VDI VDE 2254 Blatt 1-1990 Precision engineering components rotating couplings permanent couplings.pdf

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1、DK 621.825.2621.825.6/.7(083.132) VDI/VDE-RICHTLINIEN September 1990VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREVERBAND DEUTSCHERELEKTROTECHNIKERFeinwerkelementeDrehkupplungenDauerkupplungenVDI/VDE 2254Blatt 1Precision engineering componentsRotating couplingsPermanent couplingsInhalt Seite1 Feste Kupplungen 22 Drehna

2、chgiebige Kupplungen 22.1 Drehelastische Kupplungen 22.2 Dauermagnetische Kupplungen 43 Gelenkkupplungen 53.1 Lngsbewegliche Kupplungen 53.2 Querbewegliche Kupplungen 63.3 Winkelbewegliche Kupplungen 7VDI/VDE-Gesellschaft FeinwerktechnikAusschu FeinwerkelementeVDI/VDE-Handbuch Feinwerktechnik Regist

3、er-Nr. 2Preisgr. 8B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11- 2 - VDI/VDE 2254 Blatt 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 19901 Feste KupplungenFeste Kupplungen werden selten un

4、d nur fr kleineDrehzahlen verwendet, weil die Mittelachsen fluchtenmssen oder ihr toleranzbedingter Versatz durchentsprechende Gestaltung der Lager und Wellen nichtunbercksichtigt bleiben darf. Feste Kupplungen sindin bezug auf die Bewegungsbertragung starr undmindern keine bertragungsste. Die bertr

5、agungsglieder sind lsbar an den Wellenenden befestigt.BeispieleKupplungen mit Hlse, Befestigung z. B. durchStifte oder Schrauben, Bild 1federnde Lappen, Bild 2federnde Toleranzringe, Bild 3Kupplungen mit Blechbiegeteil, Bild 4 , eignen sichzum bertragen kleiner Drehmomente.Flanschkupplungen bertrage

6、n grere Drehmomente, Bild 5. Die Flanschteile sind miteinanderverschraubt. Ein Zentrieren der Wellenenden, z. B.durch einen zylindrischen Ansatz in den Flanschteilen, ist zweckmig.Bild 1Bild 2Bilds2 Drehnachgiebige KupplungenDie Drehnachgiebigkeit wird durch elastischeZwischenglieder (Metallfedern,

7、Gummi-Kunststoffteile) oder Magnetfelder erreicht, die auf denKupplungsvorgang sto- und damit geruschminderndwirken.2.1 Drehelastische KupplungenSie werden dort angewendet, wo die von Antriebenverursachten Drehschwingungen und Erschtterungen von Getrieben oder dergleichen ferngehaltenwerden sollen.

8、Fertigungsbedingte Quer- oderWinkelverlagerungen der Wellen knnen in geringenGrenzen ausgeglichen werden. Die Grenzen sinddurch die Wahl des Werkstoffes und die Form derZwischenglieder bestimmt. Die hierbei zustzlichauftretenden Lagerbelastungen sind zu beachten./ /-7 j/ /II 1 7 yy1/y/yr /untereVerw

9、endiungsgi-enzeBild 280 1 2 34 567 8 Nm 10Drehmoment MBild 29. Zentrieren der Wellenenden vermindert die Belastungder Wellenlager und schliet den periodischen Drehwinkelfehlerweitgehend aus.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandard

10、sCollection - Stand 2016-11- 6 - VDI/VDE 2254 Blatt 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1990Bild 30. Mitnehmerkupplung fr kleine Drehmomente mitentsprechend geformtem BlechbiegeteilBild 31 . Der Mitnehmer kann als Klaue, Zylinder- oder Kugelzapfen gestaltet sein. Kugelza

11、pfen lassen zustzliche Winkelbeweglichkeit zu.Die Verwendung von zwei oder mehreren Mitnehmernbringt keine Vorteile fr das maximal zu bertragendeDrehmoment, weil durch vorhandene Toleranzen keingleichmiges Tragen der Mitnehmer gewhrleistet ist.Bild 33Bild 343.2 Querbewegliche KupplungenSie gleichen

12、Querverlagerungen der zu kuppelndenWellen aus. Dabei ist zwischen konstanter und variabler Querverlagerung zu unterscheiden. Konstant istsie durch die konstruktive Zuordnung der Wellen oderdurch Matoleranzen, variabel durch radial gerichteteBewegungen der Wellen whrend des Betriebes, z.B.Schwingunge

13、n.Grundform PTHTBild 32. Federnde Mitnehmerstifte erleichtern den Kupplungseingriff beim Zusammenbau. Das Beispiel zeigt unterschiedliche Ausfhrungen von federnden Mitnehmern.Das Kupplungsspiel kann durch zustzliche Federnbeseitigt werden. Die Federvorspannkraft mu grerals die maximal auftretende Um

14、fangskraft sein.Bild 33 zeigt die Ausfhrung mit einer Blattfederund Bild 34 die Ausfhrung mit einer Schraubenfeder, wobei hier ein Anschlag die berlastung derFeder verhindert.liehen Kreuzschieber ausgeglichen. Periodische Drehfehlerentstehen nicht.Die Kupplungen mit Kreuzschieber stellen Viergelenkg

15、etriebe dar.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1990 VDI/VDE 2254 Blatt 1 - 7 -BeispieleBild 36. Zwei Scheiben haben je eine Fhrungsnut.

16、 Zwischenihnen luft der Kreuzschieber als bertragungsglied, der aufjeder Stirnflche eine der Nut entsprechende Pafeder trgt.Angewendet wird diese Kupplung, wenn groe Querbeweglichkeit verlangt wird.i4Bild 40. Ohne Demontage trennbare Kupplung. Die Kreuzscheibe wird beim Trennen der Kupplung axial en

17、tgegen derFederkraft verschoben. Zur Montageerleichterung sind indiesem Beispiel die Abstnde der Zapfen der beiden Kupplungshlften verschieden.Bild 41 . Querbewegliche Kupplungen sind reibungs- und spielfrei, wenn die Schubgelenke durch Federgelenke ersetztwerden.Bild 37 und 38. Ausfhrungen mit quer

18、beweglicher Kreuzscheibe.Bild 39. Mit dieser Kupplung lassen sich die Wellen in jedegewnschte Drehstellung zueinander bringen. Eine Kupplungshlfte ist nach Lsen der Spannverbindung einstellbar.3.3 Winkelbewegliche KupplungenSie verbinden Wellen, deren Achsen sich unter einemWinkel, dem Ablenkungswin

19、kel a, schneiden oderparallel verschoben sind.GrundformenDer Ablenkungswinkel a wird durch winkelbewegliche Gelenke ausgeglichen.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-118 - VDI/VDE 2254 Blatt 1 Alle Rech

20、te vorbehalten (c) Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 199011 ay1 1Bild 42. EinfachkreuzgelenkBei der Verwendung von Einfachkreuzgelenken ist zubeachten, da die gleichfrmige Drehung der einenWelle eine ungleichfrmige der anderen zur Folge hat,was mit periodischem Winkelfehler bezeichnet wird.Die

21、aus der Ungleichfrmigkeit der Bewegungsbertragung entstehenden Nachteile halten sich im allgemeinen bei a: 10 in ertrglichen Grenzen.Bild 43. DoppelkreuzgelenkWerden zwei Einfachkreuzgelenke zu einem Doppelkreuzgelenk richtig hintereinander angeordnet verwendet, ist die Ungleichfrmigkeit der bertrag

22、enen Drehbewegung aufgehoben (siehe DIN 808 Wellengelenke).Bild 48. Zwei zylindrische Mitnehmerstifte, deren Achse sichrechtwinklig schneiden und in entsprechenden Schlitzen desanderen Wellenendes gefhrt sind, knnen als vollwertigesKreuzgelenk angewendet werden; es ist zustzlich lngsbeweglich.1111t1

23、-J1 1 153Bild 49. Zwei sich rechtwinklig nebeneinander kreuzendeMitnehmerstifte ersetzen kein Kreuzgelenk, sind jedoch frAblenkungswinkel bis zu 2 anwendbar.in die Kugel rille eingefedertIBild 44 bis 47. Einfachwellengelenke (Einfachkreuzgelenke)bestehen aus zwei ber ein Gelenkkreuz verbundenen Gele

24、nkteilen, die unter einem Winkel von 90 gekreuzt angeordnet sind(siehe DIN 808). Das Gelenkkreuz kann als Zylinder, Wrfel mitZapfen oder Lchern, Kugel usw. gestaltet sein.Einfache Kreuzgelenke lassen Ablenkungswinkela45, Doppelkreuzgelenke dementsprechend2 a: 90 ZU. Da mit zunehmendem Ablenkungswink

25、eldie Reibungsarbeit in den Gelenkteilen stark anwchst,empfiehlt es sich, mit Rcksicht auf den Wirkungsgradunter einem Ablenkungswinkel von 20 zu bleiben.J 111 T )1 / 1 Jv 1Bild 50. Kugelgelenkkupplungen knnen im Vergleich zu Bild48 in ihrem Durchmesser klein gehalten werden. Sie werden inoptischen

26、Gerten und in Uhren angewendet.Bild 51. Diese Ausfhrung ist nicht lngsbeweglich, da dieAchse des Mitnehmerstiftes nicht in jeder Lngslage durch denMittelpunkt der Kugel luft.SZZZ!22X Bild 52. Doppel-Kugelgelenkkupplungen lassen grere Winkelverlagerungen zu. Sie berbrcken auch Querverlagerungen.B9749

27、08A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten (c) Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1990 VDI/VDE 2254 Blatt 1 - 9 -Winkelbewegliche Kupplungen mit Federgelenkensind spielfrei. Anstelle

28、der ueren Reibung tritt eineperiodische Formnderung der elastischen bertragungsglieder (innere Reibung) auf. Sind sie als Einfachkreuzgelenkkupplung aufgebaut, dann ist auchhier die Bewegungsbertragung im Gegensatz zurDoppel- bzw. Mehrfachkreuzgelenkkupplung (z. B.Membrankupplung, Schraub- und Feder

29、kupplung)ungleichfrmig. Bei entsprechender Gestaltung lassensie auer der Winkel Verlagerung auch Lngs- undQuerverlagerung der Wellen zu. Hufig sind sie auchdrehelastisch. Bei Anwendung in Gerten der Nachrichtentechnik wird auf Drehsteifigkeit der KupplungWert gelegt. Werkstoffe fr elastische bertrag

30、ungsglieder sind Federblech, Gummigewebe oder andereelastisch wirkende Stoffe.Das elastische bertragungsglied besteht beiBild 53 aus zwei um 90 versetzten Blattfedern, beiBild 54 aus einem elastischen Ring. Die Winkelbeweglichkeit wird durch entsprechende Formgebungder Federn verbessert, Bild 55./Bi

31、ld 56. Diese Kupplung erlaubt zustzlich eine geringe Querverlagerung der Wellen. Die Federscheiben 1 und 3 sind derbesseren Nachgiebigkeit wegen mit Ausschnitten 4 versehenund freischwingend kreuzweise mit dem Ring 2 verschraubt.Bild 57. Die Winkel- und Querbeweglichkeit der Kupplung wirddurch gekrm

32、mte Blattfedern, die um 90 versetzt sind, verbessert. Bei kleinen Drehmomenten ist die Blattfeder noch ausreichend drehsteif.Bild 53 Bild 58-1 iBild 59Bild 54Bild 55Schraubenfederkupplungen nach Art der biegsamenWellen werden verwendet, wenn groe Winkelbeweglichkeit und Gleichfrmigkeit der Bewegungs

33、bertragung verlangt wird. Man unterscheidet entsprechend der Anwendung Kraftbertragungswellen,Steuerungs- und Anzeigewelle. Kupplungen fr Kraftbertragungswellen sind in der Regel nur fr eineDrehrichtung ausgelegt. Bei Steuerungs- und Anzeigewellen steht die Forderung nach mglichst drehwin-kelgetreue

34、r bertragung im Vordergrund.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11- 10 - VDI/VDE 2254 Blatt 1 Alle Rechte vorbehalten (c) Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1990Federenden aufgeschraubtBild 62. Sch

35、raubenfederkupplung mit mehreren WickellagenBild 60 und 61. Kupplungen mit einfacher SchraubenfederDer Winkeisinn der Feder mu mit der Drehrichtung derWellen bereinstimmen. In umgekehrter Drehrichtungsind nur 40% des Nenndrehmomentes bertragbar.Hufig haben die Schraubenfedem zur Erhhung derDrehsteif

36、igkeit mehrere Wickellagen, bei denen derFederdrahtquerschnitt kreisfrmig, rechteckig oderquadratisch sein kann, Bild 62. Der Wickelsinn istvon Lage zu Lage gegensinnig. Die Federenden sindim allgemeinen geschweit. Das bertragbare Drehmoment ist am grten, wenn sich die uere Lagefestzieht.Der kleinst

37、e zulssige Biegeradius betrgt beiB i 1 d 6 0 bis 6 2 je nach Drahtdicke d etwa 7 D. Allebiegsamen Wellen erfahren bei einer Drehmomentbelastung eine Verdrehung.Die Drehsteifigkeit wird durch zwei Schraubenfedernmit rechteckigem Querschnitt erhht, Bild 63.Sonderformen der Federkupplungen sind solche

38、mitelastischen Blgen, Bild 64, deren Werkstoff ausMetallfederrohr, Gummi oder Thermoplast u. a.bestehen kann. Sie lassen Lngs-, Quer- und Winkelverlagerungen der Welle zu. Blge aus Metallfederrohr sind uerst verdrehungssteif.Zur Verbindung kleinerer Wellendurchmesser und frkleine Drehmomente sind gu

39、mmielastische Formteilegeeignet, Bild 65 und 66. Sie werden auf denWellenenden aufgeklebt, aufvulkanisiert oder sindreibschlssig verbunden.Zahn- und Zahndoppelkupplungen haben Auen- undInnenverzahnung. Die Umfangskraft wird bei ihnendurch die Elastizitt des Werkstoffes auf eine grereAnzahl von bertr

40、agungsgliedern formschlssigverteilt, so da die bertragung grerer Drehmomente zulssig ist. Die Beanspruchung der Zhne wirdinsbesondere bei den Zahndoppelkupplungen gleichmiger, weil die uere Kupplungshlse den toleranzbedingten Querversatz der Wellen ausgleicht.Als Verzahnungsform verwendet man auer d

41、ergebruchlichen Evolventenverzahnung auch Sonderprofile, die gegenber den genormten ZahnprofilenBild 63Bild 64BEZZZZZZZZZZ23Bild 65ilrrlril/ 4Bild 66Bild 67. ZahnkupplungB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand

42、2016-11Alle Rechte vorbehalten (c) Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1990 VDI/VDE 2254 Blatt 1 - 11 -ein greres Flankenspiel haben. Auerdem wird dieVerzahnung des Innenteils am Zahnkopf meist gerundet, in Einzelfllen werden auch die Zahnflanken desInnenteils ballig ausgebildet, Bild 6 8 (Bogenz

43、ahnnach Tacke), um einen hheren Grad der Beweglichkeit der Kupplungsteile zueinander zu erzielen und dieKantenreibung zu vermindern.Bei der Zahndoppelkupplung, Bild 69 und 70, istdie mgliche Winkelverlagerung der Wellen 2 a. Diegrte zulssige Querverlagerung e der Wellen ist beigegebener maximaler Wi

44、nkelverlagerung je Zahnradpaar der Entfernung L der beiden Innenzahnkrnzedirekt proportional. Daher ergibt sich fr die zulssigeQuerverlagerung e die Beziehung e=L - im a.Die Winkelbeweglichkeit der Zahnradpaare wirddurch das Zahnspiel und die Zahnbreite b begrenzt.Deshalb wird die Zahnbreite b mit d

45、em festigkeitsmig bedingten Kleinstma ausgefhrt.Bild 70Einfache Montage bzw. Demontage der Wellen ohneAxialverschiebung der benachbarten Gerteteile wirddurch Teilung der Hlse ermglicht.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11