Welle-Nabe-Verbindungen
Berechnen bevor es kritisch wird
Die passende Verbindung für hohe Drehmomente finden
Welle-Nabe-Verbindungen müssen hohe Drehmomente und Kräfte zuverlässig zwischen Welle und Nabe übertragen. Entscheidend sind dabei nicht nur Geometrie und Verbindungstyp, sondern auch Pressungen, Werkstoffpaarungen, Übermaß und reale Betriebsbedingungen.
MDESIGN führt diese Einflussgrößen in einer durchgängigen Berechnung zusammen. So wird sichtbar, welche Verbindung die geforderte Leistung überträgt, wo kritische Pressungen entstehen und welche Geometrie für die Anwendung sinnvoll ist.
Standards schaffen, Engineering beschleunigen
MDESIGN schafft eine einheitliche Grundlage für Berechnungen im gesamten Team. Strukturierte Eingaben, zentral gepflegte Berechnungsgrundlagen und eine durchgängige Dokumentation sorgen dafür, dass Ergebnisse nachvollziehbar und über Projekte hinweg vergleichbar bleiben.
Seit über 40 Jahren unterstützt MDESIGN Unternehmen bei der Berechnung und Auslegung technischer Komponenten – heute mit mehr als 35.000 Anwendern weltweit.
Leistungsgrenzen der Verbindung ermitteln
Bei Welle-Nabe-Verbindungen entscheidet das Zusammenspiel aus Drehmoment, Geometrie, Pressung und Werkstoff darüber, wie leistungsfähig die Verbindung tatsächlich ist. MDESIGN berechnet unter anderem übertragbare Drehmomente, Flächen- und Flankenpressungen, Fugendruck, erforderliche Übermaße sowie Sicherheitsfaktoren. Zusätzlich lassen sich Geometriegrößen und übertragbare Axialkräfte bestimmen. Damit kann nicht nur eine bestehende Verbindung überprüft werden. Konstrukteure können bereits in der Auslegung gezielt abschätzen, welche Geometrie erforderlich ist, wo Reserven bestehen und welche Variante technisch sinnvoller ist. Das verkürzt Iterationen, reduziert unnötige Überdimensionierung und schafft schneller Klarheit für die weitere Konstruktion.
Verbindungstyp passend zu Leistung und Bauraum wählen
Je nach Anwendung kommen unterschiedliche Welle-Nabe-Verbindungen zum Einsatz. Drehmoment, Bauraum, Montagebedingungen und Belastungsart beeinflussen die Wahl der geeigneten Verbindung erheblich.
Unterstützt wird eine große Bandbreite form- und kraftschlüssiger Verbindungen und die es ermöglichen, unterschiedliche Varianten auf einer einheitlichen Berechnungsgrundlage gegenüberzustellen.
So lassen sich Alternativen früher vergleichen, technische Grenzen schneller erkennen und Verbindungen gezielter auf die jeweilige Anwendung abstimmen.
Werkstoffpaarungen und Kontaktpressungen realitätsnah abbilden
Bei Welle und Nabe treffen häufig unterschiedliche Werkstoffe, Steifigkeiten und zulässige Pressungen aufeinander. Gerade bei Pressverbänden beeinflusst diese Kombination unmittelbar, welcher Fugendruck entsteht und welche Kräfte übertragen werden können.
MDESIGN stellt umfangreiche Werkstoffdaten mit den relevanten Kennwerten für die Berechnung bereit. Zusätzlich können eigene Werkstoffe, interne Kennwerte und firmenspezifische Materialdaten ergänzt und wiederverwendet werden.
Damit lassen sich reale Materialpaarungen direkt abbilden und unternehmenseigene Vorgaben konsistent in die Auslegung übernehmen. Das verbessert die Vergleichbarkeit von Berechnungen und reduziert den Aufwand, Kennwerte immer wieder neu zusammenzutragen.
Aus Berechnungsergebnissen bessere Verbindungskonzepte ableiten
MDESIGN stellt Drehmomente, Pressungen, Spannungen, Geometriewerte und Auslastungen so gegenüber, dass die technischen Zusammenhänge schnell erkennbar werden.
Damit lässt sich nicht nur feststellen, ob eine Verbindung funktioniert. Konstrukteure sehen auch, warum eine Variante an ihre Grenze kommt und an welcher Stelle eine Änderung den größten Effekt hat – etwa beim Durchmesser, Übermaß, Werkstoff oder Verbindungstyp.
So können Varianten gezielter weiterentwickelt, Bauraum besser genutzt und Entscheidungen zwischen unterschiedlichen Welle-Nabe-Konzepten schneller getroffen werden.
01
Automatisch erstellte Diagramme
Auswertungen zeigen, ob Flankenpressung, Fugendruck, Spannung oder Tragfähigkeit für die Verbindung maßgebend wird. Dadurch wird klar, wo konstruktiv angesetzt werden sollte und welche Änderung tatsächlich Einfluss auf die Leistungsfähigkeit der Verbindung hat.
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02
Intuitive Oberfläche
Eine strukturierte Oberfläche, geführte Eingaben, Hilfetexte, Berechnungsgrundlagen und KI-Assistenz erleichtern auch die Arbeit mit weniger alltäglichen Verbindungstypen. So können Konstrukteure auch anspruchsvolle Welle-Nabe-Verbindungen eigenständiger bearbeiten.
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Dokumentation und Nachweis auf Knopfdruck
Technische Dokumentation automatisch erstellen.
Alle Eingaben, Normen, Randbedingungen, Ergebnisse und Grafiken werden automatisch zu einer vollständigen Dokumentation zusammengeführt. So entstehen nachvollziehbare Nachweise für interne Entwicklung, Kunden, Prüforganisationen oder Fertigung.
Funktionsumfang der MDESIGN Welle-Nabe-Verbindungen
Die wichtigsten Berechnungsmodule sind einzeln aufgeführt. Nur technisch eng verwandte Verbindungen mit vergleichbaren Eingaben und Ergebnissen werden gemeinsam dargestellt.
01
Berechnungsgrundlagen & Normen
Normen- und literaturbasierte Berechnung der unterschiedlichen Welle-Nabe-Verbindungen.
Berechnungsgrundlagen & Normen
Normen- und literaturbasierte Berechnung der unterschiedlichen Welle-Nabe-Verbindungen.
Je nach Verbindungsart werden passende Normen, Richtlinien und technische Fachliteratur als Berechnungsgrundlage verwendet.
02
Zahn- & Keilwellenverbindungen
Geometrie- und Tragfähigkeitsberechnung profilierter Welle-Nabe-Verbindungen.
Zahn- & Keilwellenverbindungen
Geometrie- und Tragfähigkeitsberechnung profilierter Welle-Nabe-Verbindungen.
Zahn- und Keilwellen werden hinsichtlich Profilgeometrie, Flankenpressung, Lastverteilung und Flankensicherheit berechnet.
Eingabewerte
Berechnete Ergebnisse
03
Plankerbverzahnung
Ausführliche Tragfähigkeitsberechnung von Hirth-Verzahnungen mit Verschraubung.
Plankerbverzahnung
Ausführliche Tragfähigkeitsberechnung von Hirth-Verzahnungen mit Verschraubung.
Die Plankerbverzahnung wird für zentrale oder dezentrale Verschraubung unter kombinierten axialen, radialen, torsionalen und biegenden Belastungen bewertet.
Eingabewerte
Berechnete Ergebnisse
04
Passfederverbindungen
Berechnung nach DIN 6885 und DIN 6892 mit Methode B oder C.
Passfederverbindungen
Berechnung nach DIN 6885 und DIN 6892 mit Methode B oder C.
Passfederverbindungen werden hinsichtlich wirksamer Geometrie, Flächenpressung und übertragbarer Drehmomente bewertet.
Eingabewerte
Berechnete Ergebnisse
05
Polygonprofile P3G & P4C
Normgerechte Geometrie- und Festigkeitsberechnung nach DIN 32711 und DIN 32712.
Polygonprofile P3G & P4C
Normgerechte Geometrie- und Festigkeitsberechnung nach DIN 32711 und DIN 32712.
P3G- und P4C-Profile besitzen einen vergleichbaren Berechnungsaufbau und werden deshalb gemeinsam dargestellt.
Eingabewerte
Berechnete Ergebnisse
06
Zylindrische Pressverbände
Berechnung von Längs- und Querpressverbänden nach DIN 7190-1.
Zylindrische Pressverbände
Berechnung von Längs- und Querpressverbänden nach DIN 7190-1.
Zylindrische Pressverbände werden über Passung, Übermaß, Fugendruck, Reibschluss und Bauteilspannungen ausgelegt oder nachgerechnet.
Eingabewerte
Berechnete Ergebnisse
07
Kegelige Pressverbände
Berechnung selbsthemmender Kegelpressverbände nach DIN 7190-2.
Kegelige Pressverbände
Berechnung selbsthemmender Kegelpressverbände nach DIN 7190-2.
Kegelige Pressverbände werden über Aufschubweg, Übermaß, Fugendruck und die Sicherheiten gegen Rutschen, Lösen und Plastizieren bewertet.
Eingabewerte
Berechnete Ergebnisse
08
Kegelverbindungen
Literaturbasierte Berechnung nach Roloff/Matek und DIN 254.
Kegelverbindungen
Literaturbasierte Berechnung nach Roloff/Matek und DIN 254.
Klassische Kegelverbindungen werden hinsichtlich Einpresskraft, Fugenpressung, Haftmaß, Aufschubweg und Selbsthemmung berechnet.
Eingabewerte
Berechnete Ergebnisse
09
Spannelementverbindungen
Auswahl und Dimensionierung von Spannelementen über Drehmoment oder Axialkraft.
Spannelementverbindungen
Auswahl und Dimensionierung von Spannelementen über Drehmoment oder Axialkraft.
Spannelemente werden passend zur Belastung und zur verfügbaren Wellen- und Nabengeometrie ausgewählt und bewertet.
Eingabewerte
Berechnete Ergebnisse
10
Geschlitzte Hebelnabe & geteilte Scheibennabe
Schraubengeklemmte Naben mit vergleichbaren Eingaben und Ergebnissen.
Geschlitzte Hebelnabe & geteilte Scheibennabe
Schraubengeklemmte Naben mit vergleichbaren Eingaben und Ergebnissen.
Beide Nabenarten werden nach Roloff/Matek über Fugenpressung, Reibschluss und erforderliche Klemmkräfte berechnet.
Eingabewerte
Berechnete Ergebnisse
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Axiale Verspannung
Berechnung axial verspannter Klemmverbindungen nach Schlottmann.
Axiale Verspannung
Berechnung axial verspannter Klemmverbindungen nach Schlottmann.
Die Verbindung wird über Reibfläche, Nenndrehmoment und erforderliche Spannkraft dimensioniert.
Eingabewerte
Berechnete Ergebnisse
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Werkstoffe & Kennwerte
Werkstoffdaten für Welle, Nabe, Passfeder, Schrauben und Verbindungselemente.
Werkstoffe & Kennwerte
Werkstoffdaten für Welle, Nabe, Passfeder, Schrauben und Verbindungselemente.
Die Werkstoffauswahl wird je nach Berechnungsmodul für die beteiligten Bauteile getrennt vorgenommen.
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