurchmesser, 25 mm lang und 100 mm Aussendurchmesser, 25 mm lang:

Abbildung 11. Eingabe einer Nabe mit variablem Aussendurchmesser

Diese Eingabe kann nur erfolgen, wenn es in der Welle keine Bohrung hat. Ansonsten wird die nachfolgende Fehlermeldung angezeigt.

Abbildung 12. Fehlermeldung

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2.4.4 Angabe allgemeiner Toleranzen

Über den „Plus Button“ rechts der Eingabe für die Toleranzen können auch allgemeine Toleranzen eingegeben werden. Dazu ist das Setzen eines Hakens in der nebenstehenden „Checkbox“ für „Eigene Toleranzen“ zu wählen und entsprechende Abmasse einzugeben:

Abbildung 13. Eingabe eigener Abmasse

2.4.5 Einfluss der Temperatur

Als Referenztemperatur wird mit 20°C gearbeitet. Hinweis: Die maximale Betriebstemperatur beträgt 700°C. Wird nun in der Hauptmaske eine unterschiedliche Betriebstemperatur eingegeben, so verändert sich der Fügedruck in Funktion der Wärmeausdehnungskoeffizienten des Wellen-/Nabenmaterials. Diese können angepasst werden, indem bei der Materialauswahl das Material auf „Eigene Eingabe“ gesetzt wird.

Abbildung 14. Eingabe eines eigenen Materials (insbesondere Wärmedehnungskoeffizient) und Betriebstemperatur

Durch Drücken von (obere rechte Markierung 1 in Abbildung 14) rechts der Materialauswahlliste können danach die Materialeigenschaften angepasst werden:

1

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Abbildung 15. Eingabe eines Werkstoffs

Die Eingabe dieses neuen Materials gilt nur für die aktuelle Berechnung und steht nach dem Speichern der Datei keiner anderen Berechnung zur Verfügung. Soll ein neues Material anderen Berechnungen ebenfalls zugänglich sein, so muss es in der Materialdatenbank angelegt werden.

2.4.6 Weitere Belastungen

Es können über die Eingabefelder „Radialkraft“ und „Biegemoment“ zusätzlich Radialkräfte und Biegemomente angegeben werden (z.B. resultierend aus Zahnkräften). Es wird dabei eine zusätzliche Pressung berechnet. Damit kein Klaffen bei der Verbindung auftritt, muss diese zusätzliche Pressung kleiner sein als die minimale Fugenpressung. Andernfalls erscheint eine Meldung und die Rechnung wird nicht ausgeführt.